มีรูในจักรวาลหรือไม่?

ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2550 นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยมินนิโซตาได้ตีพิมพ์ผลการค้นพบที่น่าอัศจรรย์ในวารสารดาราศาสตร์ฟิสิกส์ พวกเขาประกาศว่าจักรวาลมีรูอยู่ในนั้น ซึ่งเป็นหลุมที่ใหญ่กว่าสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์เคยเห็นหรือคาดไว้มาก "หลุม" นี้ครอบคลุมเกือบหนึ่งพันล้านปีแสงและอยู่ห่างจากโลก 6 ถึง 10 พันล้านปีแสง ในกลุ่มดาว Eridanus [แหล่งที่มา: Daily Tech ] (สำหรับการอ้างอิง หนึ่งปีแสงวัดได้ประมาณหกล้านล้านไมล์)

แกลลอรี่รูปภาพ Space Dust

อะไรทำให้พื้นที่กว้างใหญ่นี้ของจักรวาลกลายเป็นหลุม? พื้นที่นี้แทบไม่มีร่องรอยของสสารจักรวาลเลย ซึ่งหมายความว่าไม่มีดาวดาวเคราะห์ ระบบสุริยะ หรือเมฆฝุ่นของจักรวาล นักวิจัยไม่พบแม้แต่สสารมืดซึ่งมองไม่เห็นแต่วัดได้ด้วยแรงโน้มถ่วง นอกจากนี้ยังไม่มีร่องรอยของหลุมดำที่อาจกลืนกินเรื่องนี้ครั้งหนึ่งในภูมิภาคนี้

เริ่มแรกตรวจพบหลุมนี้โดย โปรแกรม ของ NASAที่ศึกษาการแพร่กระจายของรังสีที่ปล่อยออกมาจากบิ๊กแบง ซึ่งนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ากำเนิดจักรวาลของเรา จากนั้นจึงตรวจสอบเพิ่มเติมโดยใช้ข้อมูลที่รวบรวมจากกล้องโทรทรรศน์ Very Large Array (VLA) ที่ใช้ในโครงการสำรวจท้องฟ้า NRAO VLA เพื่อศึกษาพื้นที่ขนาดใหญ่ของท้องฟ้าที่มองเห็นได้

นักวิจัยคนหนึ่งอธิบายว่าการค้นพบนี้ "ไม่ปกติ" ซึ่งขัดกับการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์และการศึกษาในอดีต [แหล่งที่มา: Yahoo News ] หลุมดังกล่าวอื่น ๆ หรือที่เรียกว่าช่องว่างเคยพบมาก่อน แต่การค้นพบนี้ใหญ่ที่สุด ช่องว่างอื่น ๆ มีจำนวนประมาณ 1/1000 ของขนาดของช่องว่างนี้ ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์เคยสังเกตช่องว่างที่อยู่ห่างออกไปสองล้านปีแสง - ในทางปฏิบัติตามถนนในแง่ของจักรวาล [แหล่งที่มา: CNN.com ]

นักดาราศาสตร์ Brent Tully บอกกับ Associated Press ว่าช่องว่างของกาแลคซีในทุกโอกาสเกิดขึ้นเนื่องจากพื้นที่ของอวกาศที่มีมวลสูงจากพื้นที่ที่มีมวลน้อยกว่า [แหล่งที่มา: CNN.com ] กว่าพันล้านปี ภูมิภาคหนึ่งสามารถสูญเสียมวลส่วนใหญ่ให้แก่เพื่อนบ้านจำนวนมากได้ ในกรณีของความว่างเปล่าขนาดยักษ์นี้ การศึกษาเพิ่มเติมอาจเปิดเผยเรื่องบางอย่างในภูมิภาคนี้ แต่ก็ยังน้อยกว่าที่พบในส่วน "ปกติ" ของอวกาศอย่างมาก

ก่อนหน้านี้เรากล่าวว่าความว่างเปล่าถูกค้นพบครั้งแรกผ่านโครงการของ NASA เพื่อตรวจสอบการแผ่รังสีที่เกิดจากบิ๊กแบง ในหน้าถัดไป เราจะพิจารณาโปรแกรมนั้นอย่างละเอียดยิ่งขึ้น และวิธีที่นักวิทยาศาสตร์สามารถมองย้อนกลับไปในประวัติศาสตร์ของจักรวาลได้ไกล -- เกือบจนถึงจุดเริ่มต้นของมัน -- เพื่อทำการค้นพบเช่นนี้

