หลัง กล้องเจมส์เวบบ์ พบกาแล็กซีใหม่ นักดาราศาสตร์ตั้งฉายาให้กาแล็กซีเหล่านี้ว่า ‘ผู้ทำลายล้างจักรวาล’ (universe breakers) เนื่องจากการมีอยู่ของพวกมันอาจทำลายทฤษฎีจักรวาลวิทยาในปัจจุบัน เพราะเมื่อประเมินข้อมูลทางสเปกตรัมแล้ว พวกมันมีอายุประมาณ 500-700 ล้านปีหลังเกิดจักรวาล ซึ่งเป็นอายุที่น้อยมาก

แต่สิ่งที่ประหลาดคือ มันมีขนาดใหญ่มหึมา ใหญ่พอๆ กับกาแล็กซีทางช้างเผือกของเรา ซึ่งสร้างปัญหาให้กับวิทยาศาสตร์ในปัจจุบัน เนื่องจากตามแบบจำลองการกำเนิดจักรวาลตั้งแต่บิ๊กแบง กาแล็กซีเหล่านี้จะไม่มีเวลาเพียงพอที่จะรวมตัวกันและเติบโตกลายมาเป็นกาแล็กซีที่รูปร่างสมบูรณ์เช่นนี้

“เราไม่เคยสังเกตเห็นกาแล็กซีที่มีขนาดมหึมาขนาดนี้มาก่อนเลยหลังเกิดบิกแบง” ไอโว แลบบี้ (Ivo Labbé) นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสวินบูรน์ (Swinbrune University of Technology) ในประเทศออสเตรเลียกล่าว และเสริมว่า

“กาแล็กซีทั้ง 6 ที่เราพบมีอายุมากกว่า 12 พันล้านปี หรือเพียง 500 ถึง 700 ล้านปีหลังจากบิกแบง มีขนาดถึง 100 พันล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ของเรา ซึ่งใหญ่เกินกว่าจะมีอยู่ในแบบจำลองปัจจุบันด้วยซ้ำ การค้นพบสามารถเปลี่ยนความเข้าใจของเราว่ากาแลคซียุคแรกสุดในจักรวาลของเราก่อตัวขึ้นได้อย่างไร”

ตามแบบจำลองจักรวาลที่นักวิทยาศาสตร์ยึดถือในปัจจุบันชี้ให้เห็นว่า ในช่วงเริ่มต้นของเอกภพนั้นไม่เหมือนกับตอนนี้ เมื่อเกิดบิกแบง จักรวาลอยู่ในสภาวะที่เรียกว่า ‘ซุปเดือด’ ของพลาสมา และต้องใช้เวลาให้เย็นตัวลงมากพอ จนอนุภาคพื้นฐานสามารถรวมกันเป็นอะตอม ซึ่งเป็นไฮโดรเจนและฮีเลียมนี่เองที่ทำให้ดาวดวงแรกเกิดขึ้น และมันก็ค่อย ๆ รวมตัวกันเป็นกาแล็กซีแรก เมื่อประมาณ 150-300 ล้านปีหลังจากบิกแบง

แม้หลักฐานเชิงสังเกต (Observational evidence) จะยากต่อการค้นหาเนื่องจากมันเป็นช่วงเวลาที่เลือนหายไปแล้ว แต่นักวิทยาศาสตร์ก็มีหลักฐานสนับสนุนตามเส้นเวลาอย่างสมเหตุสมผลตามหลักฟิสิกส์ มันบอกเราอย่างชัดเจนว่า 500-700 ล้านปีหลังบิกแบงนั้น กาแล็กซียังคงรวมตัวกันอยู่ หรือถ้ารวมตัวกันแล้วก็ยังคงมีขนาดเล็ก เช่นเดียวกับที่ JWST เคยตรวจพบกาแล็กซีที่เก่าแก่ยิ่งกว่านี้ แต่พวกมันก็ยังมีขนาดเล็กอย่างสมเหตุสมผล

“ปรากฏว่าเราพบบางสิ่งที่คาดไม่ถึง ซึ่งสร้างปัญหาให้กับวิทยาศาสตร์จริงๆ” โจเอล เลจา (Joel Leja) ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยรัฐเพนน์กล่าว “เราคาดว่าจะพบเพียงกาแลคซีอายุน้อยที่ขนาดเล็กอยู่ในเวลานี้ แต่กลายเป็นว่าเราได้ค้นพบกาแล็กซีที่โตเต็มที่พอๆ กับกาแล็กซีของเรา ในสิ่งที่เคยเข้าใจกันว่าเป็นรุ่งอรุณของเอกภพ (Cosmic Dawn)”

การอธิบายถึงการมีอยู่ของกาแล็กซีขนาดใหญ่เช่นนี้ในช่วงใกล้รุ่งอรุณนั้น นักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องทบทวนกฎพื้นฐานบางประการของจักรวาลวิทยาอีกครั้ง หรือทำความเข้าใจว่ากาแล็กซีแรกถือกำเนิดขึ้นจากกลุ่มดาวและฝุ่นขนาดเล็กได้อย่างไร ซึ่งทีมวิจัยกำลังพยายามเร่งค้นหา

แต่จนถึงตอนนี้ ข้อมูลจาก เจมส์ เวบบ์ ยังคงถูกต้อง ดังนั้น จะต้องมีข้อผิดพลาดจาก 1 ใน 2 ข้อดังไปต่อนี้ นั่นคือ ความเข้าใจเกี่ยวกับจักรวาลวิทยาของเราที่ยึดถือกันมานั้นมีอะไรบางอย่างผิดอยู่ หรือไม่ก็ความเข้าใจของเราเกี่ยวกับการก่อตัวของดาราจักรในเอกภพยุคแรกเริ่มอาจมีบางจุดที่ผิด

แต่ไม่ว่าจะเป็นเช่นไร ผลลัพธ์ของการค้นพบนี้จะเปลี่ยนแปลงและแก้ไขสิ่งที่สำคัญกับเรา เช่นเดียวกับที่ กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ เคยเปิดหน้าต่างใบใหม่ในการสำรวจจักรวาลของเรามาแล้วหลายครั้ง

สืบค้นและเรียบเรียง วิทิต บรมพิชัยชาติกุล

ที่มา

https://www.nature.com/articles/s41586-023-05786-2

https://www.sciencealert.com/astronomers-detect-6-massive-galaxies-so-old-they-cant-be-explained-by-science

https://www.theguardian.com/science/2023/feb/22/universe-breakers-james-webb-telescope-detects-six-ancient-galaxies

https://www.space.com/james-webb-space-telescope-giant-distant-galaxies-surprise