พัฒนาการทางวิทยาศาสตร์เพื่อที่จะตอบคำถามเกี่ยวกับโลกและท้องฟ้าจะเริ่มการศึกษาทางดาราศาสตร์ เริ่มจากการโคจรของวัตถุในระบบสุริยะของเรา ต่อมา เราก็ได้เรียนรู้ระบบที่มีขนาดใหญ่ขึ้นและใหญ่ขึ้น ไปจนถึงระดับแกแลกซี่ ไปจนถึงระดับเอกภพ ซึ่งการเรียนรู้เอกภพจะเป็นขอบเขตของจักรวาลวิทยา
ในอีกมุมหนึ่ง พัฒนาการของวิทยาศาสตร์เพื่อที่จะตอบคำถามว่ามนุษย์และสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นมาบนโลกได้อย่างไรก็จะเป็นส่วนของการศึกษาทางชีววิทยา จากระดับสิ่งมีชีวิตลงไปที่การทำงานของเนื้อเยื่อ เล็กลงไปเรื่อยๆ จนถึงระดับเซลล์ การทำงานของสารต่างๆภายในเซลล์จะสามารถอธิบายโดยความรู้ของวิชาเคมี เล็กลงไปจากระดับเคมีก็จะถึงระดับของโครงสร้างภายในอะตอมซึ่งเป็นขอบเขตความรู้ของฟิสิกส์อนุภาค
เราคงเคยได้รับรู้ข่าวของเรื่องเร่งอนุภาค Large Heavy Ion Collider หรือ LHC ขององค์กรเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป หรือ CERN กันมาบ้างแล้ว ในปัจจุบัน LHC ถือเป็นเครื่องเร่งอนุภาคที่มีขนาดใหญ่และมีพลังมากที่สุดของโลก และ เราอาจจะเคยได้ยินกันบ้างว่าการทดลองด้วยเครื่อง LHC นี้จะเป็นอีกก้าวหนึ่งของพัฒนาการทางวิทยาศาสตร์ที่จะทำให้เราเข้าใจเอกภพได้ดียิ่งขึ้น อาจจะมีคนสงสัยว่า การเร่งอนุภาคมาชนกันเพื่อศึกษาสมบัติของสิ่งที่เล็กยิ่งกว่าอะตอมนี้จะช่วยให้เราเข้าใจระบบที่มีขนาดใหญ่มากอย่างเอกภพได้อย่างไร มีคำอธิบายครับ มาลองดูกันการศึกษาในขอบเขตความรู้ของจักรวาลวิทยาคือการศึกษาว่าเอกภพของเราทั้งหมด เกิดและมีวิวัฒนาการอย่างไร การอธิบายเอกภพจะเป็นไปในลักษณะย้อนอดีต นั้นคือ เรากำลังพยายามเรียนรู้ประวัติศาสตร์ของเอกภพ ตั้งแต่กำเนิด ในปัจจุบันนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้ทฤษฏีสัมพัทธทั่วไปของไอน์สไตน์รวมกันหลักของจักรวาลวิทยาเป็นตัวจักรสำคัญในการอธิบายเอกภพ นำไปสู่การอธิบายด้วยทฤษฎีบิ๊กแบง (Big bang)
ในบริบทของทฤษฎีบิ๊กแบง มีใจความโดยสรุปว่า เอกภพกำเนิดจากบิ๊กแบง ทุกๆที่ในอวกาศ ณ ขณะเกิดบิ๊กแบง จะมีพลังงานมหาศาลมาก หลังจากเกิดบิ๊กแบงแล้วเป็นเวลา 10-37 วินาที เอกภพก็ได้เข้าสู่ช่วงขยายตัวอย่างรวดเร็วมาก เรียกว่าช่วงการพองตัว หรือ Inflation หลังจากจบช่วงการพองตัว เอกภพเริ่มก็มีพลังงานต่ำลงและขยายตัวขึ้น แต่การขยายตัวครั้งหลังนี้จะช้ากว่าช่วงการพองตัวมาก หลังจากจบการพองตัว เราเชื่อว่าพลังงานในเอกภพจะประกอบด้วยพลังงานจาก มวลสาร และ มวลสารมืด พลังงานของการแผ่รังสี และพลังงานมืด พลังงานทั้งสี่ประเภทจะสัดส่วนที่ไม่เท่ากัน และสัดส่วนพลังงานดังกล่าวก็เปลี่ยนไปเมื่ออายุของเอกภพเพิ่มขึ้น จนกระทั่งถึงปัจจุบัน
รูปแสดงสัดส่วนพลังงานในเอกภพยุคปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์สามารถวัดได้ว่า ภายในเอกภพปัจจุบันนี้มีสัดส่วนพลังงานมืดประมาณ 72% ของพลังงานทัั้งหมด ในปัจจุบันพลังงานของการแผ่รังสีมีสัดส่วนน้อยมากจนสามารถประมาณได้ว่ามีสัดส่วนพลังงานเป็นศูนย์
สิ่งที่อยู่นอกบริบทของจักรวาลวิทยาคือความเป็นไปในรายละเอียดของสสาร และพลังงาน (แน่นอนว่า จักรวาลวิทยาก็ไม่สามารถตอบได้ว่า สสารมืดและพลังงานมืดคืออะไรกันแน่) ความรู้ที่จะเติมเต็มจักรวาลวิทยาคือความรู้ของฟิสิกส์อนุภาค ถ้าเรามีความรู้ฟิสิกส์อนุภาคเป็นอย่างดีแล้ว เราจะเข้าใจเอกภพเป็นอย่างดีด้วย
ความรู้ที่อธิบายระบบที่มีขนาดใหญ่ระดับจักรวาล และความรู้ที่ใช้อธิบายระบบที่มีขนาดเล็กระดับอนุภาค ได้ถูกนำมาบรรจบกัน เพื่อที่เราจะเรียนรู้ประวัติศาสตร์ของเอกภพ
หมายเหตุ
คำว่า จักรวาล แปลมาจาก Cosmos ส่วนคำว่า เอกภพ แปลมาจาก Universe และคำว่า จักรวาลวิทยา แปลมาจากคำว่า Cosmology ในบทความนี้หรือโดยทั่วไปจะมีการใช้คำว่า จักรวาล และคำว่า เอกภพ ในความหมายที่เหมือนกัน นั้นคือคำว่า จักรวาล จะหมายถึง เอกภพ
อ้างอิงจาก http://www.vcharkarn.com/varticle/43012
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น