ความลึกลับของกาแล็กซี่ ?
กาแล็กซี่
มีจุดกำเนิดและวิวัฒนาการอย่างไร?
คือหนึ่งในความลึกลับของจักรวาลที่นักดาราศาสตร์พยายามไขความลึกลับนี้มานาน หลายสิบปี
เช่นเดียวกับความลึกลับของสสารมืด (Dark Matter)
สสารที่มองไม่เห็นและพลังงานมืด (Dark Energy)
พลังงานลึกลับซึ่งต่อต้านแรงโน้มถ่วงและผลักจักรวาลให้ขยายตัวด้วยอัตราเร่งในทุกวันนี้
แซนดี้
เฟเบอร์ นักดาราศาสตร์จากหอดูดาวลิค แคลิฟอร์เนีย
เจ้าของผลงานการศึกษาการกำเนิดกาแล็กซี่ที่โดดเด่นคนหนึ่งอธิบายถึงความ
สำคัญของการศึกษากาแล็กซี่อย่างง่ายๆ ว่า "กาแล็กซี่คือส่วนประกอบของจักรวาล
ดังนั้นนักดาราศาสตร์จึงพยายามใฝ่หาคำตอบว่ามันกำเนิดมาได้อย่างไร"
ในช่วงต้น ของทศวรรษที่ 1980
นักจักรวาลวิทยาเริ่มนำเราใกล้ความลับนี้เมื่ออธิบายปรากฏการณ์ภายหลังบิ๊ก แบงเมื่อ 13.7
พันล้านปีก่อนว่า เมื่อจักรวาลอยู่ในวัยทารกมันจะขยายตัวอย่างรวดเร็วซึ่งเรียกกันว่าการพอง
ตัว (Inflation)
การพองตัวนี้จะกระจายความหนาแน่นไปในทุกทิศทาง
ความ รู้นี้ทำให้นักดาราศาสตร์เริ่มมองเห็นว่าจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างไร
แต่ก็ยังไม่สามารถอธิบายการกำเนิดกาแล็กซี่ได้ ต่อมาเมื่อมีการค้นพบสสารมืด
ทฤษฎีกำเนิดกาแล็กซี่จึงอธิบายว่า ก่อนการพองตัวของจักรวาล
ความหนาแน่นในจักรวาลมีลักษณะราบเรียบ
แต่เมื่อมันพองตัวการจะเกิดการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของอาณาบริเวณใน จักรวาลอย่างรุนแรง
กล่าวคือเปลี่ยนจากความหนาแน่นที่ราบเรียบและสม่ำเสมอคล้ายทะเลสาบที่ไร้ คลื่นลม
กลายมาเป็นความหนาแน่นที่ไม่ราบเรียบและกระเพื่อมเหมือนคลื่นในทะเลขณะกำลัง เกิดพายุ
ในขณะ เดียวกันสสารมืดก็จะทำให้เกิดการกระเพื่อมมากขึ้นเพราะมันจะดึงดูดสสารปกติ
ให้มารวมกันเป็นกลุ่มเป็นก้อนเหมือนหยดน้ำบนใยแมงมุม
ทำให้บริเวณเหล่านี้กลายเป็นบริเวณที่มีความหนาแน่นสูงมากและมีแรงโน้มถ่วง มากกว่าบริเวณที่อยู่รายรอบ
แรงโน้มถ่วงจะดึงสสารปกติให้เข้ามารวมกันมากขึ้นๆ จนกระทั่งกลายเป็นแหล่ง "วัตถุดิบ"
ที่จะให้กำเนิดกาแล็กซี่ในที่สุด
ทฤษฎีนี้มีความเป็นไปได้จากหลักฐานการค้นพบรังสีฉากหลังของจักรวาล
(Cosmic Microwave Background-CMB)
ซึ่งยังคงเห็นได้อยู่ทุกวันนี้ นอกจากนั้นการค้นพบว่าในกาแล็กซี่มีปริมาณของสสารมืดมากกว่าสสารปกติราว
10 เท่าก็เป็นหลักฐานอีกชิ้นหนึ่งที่สนับสนุนให้ทฤษฎีนี้มีความน่าเชื่อถือมาก
ยิ่งขึ้น
อย่าง ไรก็ตาม นักดาราศาสตร์ก็ยังไม่เคยพิสูจน์ทฤษฎีนี้จากของจริงเลย จวบจนกระทั่งถึงปี
ค.ศ.2002 ริชาร์ด เอลลิส นักดาราศาสตร์จากสถาบันเทคโนโลยีแห่งแคลิฟอร์เนียและทีมงานใช้กล้อง
โทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (Hubble Space Telescope) และกล้องโทรทรรศน์เค้ก (Keck telescope)
ใน
ฮาวายมองย้อนกลับไปในอดีตหลังบิ๊กแบงไม่นานนักแล้วพบกระจุกดาวที่ระยะทาง 13 พันล้านปีแสง
ขนาดของมันเล็กมากเท่ากับ 1 ใน 20 ของขนาดกาแล็กซี่ทางช้างเผือกของเราและมีดาวอยู่เพียง 1
ล้านดวงเท่านั้น
ทีม ค้นพบบอกว่ากระจุกดาวดังกล่าวนี้ถือกำเนิดในช่วงเวลาไม่เกิน 1 พันล้านปีหลังบิ๊กแบง
