เอกภพเต็มไปด้วยกาแลคซีนับพันล้านดวงและดาวนับล้านล้านดวงรวมทั้งดาวเคราะห์ดวงจันทร์ดวงจันทร์ดาวเคราะห์น้อยดาวหางและเมฆฝุ่นและก๊าซซึ่งนับไม่ถ้วนนับไม่ถ้วน
แต่ถ้าเราซูมเข้าไปหน่วยการสร้างของเทห์ฟากฟ้าเหล่านี้คืออะไรและมาจากไหน
ไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบที่พบมากที่สุดในเอกภพตามด้วยฮีเลียม พวกเขารวมกันเป็นเรื่องธรรมดาเกือบทั้งหมด แต่นี่เป็นเพียงส่วนหนึ่งของจักรวาล - ประมาณ 5% ส่วนที่เหลือทั้งหมดทำจากสิ่งที่ไม่สามารถมองเห็นได้และสามารถตรวจจับได้ทางอ้อมเท่านั้น
ไฮโดรเจนส่วนใหญ่
ทุกอย่างเริ่มต้นจากบิ๊กแบงเมื่อประมาณ 13.8 พันล้านปีก่อนเมื่อวัตถุที่ร้อนจัดและหนาแน่นอย่างฉับพลันและขยายตัวอย่างรวดเร็วในทุกทิศทางในครั้งเดียว มิลลิวินาทีต่อมาจักรวาลแรกเกิดเป็นมวลของนิวตรอนโปรตอนอิเล็คตรอนโฟตอนและอนุภาคในอะตอมอื่น ๆ ที่กำลังหมุนวนอยู่ที่ประมาณ 100 พันล้านองศาเคลวินตามที่องค์การนาซ่าระบุ
ทุกเรื่องที่ประกอบขึ้นเป็นองค์ประกอบที่รู้จักในตารางธาตุ - และวัตถุทุกอย่างในจักรวาลตั้งแต่หลุมดำจนถึงดาวมวลสูงจนถึงจุดฝุ่นอวกาศ - ถูกสร้างขึ้นในบิกแบง Neta Bahcall ศาสตราจารย์ด้านดาราศาสตร์กล่าว ในภาควิชาฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่ Princeton University ในรัฐนิวเจอร์ซีย์
“ เราไม่รู้ด้วยซ้ำว่ากฎของฟิสิกส์ที่จะมีอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ร้อนและหนาแน่น” บาห์คอลกล่าวกับ Live Science
ประมาณ 100 วินาทีหลังจากบิกแบงอุณหภูมิจะลดลงถึง 1 พันล้านองศาเคลวิน ประมาณ 380,000 ปีต่อมาเอกภพได้เย็นพอสำหรับโปรตอนและนิวตรอนที่จะรวมตัวกันและก่อตัวเป็นลิเธียมฮีเลียมและไฮโดรเจนไอโซโทปดิวเทอเรียมในขณะที่อิเล็กตรอนอิสระถูกขังอยู่ในรูปของอะตอมที่เป็นกลาง
เนื่องจากมีโปรตอนจำนวนมากบีบตัวอยู่รอบ ๆ เอกภพในยุคแรกไฮโดรเจนซึ่งเป็นธาตุที่เบาที่สุดโดยมีเพียงโปรตอนหนึ่งตัวและนิวตรอนหนึ่งตัวกลายเป็นองค์ประกอบที่มีมากที่สุดโดยประกอบขึ้นเป็น 95% ของอะตอมของจักรวาล อะตอมของเอกภพเกือบ 5% นั้นเป็นฮีเลียม จากนั้นประมาณ 200 ล้านปีหลังจากบิ๊กแบงดาวดวงแรกได้ก่อตัวและผลิตองค์ประกอบที่เหลือซึ่งประกอบขึ้นเป็นเศษส่วนของส่วนที่เหลือ 1% ของสสารสามัญทั้งหมดในจักรวาล
อนุภาคที่มองไม่เห็น
มีบางอย่างถูกสร้างขึ้นระหว่าง Big Bang: สสารมืด “ แต่เราไม่สามารถบอกได้ว่ารูปแบบนั้นเกิดขึ้นเพราะเราไม่ได้ตรวจพบอนุภาคเหล่านั้น” Bahcall กล่าวกับ Live Science
