สสารมืดและพลังงาน

การค้นพบว่าเอกภพกำลังขยายตัวด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้นอาจได้รับรางวัลโนเบล แต่นักจักรวาลวิทยาบางคนยังไม่แน่ใจว่าพลังงานมืดคือคำอธิบายหรือไม่ พิจารณาข้อโต้แย้งทั้งต่อและต่อต้านปรากฏการณ์ลึกลับนี้ นับเป็นการค้นพบที่ลึกซึ้งที่สุดในจักรวาลวิทยา นับตั้งแต่การตรวจพบคลื่นวิทยุจางๆ จากพื้นหลังของคลื่นไมโครเวฟของจักรวาล (CMB) ในปี พ.ศ. 2541 นักวิจัยสองทีมซึ่งถูกขังอยู่

ในการแข่งขัน

ที่ดุเดือดเพื่อที่จะเป็นคนแรกที่วัดอัตราการขยายตัวของเอกภพ ต่างก็ประกาศโดยอิสระว่าพวกเขาได้ข้อสรุปที่น่าตกใจเช่นเดียวกัน นั่นคือการขยายตัวของเอกภพไม่ได้ช้าลงอย่างที่คาดไว้ แต่ กำลังเร่งความเร็ว การค้นพบนี้นำไปสู่ การมอบ รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 2554แก่หัวหน้าทีมสองคน 

เพื่อนร่วมทีมซึ่งเป็นคนแรกที่วางแผนข้อมูลและตระหนักว่าเอกภพไม่ได้ทำงานอย่างที่ควรจะเป็นการค้นพบนี้เป็นช่วงเวลาที่ “น่าสะพรึงกลัว” ยอมรับ Riess ซึ่งขณะนี้อยู่ที่มหาวิทยาลัย ในสหรัฐอเมริกา ในตอนนั้นเขาเพิ่งจบปริญญาเอกและถูกตั้งข้อหาวางแผนข้อมูลซุปเปอร์โนวาที่ทีม รวบรวมไว้ 

เนื่องจากซูเปอร์โนวาประเภท Ia ทุกชนิดซึ่งเป็นการทำลายล้างด้วยความร้อนของดาวแคระขาวจะระเบิดด้วยความส่องสว่างและเส้นโค้งของแสงที่คล้ายกันมาก จึงสามารถปรับเทียบให้ทำหน้าที่เป็น “แท่งเทียนมาตรฐาน” ซึ่งสามารถวัดระยะทางจักรวาลได้ การเปรียบเทียบระยะทางเหล่านั้นกับการเลื่อนสีแดง

ของซุปเปอร์โนวาบอกเราว่าเอกภพขยายตัวเร็วเพียงใด ข้อสรุปของ Riess ที่ว่าข้อมูลที่บอกเป็นนัยว่าการขยายตัวกำลังเร่งขึ้นนั้นสวนทางกับสัญชาตญาณเสียจนเขาแน่ใจว่าเขาคิดผิด อย่างไรก็ตาม เมื่อทีมของ เปิดเผยว่าได้พบสิ่งเดียวกัน ประวัติศาสตร์ก็ถูกสร้างขึ้นด้วยการค้นพบการขยายตัวที่เร่งขึ้น

ซึ่งบันทึกไว้ในเอกสารความก้าวหน้าสองฉบับ ฉบับหนึ่งเพื่ออธิบายความเร่งนี้ แนวคิดเก่าๆ ได้ถือกำเนิดขึ้นใหม่: ค่าคงที่ของจักรวาลของไอน์สไตน์ ซึ่งอธิบายความหนาแน่นของพลังงานในอวกาศว่าง และด้วยแนวคิดของ “พลังงานมืด” การวัดล่าสุดจากภารกิจ ระบุว่าจักรวาลประกอบด้วยพลังงานมืด

ประมาณ 68% 

พร้อมด้วยสสารธรรมดา 5% และสสารมืด 27% อย่างไรก็ตาม ลักษณะที่แท้จริงของพลังงานมืดยังคงเป็นเรื่องลึกลับ ข้อโต้แย้งที่สนับสนุนในอีก 20 ปีต่อมา มีความก้าวหน้าที่สำคัญสองประการ ประการแรกคือการยืนยันโดยอิสระว่าการเร่งความเร็วที่สังเกตได้เป็นผลจริง การยืนยันนี้มาจากหลายช่องทาง 

โดยเฉพาะอย่างยิ่งการแกว่งเหล่านี้เกิดขึ้นจากเอกภพยุคแรก ซึ่งน้อยกว่า 380,000 ปีหลังจากบิกแบง เมื่ออวกาศเต็มไปด้วยมหาสมุทรพลาสมาหนาแน่นพอที่จะทำให้คลื่นอะคูสติกแกว่งผ่านได้ คลื่นเสียงมีจุดสูงสุดและต่ำสุดแทนด้วยจุดร้อนและเย็น  แอนไอโซโทรปี  และมีความยาวคลื่นร่วมกัน 

