เป็นเวลากว่าศตวรรษแล้วที่นักดาราศาสตร์ทราบดีว่าเอกภพขยายตัวตั้งแต่บิกแบง

ในช่วงแปดพันล้านปีแรก อัตราการขยายตัวค่อนข้างคงที่เนื่องจากแรงโน้มถ่วงยึดไว้ อย่างไรก็ตาม ต้องขอบคุณภารกิจอย่างเช่นกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลนักดาราศาสตร์ได้เรียนรู้ว่าเมื่อประมาณห้าพันล้านปีก่อน อัตราการขยายตัวเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว สิ่งนี้นำไปสู่ทฤษฎีที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวางว่าแรงลึกลับอยู่เบื้องหลังการขยายตัว (เรียกว่า Dark Energy) ในขณะที่บางคนยืนยันว่าแรงโน้มถ่วงอาจเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา

• บทความอื่น ๆ : newglobalnepalindustries.com

นี่เป็นสมมติฐานที่ถกเถียงกันเพราะมันหมายความว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ (ซึ่งได้รับการตรวจสอบแล้วเก้าวิธีจากวันอาทิตย์) ไม่ถูกต้อง แต่จากการศึกษาใหม่โดยความร่วมมือระหว่างประเทศด้านการสำรวจพลังงานมืด (DES) ธรรมชาติของแรงโน้มถ่วงยังคงเหมือนเดิมตลอดประวัติศาสตร์ทั้งหมดของจักรวาล การค้นพบนี้เกิดขึ้นไม่นานก่อนที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศรุ่นต่อไป ( Nancy Grace Roman และEuclid ) จะถูกส่งไปยังอวกาศเพื่อทำการวัดแรงโน้มถ่วงที่แม่นยำยิ่งขึ้นและบทบาทในวิวัฒนาการของจักรวาล

DES Collaboration ประกอบด้วยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยและสถาบันต่างๆ ในสหรัฐอเมริกา สหราชอาณาจักร แคนาดา ชิลี สเปน บราซิล เยอรมนี ญี่ปุ่น อิตาลี ออสเตรเลีย นอร์เวย์ และสวิตเซอร์แลนด์ ผลการวิจัยในปีที่สามของพวกเขาถูกนำเสนอในการประชุมระหว่างประเทศว่าด้วยฟิสิกส์อนุภาคและจักรวาลวิทยา (COSMO’22) ซึ่งจัดขึ้นที่เมืองริโอเดจาเนโรตั้งแต่วันที่ 22 ถึง 26 สิงหาคม พวกเขายังได้รับการแบ่งปันในบทความเรื่อง ” ผลการสำรวจพลังงานมืดปีที่ 3: ข้อจำกัดในการขยาย CDM ของแลมบ์ดาด้วยเลนส์ที่อ่อนแอและการรวมกลุ่มของกาแลคซี ” ซึ่งปรากฏในวารสารPhysical Review Dของ American Physical Society

จักรวาลวันนี้
ลบโฆษณาทั้งหมดในจักรวาลวันนี้

เข้าร่วม Patreon ของเราในราคาเพียง $3!

รับประสบการณ์แบบไม่มีโฆษณาตลอดชีวิต

จักรวาลวันนี้

ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ ซึ่งเขาสรุปไว้ในปี 1915 อธิบายว่าความโค้งของกาลอวกาศเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อมีแรงโน้มถ่วง เป็นเวลากว่าศตวรรษแล้วที่ทฤษฎีนี้ทำนายได้อย่างแม่นยำเกือบทุกอย่างในจักรวาลของเรา ตั้งแต่วงโคจรของดาวพุธและเลนส์โน้มถ่วงไปจนถึงการมีอยู่ของหลุมดำ แต่ระหว่างทศวรรษ 1960 และ 1990 มีการค้นพบความคลาดเคลื่อนสองประการที่ทำให้นักดาราศาสตร์สงสัยว่าทฤษฎีของไอน์สไตน์ถูกต้องหรือไม่ ประการแรก นักดาราศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่าผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงของโครงสร้างขนาดใหญ่ (เช่น ดาราจักรและกระจุกดาราจักร) ไม่สอดคล้องกับมวลที่สังเกตได้

สิ่งนี้ทำให้เกิดทฤษฎีที่ว่าอวกาศเต็มไปด้วยมวลที่มองไม่เห็นซึ่งมีปฏิสัมพันธ์กับสสาร “ปกติ” (หรือที่รู้จักว่า “ส่องสว่าง” หรือที่มองเห็นได้) ผ่านแรงโน้มถ่วง ในขณะเดียวกัน การขยายตัวที่สังเกตได้ของจักรวาล (และวิธีที่มันอยู่ภายใต้ความเร่ง) ก่อให้เกิดทฤษฎีของพลังงานมืดและแบบจำลองจักรวาลวิทยาแลมบ์ดาเย็น (Lambda CDM) สสารมืดเย็นคือการตีความว่ามวลนี้ประกอบด้วยอนุภาคขนาดใหญ่ที่เคลื่อนที่ช้า ในขณะที่แลมบ์ดาแสดงถึงพลังงานมืด ตามทฤษฎีแล้ว แรงทั้งสองนี้ประกอบขึ้นเป็น 95% ของปริมาณพลังงานมวลรวมของจักรวาล แต่ความพยายามทั้งหมดเพื่อค้นหาหลักฐานโดยตรงของแรงทั้งสองนี้ล้มเหลว

