การมองลึกเข้าไปในจักรวาลที่สังเกตได้และด้วยเหตุนี้ย้อนกลับไปในช่วงเวลาแรกสุด - เป็นสิ่งที่น่าทึ่งอย่างมาก ในการทำเช่นนั้นนักดาราศาสตร์สามารถเห็นกาแลคซีแรกสุดในจักรวาลและเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวิวัฒนาการของพวกมันเมื่อเวลาผ่านไป จากสิ่งนี้พวกเขาไม่เพียงสามารถมองเห็นว่าโครงสร้างขนาดใหญ่ (เช่นกาแลคซีและกระจุกกาแลคซี) เกิดขึ้นได้อย่างไร แต่ยังมีบทบาทของสสารมืดด้วย
เมื่อเร็ว ๆ นี้ทีมนักวิทยาศาสตร์ระหว่างประเทศใช้อาร์ทามาอาร์มาม่า (มิลลิเมตร) ขนาดใหญ่ (มิลลิเมตร) เพื่อสำรวจเอกภพเมื่อมีอายุเพียง 1.4 พันล้านปี สิ่งที่พวกเขาสังเกตเห็นคือ“ โปรโตซัส” ซึ่งเป็นกาแลคซี 14 แห่งซึ่งอยู่ห่างออกไป 12.4 พันล้านปีแสงซึ่งกำลังจะรวมตัวกัน สิ่งนี้จะส่งผลให้เกิดการก่อตัวของกระจุกกาแลคซีขนาดใหญ่ซึ่งเป็นหนึ่งในวัตถุที่ใหญ่ที่สุดในจักรวาลที่รู้จัก
การศึกษาที่อธิบายการค้นพบของพวกเขามีชื่อว่า“ แกนหลักขนาดใหญ่สำหรับกระจุกกาแลคซีที่ Redshift 4.3” เพิ่งปรากฏในวารสาร ธรรมชาติ. การศึกษานี้นำโดย Tim Miller นักดาราศาสตร์จาก Dalhousie University, Halifax และ Yale University และรวมถึงสมาชิกจากห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion ของ NASA หอสังเกตการณ์ทางใต้แห่งยุโรป (ESO) สภาวิจัยแห่งชาติของแคนาดา, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics หอดูดาววิทยุดาราศาสตร์แห่งชาติและมหาวิทยาลัยและสถาบันวิจัยหลายแห่ง
ตามที่ระบุไว้ในการศึกษาของพวกเขา protocluster (SPT2349-56 ที่ได้รับมอบหมาย) นี้ถูกตรวจพบครั้งแรกโดยกล้องโทรทรรศน์ขั้วโลกใต้ของมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ ด้วยการใช้ Atacama Pathfinder Experiment (APEX) ทีมได้ทำการสำรวจติดตามเพื่อยืนยันว่ามันเป็นแหล่งกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลมากซึ่งถูกตรวจพบด้วย ALMA เมื่อใช้ความละเอียดและความไวที่เหนือกว่าของ ALMA พวกเขาสามารถแยกกาแลคซีแต่ละแห่งได้
สิ่งที่พวกเขาพบคือกาแลคซีเหล่านี้ก่อตัวดาวฤกษ์ในอัตรา 1,000 เท่าเร็วกว่ากาแลคซีของเราและถูกอัดแน่นในพื้นที่ของอวกาศซึ่งมีขนาดประมาณสามเท่าของทางช้างเผือก ด้วยการใช้ข้อมูล ALMA ทีมยังสามารถสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนซึ่งแสดงให้เห็นว่ากลุ่มกาแลคซีในปัจจุบันนี้มีแนวโน้มที่จะเติบโตและมีวิวัฒนาการมากกว่าพันล้านปี
การจำลองเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าเมื่อกาแลคซีเหล่านี้รวมกันกระจุกกาแลคซีที่เกิดขึ้นจะแข่งขันกับกลุ่มที่ใหญ่ที่สุดที่เราเห็นในนิตยสารอวกาศ ในฐานะที่เป็น Scott Chapman และนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัย Dalhousie และผู้ร่วมเขียนการศึกษาอธิบาย:
“ การจับกระจุกกาแลคซีขนาดใหญ่ในช่วงที่มีการก่อตัวนั้นน่าตื่นเต้นและเป็นของตัวเอง แต่ความจริงที่ว่าสิ่งนี้กำลังเกิดขึ้นเร็วมากในประวัติศาสตร์ของเอกภพก่อให้เกิดความท้าทายที่น่าเกรงขามต่อความเข้าใจในปัจจุบันของเราเกี่ยวกับโครงสร้างทางในเอกภพ”
ฉันทามติทางวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันในหมู่นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ระบุว่าไม่กี่ล้านปีหลังจากบิกแบงสสารปกติและสสารมืดเริ่มก่อตัวขึ้นในระดับความเข้มข้นที่มากขึ้นในที่สุดก่อให้เกิดกระจุกกาแลคซี วัตถุเหล่านี้เป็นโครงสร้างที่ใหญ่ที่สุดในเอกภพประกอบด้วยดาวหลายล้านกาแลคซีนับพันสสารมืดจำนวนมหาศาลและหลุมดำขนาดใหญ่
อย่างไรก็ตามทฤษฎีและแบบจำลองคอมพิวเตอร์ในปัจจุบันได้แนะนำว่ากลุ่ม Protoclusters ซึ่งเป็นที่สังเกตโดย ALMA น่าจะใช้เวลาในการพัฒนานานกว่านี้มาก การค้นหาสิ่งที่มีอายุเพียง 1.4 พันล้านปีหลังจากบิกแบงนั้นค่อนข้างประหลาดใจ ดังที่ทิมมิลเลอร์ซึ่งปัจจุบันเป็นผู้สมัครระดับปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยเยลระบุว่า:
“ การรวมตัวของกาแลคซีนี้มีขนาดใหญ่มากเร็วแค่ไหนเป็นปริศนานิดหน่อยมันไม่ได้ถูกสร้างขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไปในช่วงหลายพันล้านปีตามที่นักดาราศาสตร์อาจคาดหวัง การค้นพบนี้ให้โอกาสที่เหลือเชื่อในการศึกษาว่ากระจุกกาแลคซีและกาแลคซีขนาดใหญ่รวมตัวกันในสภาพแวดล้อมสุดขั้วเหล่านี้ได้อย่างไร”
เมื่อมองไปในอนาคตแชปแมนและเพื่อนร่วมงานของเขาหวังว่าจะทำการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับ SPT2349-56 เพื่อดูว่าในที่สุดกลุ่มผู้ประท้วงกลายเป็นกระจุกกาแลคซีในที่สุด “ ALMA ให้เราเป็นจุดเริ่มต้นที่ชัดเจนในการทำนายวิวัฒนาการของกระจุกกาแลคซีเป็นครั้งแรก” เขากล่าว “ เมื่อเวลาผ่านไปกาแลคซีทั้ง 14 แห่งที่เราสังเกตจะหยุดก่อตัวดาวฤกษ์และจะชนกันและรวมตัวกันเป็นกาแลคซีขนาดมหึมาเดียว”
การศึกษาเรื่องนี้และผู้ประท้วงอื่น ๆ จะทำให้เกิดขึ้นได้ด้วยเครื่องมือเช่น ALMA แต่ยังมีหอสังเกตการณ์รุ่นต่อไปเช่น Square Kilometer Array (SKA) นักดาราศาสตร์อาจจะสามารถสร้างเส้นลำดับเวลาที่แม่นยำอย่างแท้จริงว่าจักรวาลของเราจะกลายเป็นอย่างที่เป็นอยู่ในปัจจุบันได้อย่างไร
