Uncategorized admin  

จักรวาลวิทยา: ขนาดและรูปร่างของจักรวาลของเรา

หากเอกภพของเรามีปริมาตร จำกัด ซึ่งเห็นได้ชัดว่าควรมีเนื่องจากมีขนาด จำกัด ในช่วงเวลาที่กำเนิด – เหตุการณ์บิ๊กแบง – 13.7 พันล้านปีก่อนก็ต้องมีขนาดโดยรวมและไม่มีรูปร่างอย่างแน่นอน รูปร่างที่ปรากฏเพียงสมมติว่าสามารถดูได้จากระยะที่เหมาะสม ขนาดและรูปร่างของจักรวาลของเราเป็นอย่างไรและอะไรเป็นตัวกำหนด?

ในการเริ่มต้นสิ่งนี้เราไม่สามารถวัดขนาดที่แน่นอนของจักรวาลได้เนื่องจาก 1) การขยายตัวดังนั้นขนาดของมันจึงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง แต่ตรงประเด็น 2) เราสามารถวัดได้เฉพาะสิ่งที่เราสามารถสังเกตได้เท่านั้น เนื่องจากแสงมีความเร็ว จำกัด แม้ว่าจะเป็นสิ่งที่เร็วที่สุด แต่ก็อาจมีวัตถุอยู่ไกลออกไปจนแสงของมันยังไม่มีเวลามาถึงเรามากพอเราจึงไม่รู้อะไรเกี่ยวกับพวกมันหรือการมีอยู่ของอวกาศ พวกมันอาศัยอยู่อย่างไรก็ตามเราสามารถคาดเดาได้ว่าหากเหตุการณ์บิ๊กแบงเกิดขึ้นเมื่อ 13,700 ล้านปีก่อนและเนื่องจากความเร็วแสงเป็นความเร็วที่เร็วที่สุดเท่าที่ทราบจึงสันนิษฐานได้ว่าเอกภพต้องมีรัศมี 13.7 พันล้านปีแสง

แต่เพื่อให้สิ่งต่าง ๆ ซับซ้อนขึ้นเราก็ไม่สามารถทราบขนาดที่แน่นอนของจักรวาลของเราได้เนื่องจากเหตุการณ์บิ๊กแบงเนื่องจากอัตราการขยายตัวของจักรวาลของเราเปลี่ยนแปลงไปเรื่อย ๆ โดยปกติคิดว่าอัตราการขยายตัวของจักรวาลของเราจะต้องช้าลงภายใต้แรงโน้มถ่วงที่จักรวาลมี ในที่สุดมันจะหยุดหรือไม่และไม่ทราบทิศทางย้อนกลับ – คณะลูกขุนออกไป จากนั้นในช่วงปลายทศวรรษ 1990 พบว่าอัตราการขยายตัวของเอกภพของเรากำลังเร่งขึ้นเนื่องจากแรงต้านแรงโน้มถ่วงลึกลับซึ่งไม่ค่อยมีใครเข้าใจเรียกว่า ‘พลังงานมืด’ ดังนั้นข้อสันนิษฐานในตอนนี้ก็คือจักรวาลจะยังคงขยายตัวขยายออกไปเรื่อย ๆ เร็วขึ้นเรื่อย ๆ เนื่องจากพลังที่น่ารังเกียจนี้คือ ‘พลังงานมืด’

อย่างไรก็ตามในทางทฤษฎีเราสามารถวัดรูปร่างของจักรวาลได้ อย่างไรก็ตามรูปร่างขึ้นอยู่กับว่ามีมวลเท่าใดและการจัดเรียงของมวลนั้นกำหนดพื้นที่และเวลาหรือปริภูมิ – เวลาอย่างไร นั่นคือถ้าคุณสามารถติดตามเส้นทางของรังสีของแสงได้วิธีการเดินทางในท้ายที่สุดขึ้นอยู่กับมวลที่มันเจอและด้วยเหตุนี้ทางเดินของแสงจึงกำหนดรูปร่าง ทุกอย่างเดือดลงไปที่รูปทรงเรขาคณิต เพียงเพราะเหตุการณ์บิ๊กแบงถูกมองว่าเป็นการระเบิดที่พ่นสสารและพลังงานออกไปทุกทิศทางในที่สุดก็ไม่ได้หมายความว่าจักรวาลมีรูปร่างเป็นทรงกลม