เมื่อวันที่ 30 มิถุนายน พ.ศ. 2544 NASA ได้เปิดตัว Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) ซึ่งเป็นดาวเทียมที่ใช้ทำแผนที่รังสีไมโครเวฟพื้นหลัง (CMB) รังสี CMB มีอายุหลายพันล้านปี ซึ่งเป็นผลพลอยได้จากบิ๊กแบงที่นักวิทยาศาสตร์ตรวจพบในรูปของคลื่นวิทยุ การแผ่รังสี CMB ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับประวัติศาสตร์ยุคแรกๆ ของจักรวาล แสดงให้เห็นว่ามันเป็นอย่างไรเมื่ออายุยังน้อยเพียงไม่กี่แสนปี และด้วยการตรวจสอบการแพร่กระจายของรังสี CMB นักวิทยาศาสตร์สามารถค้นหาว่าเอกภพมีการพัฒนาตั้งแต่เกิดบิกแบงอย่างไร และจะพัฒนาต่อไปอย่างไร หรือแม้แต่จุดจบ

จนกระทั่งโมฆะกาแลคซีขนาดยักษ์ได้รับการศึกษาเพิ่มเติมโดยนักวิจัยของมหาวิทยาลัยมินนิโซตา มันถูกเรียกว่า "จุดเย็น WMAP" เนื่องจาก นักวิทยาศาสตร์ ของ NASAวัดอุณหภูมิที่เย็นกว่าในภูมิภาคนี้มากกว่าในพื้นที่โดยรอบ ความแตกต่างของอุณหภูมิมีเพียงไม่กี่ล้านองศา แต่นั่นก็เพียงพอแล้วที่จะบ่งชี้ว่ามีบางสิ่งที่แตกต่างกันมากเกี่ยวกับส่วนของพื้นที่นั้น

เพื่อให้เข้าใจว่าทำไมช่องว่างทางช้างเผือกจึงดูเย็นกว่า ควรพิจารณาบทบาทของพลังงานมืด เช่นเดียวกับสสารมืด พลังงานมืดมีอยู่ทั่วไปในจักรวาลที่รู้จัก แต่ในพื้นที่ที่ขาดพลังงานมืด โฟตอน (ที่กำเนิดจากบิ๊กแบง) จะดึงพลังงานจากวัตถุเมื่อเข้าใกล้พวกมัน ขณะที่พวกมันเคลื่อนตัวออกไป แรงโน้มถ่วงของวัตถุเหล่านั้นจะนำพลังงานนั้นกลับคืนมา ผลที่ได้คือไม่มีการเปลี่ยนแปลงของพลังงานสุทธิ

พื้นที่ที่มีพลังงานมืดทำงานแตกต่างกัน เมื่อโฟตอนผ่านเข้าไปในอวกาศที่มีพลังงานมืด พลังงานมืดจะให้พลังงานโฟตอน ดังนั้น พื้นที่ที่มีโฟตอนและพลังงานมืดจำนวนมากจะแสดงขึ้นในการสแกนว่ามีพลังและร้อนขึ้น โฟตอนสูญเสียพลังงานบางส่วนหากผ่านช่องว่างทางช้างเผือกที่ขาดพลังงานมืด พื้นที่เหล่านั้นจะปล่อยรังสีที่เย็นกว่า โมฆะยักษ์ที่มีสสารหรือพลังงานมืดเพียงเล็กน้อย เช่น WMAP Cold Spot ทำให้อุณหภูมิการแผ่รังสีลดลงอย่างมีนัยสำคัญ

ทั้งสสารมืดและพลังงานมืดยังคงค่อนข้างลึกลับสำหรับนักวิทยาศาสตร์ การวิจัยทางวิทยาศาสตร์จำนวนมากกำลังดำเนินการเพื่อตรวจสอบสารเหล่านี้และบทบาทของสารเหล่านี้ในกระบวนการต่างๆ ของจักรวาล พลังงานมืดอาจเข้าใจได้น้อยกว่าสสารมืด แต่นักวิทยาศาสตร์ทราบดีว่าพลังงานมืดมีบทบาทสำคัญในการเร่งการเติบโตของเอกภพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประวัติศาสตร์จักรวาลวิทยาเมื่อเร็วๆ นี้ เรายังทราบด้วยว่าโฟตอนผ่านพลังงานมืดทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของพลังงานที่สร้างอุณหภูมิที่แตกต่างกันซึ่งจะแสดงอยู่ในแผนที่ CMB การตรวจสอบความผันผวนของอุณหภูมิเหล่านี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้ว่าจักรวาลเติบโตและพัฒนาอย่างไร และเมื่อพิจารณาว่าพลังงานมืดเป็นพลังงานประเภทที่พบได้บ่อยที่สุดในจักรวาล ก็ควรยังคงมีบทบาทสำคัญในการวิจัยจักรวาลวิทยาต่อไปอีกหลายปีต่อจากนี้

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับความว่างเปล่า พลังงานมืด และหัวข้อที่เกี่ยวข้อง โปรดดูที่ลิงก์ในหน้าถัดไป

บทความที่เกี่ยวข้อง

ลิงค์ที่ยอดเยี่ยมเพิ่มเติม

แหล่งที่มา