หลักฐานที่สนับสนุนทฤษฎีบิกแบง มีกี่หลักฐาน

ทฤษฎีบิ๊กแบง (Big Bang Theory) คือ แบบจำลองในจักรวาลวิทยาที่ใช้อธิบายถึงการกำเนิดและวิวัฒนาการของเอกภพ (Universe) ซึ่งเป็นทฤษฎีที่ได้รับการยอมรับและกล่าวถึงมากที่สุด จากหลักฐานทางวิทยาศาสตร์หลายชิ้นและการสังเกตการณ์ของเหล่านักดาราศาสตร์ ทำให้เกิดข้อสรุปร่วมกันว่า ขณะนี้ เอกภพ หรือจักรวาล กำลังขยายตัวออกไป ดวงดาวและกาแล็กซีกำลังเคลื่อนที่ออกห่างจากกันทุกวินาที

ดังนั้น เมื่อย้อนเวลากลับไปหลายพันล้านปีก่อนจนถึงจุดเริ่มต้นของทุกสรรพสิ่ง ทุกสสารและพลังงานในจักรวาล ต้องอยู่ใกล้ชิดกันยิ่งกว่านี้ และมีจุดกำเนิดมาจากจุดเดียวกัน นั่นคือ การระเบิดครั้งใหญ่ หรือ บิ๊กแบง

จากจุดที่มีขนาดเล็กยิ่งกว่าอะตอมเป็นพันล้านเท่า จุดที่มีอุณหภูมิและความหนาแน่นเป็นอนันต์ (Singularity) จุดที่รวมแรงทั้ง 4 ในธรรมชาติไว้เป็นหนึ่งเดียว (แรงโน้มถ่วง แรงแม่เหล็กไฟฟ้า แรงนิวเคลียร์เข้มและแรงนิวเคลียร์อ่อน) ก่อนจะเกิดการขยายตัว หรือ การระเบิดออกอย่างรวดเร็วและรุนแรง ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของเอกภพ สสาร และพลังงาน รวมถึงที่ว่าง (Space) และกาลเวลา (Time) ส่งสสารและพลังงานไปในห้วงอวกาศ ให้กำเนิดดวงดาวและกาแล็กซี จนเป็นจักรวาลอย่างที่เราเห็นอยู่ในทุกวันนี้

อ่านเพิ่มเติม : ระบบสุริยะจักรวาล

แนวคิดในทฤษฎีบิ๊กแบงถูกเสนอขึ้นครั้งแรก ในปี 1927 โดย บาทหลวง ฌอร์ฌ เลอแม็ทร์ (Georges Lemaître) ซึ่งเป็นทั้งนักดาราศาสตร์และศาสตราจารย์ชาวเบลเยียม ด้วยความเชื่อที่ว่า เอกภพมีจุดเริ่มต้นจากจุดเพียงจุดเดียว จุดเล็กๆ ที่มีความหนาแน่นสูง หรือที่เรียกว่า “อะตอมดึกดำบรรพ์” (Primeval Atom) ก่อนจะเกิดการระเบิดและขยายตัวจนมีขนาดใหญ่อย่างเช่นในปัจจุบันนี้ และจากความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ทฤษฎีบิ๊กแบงได้รับการยอมรับและการสนับสนุนจากหลักฐานทางวิทยาศาสตร์มากมาย

โดยเฉพาะการค้นพบ การขยายตัวของเอกภพ ในปี 1929 ของ เอ็ดวิน ฮับเบิล (Edwin Hubble) นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน ผู้ทำการสังเกตกาแล็กซี M33 ฮับเบิลพบว่าดาวฤกษ์ในกาแล็กซีข้างเคียงกำลังเคลื่อนที่ออกห่างจากเรา เช่นเดียวกับกาแล็กซีอื่นๆ ฮับเบิลใช้ปรากฏการณ์ดอปเปลอร์ (Doppler Effect) เพื่อตรวจวัดการเคลื่อนที่ของวัตถุผ่านคลื่นความถี่ และผลจากการสำรวจนี้ ทำให้ฮับเบิลค้นพบ ปรากฏการณ์การเลื่อนทางแดง หรือ เรดชิฟท์ (Red Shift) ซึ่งจะเกิดขึ้นเมื่อแหล่งกำเนิดแสงเคลื่อนที่ออกห่างจากผู้สังเกตการณ์ ดังนั้น หากกาแล็กซีเคลื่อนที่ห่างออกจากเราไปไกลเท่าไหร่ จะส่งผลให้ความยาวคลื่นที่ชัดเจนของแสงเลื่อนไปยังส่วนสีแดงของสเปกตรัมมากยิ่งขึ้นเท่านั้น

