เอกภพมีอายุเก่าแก่กว่าเล็กน้อยและอาจจะดูแปลกไปกว่าที่คิดไว้ก่อนหน้านี้เล็กน้อย ตามการวัดที่ดีที่สุดเท่าที่เคยมีมาของการแผ่รังสีที่หลงเหลืออยู่หลังบิ๊กแบง เมื่อวันที่ 21 มีนาคมที่งานแถลงข่าวในกรุงปารีส ข้อมูลจากดาวเทียมพลังค์รวมกันเป็นแผนที่ของแสงที่เหลือซึ่งส่วนใหญ่ยืนยันทฤษฎีของนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับประวัติศาสตร์ยุคแรกเริ่มของจักรวาล แต่ผลการวิจัยยังเผยให้เห็นถึงความแปลกประหลาดบางประการที่นักวิทยาศาสตร์จะต้องอธิบาย
FIRST LIGHT แผนที่ที่มีรายละเอียดมากที่สุดของรังสี
ที่หลงเหลือจากบิ๊กแบง เอื้อเฟื้อโดยกล้องโทรทรรศน์พลังค์ รังสีที่เหลือนี้อยู่เหนือศูนย์สัมบูรณ์ประมาณ 3 องศา โดยบริเวณสีแดงและสีน้ำเงินแสดงถึงพื้นที่ของท้องฟ้าที่อุ่นขึ้นและเย็นกว่าเล็กน้อยตามลำดับ ความผันผวนเล็กๆ น้อยๆ เหล่านี้ในเอกภพยุคแรกเริ่มพัฒนาไปสู่ดวงดาวและกาแล็กซีที่เราเห็นในปัจจุบัน
สำนักงานวิทยาศาสตร์ยุโรป PLANCK COLLABORATION
“ความชัดเจนและความแม่นยำของแผนที่ของพลังค์นั้นน่าทึ่งมาก” Richard Easther นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยโอ๊คแลนด์ในนิวซีแลนด์ ซึ่งไม่ได้อยู่ในทีมพลังค์กล่าว “ดีอย่างที่ใครๆ ก็หวัง”
ดาวเทียมพลังค์ซึ่งเปิดตัวโดยองค์การอวกาศยุโรปในปี 2552 สแกนท้องฟ้าเพื่อหาพื้นหลังไมโครเวฟคอสมิก ซึ่งเป็นการแผ่รังสีย้อนหลังไปประมาณ 380,000 ปีหลังจากบิ๊กแบง รังสีดังกล่าวเดิมมีอุณหภูมิประมาณ 2,700 องศาเซลเซียส แต่ได้เย็นตัวลงเหลือเพียง 2.7 องศาเหนือศูนย์สัมบูรณ์ พลังค์เป็นเทอร์โมมิเตอร์ที่มีความไวสูงซึ่งสามารถวัดอุณหภูมิของการแผ่รังสีนี้ได้ถึงหนึ่งในล้านขององศา
ความแม่นยำที่ไม่ธรรมดานั้นทำให้นักวิจัยสามารถทำแผนที่ความผันผวนของอุณหภูมิเพียงเล็กน้อยในรังสีได้ทั่วทั้งท้องฟ้า (จุดสีแดงในแผนที่นั้นร้อนกว่าอุณหภูมิเฉลี่ยประมาณ 1 ส่วนใน 100, 000 ในขณะที่จุดสีน้ำเงินจะเย็นกว่าเล็กน้อย) การก่อกวนเล็กน้อยเหล่านี้ในเอกภพยุคแรกเริ่มกลายเป็นดาวและกาแลคซี่ในที่สุด
George Efstathiou นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์
ซึ่งนำเสนอผลงาน Planck ในปารีสกล่าวว่าภาพดังกล่าว “อาจดูเหมือนลูกรักบี้สกปรก … แต่นักจักรวาลวิทยาบางคนจะยอมแพ้บุตรหลานของตนเพื่อขอรับสำเนาแผนที่นี้” ตอนนี้นักจักรวาลวิทยาสามารถเข้าถึงแผนที่ได้แล้ว พวกเขาจึงสามารถสรุปได้มากมายเกี่ยวกับวิวัฒนาการของเอกภพ
โดยส่วนใหญ่ ผลลัพธ์ของพลังค์จะสอดคล้องกับการคาดการณ์และการสังเกตทางทฤษฎีจากโพรบไมโครเวฟพื้นหลังก่อนหน้า COBE และ WMAP ข้อมูลดังกล่าวสนับสนุนทฤษฎีอัตราเงินเฟ้อ ซึ่งระบุว่าประมาณ 10 -30วินาทีหลังจากบิ๊กแบง เอกภพขยายตัวเร็วกว่าความเร็วแสงชั่วครู่
Alan Guth นักฟิสิกส์ของ MIT ผู้เสนออัตราเงินเฟ้อในปี 1981 กล่าวว่า “ไม่เพียงแต่อัตราเงินเฟ้อจะยังคงดูเหมาะสมอย่างยิ่งกับข้อมูลเท่านั้น แต่ยังดูเหมือนว่าแบบจำลองอัตราเงินเฟ้อที่ง่ายที่สุดคือรูปแบบที่เหมาะสมที่สุด”
