องค์การนาซา (NASA) เตรียมส่งกล้องโทรทรรศน์อวกาศแนนซี เกรซ โรมัน (Nancy Grace Roman Space Telescope) ขึ้นสู่ห้วงอวกาศอย่างเร็วที่สุดภายในปลายปี พ.ศ. 2569 เพื่อเริ่มต้นการสำรวจท้องฟ้าในวงกว้างอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน โดยมีเป้าหมายหลักในการไขความลับของ “สสารมืด” และ “พลังงานมืด” ซึ่งเป็นองค์ประกอบลึกลับที่ครองพื้นที่ส่วนใหญ่ในเอกภพ ผ่านการสังเกตการณ์กาแล็กซีนับร้อยล้านแห่งที่จะทำหน้าที่เป็นเสมือนประภาคารส่องแสงนำทางให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจโครงสร้างพื้นฐานของธรรมชาติ
การสำรวจในครั้งนี้มีชื่อว่า การสำรวจพื้นที่กว้างในละติจูดสูง (High-Latitude Wide-Area Survey) ซึ่งเป็นหนึ่งในสามโปรแกรมหลักของภารกิจ โดยจะใช้เวลาประมาณหนึ่งปีครึ่งในการเก็บข้อมูลครอบคลุมพื้นที่กว่า 5,000 ตารางองศา หรือคิดเป็นร้อยละ 12 ของท้องฟ้าทั้งหมด กล้องโทรทรรศน์อวกาศโรมันจะหันหน้าออกจากระนาบของกาแล็กซีทางช้างเผือกที่มีฝุ่นหนาทึบ เพื่อให้ได้ภาพที่คมชัดที่สุดของเอกภพอันห่างไกล โดยข้อมูลที่ได้จะมีคุณภาพเทียบเท่ากับภาพจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล แต่ครอบคลุมพื้นที่กว้างกว่ามหาศาล หากต้องการแสดงผลภาพถ่ายจากการสำรวจนี้ทั้งหมดด้วยความละเอียดสูงสุดพร้อมกัน ต้องใช้จอโทรทัศน์ระดับ 4K จำนวนมากถึงห้าแสนเครื่องเลยทีเดียว
ประเด็นสำคัญที่นักดาราศาสตร์ให้ความสนใจคือ “ความเร่งของเอกภพ” ซึ่งถือเป็นปริศนาที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในวิชาจักรวาลวิทยาและฟิสิกส์สมัยใหม่ เนื่องจากในระดับระยะทางหลายพันล้านปีแสง แรงโน้มถ่วงดูเหมือนจะทำหน้าที่ผลักออกแทนที่จะดึงดูดเข้าหากัน พลังงานลึกลับที่ผลักดันให้เอกภพขยายตัวเร็วขึ้นนี้คือสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่าพลังงานมืด การสำรวจของกล้องโรมันจะช่วยวัดประวัติศาสตร์การสร้างโครงสร้างของเอกภพและอัตราการขยายตัวในยุคแรกเริ่มได้แม่นยำกว่าเทคโนโลยีในปัจจุบันหลายเท่าตัว
หนึ่งในเทคนิคที่ใช้ศึกษาคือการสังเกต “ปรากฏการณ์เลนส์ความโน้มถ่วง” (Gravitational Lensing) ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อวัตถุมวลมหาศาลอย่างกระจุกกาแล็กซีทำให้ ปริภูมิ-เวลา (Space-time) โค้งงอ จนบิดเบือนแสงจากกาแล็กซีที่อยู่เบื้องหลังให้ดูผิดเพี้ยนไป เนื่องจากสสารมืดไม่มีแสงในตัวเองและมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า แต่มันมีแรงโน้มถ่วงที่ส่งผลต่อวัตถุรอบข้าง นักดาราศาสตร์จึงสามารถใช้ปรากฏการณ์นี้ในการทำแผนที่การกระจายตัวของสสารมืดทั่วเอกภพ โดยกล้องโรมันจะทำการวิเคราะห์รูปร่างของกาแล็กซีมากกว่า 600 ล้านแห่ง เพื่อติดตามการเติบโตของโครงสร้างเอกภพในรูปแบบสามมิติตั้งแต่ยุคหลังการระเบิดครั้งใหญ่หรือบิกแบงมาจนถึงปัจจุบัน
นอกจากนี้ กล้องโทรทรรศน์อวกาศโรมันจะทำการเก็บข้อมูล “สเปกตรัม” หรือแถบสีของแสงจากกาแล็กซีประมาณ 20 ล้านแห่ง เพื่อตรวจวัด “การเลื่อนทางแดง” (Redshift) ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่คลื่นแสงยืดออกเมื่อวัตถุเคลื่อนที่ห่างจากเรา ข้อมูลนี้จะช่วยสร้างแผนที่สามมิติย้อนกลับไปได้ไกลถึง 11,500 ล้านปีแสง และทำให้เราเห็นร่องรอยของ “การสั่นพ้องของแบริออน” (Baryon Acoustic Oscillations) หรือคลื่นเสียงโบราณที่ถูกแช่แข็งไว้ตั้งแต่ยุคแรกเริ่มของเอกภพ วงแหวนของคลื่นเสียงเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นเสมือนไม้บรรทัดจักรวาลที่ช่วยวัดขนาดของโครงสร้างเอกภพในแต่ละช่วงเวลา ทำให้เราทราบว่าพลังงานมืดมีการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นอย่างไรตามกาลเวลา
ภารกิจนี้จะช่วยให้เราเข้าใจอิทธิพลของพลังงานมืดได้แม่นยำขึ้นกว่าเดิมถึง 10 เท่า และช่วยคัดกรองทฤษฎีต่าง ๆ ที่พยายามอธิบายการขยายตัวของเอกภพให้ชัดเจนยิ่งขึ้น ยิ่งไปกว่านั้น ด้วยประสิทธิภาพการสำรวจที่กว้างและละเอียด กล้องโรมันอาจนำไปสู่การค้นพบวัตถุใหม่ ๆ ตั้งแต่ดาวเคราะห์น้อยในระบบสุริยะชั้นนอก ไปจนถึงหลุมดำมวลมหาศาลที่ขอบเอกภพ ซึ่งจะเปลี่ยนโฉมหน้าความรู้ทางดาราศาสตร์ของเราได้อีกมากเลยทีเดียว
ข้อมูลอ้างอิง: NASA Explore
- Core Survey by NASA’s Roman Mission Will Unveil Universe’s Dark Side
