โดย โทมัส คัน เผยแพร่ เมื่อ 07 สิงหาคม 2018
ฮับเบิลเซ็กซี่บาคาร่าจับภาพกาแลคซีหลายแห่งของจักรวาลนี้โดยมีวงแหวนไอน์สไตน์ให้บูต เมื่อแสงจากกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลบิดเบี้ยวรอบมวลที่มีขนาดใหญ่มากเช่นกระจุกกาแล็กซีมันจะสร้างวงแหวนที่สง่างามนี้ (เครดิตภาพ: ESA/ฮับเบิล &A; กิตติกรรมประกาศ: จูดี้ ชมิดท์)
ครั้งต่อไปที่คุณกินมัฟฟินบลูเบอร์รี่ (หรือช็อกโกแลตชิพ) ให้พิจารณาว่าเกิดอะไรขึ้นกับบลูเบอร์รี่ในแป้งขณะที่มันอบ บลูเบอร์รี่เริ่มต้นจากการหั่นเข้าด้วยกันทั้งหมด แต่เมื่อมัฟฟินขยายตัวพวกเขาก็เริ่มย้ายออกจากกัน หากคุณสามารถนั่งบนบลูเบอร์รี่หนึ่งอันคุณจะเห็นคนอื่น ๆ ทั้งหมดย้ายออกไปจากคุณ แต่เช่น
เดียวกันกับบลูเบอร์รี่ที่คุณเลือก ในแง่นี้กาแลคซีเป็นเหมือนบลูเบอร์รี่มาก
ตั้งแต่บิ๊กแบงจักรวาลได้ขยายตัว ความจริงที่แปลกประหลาดคือไม่มีที่เดียวที่จักรวาลกําลังขยายตัว แต่กาแลคซีทั้งหมด (โดยเฉลี่ย) จะเคลื่อนที่ออกไปจากกาแลคซีอื่น ๆ ทั้งหมด จากมุมมองของเราในกาแล็กซีทางช้างเผือกดูเหมือนว่ากาแลคซีส่วนใหญ่กําลังเคลื่อนตัวออกไปจากเราราวกับว่าเราเป็นศูนย์กลางของจักรวาลที่เหมือนมัฟฟินของเรา แต่มันจะดูเหมือนกันทุกประการจากกาแล็กซีอื่น ๆ – ทุกอย่างกําลังเคลื่อนตัวออกไปจากทุกสิ่งทุกอย่าง
เพื่อให้เรื่องสับสนยิ่งขึ้นการสังเกตใหม่ชี้ให้เห็นว่าอัตราการขยายตัวนี้ในจักรวาลอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับว่าคุณมองย้อนเวลากลับไปไกลแค่ไหน ข้อมูลใหม่นี้ซึ่งตีพิมพ์ในวารสารดาราศาสตร์ฟิสิกส์บ่งชี้ว่าอาจถึงเวลาที่ต้องแก้ไขความเข้าใจของเราเกี่ยวกับจักรวาล
นักจักรวาลวิทยาแสดงลักษณะของการขยายตัวของจักรวาลในกฎง่ายๆ ที่เรียกว่ากฎของฮับเบิล (ตั้งชื่อตามเอ็ดวิน ฮับเบิล – แม้ว่าในความเป็นจริงแล้วจะมีคนอื่น ๆ อีกมากมายที่สั่งสอนการค้นพบของฮับเบิลก็ตาม) กฎของฮับเบิลคือการสังเกตว่ากาแลคซีที่อยู่ห่างไกลมากขึ้นกําลังเคลื่อนตัวออกไปในอัตราที่เร็วขึ้น ซึ่งหมายความว่ากาแลคซีที่อยู่ใกล้ๆ จะเคลื่อนที่ออกไปค่อนข้างช้าโดยการเปรียบเทียบ
ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วและระยะทางของกาแล็กซีถูกกําหนดโดย “ค่าคงที่ของฮับเบิล” ซึ่งอยู่ที่ประมาณ 44 ไมล์ (70 กม.) ต่อวินาทีต่อเมกะพาร์เซก (หน่วยความยาวทางดาราศาสตร์) สิ่งนี้หมายความว่ากาแล็กซีได้รับประมาณ 50,000 ไมล์ต่อชั่วโมงสําหรับทุก ๆ ล้านปีแสงมันอยู่ห่างจากเรา ในเวลาที่คุณจะต้องอ่านประโยคนี้กาแล็กซีที่ระยะทางหนึ่งล้านปีแสงจะเคลื่อนออกไปอีกประมาณ 100 ไมล์
