จักรวาล ภาพที่ถ่ายด้วยนิวฮอไรซันส์ สิ่งมหัศจรรย์ภายนอกจักรวาล

จักรวาล คุณนึกภาพออกไหมว่าอวกาศจะอยู่ห่างออกไป 6.4 พันล้านกิโลเมตรได้อย่างไร ยานนิวฮอไรซันส์อาจบอกคุณว่าในระหว่างการสังเกตการณ์แถบไคเปอร์ มีอะไรมากกว่าแค่การถ่ายภาพ ภาพใหญ่อันประเมินค่าไม่ได้เพียงภาพเดียวของดาวพลูโต มีการถ่ายภาพห้วงอวกาศจำนวนมากของจักรวาลด้วย

ภาพถ่ายจริงของดาวพลูโตที่ถ่ายโดยนิวฮอไรซันส์ ภาพถ่ายเหล่านี้บางภาพแสดงให้เห็นผู้คนในอวกาศที่อยู่ห่างออกไป 6.4 พันล้านกิโลเมตร รวมถึงฉากที่มนุษย์ไม่สามารถจินตนาการได้ มีอะไรพิเศษเกี่ยวกับภาพถ่ายที่ส่งกลับมาโดยนิวฮอไรซันส์ ภาพถ่ายเหล่านี้สามารถเขียนจักรวาลวิทยาใหม่ได้หรือไม่ ขอบฟ้าใหม่ในจักรวาลอันกว้างใหญ่ ยานนิวฮอไรซันส์พบระยะทาง 6.4 พันล้านกิโลเมตร

ให้เราพูดสั้นๆ เกี่ยวกับนิวฮอไรซันส์ ผู้ค้นพบ สิ่งมหัศจรรย์ของจักรวาล นี่คือยานสำรวจที่เปิดตัวโดยนาซา ในปี 2549 ภารกิจหลักคือการเยี่ยมชมวัตถุท้องฟ้าในแถบไคเปอร์ ในบรรดาวัตถุเหล่านี้ วัตถุตรวจจับที่สำคัญ ได้แก่ พลูโต เทียนหยาไหเจี่ยว เป็นต้น วัตถุท้องฟ้าที่อยู่ห่างจากเราเหล่านี้มักจะน่าสงสัยอยู่เสมอ

จุดจบของโลก ถูกถ่ายโดยยานอวกาศนิวฮอไรซันส์ เนื่องจากระยะห่างระหว่างพื้นโลกกับตำแหน่งเป้าหมายค่อนข้างไกล เวลาบินของยานนิวฮอไรซอนส์หลังจากประสบความสำเร็จนั้นยาวนานขึ้น และระยะการบินใช้เวลาถึง 10 ปีเต็ม 5 หลังจากผ่านไปหลายพันล้านกิโลเมตรในปี 2558 ในที่สุดมันก็มาถึงดาวพลูโต

นอกเหนือจากการถ่ายภาพจำนวนมากหลังจากการเผชิญหน้าอย่างใกล้ชิดกับดาวพลูโตแล้ว สเปกโตรมิเตอร์อนุภาคพลังงานสูง PEPSII ยังใช้ในการวัดและตรวจสอบสภาพที่เป็นไปได้ของชั้นบรรยากาศของดาวพลูโต สิ่งนี้ทำให้ผู้คนเข้าใจว่าดาวพลูโตมีหน้าตาเป็นอย่างไร ภาพถ่ายดาวพลูโตจากมุมต่างๆ นอกจากการค้นพบที่น่าทึ่งเหล่านี้แล้ว นิว ฮอไรซันส์ ยังส่งภาพถ่ายของจักรวาลที่อยู่ห่างออกไป 6.4 พันล้านกิโลเมตรกลับมาอีกด้วย

ตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่า ที่นี่ควรจะค่อนข้างมืดเพราะที่นี่อยู่ไกลจากดวงอาทิตย์เกินไป ปริมาณแสงที่สามารถรับได้จำกัดมาก อย่างไรก็ตาม มีฉากที่ไกลเกินจินตนาการของมนุษย์ในภาพถ่าย ปรากฏว่าแทนที่จะมืดกลับสว่างเป็นพิเศษที่นี่ จักรวาลที่เต็มไปด้วยดวงดาว สิ่งนี้ช่วยไม่ได้ที่จะทำให้ทุกคนสงสัยอย่างมาก หลังจากการวิจัย นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่า ความสว่างที่ผิดปกติ ที่นี่ไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับดวงอาทิตย์ และอาจเกิดจากสสารมืด

พวกเขาเชื่อว่าสสารมืดสามารถดูดซับแสงบางส่วนและเริ่มเปล่งแสงเมื่อการดูดกลืนถึงขีดจำกัด ดังนั้น แสงสว่างที่ถ่ายโดยยานนิวฮอไรซันส์ที่ความสูง 6.4 พันล้านกิโลเมตรจึงน่าจะเกิดจากสสารมืด การค้นหาหลักฐานเพิ่มเติมสำหรับการมีอยู่ของสสารมืดสามารถเขียนจักรวาลวิทยาใหม่ได้

แผนที่แนวคิดเรื่องสสารมืด ท้ายที่สุดแล้ว จักรวาลวิทยาทุกวันนี้ยังไม่สมบูรณ์แบบและมีปัญหามากมาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งสิ่งที่แก้ปัญหาโครงสร้างขนาดใหญ่ในเอกภพ คำถามเหล่านี้ต้องการคำตอบ และคำตอบนี้อาจเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับสสารของพลังงานมืด

แล้วสสารมืดคืออะไรกันแน่ มีผลอย่างไรต่อจักรวาล แผนภาพโครงสร้างขนาดใหญ่ของเอกภพ สสารมืดและพลังงานมืด ทุกคนรู้ว่าโลกที่เราอาศัยอยู่ประกอบด้วยสสาร และสสารเหล่านี้ประกอบขึ้นเป็นทุกสิ่งทุกอย่างในโลก ไม่ว่าจะเป็นอาหารที่คุณกินหรือบ้านที่คุณอาศัยอยู่ล้วนเป็นวัตถุในธรรมชาติ

จักรวาลถูกสร้างขึ้นจากสสารด้วยตาเปล่าของเราหรือไม่ นักวิทยาศาสตร์คิดเกี่ยวกับคำถามนี้มากว่าร้อยปีแล้ว และในกระบวนการสำรวจ พวกเขาพบว่าสัดส่วนของสสารในเอกภพค่อนข้างแตกต่างจากที่คำนวณไว้ จักรวาล อันกว้างใหญ่และสวยงามของเรา ไอน์สไตน์คำนวณจากการคำนวณว่าความหนาแน่นเฉลี่ยของสสารหลังจากบิกแบงมีค่าอย่างน้อย 5×10^-30 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร

แต่ความหนาแน่นเฉลี่ยของเอกภพที่สังเกตได้ไม่สามารถเข้าถึงค่านี้ในปัจจุบัน มีความแตกต่างเกือบ 100 เท่าระหว่างทั้งสอง ในกรณีนี้ หลังจากการวิจัยร่วมกัน ไอน์สไตน์และวิลเลม เดอ ซิตเตอร์ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ชาวดัตช์สรุปว่ามีสสารในจักรวาลที่มนุษย์มองไม่เห็น และเป็นองค์ประกอบหลักของเอกภพ ต่อมา มีการค้นพบที่คล้ายกันมากขึ้นเรื่อยๆ ผู้คนจึงตั้งชื่อสสารที่มองไม่เห็นนี้ว่า สสารมืด

ในปี พ.ศ. 2544 สหรัฐอเมริกาได้เปิดตัวดาวเทียม ดาวเทียมสำรวจคลื่นไมโครเวฟวิลกินสัน เพื่อทำการตรวจวัดรังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาลที่แม่นยำยิ่งขึ้น และอายุของเอกภพได้รับการวัดว่ามีอายุ 75 พันล้านปีและแสดงให้เห็นว่าจักรวาลประกอบด้วยสสารมืด 23 เปอร์เซ็นต์ พลังงานมืด 73 เปอร์เซ็นต์ และสสารปกติ 4 เปอร์เซ็นต์

