พลังลึกลับนี้กำลังขับเคลื่อนจักรวาลให้ขยายตัวในอัตราที่เร็วขึ้น

พลังงานมืด

พลังงานมืดเป็นพลังลึกลับที่ทำให้จักรวาลขยายตัวเร็วขึ้นและเร็วขึ้น ไม่มีใครรู้ว่ามันคืออะไร แต่ถ้ามันขยายออกไปในอวกาศ สักวันหนึ่งมันอาจฉีกจักรวาลเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย

เอกภพขยายตัวตั้งแต่บิกแบง เมื่อประมาณ 14 พันล้านปีก่อน แต่นักวิทยาศาสตร์คิดมานานแล้วว่าแรงโน้มถ่วงจะควบคุมการขยายตัวนี้ บางทีจักรวาลอาจจะบวมขึ้นเรื่อยๆ แต่ช้ากว่านั้น หรือสักวันหนึ่งแรงโน้มถ่วงอาจทำให้จักรวาลยุบตัวกลับมาเอง สถานการณ์วันโลกาวินาศนั้นเรียกว่า “Big Crunch”

กระนั้น ในปี 1998 คำทำนายเหล่านั้นกลับถูกพลิกกลับ. นักดาราศาสตร์มองดูซุปเปอร์โนวา ซึ่งเป็นการระเบิดของดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกล การวัดระยะทางถึงการระเบิดเหล่านั้นช่วยให้นักวิทยาศาสตร์คำนวณว่าเอกภพขยายตัวเร็วแค่ไหน และผลลัพธ์ก็ทำให้พวกเขาตกใจ จักรวาลดูเหมือนจะบินออกจากกันเร็วกว่าที่เคย แม้แต่ตอนนี้ นักวิทยาศาสตร์ก็ยังอธิบายไม่ได้ว่าทำไม แต่พวกเขาได้ขนานนามว่าพลังแฝงที่ผลักจักรวาลออกจากกัน “พลังงานมืด”

ไม่สามารถวัดพลังงานมืดได้โดยตรง แต่นักวิทยาศาสตร์สามารถประเมินได้ว่ามีมากน้อยเพียงใดโดยพิจารณาจากความเร็วของจักรวาลที่ขยายตัว พลังงานมืดคิดเป็น 70% ของเนื้อหาทั้งหมดในจักรวาล (เนื้อหาเหล่านี้มีทั้งสสารและพลังงาน) อีก 25 เปอร์เซ็นต์ของสิ่งของทั้งหมดในจักรวาลเป็นสารที่มองไม่เห็นที่เรียกว่าสสารมืด ส่วนที่เหลือ – เลวทราม 5 เปอร์เซ็นต์ – เป็นเรื่องปกติ นั่นคือสิ่งที่ประกอบขึ้นเป็นวัตถุที่มองเห็นได้ทั้งหมดในจักรวาล

ธรรมชาติของพลังงานมืดเป็นหนึ่งในความลึกลับที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของวิทยาศาสตร์ อาจเป็นคุณสมบัติของพื้นที่ว่าง อาจเป็นของเหลวพลังงานหรือสนามที่เติมพื้นที่ นักทฤษฎีบางคนขนานนามน้ำซุปจักรวาลว่า “แก่นสาร” บางคนคิดว่าจักรวาลที่กำลังขยายตัวสามารถอธิบายได้ด้วยทฤษฎีแรงโน้มถ่วงใหม่

เนื่องจากเราไม่รู้ว่าพลังงานมืดคืออะไร จึงยากจะคาดเดาว่าจะมีพฤติกรรมอย่างไร ในอนาคตอันไกล บางทีพลังงานมืดอาจเอาชนะกองกำลังที่ยึดจักรวาลไว้ด้วยกัน จักรวาลก็จะฉีกตัวเองออกจากกัน การขยายตัวที่หนีไม่พ้นดังกล่าวเรียกว่า “บิ๊กริป” ดังนั้นพลังงานมืดจึงเป็นกุญแจสำคัญไม่เพียงแต่สำหรับการทำความเข้าใจจักรวาลในปัจจุบันเท่านั้น นอกจากนี้ยังเป็นกุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจชะตากรรมสุดท้ายของจักรวาล

แต่ปัญหาสำคัญยังคงอยู่: นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถค้นหาอนุภาคจริงที่ประกอบเป็นสสารมืดได้ นักวิจัยมีแนวคิดและสามารถออกแบบการทดลองเพื่อทดสอบแนวคิดเหล่านั้นได้ แต่จนถึงตอนนี้ การไล่ล่าหาอนุภาคสสารมืดเป็นกระบวนการกำจัด: การทดลองทำได้เพียงแยกแยะผู้สมัครที่เป็นไปได้ ไม่พบพวกมัน

นักดาราศาสตร์ Wendy Freedman ผู้อำนวยการ Observatories of the Carnegie Institution ในเมือง Pasadena รัฐแคลิฟอร์เนียยอมรับว่า “พวกมันเข้าใจยากมาก” นักดาราศาสตร์หวังว่า [อนุภาคสสารมืด] จะถูกค้นพบในทศวรรษหน้า”

มีแม่น้ำไหลผ่านคุณ

นิ่งไว้ คุณรู้สึกว่า?

