ย้อนเวลาดูจักรวาล : New Model of the Early Universe

ย้อนเวลาดูจักรวาล : New Model of the Early Universe

ความเดิมต่อจาก Big Bang model ตลอดเวลาที่ผ่านมา Big Bang model แสดงให้ประจักษ์ว่า จักรวาลปรากฎขึ้น มีอายุราว 13.7 พันล้านปี ด้วยการระเบิดครั้งใหญ่ ต่อมาเกิดการขยายตัว ไหลท่วมไปด้วยอนุภาคขนาดเล็ก ภายในไม่กี่วินาที จักรวาลเต็มไปด้วยพลังงาน ต่อมาเริ่มก่อตัวข้นและแข็งขึ้น ขนาดจักรวาลใหญ่โตขึ้น อนุภาคเหล่านั้นรวม ตัวกันก่อกำเนิดดาว และ กาแล็คซี่ ป็นกลุ่มๆในยุคถัดมา ปัญหาที่ต้องขบคิดต่อมาว่า จักรวาลให้กำเนิดดาว และกาแล็คซี่เมื่อเวลาใดแน่ แต่เดิมบางทฤษฎีระบุว่า เพียงไม่กี่แสนปี บางทฤษฎีให้เวลา 1 พันล้านปี สิ่งที่ต้องการทราบ คือ จักรวาลยุคแรกเก่ามากๆนั้น ต่างจักรวาลยุคเก่าในเวลา ที่ถัดมาหรือไม่ ซึ่งยังไม่คำตอบสุดท้ายในเรื่องนี้ การหาหลักฐาน ด้วยการย้อนเวลาหาภาพจักรวาล ความพยายาม จัดทำเลียนแบบย้อนหลังเหตุการณ์ (Computer simulations) เพื่อต้องการเห็น การปรากฎขึ้นของจักรวาล ย้อนหลังกลับไปสู่เวลานั้นโดยเชื่อว่า การส่องแสง (Shed light) อาจไม่ได้เกิดจากจากการก่อตัวของ กาแล็คซี่เท่านั้น แต่เกิดจากความลึกลับของ Dark matter (สสารมืด) ซึ่งมีอยู่ทั่วไปจำนวน 85% ของสสารทั้งหมดในจักรวาล อาจแสดงผลมีบทบาทผูกพันกัน กับโครงสร้างของ กาแล็คซี่ในยุคดึกดำบรรพ์ ผลจากการมองย้อนเวลากลับไป ทำให้ได้เรียนรู้และเข้าใจ เรื่องกาแล็คซี่เกิดขึ้น ได้อย่างไร ท่ามกลางสสารมืดจำนวนมาก และการเข้าใจเรื่องสสารมืดซึ่งเป็น กุญแจสำคัญ ต่อการก่อตัวกาแล็คซี่ และอีกเหตุผลสำคัญ คือ หากไม่มีสสารมืด คงไม่มีมนุษย์ในวันนี้

New Model of the Early Universe

การใช้ Computer simulation วิเคราะห์ข้อมูล สสารมืด ความโชติช่วงของแสง และมวลวัตถุ ให้เป็นแบบอย่างเหมือนย้อนเวลากลับไป ทำให้ได้ภาพอดีตจักรวาล ย้อนหลัง 590 ล้านปี 1,000 ล้านปี 1,900 ล้านปี และจักรวาลจนถึงปัจจุบัน 13.7 พันล้านปี หลังเกิด Big Bang ตามลำดับ ซึ่งตั้งแต่เริ่มต้น สสารมืดแสดงการเกาะตัวกันเป็นกลุ่มเล็ก เวลาผ่านมาแรงโน้ม ถ่วงผลักดันให้ขยายตัวออกไปด้วยกัน ผลวิเคราะห์ยังไม่พบอะไรเหมือนดังเช่น สสารสามัญในกาแล็คซี และการแสดง ภาพกาแล็คซี่มีขนาดใหญ่ ในแต่ละพื้นที่จักรวาล ได้ให้ ผลิตผลก่อ ตัวดาวด้วยความเร็ว หากนำมาเทียบเคียงกับกาแล็คซี่ขนาดใหญ่ปัจจุบันนี้ มีการ ชะงัก และลดลงกว่าเดิมในยุคแรก ผลที่ทราบจาก Computer simulations โดยมีการสรุปความจาก Model of the Early Universe ว่าไม่ใช่สสารมืดทั้งหมด ที่เป็นสื่อให้เกิดการก่อตัวของกาแล็คซี่ และกลุ่มสสารมืดทั้งหมดไม่สามารถ สร้างกาแล็คซี่ได้ แต่เป็นเงื่อนไขหนึ่งเท่านั้นต่อการสร้างกาแล็คซี่ เช่น Milky Way มีโครงสร้างของสสารมืด เพื่อการก่อตัวของดาวและกาแล็คซี่ ในสัดส่วนที่เหมาะสม ภาพ Computer simulations จาก Durham University's Institute for Computational Cosmology แสดงย้อนเวลากลับไปหลัง Big bang ตามลำดับ