แผนผังแสดงองค์ประกอบของสสารในเอกภพ เป็นมูลค่าการกล่าวขวัญ นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ามีสสารมืดและพลังงานมืดจำนวนมากในเอกภพ แต่ธรรมชาติของมันยังคงเป็นปริศนา เพราะเป็นการยากที่จะสังเกต สสารมืดไม่ต้องพูดถึงโครงสร้างภายใน จากข้อมูลการตรวจจับของดาวเทียม วิลคินสัน ยังสังเกตได้ไม่ยากว่านอกจากสสารมืดแล้วยังมีพลังงานมืดอีกด้วย นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าพลังงานมืดเป็นพลังงานที่มองไม่เห็น ซึ่งสามารถขับเคลื่อนการเคลื่อนที่ของจักรวาลได้และ มันเติมเต็มจักรวาล และมีแรงดันเป็นลบ

ดังนั้นหากพื้นที่สว่างที่ยานนิวฮอไรซันส์มองเห็นอยู่ห่างออกไป 6.4 พันล้านกิโลเมตร ก็สามารถพิสูจน์ได้ว่ามีสสารมืดอยู่ในเอกภพ จักรวาลวิทยาที่มีอยู่จะถูกเขียนใหม่อย่างแน่นอน การดำรงอยู่ของมันจะทำลายมุมมองดั้งเดิมของผู้คนที่มีต่อจักรวาล มีหลักฐานอะไรเกี่ยวกับสสารมืดนอกเหนือจากการค้นพบนี้

หลักฐานสสารมืด อันแรกคือเส้นโค้งการหมุนของกาแล็กซี ซึ่งเป็นเส้นโค้งอันตรกิริยาของความเร็วของดาวฤกษ์หรือกาแล็กซีที่เคลื่อนที่เป็นวงกลมรอบกาแล็กซี และระยะห่างจากศูนย์กลางของกาแล็กซีโดยการวัดเส้นโค้งการหมุนของกาแล็กซี นักวิทยาศาสตร์วัดกาแล็กซี M33 ด้วยวิธีนี้และพบว่านอกจากดาวฤกษ์และก๊าซแล้ว ยังมีสสารที่มองไม่เห็นอีกจำนวนมาก ซึ่งพวกเขาเชื่อว่าเป็นสสารมืด

กาแล็กซีสามเหลี่ยม M33 อยู่ห่างจากโลก 3 ล้านปีแสง หลักฐานชิ้นที่สองคือเลนส์ความโน้มถ่วงของไอน์สไตน์ ทำนายผลของเลนส์ความโน้มถ่วงในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป กล่าวคือ บริเวณใกล้ดาวฤกษ์หรือดาราจักรขนาดใหญ่จะโค้งงอ และลำแสงที่ผ่านบริเวณใกล้เคียงจะโค้งงอซึ่งกันและกัน ในกรณีนี้ นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาการกระจายตัวของสสารมืดและโครงสร้างของรัศมีสสารมืดผ่านเลนส์ความโน้มถ่วง นี่เป็นเพราะสสารมืดมีปฏิสัมพันธ์กับสสารธรรมดาที่อ่อนแอกว่าสสารแบริออน

แผนผังของสนามโน้มถ่วงรอบๆ เทห์ฟากฟ้า หลักฐานประการที่สามคือการจำลองโครงสร้างขนาดใหญ่ของเอกภพ เช่น โครงสร้างเส้นใยขนาดยักษ์และโครงสร้างคล้ายฟองน้ำในเอกภพ ซึ่งครอบคลุมช่วงขนาดใหญ่ นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าโครงสร้างขนาดยักษ์เหล่านี้สามารถติดกาวเข้าด้วยกันอย่างแน่นหนา นอกจากแหล่งแรงโน้มถ่วงแล้ว ยังต้องมีโครงสร้างต่างๆ ที่ประกอบด้วยสสารมืดและพลังงานมืดด้วย

