กล้องโทรทรรศน์อวกาศอย่าง เจมส์ เวบบ์ ไม่ต่างอะไรไปจากไทม์แมกชีนที่คอยตามล่าหาลำแสงโบราณ เพื่อศึกษาเรื่องราวของอดีตอันห่างไกล ซึ่งผลการสำรวจของเจมส์เวบบ์ตลอดช่วงเวลา 1 ปีที่ผ่านนั้น ได้เปิดเผยว่ามีกาแล็กซี่ (ดาราจักร) ขนาดเล็กที่มีมวลมหาศาลหลายแห่งดำรงอยู่มาตั้งแต่ยุคแรกเริ่มของเอกภพราว 13,200 ล้านปีก่อนอย่างแปลกประหลาด
โดยมวลที่ยิ่งใหญ่ของกาแล็กซี่พวกนี้ ไม่สอดคล้องกับช่วงเวลาที่ดาวฤกษ์จะถือกำเนิดขึ้นมา และรวมตัวกันกลายเป็นกาแล็กซี่มวลมากได้หลังปรากฏการ์ณบิกแบงเมื่อ 13,800 ล้านปีที่แล้ว ถึงขนาดที่นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ต่างกล่าวขานวิกฤตทางการคำนวณนี้ว่า “The Impossibly Early Galaxy Problem” หรือ ปัญหาของกาแล็กซี่ยุคแรกเริ่มที่เป็นไปไม่ได้
อีกทั้งหากเราย้อนกลับไปในปี 2013 นักดาราศาสตร์ก็ได้ใช้กล้องโทรทรรศน์ฮับเบิล กล้องรุ่นพี่ของ เจมส์ เวบบ์ (James Webb Space Telescope) ไปสอดส่องและสืบสวนดาวฤกษ์สีน้ำเงินสุกสกาวดวงหนึ่งที่มีชื่อว่า เมธูเสลาห์ (Methuselah) ซึ่งอยู่ห่างจากโลกของเราไปเพียง 200 ปีแสงเท่านั้น ว่าดาวดวงนี้มีอายุเท่าใดกันแน่ ก่อนที่ความจริงจะเปิดเผยออกมาว่าดาวเมธูเสลาห์นั้น มีอายุมากกว่า 14,000 ล้านปี ซึ่งแน่นอนว่าเก่าแก่กว่าอายุของเอกภพที่เราเคยคำนวณกันไว้
สิ่งนี้จึงทำให้เกิดคำถามที่ตามมาต่อสาธาณชนว่า ความเข้าใจเรื่องการกำเนิดของเอกภพจากปรากฏการณ์บิกแบงมีปัญหาหรือไม่กันแน่ ? แต่ถึงกระนั้นการวิจัยและผลการศึกษาส่วนใหญ่ก็กลับชี้ว่าแม้จะมีการค้นพบแปลกประหลาดเข้ามาเรื่อย ๆ มากแค่ไหน ปรากฏการบิกแบงยังคงเป็นความจริงที่มีหลักฐานสนับสนุนอย่างแน่นหนา
งานที่พูดถึงการวัดอายุของ Methuselah เช่น Benchmark stars for Gaia: fundamental properties of the Population II star HD140283 from interferometric, spectroscopic and photometric data และ Revised Best Estimates for the Age and Mass of the Methuselah Star HD 140283 using MESA and Interferometry and Implications for 1D Convection
มิเช่นนั้นเราคงอธิบายการมีอยู่ของรังสีไมโครเวฟพื้นหลังของเอกภพและการกำเนิดธาตุมูลฐานของไฮโดรเจนกับฮีเลียมไม่ได้เลย จึงอาจแสดงว่าความผิดพลาดอาจจะตกไปอยู่ที่การวัดมวลของกาแล็กซี่ยุคแรกและดาวฤกษ์เมธูเสลาห์ไปแทน ?