รวมถึงการค้นพบ อุณหภูมิพื้นหลังอวกาศ (Cosmic Microwave Background) โดย นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน 2 คน คือ โรเบิร์ต วิลสัน (Robert Wilson) และ อาร์โน เพนเซียส (Arno Penzius) ในปี 1965 ซึ่งพบว่าในจักรวาลมีอุณหภูมิราวลบ 270 องศาเซลเซียส กระจายอยู่ทั่วไปอย่างสม่ำเสมอ และรังสีความร้อนที่กระจายอยู่ทั่วไปนี้ สอดคล้องกับพลังงานที่หลงเหลืออยู่จากการระเบิดครั้งใหญ่ในทฤษฎีบิ๊กแบง ส่งผลให้การค้นพบครั้งนี้ ถูกเรียกว่า เสียงจากการระเบิด (Echoes of the Big Bang)

หลังการระเบิดและจักรวาลในวันนี้

หลังการระเบิดครั้งใหญ่ (Big Bang) เมื่อ 13.7 พันล้านปีก่อน เพียงเสี้ยววินาที ในสภาพที่อุณหภูมิร้อนจัดนั้น ก่อกำเนิดอนุภาคพื้นฐานคือ ควาร์ก (Quark) อิเล็กตรอน (Electron) นิวทริโน (Neutrino) และโฟตอน (Photon) รวมถึงพลังงาน กระจายไปทั่วจักรวาล พร้อมกับการเกิดของ ปฏิอนุภาค (Anti-particle) ที่มีประจุไฟฟ้าตรงกันข้าม เกิดการจับคู่กันของอนุภาคชนิดเดียวกัน ก่อนหลอมรวมกันจนเนื้อสารถูกแปรเปลี่ยนไปเป็นพลังงานจนหมดสิ้น ซึ่งโชคยังดีที่ในธรรมชาติ อนุภาคมีจำนวนมากกว่าปฏิอนุภาค การจับคู่กันที่ไม่ลงตัว ทำให้เกิดทั้งสสารและพลังงานในเอกภพของเรา หลังการระเบิดราว 3 แสนปี แรงจากการระเบิดส่งสสารและพลังงานกระจายไปทั่วห้วงอวกาศ ทำให้อุณหภูมิร้อนจัดลดลงเหลือราว 10,000 เควิน ก่อให้เกิดอะตอมไฮโดรเจนและฮีเลียม ซึ่งเป็นธาตุพื้นฐานในจักรวาล

ในขณะนั้น ยังไม่มีดวงดาวสักดวงปรากฏขึ้น จนเวลาผ่านไปกว่าหนึ่งพันล้านปี ดวงดาวและกาแล็กซีจึงถือกำเนิดจากกลุ่มก๊าซและฝุ่นผง เกิดวิวัฒนาการ รวมถึงการคงอยู่และดับไปของดวงดาวและกาแล็กซีมากมาย ซึ่งส่งผลให้จักรวาลในวันนี้ มีทั้งดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์น้อย ดาวหาง หรือ แม้แต่หลุมดำ

อย่างไรก็ตาม ในจักรวาลนั้นยังเต็มไปด้วยปริศนาที่เรายังไม่สามารถหาคำตอบได้ เช่น ก่อนหน้าการเกิดบิ๊กแบงมีสิ่งใดดำรงอยู่ หรือ ในห้วงอวกาศอันว่างเปล่านั้น มีสสารอะไรที่สามารถพยุงกาแล็กซีให้คงอยู่ในรูปร่างที่เราเห็นเช่นในปัจจุบันนี้ นักดาราศาสตร์เชื่อว่าในความเวิ้งว้างนั้น มีสสารมืด (Dark matter) และพลังงานมืด (Dark energy) ที่เรายังไม่สามารถหาคำอธิบายได้ดำรงอยู่ สสารมืด ที่นักดาราศาสตร์ทราบถึงการคงอยู่ของมัน จากอิทธิพลของแรงดึงดูดเพียงเท่านั้น สสารที่ไม่สะท้อนแสงและไม่มีแรงแม่เหล็กไฟฟ้าใดๆ รวมถึงพลังงานลึกลับที่ครอบคลุมถึงร้อยละ 70 ของปริมาณมวลและพลังงานในจักรวาล ขณะที่สสารที่เรารู้จัก จากตัวเราจนถึงดวงดาวบนท้องฟ้าเป็นเพียงสัดส่วนอันน้อยนิด (ร้อยละ 4) ในจักรวาลอันกว้างใหญ่แห่งนี้