สสารมืดไม่สามารถสังเกตได้โดยตรง - แต่ - ลายนิ้วมือของมันถูกเก็บรักษาไว้ในแสงแรกของเอกภพหรือรังสีไมโครเวฟพื้นหลังคอสมิค (CMB) ซึ่งเป็นความผันผวนเล็กน้อยในการแผ่รังสี Bahcall กล่าว นักวิทยาศาสตร์เสนอการดำรงอยู่ของสสารมืดเป็นครั้งแรกในทศวรรษ 1930 โดยตั้งทฤษฎีว่าการดึงที่มองไม่เห็นของสสารมืดนั้นจะต้องเป็นสิ่งที่จับกันเป็นกระจุกกาแลคซีที่เคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว ทศวรรษต่อมาในปี 1970 Vera Rubin นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกันค้นพบหลักฐานทางอ้อมของสสารมืดในอัตราการหมุนรอบดาวฤกษ์ที่เร็วเกินคาด
จากการค้นพบของรูบินนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์คำนวณว่าสสารมืด - ถึงแม้ว่ามันจะไม่สามารถมองเห็นหรือวัดได้ แต่ก็ต้องประกอบขึ้นเป็นส่วนสำคัญของจักรวาล แต่เมื่อประมาณ 20 ปีที่แล้วนักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่าจักรวาลมีบางสิ่งที่แปลกกว่าสสารมืด พลังงานมืดซึ่งมีความหมายว่าอุดมสมบูรณ์มากกว่าสสารหรือสสารมืด
แรงที่ไม่อาจต้านทานได้
การค้นพบพลังงานมืดนั้นเกิดขึ้นเพราะนักวิทยาศาสตร์สงสัยว่ามีสสารมืดในจักรวาลเพียงพอที่จะทำให้เกิดการขยายตัวออกไปหรือกลับทิศทางทำให้จักรวาลนั้นยุบตัวภายใน
ดูเถิดและเมื่อทีมนักวิจัยตรวจสอบสิ่งนี้ในปลายปี 1990 พวกเขาพบว่าไม่เพียง แต่เอกภพที่ไม่ยุบตัวเท่านั้นมันกำลังขยายออกไปด้านนอกด้วยอัตราที่เร็วกว่าเดิม กลุ่มระบุว่ากองกำลังที่ไม่รู้จัก - ขนานนามพลังงานมืด - กำลังผลักดันจักรวาลในช่องว่างที่ชัดเจนและเร่งโมเมนตัมของมัน การค้นพบของนักวิทยาศาสตร์ทำให้นักฟิสิกส์ Adam Riess, Brian Schmidt และ Saul Perlmutter ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 2554
แบบจำลองของแรงที่จำเป็นในการอธิบายอัตราการขยายตัวที่เร่งขึ้นของจักรวาลชี้ให้เห็นว่าพลังงานความมืดต้องประกอบขึ้นระหว่าง 70% ถึง 75% ของจักรวาล ในขณะที่สสารมืดนั้นมีสัดส่วนประมาณ 20% ถึง 25% ในขณะที่สิ่งที่เรียกว่าสามัญ - สิ่งของที่เราสามารถเห็นได้จริง - คาดว่าจะสร้างขึ้นน้อยกว่า 5% ของจักรวาล Bahcall กล่าว
เมื่อพิจารณาว่าพลังงานมืดสร้างขึ้นประมาณสามในสี่ของจักรวาลเข้าใจว่ามันเป็นความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่นักวิทยาศาสตร์เผชิญในวันนี้นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ Mario Livio จากนั้นกับสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศที่มหาวิทยาลัยจอห์นฮอปกิ้นส์ในบัลติมอร์ Space.com ในปี 2018
“ ในขณะที่พลังงานมืดไม่ได้มีบทบาทอย่างมากในการวิวัฒนาการของเอกภพในอดีตมันจะมีบทบาทสำคัญในการวิวัฒนาการในอนาคต” Livio กล่าว "ชะตากรรมของจักรวาลขึ้นอยู่กับธรรมชาติของพลังงานมืด"