การขยายตัวของจักรวาลนี้โดยกาแลคซีใกล้เคียงเคลื่อนที่ออกไปช้ากว่ากาแลคซีที่อยู่ห่างไกลคือสิ่งที่คาดหวังสําหรับจักรวาลที่ขยายตัวอย่างสม่ําเสมอด้วยพลังงานมืด (แรงที่มองไม่เห็นซึ่งทําให้การขยายตัวของจักรวาลเร่งตัวขึ้น ) และสสารมืด (รูปแบบสสารที่ไม่รู้จักและมองไม่เห็นซึ่งพบได้บ่อยกว่าสสารปกติถึงห้าเท่า) นี่คือสิ่งที่เราจะสังเกตบลูเบอร์รี่ในมัฟฟินที่ขยายตัว
ประวัติความเป็นมาของการวัดค่าคงที่ของฮับเบิลเต็มไปด้วยความยากลําบากและการเปิดเผยที่ไม่คาด
คิด ในปี 1929 ฮับเบิลเองคิดว่ามูลค่าต้องอยู่ที่ประมาณ 342,000 ไมล์ต่อชั่วโมงต่อล้านปีแสง ซึ่งใหญ่กว่าที่เราวัดได้ในตอนนี้ประมาณสิบเท่า การวัดค่าคงที่ของฮับเบิลอย่างแม่นยําในช่วงหลายปีที่ผ่านมาเป็นสิ่งที่นําไปสู่การค้นพบพลังงานมืดโดยไม่ได้ตั้งใจ ภารกิจเพื่อหาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับพลังงานลึกลับประเภทนี้ซึ่งคิดเป็น 70% ของพลังงานของจักรวาลได้เป็นแรงบันดาลใจในการเปิดตัวกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่ดีที่สุดในโลก (ปัจจุบัน) ซึ่งตั้งชื่อตามฮับเบิล
ตอนนี้ดูเหมือนว่าความยากลําบากนี้อาจดําเนินต่อไปอันเป็นผลมาจากการวัดที่แม่นยําสูงสองครั้งซึ่งไม่เห็นด้วยซึ่งกันและกัน เช่นเดียวกับการวัดทางจักรวาลวิทยาที่แม่นยํามากจนคาดว่าค่าของค่าคงที่ฮับเบิลจะเป็นที่รู้จักทุกครั้งแต่ก็พบว่าสิ่งต่าง ๆ ไม่สมเหตุสมผล แทนที่จะเป็นหนึ่งตอนนี้เรามีสองผลลัพธ์ที่แสดงให้เห็นในด้านหนึ่งเรามีการวัดที่แม่นยํามากใหม่ของพื้นหลังไมโครเวฟจักรวาล – สายัณห์ของบิ๊กแบง – จากภารกิจพลังค์ที่วัดค่าคงที่ฮับเบิลให้อยู่ที่ประมาณ 46,200 ไมล์ต่อชั่วโมงต่อล้านปีแสง (หรือใช้หน่วยของนักจักรวาลวิทยา 67.4 กม. / วินาที / Mpc)
ในอีกด้านหนึ่งเรามีการวัดใหม่ของดาวฤกษ์ที่เต้นเป็นจังหวะในกาแลคซีท้องถิ่นซึ่งมีความแม่นยําอย่างยิ่งซึ่งวัดค่าคงที่ฮับเบิลเป็น 50,400 ไมล์ต่อชั่วโมงต่อล้านปีแสง (หรือใช้หน่วยจักรวาลวิทยา 73.4 กม. / วินาที / Mpc) สิ่งเหล่านี้อยู่ใกล้เรามากขึ้นในเวลา
การวัดทั้งสองนี้อ้างว่าผลลัพธ์ของพวกเขาถูกต้องและแม่นยํามาก ความไม่แน่นอนของการวัดมีเพียงประมาณ 300 ไมล์ต่อชั่วโมงต่อปีแสงหนึ่งล้านปีแสงดังนั้นจึงดูเหมือนว่าการเคลื่อนไหวจะแตกต่างกันอย่างมีนัยสําคัญ นักจักรวาลวิทยาเรียกความขัดแย้งนี้ว่า “ความตึงเครียด” ระหว่างการวัดทั้งสอง – พวกเขาทั้งคู่ดึงผลลัพธ์ทางสถิติไปในทิศทางที่แตกต่างกันและบางอย่างต้องตะครุบเซ็กซี่บาคาร่า / สัตว์เลี้ยง