อนุภาคสสารมืดขนาดเล็กหลายพันล้านอนุภาคอาจซูมเข้าไปในร่างกายของคุณ พวกมันเคลื่อนที่เร็ว – ประมาณ 560,000 ไมล์ต่อชั่วโมง ยังมีอีกเป็นพันล้าน และยังคงมากขึ้น พวกเขากำลังซิปทุกที่ สตรีมผ่านทุกสิ่งที่คุณเห็น

แต่เราไม่รู้สึกถึงอนุภาคเหล่านี้ เราไม่เห็นพวกเขา และเราไม่สามารถหยุดพวกเขาได้ พวกมันพัดผ่านอะตอมเหมือนไม่ได้อยู่ที่นั่น อนุภาคสสารมืดไม่สะท้อนแสง และไม่ตอบสนองต่อไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็กต่างจากอะตอมที่ประกอบขึ้นเป็นดาว

นักวิทยาศาสตร์ได้คิดค้นแนวคิดมากมายในการอธิบายเรื่องสสารมืด และจากนั้นพวกเขาก็ค้นพบวิธีค้นหาอนุภาคสสารมืด ในขณะที่นักวิจัยทำการทดลองและทำแบบทดสอบ แนวคิดเหล่านี้จำนวนมากถูกตัดออกไป

ตัวอย่างเช่น อนุภาคหนึ่งที่เป็นไปได้เรียกว่านิวตริโน แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะสามารถหาหลักฐานของนิวตริโนได้ แต่พวกเขาก็ค้นพบอย่างรวดเร็วว่านิวตริโนไม่สามารถก่อตัวเป็นกระจุกขนาดใหญ่พอที่จะเป็นมวลที่หายไปได้ ดังนั้นนิวตริโนไม่สามารถไขความลึกลับของสสารมืดได้

อนุภาคที่ยังไม่ได้ตัดออกคือสารเป็นกลาง มันคือ WIMP ซึ่งย่อมาจากอนุภาคขนาดใหญ่ที่มีปฏิสัมพันธ์เล็กน้อย ซึ่งหมายความว่ามีมวลอยู่บ้าง แต่ไม่ค่อยเล่นกับอนุภาคชนิดอื่นเท่านั้น นักวิทยาศาสตร์หลายคนเชื่อว่า WIMPs เป็นทางออกที่ดีที่สุดสำหรับอนุภาคสสารมืด

เมื่อเร็ว ๆ นี้ นักวิทยาศาสตร์ได้มองหา WIMPs ในลำรังสีแกมมาอันทรงพลัง ซึ่งเป็นรังสีเอกซ์ที่มีพลังงานสูง เมื่อ WIMP สองตัวชนกัน พวกมันอาจทำลายกันและกันและปล่อยรังสีแกมมา ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์บางคนจึงเชื่อว่ารังสีแกมมาอาจ “ชี้” กลับไปที่ WIMP

นักวิจัยคนอื่นกำลังมองหา WIMPs ใต้ดิน แม้ว่าอนุภาคเหล่านี้จะมีปฏิสัมพันธ์เพียงเล็กน้อย แต่ก็ควรชนเข้ากับนิวเคลียสของอะตอมธรรมดาเป็นครั้งคราว มีการทดลองสสารมืดจำนวนมากเพื่อสำรวจการชนกันเหล่านี้ การทดลองดำเนินการใต้ดินเพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนจากอนุภาคอื่นๆ

ในกรณีที่ไม่มีหลักฐานของอนุภาคสสารมืด นักวิจัยบางคนได้ท้าทายการมีอยู่ของสสารมืด ตัวอย่างเช่น ทฤษฎีทางเลือกหนึ่งชี้ให้เห็นว่าในระดับของจักรวาล แรงโน้มถ่วงอาจทำตามกฎที่แตกต่างจากที่ทำบนโลก ในกรณีนี้ สิ่งที่นักวิทยาศาสตร์มองว่าเป็นสสารมืดอาจเป็นแค่แรงโน้มถ่วงที่กระทำในวิธีที่ต่างออกไป

ตรงข้ามกับแรงโน้มถ่วง

สสารมืดยึดสิ่งของไว้ด้วยกัน ในทางกลับกัน พลังงานมืดส่งสิ่งที่บินออกจากกัน มันเหมือนกับสิ่งที่ตรงกันข้ามกับแรงโน้มถ่วง