หากในที่สุดจักรวาลจะมีแนวโน้มที่จะมีขนาดไม่สิ้นสุด (ไม่เคยไปที่นั่น แต่เคยดิ้นรนเพื่อไปที่นั่น) นั่นเป็นความเป็นไปได้อย่างหนึ่ง สถานการณ์นั้นจะเกิดขึ้นหากเอกภพที่กำลังขยายตัวนั้นแบนราบ (โดยที่มุมของสามเหลี่ยมรวมกันได้ 180 องศา) หรือรูปอานม้า (โดยที่มุมของสามเหลี่ยมรวมกันได้น้อยกว่า 180 องศา)

เอกภพรูปอานม้าชี้ให้เห็นว่าลำแสงจะกระจายพ่อออกไปและห่างกันมากขึ้นแม้ว่าการเผชิญหน้ากับกลุ่มของสสารจะทำให้เกิดการเบี่ยงเบนชั่วคราวและเล็กน้อย ดังนั้นหากคุณส่องลำแสงไฟฉายสองอันขนานกันพวกมันจะค่อยๆแตกต่างกันอย่างช้าๆ

Flat Universe แสดงให้เห็นว่าลำแสงในขณะที่ถูกเบี่ยงเบนขึ้นและลงไปทางขวาและซ้ายไปข้างหน้าและข้างหลังเนื่องจากพบกับวัตถุขนาดใหญ่ (การโค้งงอแสง) ต่างๆอย่างไรก็ตามในที่สุดและในทางสถิติก็มีแนวโน้มที่จะเราชภัฏสวนสุนันทาคลื่อนที่เป็นเส้นตรงโดยรวม ลำแสงไฟฉายทั้งสองเริ่มต้นขนานกันในระยะยาวจะยังคงขนานกัน

หลักฐานที่ดีที่สุดแสดงให้เห็นว่าเอกภพแบน แต่โปรดจำไว้ว่าสนามหลังบ้านของคุณก็แบนเช่นกัน แต่ในทางปฏิบัติมันจะต้องมีความโค้งเล็กน้อยเนื่องจากเป็นส่วนหนึ่งของพื้นผิวโลกและพื้นผิวโลกโค้ง ดังนั้นจักรวาลอาจจะโค้งเหมือนกัน แต่ก็กว้างใหญ่มากจนทุกสิ่งที่เราเห็นดูเหมือนจะแบนราบเหมือนสวนหลังบ้านของคุณ!

แน่นอนว่าแม้แต่จักรวาลที่แบนราบก็สามารถมีขนาดที่ จำกัด ได้ (อันที่จริงต้องมีตั้งแต่เหตุการณ์บิ๊กแบงพ่นของออกมาอย่าง จำกัด ) แต่ก็ยังมีพื้นที่ว่างเหลือเฟือที่จะขยายต่อไปได้ อย่างไรก็ตามสิ่งนี้สวนทางกับแบบจำลองมาตรฐานของจักรวาลวิทยาซึ่งระบุว่าอวกาศกำลังขยายตัว ฉันมักจะต่อต้านเมล็ดพืชนั้นและคิดว่าการขยายตัวของจักรวาลของเรานั้นเกิดจากพื้นที่ที่มีอยู่ก่อนแล้ว

จะเกิดอะไรขึ้นถ้าการกระจายมวลเป็นเช่นนั้นลำแสงจะถูกบังคับให้โค้งกลับไปรอบ ๆ ในที่สุดเหมือนมดคลานไปรอบ ๆ พื้นผิวของลูกบอล? จักรวาลเป็นจักรวาลปิด จักรวาลเป็นจักรวาลทรงกลมจริงๆ ในที่สุดลำแสงไฟฉายของเราจะวนรอบจักรวาลและตบเราที่ด้านหลัง!

