ทฤษฎีบิกแบง

นักดาราศาสตร์ทำการสำรวจการเลื่อนแดงของกาแล็กซีที่อยู่ห่างไกลพบว่า กาแล็กซีกำลังเคลื่อนที่ออกห่างไกลจากโลกทุกๆ ทิศทาง จึงสันนิษฐานว่า เอกภพกำลังขยายตัวออกทุกทิศทาง คล้ายการเป่าลูกโป่งที่พื้นผิวมีลายจุด โดยเปรียบเทียบว่า ถ้าลูกโป่งคือเอกภพ และจุดบนผิวลูกโป่งคือกาแล็กซี เมื่อเราเป่าลูกโป่ง จุดแต่ละจุดบนผิวลูกโป่งจะมีระยะทางห่างจากกันมากขึ้น ดังนั้นหากเราทราบอัตราการแยกตัวของกาแล็กซี เราก็สามารถคำนวณกลับ หาเวลาเริ่มต้นที่กาแล็กซีทั้งหลายเคยเป็นหนึ่งเดียวกันได้ เราเรียกทฤษฎีนี้ว่า “บิกแบง” (Big Bang) โดยมีสมมติฐานว่า นี่คือจุดเริ่มต้นของเอกภพและกาลเวลา จุดที่เวลาของเอกภพ T = 0, สสารและพลังงานคือหนึ่งเดียว เรียกว่า “ซิงกูลาริตี้” (Singularity) คลิก เพื่อดูภาพเคลื่อนไหว

กำหนดให้ T₀ = เวลาเริ่มต้น กาแล็กซีทั้งหลายเคยเป็นหนึ่งเดียวกัน
             = ความเร็วในการถอยห่างของกาแล็กซี
           H = ค่าคงที่ของฮับเบิล = 71 km/s/Mpc
           d = ระยะทางจากโลกถึงกาแล็กซี

สูตร     T₀ = d/
           T₀= d/H₀d = 1/ H₀
              = 1 / (71 km/s/Mpc)
              = (1/71)(Mpc-s/km) x (3.09 x 10¹⁹ km/1 Mpc) x (1 year / 3.156 x 10⁷ s)
              = 1.3 x 10¹⁰ ปี
ผลลัพธ์ที่ได้คือ เอกภพเกิดขึ้นเมื่อ 13,000 ล้านปีมาแล้ว

รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของเอกภพ

รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของเอกภพ (Cosmic Microwave Background Radiation) หรือเรียกสั้นๆ ว่า CMB (ควันหลงของ บิกแบง) เป็นสิ่งที่มีการเลื่อนทางแดงมากที่สุดในเอกภพ นั่นหมายความว่า CMB เป็นปรากฏการณ์ที่เก่าแก่มากที่สุดในเอกภพ และเป็นหลักฐานยืนยันทฤษฎีบิกแบง ในปี ค.ศ.1989 NASA ได้ส่งยานอวกาศ Cosmic Background Explorer (COBE) ขึ้นไปศึกษาพบว่า CMB ความยาวคลื่นเข้มสุด 1.06 mm จึงสามารถใช้กฎของเวนคำนวนหาอุณหภูมิของเอกภพได้ T = 0.0029 / _max = 0.0029 / 1 x 10^-9 = 2.726 K
นี่คืออุณหภูมิที่เอกภพเย็นตัวลงนับจากตอนที่เอกภพมีอายุประมาณ 300,000 ปี ซึ่งปัจจุบันอุณหภูมิลดลงเหลือเพียง 2.726 K ยานอวกาศ COBE ได้ทำแผนที่แสดงอุณหภูมิของเอกภพ ในภาพที่ 1 สีแดงเป็นบริเวณที่อุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิเฉลี่ย 10^-4 K สีฟ้าเป็นบริเวณที่อุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิเฉลี่ย 10^-4 K แม้ว่าอุณหภูมิจะแตกต่างเพียงเล็กน้อย แต่ก็เป็นหลักฐานยืนยันว่า แต่ละอาณาบริเวณของเอกภพเย็นตัวลงไม่พร้อมกัน กาแล็กซีจึงก่อตัวเป็นหย่อมๆ เป็นกระจุก ไม่กระจายตัวเท่าๆ กันในเอกภพ

ภาพที่ 1 แผนที่อุณหภูมิของ CMB

[หน้าหลัก] [ลิขสิทธิ์] [กิจกรรม] [สื่อการเรียนรู้] [ดัชนี]