แม้จะยกตัวอย่างทางช้างเผือก แต่ก็สามารถคงโครงสร้างดังกล่าวไว้และหมุนต่อไปได้โดยไม่แตกหัก ซึ่งยังแสดงให้เห็นว่ามันถูกตรึงไว้ด้วยบางสิ่ง ทางช้างเผือกหมุนด้วยความเร็ว 250 กิโลเมตรต่อวินาที นอกเหนือจากหลักฐานที่เรากล่าวถึงข้างต้นแล้ว ยังมีรังสีไมโครเวฟพื้นหลัง การศึกษาเหล่านี้ เช่น ทฤษฎีการสังเคราะห์นิวเคลียสของบิกแบง สามารถพิสูจน์ได้ว่าอาจมีสสารมืดจำนวนมากในเอกภพ

อย่างไรก็ตาม เพื่อให้เข้าใจสสารมืดและพลังงานมืดอย่างถ่องแท้ มนุษย์ต้องทำงานหนักต่อไป เพราะตอนนี้เรารู้ว่าพวกมันมีอยู่จริง แต่ก็ยังยากที่จะจับพวกมันได้ ด้วยเหตุนี้ผู้คนจึงเรียกมันว่า ผีในจักรวาล วิธีการตรวจจับสสารมืดเพื่อที่จะค้นหาผีเหล่านี้ที่แฝงตัวอยู่ในจักรวาล นักวิทยาศาสตร์ได้คิดค้นวิธีการต่างๆ หลายต่อหลายครั้ง

ตัวอย่างเช่น การขุดค้นห้องทดลองซึ่งอยู่ใต้ดินเป็นระยะทางหลายกิโลเมตรพยายามปกป้องเสียงรบกวนในจักรวาล ในห้องทดลองใต้ดินดังกล่าว นักวิทยาศาสตร์มีโอกาสที่จะตรวจพบสัญญาณของสสารมืด จากข้อมูลในปี 2010 ห้องปฏิบัติการใต้ดินลึกพิเศษแห่งแรกในประเทศของเรา

สี จิ้นผิงห้องปฏิบัติการใต้ดิน CJPL เสร็จสมบูรณ์และนำไปใช้งาน ห้องปฏิบัติการตั้งอยู่ในอุโมงค์ยาว 17 กิโลเมตร ในพื้นที่ภูเขาทางตะวันตกของมณฑลเสฉวน มีชั้นหินหนา 2,400 เมตร ปัจจุบันเป็นห้องปฏิบัติการที่มีการไหลของรังสีคอสมิกต่ำที่สุดและอยู่ใต้ดินที่ลึกที่สุดในโลก

ห้องปฏิบัติการใต้ดิน สี จิ้นผิง ระยะที่ 1 นอกจากนี้ผู้คนจะใช้ดาวเทียมพิเศษในการตรวจจับ เพราะแม้ว่าปฏิกิริยาระหว่างสสารมืดและสสารธรรมดาจะอ่อนแอ แต่พวกมันก็ยังชนกัน มันผลิตอิเล็กตรอน โปรตอน และสสารอื่นๆ ที่นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะพบผ่านสสารมืด

การตรวจจับอนุภาคติดตามดาวเทียม สิ่งที่ต้องอธิบายก็คือแม้ว่าการสำรวจสสารมืดจะประสบความสำเร็จในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แต่ก็ยังคงร่างของโครงร่างของมันโดยพื้นฐาน และมนุษย์รู้เรื่องภายในน้อยมาก ยังมีความลึกลับที่ยังไม่ไขอีกมากมายในจักรวาลและสสารมืดที่รอให้มนุษย์ไข การวิจัยสสารมืดที่มีความก้าวหน้ามากขึ้นเท่านั้นที่จะทำให้เราได้รับสิ่งที่ทำลายล้างมากขึ้น

บทความที่น่าสนใจ : เกลือ อธิบายเกี่ยวกับประเภทของเกลือและการนำเกลือมาใช้ปรุงอาหาร