เผยภาพจำลองเอกภพด้านมืดที่ชัดเจนที่สุด นักวิทยาศาสตร์ทำความฝันเป็นจริงด้วยข้อมูลพลังงานมืดชุดใหม่

กดาราศาสตร์ประสบความสำเร็จครั้งประวัติศาสตร์ในการสร้างแผนภูมิการขยายตัวของเอกภพและ "พลังงานมืด" ซึ่งเป็นแรงลึกลับที่ขับเคลื่อนการขยายตัวของจักรวาลให้เร่งความเร็วขึ้น โดยอาศัยการวิเคราะห์ข้อมูลมหาศาลตลอดระยะเวลา 6 ปีจากกล้องพลังงานมืดที่ติดตั้งบนกล้องโทรทรรศน์วิกเตอร์ เอ็ม. บลังโก ขนาด 4 เมตร ในประเทศชิลี การค้นพบครั้งนี้ไม่เพียงแต่ยืนยันความรู้เดิมที่เรามี แต่ยังเผยให้เห็นร่องรอยของความไม่สอดคล้องบางอย่างที่อาจเปลี่ยนตำราฟิสิกส์ดาราศาสตร์ในอนาคต

ความสำเร็จนี้เกิดจากการทำงานร่วมกันของโครงการสำรวจพลังงานมืดหรือดีอีเอส ซึ่งรวบรวมข้อมูลจากการสังเกตการณ์ท้องฟ้าเป็นเวลา 758 คืน ครอบคลุมพื้นที่ 1 ใน 8 ของท้องฟ้าทั้งหมด ข้อมูลดังกล่าวมาจากกล้องพลังงานมืดที่มีความละเอียดสูงถึง 570 ล้านพิกเซล บันทึกภาพกาแล็กซีมากกว่า 669 ล้านแห่งที่อยู่ห่างออกไปหลายพันล้านปีแสง ความพิเศษของการศึกษาครั้งนี้คือการนำวิธีการศึกษาพลังงานมืดที่แตกต่างกันถึง 4 รูปแบบมารวมเข้าด้วยกันเป็นครั้งแรก ส่งผลให้ความแม่นยำในการวัดผลกระทบของพลังงานมืดเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเมื่อเทียบกับการศึกษาในอดีต

หากย้อนกลับไปในปี พ.ศ. 2541 นักดาราศาสตร์เริ่มพบร่องรอยของพลังงานมืดจากการสังเกตซูเปอร์โนวาที่อยู่ห่างไกล และพบว่าเอกภพไม่ได้เพียงแค่กำลังขยายตัวตามทฤษฎีของเอ็ดวิน ฮับเบิล เท่านั้น แต่ยังขยายตัวด้วยอัตราเร่งที่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ พลังงานมืดจึงเป็นชื่อเรียกของแรงที่มองไม่เห็นซึ่งมีสัดส่วนสูงถึงร้อยละ 68 ของพลังงานและสสารทั้งหมดในเอกภพ โดยแรงนี้เริ่มมีบทบาทเหนือกว่าแรงโน้มถ่วงและขับเคลื่อนการขยายตัวอย่างรุนแรงเมื่อประมาณ 3,000 ถึง 7,000 ล้านปีก่อน

ในการวิเคราะห์ล่าสุดนี้ ทีมนักวิจัยได้ใช้ซูเปอร์โนวาชนิด Ia ร่วมกับปรากฏการณ์เลนส์ความโน้มถ่วงแบบอ่อน ซึ่งเป็นการที่แสงจากแหล่งกำเนิดที่ห่างไกลถูกหักเหด้วยมวลมหาศาลระหว่างทาง รวมถึงการกระจุกตัวของกาแล็กซี และการสั่นพ้องของแบริออนในรูปของคลื่นความดันที่หลงเหลือมาตั้งแต่ยุคกำเนิดเอกภพ ข้อมูลเหล่านี้ช่วยให้ทีมนักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างโครงสร้างการกระจายตัวของสสารในช่วง 6,000 ล้านปีที่ผ่านมาของประวัติศาสตร์เอกภพได้อย่างละเอียด

ผลการวิเคราะห์พบว่าข้อมูลสอดคล้องกับแบบจำลองมาตรฐานทางจักรวาลวิทยาที่เชื่อว่าพลังงานมืดมีค่าคงที่ตามเวลา อย่างไรก็ตาม มีจุดที่น่าสนใจคือการกระจุกตัวของสสารในเอกภพยุคปัจจุบันกลับไม่เป็นไปตามคำทำนายของแบบจำลองเดิมเมื่อเปรียบเทียบกับข้อมูลจากเอกภพยุคแรกเริ่ม ความแตกต่างนี้ชัดเจนยิ่งขึ้นกว่าการศึกษาครั้งไหนๆ ซึ่งอาจบ่งชี้ว่ามีความรู้บางอย่างเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงหรือธรรมชาติของเอกภพที่เรายังเข้าไม่ถึง

ความสำเร็จของโครงการดีอีเอสในครั้งนี้เป็นเพียงจุดเริ่มต้นเท่านั้น เพราะในอนาคตอันใกล้ ข้อมูลเหล่านี้จะถูกนำไปรวมกับการสังเกตการณ์กาแล็กซีกว่า 2 หมื่นล้านแห่งจากหอสังเกตการณ์เวรา ซี. รูบิน ซึ่งกำลังจะเริ่มภารกิจสำรวจพื้นที่และเวลาในระยะยาวเพื่อทดสอบทฤษฎีแรงโน้มถ่วงและไขปริศนาพลังงานมืดให้กระจ่างชัดยิ่งขึ้นไปอีกขั้น โดยผลการวิจัยฉบับเต็มได้ถูกเสนอเพื่อตีพิมพ์ในวารสาร Physical Review D และเผยแพร่ให้นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกได้ร่วมศึกษาแล้ว

ข้อมูลอ้างอิง: Space. com

• Scientists just got the clearest picture of the dark universe yet