ทางเลือกเดียวที่เป็นไปได้คือต้องแก้ไขสัมพัทธภาพเพื่อพิจารณาความคลาดเคลื่อนเหล่านี้ เพื่อดูว่าเป็นกรณีนี้หรือไม่ สมาชิกของ DES ได้ใช้กล้องโทรทรรศน์ Victor M. Blanco 4 เมตรที่หอสังเกตการณ์ Cerro Telolo Inter-Americanในชิลีเพื่อสังเกตการณ์กาแลคซีที่อยู่ห่างออกไป 5 พันล้านปีแสง พวกเขาหวังว่าจะตรวจสอบว่าแรงโน้มถ่วงเปลี่ยนแปลงไปในช่วง 5 พันล้านปีที่ผ่านมา (ตั้งแต่เริ่มเร่งความเร็ว) หรือในระยะทางของจักรวาลหรือไม่ พวกเขายังศึกษาข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์อื่น ๆ รวมถึงดาวเทียม Planck ของ ESA ซึ่งทำแผนที่พื้นหลังไมโครเวฟจักรวาล (CMB) มาตั้งแต่ปี 2552

พวกเขาให้ความสนใจอย่างใกล้ชิดว่าภาพที่เห็นมีการบิดเบือนเล็กน้อยอันเนื่องมาจากสสารมืด (เลนส์โน้มถ่วง) อย่างไร ดังที่ภาพแรก ที่ ปล่อยออกมาจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (JWST) นักวิทยาศาสตร์สามารถอนุมานความแรงของแรงโน้มถ่วงโดยการวิเคราะห์ขอบเขตที่เลนส์โน้มถ่วงบิดเบือนกาลอวกาศ จนถึงตอนนี้ DES Collaboration ได้วัดรูปร่างของกาแล็กซีกว่า 100 ล้านกาแล็กซี่ และการสังเกตทั้งหมดก็ตรงกับสิ่งที่สัมพัทธภาพทั่วไปคาดการณ์ไว้ ข่าวดีก็คือทฤษฎีของ Einstein ยังคงมีอยู่ แต่ก็หมายความว่าความลึกลับของ Dark Energy ยังคงมีอยู่ในขณะนี้

ความประทับใจของศิลปินที่มีต่อกล้องโทรทรรศน์อวกาศโรมัน Nancy Grace ซึ่งตั้งชื่อตามหัวหน้าดาราศาสตร์คนแรกของ NASA เครดิต: NASAโชคดีที่นักดาราศาสตร์ไม่ต้องรอนานก่อนที่จะมีข้อมูลใหม่และมีรายละเอียดมากขึ้น อย่างแรก มี ภารกิจEuclidของ ESA ซึ่งกำหนดไว้สำหรับการเปิดตัวภายในปี 2023 เป็นอย่างช้า ภารกิจนี้จะทำแผนที่เรขาคณิตของจักรวาลโดยมองย้อนอดีตไป 8 พันล้านปีเพื่อวัดผลกระทบของสสารมืดและพลังงานมืด ภายในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2570 กล้องโทรทรรศน์อวกาศ Nancy Grace Romanของนาซ่าจะเข้าร่วมด้วยซึ่งจะย้อนเวลากลับไปกว่า 11 พันล้านปี สิ่งเหล่านี้จะเป็นการสำรวจจักรวาลวิทยาที่มีรายละเอียดมากที่สุดเท่าที่เคยมีมา และคาดว่าจะเป็นหลักฐานที่น่าสนใจที่สุดสำหรับ (หรือต่อต้าน) แบบจำลอง Lambda-CDM

ในฐานะผู้ร่วมวิจัย Agnès Ferté ซึ่งทำการวิจัยในฐานะนักวิจัยดุษฎีบัณฑิตที่ JPL กล่าวในการแถลงข่าวล่าสุดของ NASA ว่า:

“ยังมีที่ว่างให้ท้าทายทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของไอน์สไตน์ เนื่องจากการวัดมีความแม่นยำมากขึ้นเรื่อยๆ แต่เรายังมีอีกหลายสิ่งที่ต้องทำก่อนที่เราจะพร้อมสำหรับยุคลิดและโรมัน ดังนั้นเราจึงยังคงร่วมมือกับนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกในปัญหานี้ต่อไป เช่นเดียวกับที่เราทำกับการสำรวจพลังงานมืด”

นอกจากนี้ การสำรวจโดยWebbของดาวฤกษ์และดาราจักรแรกสุดในจักรวาลจะช่วยให้นักดาราศาสตร์สร้างแผนภูมิวิวัฒนาการของจักรวาลจากช่วงแรกสุดได้ ความพยายามเหล่านี้มีศักยภาพที่จะตอบความลึกลับเร่งด่วนที่สุดในจักรวาล สิ่งเหล่านี้รวมถึงวิธีที่สัมพัทธภาพและมวลที่สังเกตได้และการขยายตัวของจักรวาล แต่ยังสามารถให้ข้อมูลเชิงลึกว่าแรงโน้มถ่วงและแรงพื้นฐานอื่น ๆ ของจักรวาล (ตามที่อธิบายโดยกลศาสตร์ควอนตัม) โต้ตอบกันอย่างไร – ทฤษฎีของทุกสิ่ง (ToE)

หากมีสิ่งหนึ่งที่บ่งบอกถึงยุคดาราศาสตร์ในปัจจุบัน นั่นคือวิธีที่การสำรวจระยะยาวและเครื่องมือรุ่นต่อไปมารวมกันเพื่อทดสอบสิ่งที่เป็นเนื้อหาของทฤษฎีมาจนถึงปัจจุบัน ความก้าวหน้าที่อาจเกิดขึ้นซึ่งสิ่งเหล่านี้สามารถนำไปสู่ ​​แน่ใจว่าทั้งสร้างความสุขและทำให้พวกเราสับสน แต่ท้ายที่สุด พวกมันจะปฏิวัติวิธีที่เรามองดูจักรวาล