ย้อนเวลาจักรวาล เมื่อ 590 ล้านปี หลัง Big Bang พบสสารมืด (แสดงค่าสีเขียว) แผ่ท่วมและยืดตัวออกมา และในหมู่ดาว มีแสงโชติช่วงมากบ้างน้อยบ้าง (สีเหลืองบางๆ)

ย้อนเวลาจักรวาล เมื่อ 1,000 ล้านปี หลัง Big Bang โดยสสารมืด (แสดงค่าสีเขียว ม้วนเป็นใย) จุดต่างๆที่โปรยปราย คือ หมู่ดาว สีที่แตกต่างกันแสดงลำดับชั้น ของแสงโชติช่วงจากดาว เริ่มต้นมีความสว่างของดาว (สีเหลือง)

ย้อนเวลาจักรวาล เมื่อ 1,900 ล้านปี หลัง Big Bang โดยสสารมืด (แสดงค่าสีเขียว ม้วนเป็นใย) จุดต่างๆที่โปรยปราย คือหมู่ดาว สีที่แตกต่างกันแสดงลำดับชั้น ของแสงโชติช่วงจากดาว เริ่มต้นมีความสว่างของดาว (สีเหลือง)

จักรวาลในวันนี้ ราว 13.7 ล้านปีหลัง Big Bang สสารมืด (แสดงค่าสีเขียว ม้วนเป็นใย) หมู่ดาวลดลงและหายไป สสารมืดเหลืออยู่ แต่ความหนาแน่นต่างจากจักรวาลยุคต้น

ทั้งสองแบบคือ สสารมืดที่มีความหนาแน่น ในจักรวาลครั้นอดีต

คำอธิบายเพิ่มเรื่องสสารมืด Cold dark matter model เหมือนใยลวดเส้นเล็กๆ มีจำนวนมากมาย บริเวณใกล้ จุดรัศมีแสง วงกลม เป็นจุดสำคัญที่มีอิทธิพล ต่อขนาดและอายุของดาว Warm dark matter model มีกระแสพลังธรรมชาติ (Energetic nature) ที่ไม่ รุนแรง ของสสารมืด เป็นตัวขัดขวางเกิดจาก การก่อตัวของโครงสร้าง กาแล็คซี่เก่าที่ยังหลงเหลืออยู่ การสำรวจพบกาแล็คซี่ยุคแรกของจักรวาล ยังหลงเหลือในส่วนลึก จำนวนมาก กว่า500 กาแล็คซี่ ซึ่งได้เติบโตขึ้น ในขณะที่ขนาดจักรวาลเทียบได้เพียง 7% (ราว 1 พันล้านปี) กับขนาดจักรวาลในวันนี้ (13.7 พันล้านปี) โดยกาแล็คซี่ส่วน ใหญ่อยู่ในพื้นที่จำกัด เนื่องมีขนาดไม่ใหญ่นัก มีข้อสังเกตว่า กาแล็คซี่เก่าแก่เหล่านั้นมีสีฟ้าอ่อนเช่นเดียวกับ ดาวที่ก่อตัวใหม่ ซึ่งทั้งสองเรื่อง สสารมืดและกาแล็คซี่เก่าแก่ จะเป็นหลักฐานช่วยสนับสนุนว่า แสงแรกของจักรวาล ปรากฎขึ้นเมื่อใด

กาแล็คซี่ยุคแรกของจักรวาล

References : Royal Society Research Fellow in the Department of Physics at Durham University. Durham University's Institute for Computational Cosmology NASA's Hubble Space Telescope