นักดาราศาสตร์ค้นพบพลังงานมืดจากการดูการระเบิดที่ระเบิดขึ้นเมื่อดาวหมดเชื้อเพลิงและตาย การระเบิดที่สว่างสดใสซึ่งเรียกว่าซุปเปอร์โนวาช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ประเมินอายุของจักรวาลได้

ตั้งแต่บิกแบง เอกภพได้ขยายตัว ซึ่งหมายความว่ากาแล็กซีส่วนใหญ่เคลื่อนห่างจากกันมากขึ้น (เหมือนกับว่าคุณทำเครื่องหมายจุดสองจุดไว้ใกล้กันมากบนบอลลูนที่กิ่วแล้วเริ่มเป่า จุดสองจุดนั้นก็จะเคลื่อนออกจากกัน) ลองนึกภาพว่าคุณอยู่ที่จุดหนึ่ง มองไปยังอีกจุดหนึ่ง จุดอื่นนั้นยิ่งไกลออกไป แต่ถ้าคุณรู้ว่ามันอยู่ไกลแค่ไหนและเคลื่อนที่เร็วแค่ไหน คุณก็จะสามารถทราบได้ว่าจุดของคุณกับอีกจุดหนึ่งอยู่ติดกันเมื่อใด การคำนวณนี้เหมือนกับการฉายฟิล์มย้อนกลับ

นักวิทยาศาสตร์ใช้จุดสว่างประเภทต่างๆ ในจักรวาล รวมทั้งซุปเปอร์โนวาในการคำนวณนี้ ในช่วงทศวรรษ 1990 นักวิทยาศาสตร์ที่วัดอายุของจักรวาลผ่านการศึกษาซุปเปอร์โนวาต่างรู้สึกงุนงงกับผลลัพธ์ของมัน ตำแหน่งและความเร็วของซุปเปอร์โนวาแสดงให้เห็นว่าจักรวาลมีอายุน้อยกว่ากาแล็กซีทางช้างเผือก แต่นั่นเป็นไปไม่ได้: คุณไม่สามารถมีกาแล็กซีได้เว้นแต่คุณจะมีจักรวาลไว้

หรืออย่างที่ Wendy Freedman พูดไว้ว่า “คุณไม่สามารถมีลูกที่แก่กว่าพ่อแม่ได้”

วิธีแก้ปัญหานั้นแปลกกว่าที่ใครจะจินตนาการได้ นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการทดลองซึ่งในปี 2541 แสดงให้เห็นว่าการขยายตัวของจักรวาลนั้นเร็วขึ้น ความเร่งนี้อธิบายได้ว่าทำไมซุปเปอร์โนวาเหล่านั้นจึงปรากฏอยู่ไกลเกินไป พวกเขาได้รับการส่งเสริมอย่างใด

“พลังงานมืดกำลังแผ่ขยายจักรวาลออกจากกัน” Freedman ผู้ศึกษาพลังงานมืดและซุปเปอร์โนวาในช่วงเก้าปีที่ผ่านมากล่าว เธอบอกว่าด้วยแรงโน้มถ่วง ถ้าคุณกระโดดจากหน้าผา คุณจะรู้ว่าคุณกำลังลงไป “แต่ด้วยพลังแห่งความมืด เมื่อคุณไปถึงขอบหน้าผานั้น คุณจะขึ้นไป”

เชื่อกันว่าพลังงานมืดนั้นอ่อนแอมาก มีผลเล็กน้อยต่อสิ่งเล็กน้อย แต่เนื่องจากพลังงานมืดมีอยู่ทุกหนทุกแห่งในจักรวาล พลังงานมืดเล็กๆ เหล่านี้จึงรวมกันเป็นพลังอันทรงพลังที่แข็งแรงพอที่จะเอาชนะแรงโน้มถ่วงจากทั้งสสารมืดและสสารธรรมดา

พลังงานมืดยังคงเป็นหนึ่งในความลึกลับที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของจักรวาล Evalyn Gates ผู้อำนวยการพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติแห่งคลีฟแลนด์ คิดว่าวันหนึ่งผู้คนจะเข้าใจพลังงานมืด หรืออะไรก็ตามที่ปรากฎออกมา และมันจะเปลี่ยนวิธีคิดของเราเกี่ยวกับจักรวาล

“มีวิธีที่จะเข้าใจ [พลังงานมืด] แต่ต้องใช้ทฤษฎีหรือความเข้าใจใหม่ที่สร้างสรรค์เพื่อไปถึงจุดนั้น” เธอกล่าว “อาจเป็น 10 ปี หรือ 110 ปีก็ได้” และเมื่อความเข้าใจนั้นปรากฏ เกทส์กล่าวว่า “จะเป็นการปฏิวัติวิธีที่เราคิดเกี่ยวกับอวกาศ เวลา และสสารโดยสิ้นเชิง”

สามารถอัพเดตข่าวสารเรื่องราวต่างๆได้ที่ swordsofdalriada.com