และอธิบายว่ากระจุกดาวนี้คือตัวอย่างต้นกำเนิดของส่วนประกอบของกาแล็กซี่
ซึ่งถือกำเนิดขึ้นหลังบิ๊กแบงในราว 2 พันล้านปี ต่อจากนั้นในอีกราว 2-3
พันล้านปีกาแล็กซี่เหล่านี้ก็กลายเป็นกาแล็กซี่เก่าแก่ซึ่งมีหลายรูปทรง อาทิ กาแล็กซี่รูปเกลียว
กาแล็กซี่รูปทรงกลม กาแล็กซี่ไร้รูปร่าง เหมือนอย่างที่เราเห็นกันอยู่ในปัจจุบัน
ทว่าจำนวนกาแล็กซี่ในช่วงเวลาดังกล่าวจะมีมากกว่าในปัจจุบันประมาณ 3-10 เท่า
การค้นพบครั้งนี้เป็นที่ยอมรับ ของนักดาราศาสตร์โดยทั่วไป
แต่สิ่งที่ยังหาคำตอบไม่ได้ก็คือ
ทำไมกาแล็กซี่จึงหลายรูปทรงและมีขนาดและสีที่แตกต่างกัน
ล่า
สุดนักดาราศาสตร์อีกทีมได้ให้รายละเอียดมากยิ่งขึ้น
และเป็นการค้นพบที่นำความประหลาดใจเหนือความคาดหมายอย่างที่ทฤษฎีไม่เคยว่า ไว้
นั่นคือการพบว่ากาแล็กซี่ในยุคนั้นเติบโตอย่างรวดเร็วแต่ตายเมื่ออายุยัง น้อย
ไอโว แลบบี้ นักดาราศาสตร์จากหอดูดาวคาร์เนกี้และทีมงานใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ ศึกษากาแล็กซี่มวลมากจำนวนราว 12 กาแล็กซี่ย้อนอดีตหลังบิ๊กแบง 2 พันล้านปีหรือช่วงเวลาที่จักรวาลมีอายุน้อยกว่า 1 ใน 5 ของอายุจักรวาลในปัจจุบัน
กาแล็กซี่ เหล่านี้มีดาวแออัดอยู่ราวๆ 100 พันล้านดวง และมีรูปทรงแตกต่างกัน
บางกาแล็กซี่กำลังให้กำเนิดดาวดวงใหม่อยู่ บางกาแล็กซี่ถูกปกคลุมด้วยฝุ่น
และบางกาแล็กซี่เป็นกาแล็กซี่ที่ตายแล้ว
แลบบี้กล่าวเปรียบเทียบว่า
จักรวาลในขณะเยาว์วัยนั้นก็เหมือนกับสวนสัตว์ขนาดใหญ่ที่เต็มไปด้วยสัตว์ นานาชนิด
มีกาแล็กซี่หลากหลายเหมือนที่เราเห็นกันอยู่ในปัจจุบัน
แต่ ในบรรดากาแล็กซี่เหล่านั้นมีกาแล็กซี่จำนวนหนึ่งที่ตายแล้วซึ่งไม่เป็นไปตาม
ทฤษฎีที่กล่าวไว้ว่ากาแล็กซี่ที่ตายแล้วจะเกิดก็ต่อเมื่อจักรวาลอายุมากแล้ว
อะไร
ที่เป็นสาเหตุทำให้กาแล็กซี่ในช่วงแรกเริ่มของจักรวาลมีอายุสั้น นักดาราศาสตร์ยังไม่รู้แน่ชัด แลบบี้
บอกว่าอาจจะเกิดจากหลุมดำยักษ์ในใจกลางกาแล็กซี่ดูดกลืนก๊าซและปลดปล่อย
รังสีออกมาซึ่งขัดขวางการกำเนิดดวงดาวในกาแล็กซี่นั้นก็เป็นได้
ก่อนหน้านี้ไม่นานนักกล้องโทรทรรศน์อวกาศกาเลก (Galaxy
Evolution Explorer-GALEX) ขององค์การนาซ่า
ตรวจพบกาแล็กซี่ขนาดใหญ่หรือกาแล็กซี่มวลมาก มีอายุอยู่ในระหว่าง 100 ล้านปี-1 พันล้านปี
อยู่ห่างจากโลกราว 2 พันล้านปี-4 พันล้านปีแสง
การค้นพบของกล้องกาเลกหักล้างทฤษฎีที่ว่า
อัตราการเติบโตของเทหวัตถุในจักรวาลหรือการกำเนิดกาแล็กซี่กำลังลดลงเรื่อยๆ
แม้ว่าจักรวาลยังคงให้กำเนิดกาแล็กซี่อยู่ก็ตาม แต่มันเป็นเพียงกาแล็กซี่ขนาดเล็กเท่านั้น
ทั้งนี้เพราะว่าจักรวาลกำลังขยายตัว สสารที่เคยอยู่รวมกันอย่างหนาแน่นในช่วงแรกๆ
ของจักรวาลได้กระจายตัวออกไป จนยากที่จะทำให้เกิดกาแล็กซี่ขนาดใหญ่เหมือนในยุคแรกๆ ได้
การ ไขความลับของกาแล็กซี่ที่ผ่านมาหลายครั้ง
ดูประหนึ่งว่ายิ่งศึกษากาแล็กซี่มากเท่าใด ก็จะพบกับความลึกลับซับซ้อนของมันมากยิ่งขึ้นเท่านั้น
ทุกวันนี้กาแล็กซี่จึงยังคงเป็นหนึ่งในความลึกลับสุดยอดของจักรวาลอยู่ต่อไป
Credit:http://www.artsmen.net/content/show.php?Category=spaceboard&No=2573