หากคุณเคยใฝ่ฝันที่จะเดินทางข้ามเวลามองออกไปที่ท้องฟ้ายามค่ำคืน ริบหรี่ที่คุณเห็นนั้นเป็นภาพรวมของอดีตอันไกลโพ้น นั่นเป็นเพราะดวงดาวดาวเคราะห์และกาแลคซีเหล่านั้นอยู่ไกลมากจนแสงจากแม้แต่วัตถุที่อยู่ใกล้ที่สุดอาจใช้เวลานับหมื่นปีในการเข้าถึงโลก
จักรวาลเป็นสถานที่ที่ไม่ต้องสงสัย แต่มันใหญ่แค่ไหน?
“ นั่นอาจเป็นสิ่งที่เราไม่เคยรู้มาก่อน” Sarah Gallagher นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่ Western University ใน Ontario ประเทศแคนาดาบอกกับ Live Science ขนาดของจักรวาลเป็นหนึ่งในคำถามพื้นฐานของฟิสิกส์ดาราศาสตร์ มันอาจเป็นไปไม่ได้ที่จะตอบ แต่นั่นไม่ได้หยุดนักวิทยาศาสตร์จากการพยายาม
ยิ่งวัตถุอยู่ใกล้ในจักรวาลมากเท่าไหร่ระยะทางก็ยิ่งง่ายขึ้นในการวัด Gallagher กล่าว ดวงอาทิตย์? เค้กชิ้น ดวงจันทร์? ง่ายยิ่งขึ้น นักวิทยาศาสตร์ทุกคนต้องทำคือส่องลำแสงขึ้นและวัดระยะเวลาที่ลำแสงนั้นจะกระเด็นออกจากพื้นผิวของดวงจันทร์และกลับสู่โลก
แต่วัตถุที่อยู่ไกลที่สุดในกาแลคซีของเรานั้นมีความซับซ้อนกว่า Gallagher กล่าว หลังจากทั้งหมดไปถึงพวกเขาจะใช้ลำแสงของแสงที่แข็งแกร่งมาก และแม้ว่าเราจะมีความสามารถทางเทคโนโลยีในการส่องแสงไปไกลขนาดนั้นใครมีเวลานับพันปีที่จะรอลำแสงเพื่อสะท้อนดาวเคราะห์นอกระบบที่อยู่ไกลออกไปของจักรวาลและกลับมาหาเรา
นักวิทยาศาสตร์มีกลอุบายไม่กี่แขนในการรับมือกับวัตถุที่ไกลที่สุดในจักรวาล ดาวเปลี่ยนสีเมื่ออายุมากขึ้นและจากสีนั้นนักวิทยาศาสตร์สามารถประมาณพลังงานและแสงที่ดาวเหล่านั้นให้ออกไป ดาวสองดวงที่มีพลังงานและความสว่างเท่ากันจะไม่ปรากฎเหมือนกันจากโลกหากดาวดวงใดดวงหนึ่งไกลออกไปมาก ไกลออกไปคนหนึ่งจะปรากฏตามธรรมชาติหรี่ นักวิทยาศาสตร์สามารถเปรียบเทียบความสว่างที่แท้จริงของดาวกับสิ่งที่เราเห็นจากโลกและใช้ความแตกต่างนั้นเพื่อคำนวณว่าดาวอยู่ไกลแค่ไหนกัลลาเกอร์กล่าว
แต่แล้วขอบที่สมบูรณ์ของจักรวาลล่ะ? นักวิทยาศาสตร์คำนวณระยะทางจากวัตถุที่อยู่ไกลออกไปได้อย่างไร นั่นคือสิ่งที่หากินได้จริงๆ
ข้อควรจำ: ยิ่งวัตถุอยู่ห่างจากโลกมากเท่าใดแสงจากวัตถุนั้นก็จะยิ่งมาถึงเรา ลองนึกภาพว่าวัตถุเหล่านี้บางส่วนอยู่ไกลจนแสงของพวกเขาใช้เวลาหลายล้านหรือหลายพันล้านปีในการเข้าถึงเรา ทีนี้ลองจินตนาการว่าแสงของวัตถุบางชิ้นใช้เวลานานในการเดินทางครั้งนั้นในทุก ๆ พันล้านปีของจักรวาลมันยังไม่ถึงโลก นั่นเป็นปัญหาที่นักดาราศาสตร์ต้องเผชิญ Will Willney นักฟิสิกส์จาก State University of New York ที่ Buffalo กล่าวกับ Live Science
