ในห้วงอวกาศอันกว้างใหญ่ไพศาล ยังคงมีปริศนาสำคัญที่ท้าทายความเข้าใจของมนุษยชาติ นั่นคือ สสารมืด (dark matter) และพลังงานมืด (dark energy) ซึ่งเป็นองค์ประกอบล่องหนที่เชื่อกันว่ามีอยู่ถึง 95% ของเอกภพ เพื่อไขความลับอันดำมืดนี้ องค์การอวกาศยุโรป หรือ อีเอสเอ (European Space Agency: ESA) ได้ส่งกล้องโทรทรรศน์อวกาศตัวใหม่ล่าสุดขึ้นสู่ห้วงอวกาศในชื่อ ยูคลิด (Euclid) ภารกิจของมันคือการสร้างแผนที่ 3 มิติของจักรวาลที่ละเอียดและครอบคลุมที่สุดเท่าที่เคยมีมา เพื่อแกะรอยอิทธิพลขององค์ประกอบลึกลับเหล่านี้
กล้องโทรทรรศน์อวกาศยูคลิด ซึ่งตั้งชื่อตามยูคลิดแห่งอเล็กซานเดรีย (Euclid of Alexandria) บิดาแห่งเรขาคณิตชาวกรีก ได้ทะยานขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 1 กรกฎาคม พ.ศ. 2566 จากแหลมคะแนเวอรัล รัฐฟลอริดา สหรัฐอเมริกา และได้เดินทางไปยังจุดหมาย ณ ตำแหน่งที่เรียกว่า จุดลากรางจ์ที่สอง (Lagrange point 2) หรือ L2 ซึ่งอยู่ห่างจากโลกออกไปประมาณ 1.5 ล้านกิโลเมตร วงโคจรนี้เป็นตำแหน่งที่เหมาะสมอย่างยิ่งในการสังเกตการณ์อวกาศ เพราะสามารถป้องกันการรบกวนจากแสงและความร้อนของโลก ดวงอาทิตย์ และดวงจันทร์ได้
ภารกิจสำรวจจักรวาลอันมืดมิด
เป้าหมายหลักของยูคลิดไม่ใช่การถ่ายภาพอวกาศที่สวยงามดังเช่นกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลหรือเจมส์ เว็บบ์ แต่เป็นการสำรวจท้องฟ้าในมุมกว้างอย่างเป็นระบบ เพื่อทำความเข้าใจธรรมชาติของสสารมืดและพลังงานมืดให้ดียิ่งขึ้น
- สสารมืด คือ สสารลึกลับที่เราไม่สามารถมองเห็นหรือตรวจจับได้โดยตรง แต่เราทราบถึงการมีอยู่ของมันผ่านแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อดาวฤกษ์และกาแล็กซี นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าสสารมืดเป็นเหมือน “โครงสร้าง” ที่ยึดเหนี่ยวกาแล็กซีต่าง ๆ ให้รวมตัวกันเป็นกระจุกกาแล็กซีได้
- พลังงานมืด คือ พลังงานปริศนาที่เชื่อว่าเป็นต้นเหตุของการขยายตัวด้วยความเร่งของเอกภพ มันทำหน้าที่ตรงกันข้ามกับแรงโน้มถ่วง โดยจะผลักกาแล็กซีต่าง ๆ ให้เคลื่อนที่ออกจากกันด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ
ยูคลิดจะใช้เวลาอย่างน้อย 6 ปีในการสำรวจกาแล็กซีหลายพันล้านแห่งที่อยู่ไกลออกไปถึง 1 หมื่นล้านปีแสง ครอบคลุมพื้นที่มากกว่าหนึ่งในสามของท้องฟ้าทั้งหมด ข้อมูลมหาศาลที่ได้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สร้างแผนที่ 3 มิติของเอกภพ โดยมี “เวลา” เป็นมิติที่สาม ซึ่งจะเผยให้เห็นว่าโครงสร้างของเอกภพและอัตราการขยายตัวเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรตลอดประวัติศาสตร์จักรวาล
ดวงตาอันเฉียบคมของยูคลิด
เพื่อบรรลุภารกิจอันท้าทายนี้ ยูคลิดได้ติดตั้งเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ 2 ชิ้นหลัก ได้แก่
- เครื่องมือถ่ายภาพในช่วงคลื่นที่ตามองเห็น (Visible Instrument: VIS) เป็นกล้องถ่ายภาพความละเอียดสูงถึง 600 ล้านพิกเซล ที่จะจับภาพรูปร่างของกาแล็กซีต่าง ๆ อย่างคมชัด เพื่อตรวจวัดการบิดเบี้ยวของแสงจากกาแล็กซีอันไกลโพ้น อันเนื่องมาจากปรากฏการณ์เลนส์ความโน้มถ่วง (gravitational lensing) ซึ่งจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถทำแผนที่การกระจายตัวของสสารมืดได้
- เครื่องมือสเปกโทรมิเตอร์และโฟโตมิเตอร์ย่านใกล้อินฟราเรด (Near-Infrared Spectrometer and Photometer: NISP) ทำหน้าที่วัดระยะห่างของกาแล็กซีแต่ละแห่งได้อย่างแม่นยำโดยการวิเคราะห์การเลื่อนไปทางแดง (redshift) ของแสง ซึ่งจะช่วยสร้างแผนที่ 3 มิติและศึกษาการกระจุกตัวของกาแล็กซีในแต่ละช่วงเวลาของเอกภพ
ก้าวแรกสู่ความเข้าใจใหม่
นับตั้งแต่เริ่มปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ ยูคลิดได้ส่งภาพถ่ายชุดแรกกลับมายังโลก ซึ่งเผยให้เห็นศักยภาพอันยอดเยี่ยมในการสำรวจจักรวาล แม้จะเป็นเพียงเศษเสี้ยวเล็ก ๆ ของข้อมูลทั้งหมดที่ภารกิจจะรวบรวม แต่ภาพที่ได้ก็เต็มไปด้วยรายละเอียดของกาแล็กซีนับแสนแห่งในมุมมองที่ไม่เคยเห็นมาก่อน เช่น ภาพกระจุกกาแล็กซีเพอร์ซิอัส (Perseus Cluster) และเนบิวลารูปหัวม้า (Horsehead Nebula)
ข้อมูลจากยูคลิดจะเปิดหน้าต่างบานใหม่สู่ความเข้าใจในจักรวาลวิทยา ช่วยให้นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์สามารถทดสอบทฤษฎีต่าง ๆ เกี่ยวกับแรงโน้มถ่วง และอาจนำไปสู่การค้นพบทางฟิสิกส์ที่ไม่คาดฝัน ภารกิจของยูคลิดจึงเปรียบเสมือนการเดินทางครั้งสำคัญของมนุษยชาติเพื่อวาดแผนที่ของสิ่งที่เรามองไม่เห็น และตอบคำถามพื้นฐานที่สุดว่าจักรวาลของเรามีหน้าตาและวิวัฒนาการมาอย่างไร
ข้อมูลอ้างอิง: องค์การอวกาศยุโรป (ESA)
- Euclid mission overview