อ่าน – เราพิสูจน์ว่าบิ๊กแบงเคยเกิดขึ้นจริงได้อย่างไร ไม่ใช่ทฤษฎีที่คิดค้นขึ้นมามั่ว ๆ
อย่างไรก็ดีนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์เชื้อสายอินเดีย ราเชนทร คุปตะ (Rajendra Gupta) จากมหาวิทยาลัยออตโตวา ประเทศแคนาดา ได้ออกมากล่าวว่าจริง ๆ แล้วปัญหาทั้งหมดนี้อาจแก้ไขได้ด้วยการคำนวณอายุของเอกภพใหม่ไว้ที่ 26,700 ล้านปี
ราเชนทร คุปตะ ได้ตีพิมพ์ในงานวิจัยของเขาว่าอายุของเอกภพที่ 13,800 ล้านปีจากนักวิทย์กระแสหลักนั้นไม่สามารถไม่สามารถแก้ไขปัญหาทางคณิตศาสตร์ของกาแล็กซี่มวลมากในยุคแรกเริ่มและดาวฤกษ์เมธูเสลาห์ได้
เนื่องจากพวกเขายังคงยึดติดกับหลักการคำนวณอายุของเอกภพที่เรียกกันว่า หลักความสอดคล้อง Lambda-CDM (แลมดาซีดีเอม) อยู่ โดย ΛCDM นี้จะใช้สัดส่วนของสสาร 2 ประเภทอันประกอบไปด้วย
สสารที่เรารู้จัก (Matter) อย่างเช่น ธาตุต่าง ๆ ที่มาประกอบกันเป็นดาวฤกษ์ โลก และสิ่งมีชีวิตทั้งหมด กับ สสารมืด (Dark Matter) ที่ไม่มีปฏิสัมพันธ์ใด ๆ ต่อแสง แต่ก็มีบทบาทสำคัญในการยึดโยงโครงสร้างของกาแล็กซี่เข้าด้วยกันจากพลังของแรงโน้มถ่วงเป็นอย่างมาก
มาใช้คำนวณว่าสสารทั้งหมดจะสามารถมารวมตัวกันและก่อกำเนิดกลายเป็นดาวฤกษ์ส่องแสงสว่างโชติช่วงเป็นครั้งแรก ก่อนที่จะมารวมตัวกันเป็นกาแล็กซี่แห่งแรกได้ภายในระยะเวลากี่ปี หลังจากปรากฏการณ์บิกแบงกันแน่
ทั้งหลัก ΛCDM นี้ ยังช่วยให้เราสามารถคำนวณความหนาแน่นของสสารต่อพื้นที่ทั้งหมดที่พึงมีในแต่ละช่วงเวลาของเอกภพได้อย่างแม่นยำ ตามกฎทางฟิสิกส์ที่เราเข้าใจได้อีกด้วย จึงทำให้หลักการ ΛCDM นี้เป็นหลักที่นิยมในการค้นหาอายุของเอกภพตลอดช่วงเวลาสองสามทศวรรษที่ผ่านมา
อย่างไรก็ตาม ราเชนทร คุปตะ ได้เสนอว่าหลักการ ΛCDM ในปัจจุบันอาจมีจุดบกพร่องเรื่องของการใช้ข้อมูลของแสงจากกาแล็กซี่ห่างไกล ว่า แสงนั้นไม่ได้มีช่วงคลื่นที่ยาวขึ้นจากการที่แสงถูกการขยายตัวของเอกภพยืดออกเสียทีเดียว แต่เป็นเพราะแสงยังสูญเสียพลังงานจากการเดินทางด้วยต่างหาก
ประกอบกับความใจเรื่องการที่อนุภาคมูลฐานต่าง ๆ เข้ามาปฏิสัมพันธ์กันในแต่ละช่วงเวลาหลังจากปรากฏการ์ณบิกแบงนั้น มีความเปลี่ยนไปไม่ตรงกับแบบจำลองกระแสหลัก (Coupling constants—ค่าคงตัวการคู่ควบ) ซึ่งทำให้ อัตราการขยายตัวของเอกภพอันเป็นผลจากพลังงานมืด (Dark Energy) ที่นำไปสู่การคำนวณค่าคงตัวจักรวาล (Consmological Constant) ก็ต้องเปลี่ยนแปลงตามไปด้วย
โดยผลจากการตีความและแก้ไขข้อมูลตัวเลขใหม่ลงไปในวิธีการ ΛCDM ในแบบของ ราเชนทร คุปตะ ก็ได้พาเราไปสู่ตัวเลขของอายุเอกภพที่ 26,700 ล้านปี ซึ่งมีความเป็นไปได้และถือว่าแปลกใหม่ในวงการวิทยาศาสตร์พอสมควร ถึงขนาดที่ว่างานวิจัยชิ้นนี้ได้รับการตีมพิมพ์ในวารสารรายเดือนของราชสมาคมดาราศาสตร์แห่งสหราชอาณาจักร
แต่อย่างไรก็ดีนักเอกภพวิทยามักกล่าวว่าทุกการค้นพบใหม่ ๆ นั้นก็ยังไม่สามารถที่จะยืนยันและตอบอย่างมั่นใจถ้าว่าสิ่งนี้เป็นความจริงเหมือนกับปรากฏการณ์บิกแบง จนกว่านักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ จะไม่สามารถหาข้อโต้แย้งต่อสมมติฐานของ ราเชนทร คุปตะ ได้
ไม่แน่ว่าปัญหาเรื่องอายุของเอกภพทั้งหมดนี้อาจมลายหายไปด้วยเหตุผลเพียงแค่ว่า เราอาจจะคำนวณมวลของกาแล็กซี่ยุคแรกเริ่มและอายุของดาวฤกษ์เมธูเสลาห์ ผิดจริง ๆ ก็ได้
หรือหากสมมติฐานที่เอกภพมีอายุ 26,700 ล้านปีกลับถูกต้องขึ้นมา ก็แสดงว่ากาแล็กซี่ต่าง ๆ ก่อตัวขึ้นมาเร็วกว่าที่คิด และช่วงเวลาก่อนหน้าที่ไม่มีดาวฤกษ์ส่องแสงสว่างถือกำเนิดขึ้นมาในยุคมืดของจักรวาลหลังจากบิกแบงก็จะยาวนานขึ้นตามไปด้วยเช่นกัน
ซึ่งคล้ายกับที่ไหนสักแห่งที่ยุคมืดนั้นช่างแลดูยาวนานเสียเหลือเกิน
เรียบเรียงโดย ทีมงาน Spaceth.co