ถ้าจักรวาลมีขนาด จำกัด เสมอ (ทรงกลม – ที่มุมของสามเหลี่ยมรวมกันได้มากกว่า 180 องศา) สิ่งนั้นไม่มั่นคงเนื่องจากคำถามที่ต้องพูดอย่างชัดเจนคือสิ่งที่อยู่เหนือขอบ โลกเป็นทรงกลมที่มีขนาด จำกัด แต่มีบางสิ่งที่อยู่เหนือขอบโลก – นอกเหนือจากพื้นผิวของมัน โลกนั้นไม่มีขอบเขตจริงๆโดยที่การเดินทางของคุณไม่มีขอบเขตและรอบ ๆ และรอบ ๆ โลกเดินทางไปในทิศทางที่คงที่และจะกลับมาสิ้นสุดที่จุดเริ่มต้นของคุณเสมอ แต่ถ้าคุณเดินทางไปในทิศทาง ‘ขึ้น’ ล่ะ? ‘ขึ้น’ อยู่เหนือขอบ แต่ถ้าทั้งจักรวาลปิดและเป็นทรงกลมจะมีค่าเท่ากับ ‘up’ หรือไม่?

ถ้าจักรวาลมีขนาด จำกัด ปริมาณ จำกัด รูปร่างที่ จำกัด มันค่อนข้างปลอดภัยที่จะถือว่าทรงกลมไม่ใช่รูปร่างอื่น ๆ เช่นลูกบาศก์หรือพีระมิดหรือรูปร่างผิดปกติเช่นหยดหรือคล้ายอะมีบา มันจะเก็บภาษีนักจักรวาลวิทยาเชิงทฤษฎีเกินกว่าจุดแตกหักของพวกเขาฉันแน่ใจว่าจะได้ลูกบาศก์จักรวาล! ดังที่ระบุไว้ข้างต้นการระเบิดเช่นเหตุการณ์บิ๊กแบงมีแนวโน้มที่จะได้รับการชมมีแนวโน้มที่จะขยายออกไปเป็นทรงกลม

จักรวาลมีขนาดเล็กกว่าที่คิดในปัจจุบันหรือไม่? ถ้ามันมีขอบเขต จำกัด แต่ไม่มีขอบเขตเหมือนโลกเป็นทรงกลมแสงที่เดินทางออกจากวัตถุใด ๆ ก็จะวนเป็นวงกลมและวนกลับมาที่จุดเริ่มต้น ถ้าจักรวาลมีขนาดเล็กมากแสงจากวัตถุเหล่านั้นก็จะหมุนวนไปวนมาหลายรอบแล้วเราจะเห็นสำเนาหลาย ๆ ชุดของวัตถุใด ๆ ที่เปล่งแสงออกมาในตอนแรก หากวัตถุที่มองเห็นได้ทั้งหมดในจักรวาลเป็นสำเนาจากสำเนาของวัตถุเพียงไม่กี่ชิ้นปริมาตรที่ล้อมรอบจักรวาลอาจมีขนาดเล็กกว่าที่ควรจะเป็นมาก เราถือว่าวัตถุแต่ละชิ้นที่เราเห็นในจักรวาลอันไกลโพ้น วัตถุที่มองเห็นแต่ละชิ้นเราตีความว่าเป็นวัตถุเฉพาะ แต่กาแลคซีอันห่างไกลที่เรามองเห็นทางกลับไปไกลกว่านั้นอาจเป็นเพียงสำเนาของกาแล็กซีของเราเอง!

Leave A Comment