พลังค์ยังยืนยันการคำนวณอายุและองค์ประกอบของจักรวาลก่อนหน้านี้ด้วยการปรับแต่งเล็กน้อย นักวิจัยที่วิเคราะห์ข้อมูลของกล้องโทรทรรศน์ประกาศว่าจักรวาลมีอายุประมาณ 13.81 พันล้านปีหรือ 80 ล้านปีเก่ากว่าที่เคยคิดไว้ มันมีสสารมากกว่า ทั้งชนิดธรรมดาที่เรามองเห็นและของใหญ่ที่เรามองไม่เห็น และมีเอนทิตีลึกลับที่เรียกว่าพลังงานมืดน้อยกว่าที่สังเกตไว้ก่อนหน้านี้
พลังค์ยังพบคุณสมบัติหลายอย่างที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์ประหลาดใจ ที่สังเกตได้ชัดเจนที่สุดคือ WMAP ที่เล่นโวหารพบว่าครึ่งหนึ่งของท้องฟ้าดูเหมือนจะมีความผันผวนมากกว่าที่อื่น ทฤษฎีทำนายว่าจักรวาลควรมีลักษณะเหมือนกันในทุกทิศทาง
Efstathiou กล่าวว่านักวิจัยควรจะสามารถอธิบายถึงความไม่สมดุลนี้ได้โดยไม่ต้องเรียกใช้ฟิสิกส์ใหม่ แต่เขาเปิดโอกาสที่ยั่วเย้าให้เปิดกว้างมากขึ้น เช่น จักรวาลของเราเป็นเพียงหนึ่งในหลาย ๆ จักรวาลที่กว้างใหญ่ไพศาล นั่นคือเพลงที่หูของนักฟิสิกส์มหาวิทยาลัยนิวยอร์ก Matthew Kleban ผู้วางแผนที่จะค้นหาข้อมูลพลังค์เพื่อเป็นหลักฐานว่าจักรวาลของเราชนกับอีกอันหนึ่งในอดีตอันไกลโพ้น “ยังเร็วเกินไปที่จะพูดว่า [ความผิดปกติ] หมายถึงอะไร แต่ดูเหมือนว่ามีงานที่น่าสนใจมากที่ต้องทำ” เขากล่าว
ข้อมูลพลังค์ยังให้อัตราการขยายตัวที่ต่ำอย่างไม่คาดคิดสำหรับเอกภพ ซึ่งเป็นตัวเลขที่เรียกว่าค่าคงที่ฮับเบิล ซึ่งอธิบายว่าพลังงานมืดขยายโครงสร้างของอวกาศมากขึ้นเพียงใด Martin White นักวิทยาศาสตร์จาก Planck จาก University of California, Berkeley กล่าวว่า “นี่เป็นหนึ่งในส่วนที่น่าตื่นเต้นที่สุดของข้อมูล “ความหวังคือสิ่งนี้ชี้ไปที่ฟิสิกส์พิเศษที่เราไม่รู้”
พลังค์ได้ให้ข้อมูลเพียงพอที่จะทำให้นักฟิสิกส์ไม่ว่างมาหลายปีแล้ว แต่ยังไม่เสร็จ กล้องโทรทรรศน์ยังคงทำการสังเกตการณ์อยู่ และในอีกประมาณหนึ่งปีนักวิจัยจะเพิ่มข้อมูลอีกจำนวนมากลงในส่วนผสม “นักจักรวาลวิทยาจะปีนขึ้นไปบนภูเขาเพื่อทำความเข้าใจข้อมูลพลังค์” อีสเธอร์กล่าว
ย้อนหลัง | เรื่องมากขึ้น
จักรวาลมีสสารและพลังงานน้อยกว่าที่เคยคิด การวัดจากพลังค์แนะนำ ข้อมูลเปิดเผยว่ามากกว่าหนึ่งในสี่ของจักรวาลประกอบด้วยสสารมืด อนุภาคขนาดใหญ่แปลกประหลาดที่ยึดกาแลคซีไว้ด้วยกัน แต่ไม่มีปฏิกิริยากับแสง อีก 5 เปอร์เซ็นต์ประกอบด้วยสสารธรรมดา อะตอมที่ประกอบเป็นดาว ดาวเคราะห์ และผู้คน พลังค์สร้างความประหลาดใจที่ยิ่งใหญ่ที่สุดด้วยการเสนอพลังงานมืดที่ต่ำกว่าที่คาดไว้ ซึ่งขยายพื้นที่ว่างและทำให้จักรวาลขยายตัวในอัตราที่เพิ่มมากขึ้นเรื่อย ๆ เป็นผลให้นักวิทยาศาสตร์ของ Planck กล่าวว่าจักรวาลไม่ได้ขยายตัวเร็วเท่าที่การวัดก่อนหน้านี้ได้แนะนำ
credit : tinyeranch.com grlanparty.net echotheatrecompany.org lakecountysteelers.net yingwenfanyi.org thisdayintype.com celebrityfiles.net nydigitalmasons.org nikeflyknitlunar3.org unutranyholas.com
