เครดิตรูปภาพ: RAS
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมานักดาราศาสตร์ได้รับการตรวจวัดรังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาลอย่างละเอียดซึ่งเป็น 'ก้อง' ตั้งแต่กำเนิดของจักรวาลในช่วงบิ๊กแบง
ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงถึงความแม่นยำที่น่าทึ่งว่าจักรวาลของเราถูกครอบงำด้วย 'สสารมืดเย็นชา' และ 'พลังงานมืด' แต่ตอนนี้นักดาราศาสตร์กลุ่มหนึ่งของสหราชอาณาจักรได้ค้นพบหลักฐานว่าเสียงสะท้อนไมโครเวฟดั้งเดิมอาจถูกแก้ไขหรือ 'เสียหาย' ในการเดินทาง 13 พันล้านปีสู่โลก
ผลลัพธ์จากทีมงานที่มหาวิทยาลัยเดอแรมนำโดยศาสตราจารย์ทอมแชงส์อ้างอิงจากการวิเคราะห์ข้อมูลใหม่จากดาวเทียม Wilisson ไมโครเวฟ Anisotropy Probe (WMAP) ของนาซ่า
ทีมพบว่ากระจุกกาแลคซีในบริเวณใกล้เคียงดูเหมือนจะอยู่ในท้องฟ้าที่อุณหภูมิไมโครเวฟต่ำกว่าค่าเฉลี่ย พฤติกรรมนี้อาจถูกนำมาพิจารณาหากก๊าซร้อนในกระจุกกาแลคซีนั้นมีปฏิสัมพันธ์กับโฟตอนบิ๊กแบงเมื่อพวกมันผ่านไปและทำให้ข้อมูลในก้องของลูกไฟรุ่นแรกเสียหาย นักฟิสิกส์ชาวรัสเซีย R. A. Sunyaev และ Ya B. Zeldovich ทำนายผลดังกล่าวในต้นปี 1970 หลังจากการค้นพบรังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล
ผลกระทบของ Sunyaev-Zeldovich ก่อนหน้านี้ถูกพบในกรณีของการสำรวจพื้นหลังไมโครเวฟอย่างละเอียดในบริเวณใกล้เคียงกับกระจุกกาแลคซีจำนวนมากและทีม WMAP เองก็ได้รายงานว่าเห็นผลในข้อมูลของตัวเองใกล้กับศูนย์คลัสเตอร์
ตอนนี้ทีมเดอแรมได้พบหลักฐานว่าก๊าซร้อนในกลุ่มอาจมีผลต่อแผนที่พื้นหลังไมโครเวฟออกไปในรัศมีเกือบ 1 องศาจากใจกลางกระจุกกาแลคซีซึ่งเป็นพื้นที่ที่ใหญ่กว่าที่ตรวจพบก่อนหน้านี้ สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าตำแหน่งของ "กลุ่มของกลุ่ม" หรือ "superclusters" อาจตรงกับจุดที่เย็นกว่าในรูปแบบของความผันผวนของพื้นหลังไมโครเวฟ
“ โฟตอนในการแผ่รังสีไมโครเวฟพื้นหลังกระจัดกระจายโดยอิเล็กตรอนในกลุ่มใกล้เคียง” ศาสตราจารย์แชงค์กล่าว “ สิ่งนี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญต่อการแผ่รังสีตามเวลาที่มาถึงเรา”
“ ถ้ากระจุกกาแลคซีตั้งอยู่หลายพันล้านปีแสงจากโลกก็มีผลเช่นเดียวกันเราต้องพิจารณาว่าจำเป็นหรือไม่ที่จะต้องแก้ไขการตีความแผนที่ดาวเทียมของรังสีไมโครเวฟพื้นหลัง”
หากผลเดอร์แฮมได้รับการยืนยันแล้วผลที่ตามมาของจักรวาลอาจมีความสำคัญสูง ลายเซ็นสำหรับพลังงานมืดและสสารมืดตั้งอยู่ในโครงสร้างที่มีรายละเอียดของระลอกคลื่นที่ตรวจพบในพื้นหลังไมโครเวฟการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเล็ก ๆ ที่ถูกสร้างขึ้นในเวลาที่รัศมีของจักรวาลมีขนาดเล็กกว่าพันเท่าในปัจจุบัน
