อายุเอกภพ มีอายุ 2.67 หมื่นล้านปี นักวิทย์ฯ รู้ได้อย่างไร?

อายุเอกภพ การหาคำตอบที่ไม่มีวันสิ้นสุด

การค้นหา อายุเอกภพ ที่แท้จริง เป็นประเด็นที่นักดาราศาสตร์ทั่วโลกต่างถกเถียงกันมาโดยตลอด จนกระทั่งทุกวันนี้ อายุของเอกภาพก็ยังเป็นประเด็นที่้เปิดกว้างให้นักวิทยาศาสตร์รุ่นใหม่ร่วมค้นหาคำตอบ และนำเสนอข้อมูลใหม่ ๆ เพื่ออภิปรายร่วมกับข้อมูลเดิมที่มีอยู่แล้ว

ล่าสุด เมื่อเดือนกรกฎาคม 2023 การศึกษา อายุเอกภพ ได้นำเสนอสมมติฐานใหม่ ซึ่งอาจลบล้างข้อมูลที่มีมาอย่างยาวนานว่าเอกภพมีอายุประามาณ 1.38 หมื่นล้านปี โดยการศึกษาครั้งใหม่นี้ เสนอว่า เหตุการณ์บิ๊กแบงอาจเกิดขึ้นเมื่อ 2.6 หมื่นล้านปีก่อน นั่นหมายความว่า อายุที่แท้จริงของจักรวาลมีค่ามากกว่าสองเท่าจากข้อมูลที่มีในปัจจุบัน

อายุเอกภพ – ความพยายามเข้าใจการเริ่มต้นของเอกภพ

หลายปีที่ผ่านมา นักดาราศาสตร์และนักฟิสิกส์ได้พยายามคำนวนอายุของจักรวาล โดนการนับเวลาตั้งแต่การเกิดบิ๊กแบง รวมถึงการศึกษาดาวฤกษ์ที่เก่าแก่ที่สุด

แต่การศึกษาอายุเอกภพล่าสุดที่เพิ่งเผยแพร่ในวารสาร Monthly Notices of the Royal Astronomical Society เมื่อเดือนกรกฎาคม ที่ผ่านมา อาจจะลบล้างข้อมูลเราเคยเชื่อมาก่อนหน้านี้

ในรายงานเผยแพร่ข้อมูลว่า ความเข้าใจเกี่ยวกับการกำเนิดกาแลกซีเป็นปัญหาให้นักวิทยาศาสตร์งุนงงสงสัยมาอย่างยาวนานว่า ทำไมกาแลกซีบางแห่งจึงมีอายุมากกว่าเอกภพ

ราเชนทร์ กุปตา นักฟิสิกส์ และผู้เขียนงานวิจัยชิ้นนี้ มหาวิทยาลัยออตตาวา ประเทศแคนาดา กว่าวว่า เขาสามารถอธิบายปริศนาเกี่ยวกับกาแลกซีโบราณที่เป็นข้อสงสัยของนักวิทยาศาสตร์ได้ และเสริมว่า “การจำลองการเกิดกาแลกซีรูปแบบใหม่ของเรา ช่วยขยายขอบเขตเวลาในช่วงกำเนิดกาแลกซีออกไปได้ประมาณพันล้านปี”

อายุเอกภพ, เอกภพ, การกำเนิดกาแลกซี, จักรวาลมีอายุ, อายุของจักรวาล — ดาวเมธูเสลาห์อยู่ห่างจากโลกของเราไปเพียง 200 ปีแสง มีอายุมากกว่า 14,000 ล้านปี ซึ่งมากกว่าค่าประมาณของอายุเอกภพ / ภาพถ่าย ESA/ฮับเบิล และนาซา

การศึกษาครั้งนี้รู้ได้อย่างไรว่า เอกภพมีอายุ 2.67 หมื่นล้านปี

โดยทั่วไป นักวิทยาศาตร์คำนวนอายุของจักรวาลตั้งแต่การเกิดบิ๊กแบง แต่นั่นไม่ใช่วิธีการเพียงวิธีเดียวที่นำมาประยุกต์ใช้ และนักวิจัยได้เลือกใช้ redshift of light สำหรับการศึกษาครั้งนี้

เทคนิค redshift of light เป็นการสังเกตแสงที่มีต้นกำเนิดจากการขยายตัวของกาแลกซีอันไกลโพ้น และเกิดการหักเหบนช่วงคลื่นแสงสีแดงในสเปกตรัม กล่าวคือการหักเหของช่วงสีแดงสามารถบ่งบอกระยะห่างของดวงดาวและกาแลกซีได้ นั่นหมายความว่า กาแลกซีและดวงดาวกำลังเคลื่อนที่ออกห่างจากโลกไปเรื่อยๆ

จากเทคนิคคำนวนอัตรการเคลื่อนที่ของดวงดาว นักวิทยาศาสตร์จึงสามารถประยุกต์การคำนวนได้ว่า อวกาศขยายตัวเข้าไปในเอกภพที่ไม่สิ้นสุดด้วยความเร็วเท่าไร

อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีที่เรียกว่า “tired light theory” ซึ่งเกิดขึ้นในปี 1929 โดยฟริตซ์ สวิกกี นักดาราราศาสตร์ชาวสวิตเซอร์แลนด์ ได้เสนอว่า การเคลื่อนที่ของแสงไปตกกระทบและหักเหบนช่วงคลื่นแสงสีแดง อาจไม่ได้เกิดจากการเคลื่อนที่ของกาแลกซี โดยระหว่างการเดินทางของแสงจากกาแลกซีมายังโลกอาจเกิดการสูญเสียพลังงาน

ราเชนทราเสนอว่า ถ้ารวมเอาทฤษฎีของสวิกกีเกี่ยวกับการขยายตัวของเอกภพ เราก็จะสามารถตีความ redshift of light ใหม่ได้ว่าเป็นปรากฏการณ์ลูกผสมของทั้งสองทฤษฎี และเราจะสามารถคำนวนอายุของจักรวาลได้แม่นยำมากยิ่งขึ้น

ในการศึกษาครั้งนี้ ราเชนทราประยุกต์ทฤษฎีทั้งสองไปอีกขึ้นด้วยการนำเสนอแนวคิดทางฟิสิกส์ของพอล ดิแรก นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีชาวอังกฤษ เกี่ยวกับค่าค่าคงตัวการคู่ควบที่ควบคุมปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาค

หมายความว่า ถ้าหากค่าคงที่เหล่านี้มีวิวัฒนาการ ช่วงเวลาของการสำรวจกาแลกซีโบราณทั้งหลายด้วยกล้องเจมส์เว็บบ์ จะสามารถกินช่วงเวลาได้ตั้งแต่หลายร้อยล้านไป ถึงจนถึงพันล้านปี และราเชนทราก็ได้ตีความตัวเลขของอายุเอกภพไว้ที่ 26,700 ล้านปี

อย่างไรก็ตาม การนำเสนอข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ของราเชนทรา เป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นได้ตามปกติในแวดวงของการวิจัย ข้อมูลนี้ยังไม่สามารถยืนยันได้ว่า การค้นพบครั้งนี้เป็นความจริงหรือไม่ จนกว่านักวิทยาศาสตร์ท่านอื่นๆ จะไม่สามารถหาข้อมูลมาลบล้างการค้นพบของราเชนทราได้