ตลอดหลายกัป จุดร้อนกลายเป็นจุดเกิดนิวเคลียสของสสารที่ควบแน่นเป็นกาแล็กซี และเมื่อเอกภพขยายตัว ความยาวคลื่นลักษณะเฉพาะก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน วันนี้, การกระจายเฉลี่ยของดาราจักรสะท้อนถึงขนาดของ BAO ใน CMB เช่นเดียวกับซูเปอร์โนวาประเภท Ia ที่เป็นแท่งเทียน “มาตรฐาน” 

ดังนั้น BAO จึงเป็นไม้บรรทัดมาตรฐานที่ใช้วัดการขยายตัวของเอกภพ พวกเขาสนับสนุนการค้นพบว่าการขยายตัวกำลังเร่งขึ้น เอกภพแบนมีความหนาแน่นของสสาร/พลังงานวิกฤต ซึ่งต้องใช้ 68.3% ของมวลและพลังงานทั้งหมดในเอกภพสร้างจากพลังงานมืด หลักฐานเพิ่มเติมที่แสดงว่าความเร่ง

มีศูนย์กลางจริงบนรูปทรงเรขาคณิตของอวกาศ ซึ่ง CMB บ่งชี้ว่า “แบน” ในเอกภพดังกล่าว จะใช้เรขาคณิตแบบยุคลิด: ถ้าคุณวาดเส้นขนานสองเส้นและยืดเส้นออกไปจนไม่มีที่สิ้นสุด เส้นเหล่านั้นจะยังคงขนานกันเสมอ ในขณะที่ในเอกภพแบบโค้ง เส้นจะแยกออกจากกันหรือบรรจบกัน เอกภพแบน

มีความหนาแน่น

ของสสาร/พลังงานวิกฤตที่ต้องใช้ 68.3% ของมวลและพลังงานทั้งหมดในเอกภพทำจากพลังงานมืด ซึ่งเป็นค่าที่ได้มาจากขนาดและระยะห่างของพีคอะคูสติก กล่าวว่า การพัฒนาที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมาคือสมการสถานะของพลังงานมืด ซึ่งอธิบายอัตราส่วน

ระหว่างความหนาแน่นของพลังงานของพลังงานมืดและความดัน เนื่องจากทำให้เอกภพขยายตัวมากกว่าหดตัว จึงกล่าวกันว่าพลังงานมืดมีแรงดันเป็นลบหรือ “ความตึงเครียด” ดังนั้นคำตอบของสมการสถานะจึงมีค่าเป็นลบ ในทางทฤษฎี สมการสถานะของเอกภพที่ควบคุมโดยค่าคงที่เอกภพจะมีคำตอบ

เป็น –1 แต่ความจริงแล้ว คำตอบของสมการสถานะที่มากกว่าลบหนึ่งในสามจะส่งผลให้เอกภพมีการขยายตัวอย่างรวดเร็ว ปรากฎว่าคำตอบของสมการสถานะสำหรับเอกภพของเราเกือบจะเป็น –1, (+/–0.05) นี่คือค่าที่อยู่ภายใน 5% ที่ใครจะคาดคิดได้ในเอกภพซึ่งถูกควบคุมโดยค่าคงที่

ของเอกภพ เมื่อมองเผินๆ แล้ว สิ่งนี้ดูเหมือนจะตัดทางเลือกอื่นๆ ออกจากค่าคงที่ของจักรวาลวิทยา เช่น สนามสเกลาร์ที่เรียกว่า แก่นสาร ซึ่งพลังงานมืดแปรผันตามเวลาและอวกาศ เนื่องจากค่าคงที่ของเอกภพเป็นค่าคงที่ทั่วทั้งเอกภพ หมายความว่าพลังงานมืดจะมีกำลังเท่ากันเสมอ เนื่องจากเป็นพลังงาน

ของอวกาศ เมื่ออวกาศขยายตัว พลังงานมืดเข้ามาในจักรวาลมากขึ้น ทำให้การขยายตัวเร็วขึ้นกว่าเดิม ถ้าพลังงานมืดไม่ถูกตรวจสอบ มันจะเป็นสถานการณ์ที่อาจส่งผลให้เกิดการฉีกครั้งใหญ่ที่จะฉีกโครงสร้างของอวกาศและเวลาออกจากกันในที่สุด ด้านอื่น ๆ แล้วคดีปิด? ไม่อย่างแน่นอน

พลังงานมืดอาจเป็นเพียงการเลียนแบบค่าคงที่ของจักรวาลวิทยา สนามสเกลาร์ที่เปลี่ยนแปลงช้ามากจนเรายังไม่สามารถตรวจจับได้ หรือ (กระซิบเบาๆ) บางทีพลังงานมืดก็ไม่มีอยู่จริงด้วยซ้ำ การค้นพบสิ่งที่ดูเหมือนจะเป็นการขยายตัวอย่างรวดเร็วนั้นไม่มีปัญหา แต่เรากำลังถูกหลอกโดยธรรมชาติหรือไม่? อาจเปิดโอกาสอย่างน่าประหลาดใจ “ผมไม่คิดว่าปรากฏการณ์พลังงานมืดจะต้องมีจริง” เขากล่าว

Credit : เว็บสล็อตแท้ / สล็อตเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์