หากรูปแบบดั้งเดิมนี้ได้รับความเสียหายจากกระบวนการที่เกิดขึ้นในอดีตเมื่อไม่นานมานี้หลังจากที่กาแลคซีและกระจุกกาแลคซีก่อตัวขึ้นแล้วมันก็จะทำให้การตีความก้องไมโครเวฟเร็วขึ้นและที่เลวร้ายที่สุดเริ่มทำลายหลักฐานก่อนหน้านี้ ทั้งพลังงานมืดและสสารมืดเย็น
“ พลังของข้อมูล WMAP ที่ยอดเยี่ยมนี้คือมันบ่งบอกว่าการตีความพื้นหลังไมโครเวฟ ‘echo’ อาจจะตรงไปตรงมาน้อยกว่าที่คิดไว้ก่อนหน้านี้” Arn Arnold Wolfendale สมาชิกทีมกล่าว (นักดาราศาสตร์ก่อนหน้านี้)
ทีม WMAP ได้รายงานไปแล้วว่าการตรวจวัดเสียงสะท้อนไมโครเวฟของบิ๊กแบงอาจได้รับผลกระทบจากกระบวนการก่อตัวกาแลคซีในระยะกลางในประวัติศาสตร์ของจักรวาล พวกเขาแสดงหลักฐานว่าก๊าซที่ถูกความร้อนจากดาวฤกษ์ดวงแรกกาแลกซีและควาซาร์อาจทำให้สัญญาณไมโครเวฟเสียหายเมื่อเอกภพมีขนาดเล็กกว่า 10 ถึง 20 เท่าในปัจจุบัน ดังนั้นทั้งผล WMAP และเดอร์แฮมจึงแนะนำว่าเสียงก้องไมโครเวฟของบิกแบงอาจต้องผ่านอุปสรรคมากมายในการเดินทางสู่โลกมากกว่าที่เคยคิดมาก่อนด้วยการบิดเบือนสัญญาณปฐมกาลที่เป็นไปได้
“ ผลลัพธ์ของเราในที่สุดอาจทำลายความเชื่อที่ว่าจักรวาลถูกครอบงำโดยอนุภาคสสารมืดเย็นที่เข้าใจยากและพลังงานมืดที่ลึกลับยิ่งกว่า” ศาสตราจารย์แชงค์กล่าว
แม้ว่าหลักฐานเชิงสังเกตการณ์สำหรับแบบจำลองมาตรฐานของจักรวาลวิทยายังคงแข็งแกร่ง แต่แบบจำลองนั้นมีแง่มุมที่อึดอัดมาก สิ่งเหล่านี้เกิดขึ้นก่อนเพราะมันขึ้นอยู่กับ“ ฟิสิกส์ที่ยังไม่ถูกค้นพบ” สองชิ้น - สสารมืดเย็นและพลังงานมืด - ซึ่งไม่ได้ตรวจพบในห้องปฏิบัติการ อันที่จริงการแนะนำส่วนประกอบใหม่ทั้งสองนี้ช่วยเพิ่มความซับซ้อนของแบบจำลองภาวะเงินเฟ้อมาตรฐานของ Big Bang อย่างมาก
ปัญหาของพลังงานมืดนั้นมีความลึกเป็นพิเศษ: ยกตัวอย่างเช่นความหนาแน่นที่สังเกตได้มีน้อยมากจนอาจไม่สามารถใช้กลไกควอนตัมได้ นอกจากนี้ยังสร้างปัญหาสำหรับทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัมซึ่งแนะนำว่าเราอาจอาศัยอยู่ในจักรวาลที่มี 10 หรือ 11 มิติพวกมันทั้งหมดหดตัวยกเว้นสามตัวในอวกาศและครั้งเดียว
นักทฤษฎีหลายคนต้องการเส้นทางหลบหนีจากแบบจำลองมาตรฐานจักรวาลวิทยาในปัจจุบันและยังคงเห็นได้ว่าการสำรวจเหล่านี้ที่กลุ่มเดอร์แฮมพูดถึงจะไปในทิศทางนี้ไกลแค่ไหน แต่ถ้าถูกต้องพวกเขาแนะนำว่าข่าวลือที่ว่าเรากำลังใช้ชีวิตอยู่ใน“ ยุคแห่งความแม่นยำจักรวาลวิทยาใหม่” อาจพิสูจน์ได้ว่าก่อนวัยอันควร!
แหล่งต้นฉบับ: RAS News Release
