คาลเท็กซ์ทำแผนที่ "สสารมืด"

คาลเท็กซ์ทำแผนที่ "สสารมืด" สามมิติ

นักดาราศาสตร์ใช้กล้องดูดาวจัดทำภาพสามมิติของสสารมืดในห้วงอวกาศ ใช้ศึกษาคุณสมบัติเชิงลึกของสสารลึกลับที่หลบซ่อนตัวอยู่ในจักรวาล และเป็นสสารสำคัญที่สุดที่เป็นโครงให้กำเนิดของจักรวาล

ทีมนักวิจัย จากสถาบันเทคโนโลยีแห่งแคลิฟอร์เนีย หรือคาลเท็กซ์ ได้ใช้ภาพจากกล้องพิเศษที่ติดตั้งอยู่กับกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล แล้วนำมาปะติปะต่อกันเป็นภาพสามมิติ ช่วยให้นักดาราศาสตร์ศึกษาแก่นแท้ของสสารมืดให้ปรุโปร่ง ทีมดังกล่าวเป็นทีมเดียวกับปีที่แล้วที่เคยใช้ภาพจากกล้องฮับเบิลพิสูจน์ว่าสสารมืดมีจริง และเป็นหลักฐานที่ยืนยันความถูกต้องของทฤษฎีต่างๆ เช่น ทฤษฎีสัมพันธภาพของไอน์สไตน์ ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของนิวตันที่ใช้อธิบายวิวัฒนาการของจักรวาลในหลายพันล้านปีที่ผ่านมา

แผนที่สามมิติของสสารมืดที่นักวิจัยจากนำมาปะติดปะต่อกันนี้ได้แสดงให้เห็นว่าสสารมืดเป็นสสารที่เป็นองค์ประกอบ 1 ใน 4 ของจักรวาลและใช้แรงดึงดูดให้สสารปกติที่มองเห็นได้มากระจุกรวมกันจนเป็นดวงดาวในที่สุด

นักดาราศาสตร์จากคาลเท็กซ์กล่าวว่า ความท้าทายของการทำแผนที่สสารมืดเปรียบเหมือนกับการถ่ายภาพทางอากาศตอนกลางคืนเพื่อทำแผนที่จังหวัด ภาพที่ถ่ายได้จึงเห็นแต่ไฟถนนเท่านั้น แต่ไม่เห็นส่วนอื่นๆ ของเมือง เนื่องจากสสารมืดเป็นสสารที่มองไม่เห็น มีแต่แสงสว่างจากกาแล็กซีเท่านั้นเห็นได้โดยตรง แผนที่สามมิติครั้งนี้ช่วยให็เห็นเมืองทั้งเมือง เห็นถนน เห็นชานเมืองเป็นครั้งแรก
ดร.อรรถกฤต ฉัตรภูมิ อาจารย์ประจำภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย กล่าวอธิบายเพิ่มเติมว่า โดยหลักๆ แล้ว เอกภพประกอบด้วยมวลสารและพลังงาน แต่มวลสารและพลังงานที่มนุษย์รู้จักอย่างเช่น ดาวเคราะห์ ดาวฤกษ์ และอุกกาบาต มีองค์ประกอบอยู่เพียง 5% ของมวลสารและพลังงานทั้งหมด ส่วนอีก 95% เป็นมวลสารและพลังงานที่นักวิทยาศาสตร์ยังสืบค้นอยู่
"ในจำนวนมวลสารและพลังงานที่มนุษย์ไม่รู้จักนี้ แบ่งออกเป็นพลังงานที่เรียกว่า พลังงานมืด (Dark Energy) 75% ซึ่งเป็นพลังงานที่ทำให้เอกภพขยายตัวออกไป จากการสังเกตพบว่ากาแล็กซีเคลื่อนที่หนีห่างจากกัน ส่วนที่เหลืออีก 20% เป็นสสารมืด (Dark Matter)" ดร.อรรถกฤต กล่าว

นักวิทยาศาสตร์รู้ว่าสสารมืดมีอยู่จริงโดยการสังเกตการณ์มวลในจักรวาล ซึ่งพบว่าขนาดของมวลสารที่คำนวณได้จากการเคลื่อนที่ของกาแล็กซีกับมวลสารที่คำนวณได้จากระดับแสงสว่างไม่ผลไม่ตรงกัน จึงสันนิษฐานกันว่าน่าจะมีสสารบางอย่างที่มีมวลแต่ไม่สามารถมองเห็นได้ หรือเรียกอีกอย่างว่าไม่มีอันตรกิริยากับแสง จึงไม่สะท้อนแสง

"ในการคำนวณหามวลสาร นักวิทยาศาสตร์สามารถทำได้สองวิธี คือ คำนวณการเคลื่อนที่ของมวลสาร เมื่อรู้ความเร็วก็สามารถทำนายมวลสารได้ อีกวิธีคือการคำนวณระดับของแสงสว่าง เมื่อรู้ความสว่างก็สามารถคำนวณระยะทางและขนาดได้ แต่เมื่อนำผลการคำนวณทั้งสองอย่างมาเทียบกัน ผลลัพธ์ที่ได้กลับไม่ตรงกัน"

นักวิทยาศาสตร์ได้พิสูจน์ว่าสสารมืดมีอยู่จริงโดยวัดการเลี้ยวเบนของแสงจากกาแล็กซีต่างๆ และพบว่า แสงที่สะท้อนจากกาแล็กซีมีการเลี้ยวเบนมากกว่ามวลของกาแล็กซีเอง จึงตั้งข้อสมมติฐานว่าน่าจะมีมวลของสสารบางอย่างที่มองไม่เห็นดึงดูดให้แสงโค้งเบน
ดร.อรรถกฤติ กล่าวถึงความสำคัญของการค้นหาสสารมืดว่า "ถ้ามนุษย์รู้ว่าสสารมืดคืออะไรจะช่วยให้เข้าใจทฤษฎีต่างๆ ได้ดียิ่งขึ้น และนำความรู้มาพัฒนาเทคโนโลยีให้ดียิ่งขึ้น เหมือนกับเมื่อหนึ่งร้อยปีที่แล้วที่มนุษย์รู้จักอะตอมซึ่งเป็นความรู้พื้นฐานที่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถพัฒนาสารกึ่งตัวนำ ทรานซิสเตอร์มาใช้งาน

ตามทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ที่ยอมรับกันทั่วไปเชื่อว่า เอกภพเกิดจากการระเบิดครั้งใหญที่เรียกว่า บิกแบง เมื่อ 13.7 พันล้านปีที่แล้ว อุณหภูมิที่เกิดขึ้นจากเหตุการณ์ครั้งนั้นสูงยิ่งและมีความหนาแน่นมาก เมื่อเวลาผ่านไป 3 แสนปีหลังจากบิกแบงเริ่มมีอะตอมเกิดขึ้นและเริ่มก่อรูปร่างเป็นกาแล็กซี อัตราส่วนของสสารมืดและการกระจายตัวมีผลต่อรูปร่างของกาแล็กซีด้วย

ที่มา: หนังสือพิมพ์คมชัดลึก