“ เราสามารถเห็นฟองเล็ก ๆ เล็ก ๆ น้อย ๆ แล้วมีอะไรนอกเหนือจากนั้นเราไม่รู้จริงๆ” Kinney กล่าว
แต่ด้วยการคำนวณขนาดของฟองน้อยนั้นนักวิทยาศาสตร์สามารถประมาณสิ่งที่อยู่นอกมัน
นักวิทยาศาสตร์รู้ว่าจักรวาลมีอายุ 13.8 พันล้านปีให้หรือใช้เวลาไม่กี่ร้อยล้านปี นั่นหมายความว่าวัตถุที่มีแสงสว่างใช้เวลา 13.8 พันล้านปีในการเข้าถึงเราควรเป็นวัตถุที่ไกลที่สุดที่เรามองเห็นได้ คุณอาจถูกล่อลวงให้คิดว่าให้คำตอบง่ายๆกับเราเกี่ยวกับขนาดของจักรวาล: 13.8 พันล้านปีแสง แต่พึงระลึกไว้เสมอว่าจักรวาลกำลังขยายตัวอย่างต่อเนื่องในอัตราที่เพิ่มขึ้น ในช่วงเวลาที่แสงมาถึงเราขอบของฟองสบู่ก็ขยับ โชคดีที่นักวิทยาศาสตร์รู้ว่ามันเคลื่อนที่ไปไกลแค่ไหน: 46.5 พันล้านปีแสงตามการคำนวณการขยายตัวของเอกภพนับตั้งแต่บิ๊กแบง
นักวิทยาศาสตร์บางคนใช้หมายเลขนั้นเพื่อลองและคำนวณสิ่งที่อยู่เหนือขีด จำกัด ของสิ่งที่เราเห็น จากสมมติฐานที่ว่าจักรวาลมีรูปร่างโค้งนักดาราศาสตร์สามารถดูรูปแบบที่เราเห็นในเอกภพที่สังเกตได้และใช้แบบจำลองเพื่อประเมินว่าส่วนที่เหลือของเอกภพขยายไปไกลแค่ไหน การศึกษาหนึ่งพบว่าจักรวาลที่เกิดขึ้นจริงอาจมีขนาดอย่างน้อย 250 เท่าของขนาด 46.5 พันล้านปีแสงที่เราสามารถเห็นได้จริง
แต่ Kinney มีความคิดอื่น ๆ : "ไม่มีหลักฐานว่าจักรวาลมีขอบเขต จำกัด " เขากล่าว "มันอาจจะดำเนินต่อไปเป็นอย่างดีตลอดไป"
ไม่มีคำพูดที่แน่ชัดว่าเอกภพนั้นมีขอบเขตหรือไม่มีที่สิ้นสุด แต่นักวิทยาศาสตร์ยอมรับว่า "มันใหญ่โตจริงๆ" กัลลาเกอร์กล่าว น่าเสียดายที่ส่วนเล็ก ๆ ที่เราเห็นในตอนนี้เป็นส่วนที่เราสามารถสังเกตเห็นได้มากที่สุด เนื่องจากเอกภพกำลังขยายตัวในอัตราที่เพิ่มขึ้นขอบด้านนอกของเอกภพที่สังเกตได้ของเรากำลังเคลื่อนที่ออกไปด้านนอกเร็วกว่าความเร็วแสง นั่นหมายความว่าขอบของจักรวาลของเรากำลังเคลื่อนห่างจากเราเร็วกว่าแสงของพวกมันที่มาถึงเรา ขอบเหล่านี้ (และร้านอาหารใด ๆ ที่นั่นอย่างที่ผู้เขียนชาวอังกฤษดักลาสอดัมส์เคยเขียนไว้) หายไปจากสายตา
ขนาดของเอกภพและจำนวนที่แท้จริงของสิ่งที่เรามองไม่เห็นนั่นคือความอ่อนน้อมถ่อมตนกัลลาเกอร์กล่าว แต่นั่นไม่ได้หยุดเธอและนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ จากการตรวจสอบเพื่อหาคำตอบ
“ บางทีเราอาจจะไม่สามารถเข้าใจได้มันอาจถูกมองว่าเป็นเรื่องน่าหงุดหงิด” กัลลาเกอร์กล่าว “ แต่มันก็ทำให้มันน่าตื่นเต้นจริงๆ”