……..เอ็ดเว็ด พี ฮับเบิล (ค.ศ. 1889 – 1953 )นักดาราศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ที่สุดคนหนึ่งในศตวรรษ ที่20 ศึกษารายละเอียดของดาวฤกษ์แต่ละดวงในกาแล็กซี M33 ซึ่งเป็นกาแล็กซีเพื่อน บ้าน พบว่าดาวฤกษ์หล่าวนี้ อยู่นอกกาแล็กซีของเราออกไป หลังจากที่ฮับเบิลได้พิสูจน์ว่า มีกาแล็กซีอีกเป็นจำนวนมากเขายังได้พิสูจน์อีกว่า กาแล็กซีเหล่านี้กำลังเคลื่อนที่ออกไปเมื่อกาแล็กซีอื่นเคลื่อนที่ห่างออกไปหรือเคลื่อนที่เข้าหากาแล็กซีของเรา แสงที่สังเกตเห็นจากกาแบ็กซีเหล่านี้จะเป็นสีอื่นที่แตกต่างไปจากตอนที่ยังไม่ได้เคลื่อนที่ ถ้ากาแล็กซีเคลื่อนที่ออกไปจะปรากฏมีสีแดงขึ้นเรียกว่า กาแล็กซีมีการเขยื้อนไปทางสีแดง หรือเรดชิพต์ถ้าเคลื่อนที่เข้าหาเรา กาแล็กซีเคลื่อนเข้าหาเรา กาแล็กซีจะปรากฏมีสีน้ำเงิน เรียกว่า เขยื้อนไปทางสีน้ำเงิน หรือบลูชิฟต์ปรากฏการณ์เปลี่ยนสีนี้เรียกว่า ปรากฏการณ์ดอปเปลอร์
ฮับเบิลได้ใช้ปรากฏการาดอปเปลอร์วัดความเร็วของกาแล็กซีต่างๆ และค้นพบความสัมพัทธ์เหลือเชื่อที่ว่ากาแล็กซีที่อยู่ไกลยิ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง นั้นคือเขาค้นพบว่า อัตราเร็วของกาแล็กซีเป็นปฏิภาคโดยตรงกับระยะห่าง และได้พบว่ากราฟมีความสัมพันธ์เชิงเส้นตรง ปัจจุบันเรียกว่า กฎของฮับเบิล กฎนี้แสดงว่าเอกภพทั้งหมดกำลังมีขนาดโตขึ้นก่อนการค้นพบกฎของฮับเบิล การวักระยะห่างของกาแล็กซีจำกัดอยู่ที่ระยะห่างมากที่สุด ประมาณ 10 ล้านปีแสง เท่านั้นเพราะ การหาระยะห่างจำเป็นต้องจับเวลาหาคาบของดาว แปรแสงแบบเซฟิด และที่ระยะ 10 ล้านปีแสง เป็นระยะห่างไกลเกิน กว่า ที่กล้องที่ดีที่สุด จะสามารถแยกภาพดาวแปร แสงในกาแล็กซี ออกเป็นดวงๆ ได้

……..มีอุณหภูมิประมาณ 3 เคลวิน กระจายอยู่ทั่วไปในจักรวาลอย่างสม่ำเสมอ โดยนักวิทยาศาสตร์สองคน คือ โรเบิร์ต วิลสัน (Robert Wilson) และ อาร์โน เพนเซียส ( Arno Penzius ) เมื่อปี ค.ศ. 1965 ซึ่งทำให้จักรวาลมีสภาพคล้ายจมอยู่ในทะเลพลังงานความร้อนคลื่นรังสีความร้อนที่กระจายอยู่ทั่วไปในจักรวาลนี้ สอดคล้องรับกับทฤษฎีกำเนิดจักรวาลจากการระเบิดครั้งยิ่งใหญ่ได้อย่างดีว่า เป็นพลังงานของการระเบิดที่ยังหลงเหลืออยู่ถึงปัจจุบัน เพราะเมื่อคำนวณจากขนาดของพลังงานความร้อนที่เหลืออยู่ในปัจจุบัน ย้อนหลังไปสู่จุดกำเนิดที่มา ก็จะลงตัวได้อย่างค่อนข้างดี จนกระทั่งคลื่นรังสีความร้อนประมาณ 3 เคลวินนี้ ถูกเปรียบเทียบเรียกเป็น เสียงจากการระเบิดครั้งยิ่งใหญ่ที่ยังเหลืออยู่ให้ได้ยินกันในปัจจุบัน

• ที่มา
– จันทนา พัตราพล.  หลักฐานที่สนับสนุนทฤษฎีบิกแบง.  เข้าถึงได้จาก: http://jantanphuttarpon.blogspot.com/2013/07/blog-post_2271.html  (วันที่ค้นข้อมูล: 20  มกราคม  2557 ).
– คุณครูชัยทศ  จำเนียรกุล.  ข้อสังเกตที่สนับสนุนทฤษฎีบิกแบง.  เข้าถึงได้จาก: http://www.chaiyatos.com/sky_lesson1.htm  (วันที่ค้นข้อมูล: 20  มกราคม  2557 ).

Share this:

• Twitter
• Facebook

Like this:

ถูกใจ กำลังโหลด...

หลักฐานที่สนับสนุนทฤษฎีบิ๊กแบงมีอะไรบ้าง

การค้นพบข้อมูลใดที่เป็นข้อมูลที่สนับสนุนแนวคิดของทฤษฏีบิกแบง

ไมโครเวฟพื้นหลังจากอวกาศที่ตรวจพบได้นำมาสนับสนุนทฤษฎีบิกแบงอย่างไร

เอ็ดวิน ฮับเบิลได้ศึกษาเกี่ยวกับข้อใดที่พบว่าเอกภพ มีการขยายตัว