ในความกว้างใหญ่ของเอกภพที่เต็มไปด้วยกาแล็กซี ดาวฤกษ์ และเนบิวลาหลากสีสัน ยังมีดินแดนแห่งความว่างเปล่าที่ท้าทายความเข้าใจของเราเกี่ยวกับโครงสร้างของจักรวาล สถานที่แห่งนั้นคือ โบโอทีสวอยด์ (Boötes Void) ซึ่งเป็นหนึ่งในพื้นที่ที่ว่างเปล่าและมีขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยค้นพบมา
ในช่วงปลายทศวรรษ 1970 ถึงต้นทศวรรษ 1980 นักดาราศาสตร์ได้เริ่มทำแผนที่สามมิติของเอกภพโดยการวัดค่าการเลื่อนไปทางแดง (redshift) ของกาแล็กซีต่างๆ ซึ่งเป็นวิธีที่บ่งบอกถึงระยะห่างและความเร็วในการเคลื่อนที่ของกาแล็กซีได้
ในปี ค.ศ. 1981 ทีมนักดาราศาสตร์นำโดย โรเบิร์ต เคิร์ชเนอร์ (Robert Kirshner) จากมหาวิทยาลัยมิชิแกน ได้ทำการสำรวจการกระจายตัวของกาแล็กซีในทิศทางของกลุ่มดาวคนเลี้ยงสัตว์ หรือกลุ่มดาวโบโอทีส (Boötes) และได้พบกับเรื่องน่าประหลาดใจอย่างยิ่ง
พวกเขาพบว่ามีปริภูมิขนาดมหึมาที่แทบจะไม่มีกาแล็กซีอยู่เลย ซึ่งแตกต่างอย่างสิ้นเชิงกับแบบจำลองโครงสร้างเอกภพในขณะนั้น การค้นพบนี้ได้รับการตีพิมพ์และยืนยันในเวลาต่อมา และทำให้ “โบโอทีสวอยด์” กลายเป็นที่รู้จักในฐานะ “ซูเปอร์วอยด์” (supervoid) หรือพื้นที่ว่างขนาดมหึมาในเอกภพ ที่แทบจะไม่มีกาแล็กซีหรือสสารใดๆ อยู่เลย แห่งแรกๆ ที่ถูกค้นพบ
โบโอทีสวอยด์ตั้งอยู่ห่างจากโลกประมาณ 700 ล้านปีแสง มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางกว้างใหญ่ถึงประมาณ 330 ล้านปีแสง ซึ่งใหญ่กว่ากาแล็กซีทางช้างเผือกของเราหลายพันเท่า
ในปริมาตรอวกาศขนาดเท่านี้ นักดาราศาสตร์คาดการณ์ว่าจะต้องพบกาแล็กซีอย่างน้อย 2,000 แห่ง แต่จากการสำรวจอย่างละเอียดจนถึงปัจจุบัน พบกาแล็กซีในโบโอทีสวอยด์เพียงประมาณ 60 แห่งเท่านั้น และกาแล็กซีเหล่านี้ส่วนใหญ่กระจุกตัวกันอยู่ในโครงสร้างรูปท่อยาวที่พาดผ่านใจกลางของวอยด์ ทำให้พื้นที่ส่วนที่เหลือของวอยด์นั้นว่างเปล่าอย่างแท้จริง
ทฤษฎีที่เป็นที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวางในปัจจุบันอธิบายว่า โครงสร้างขนาดใหญ่ของเอกภพมีลักษณะคล้าย “ใยแมงมุมคอสมิก” (cosmic web) ซึ่งประกอบด้วยเส้นใยกาแล็กซี (galaxy filaments) ที่เป็นกลุ่มของกาแล็กซีและสสารมืดที่เรียงตัวกันเป็นสายยาว และระหว่างเส้นใยเหล่านี้คือพื้นที่ว่างขนาดใหญ่ที่เรียกว่า “วอยด์”
เชื่อกันว่า “วอยด์” อย่างโบโอทีสวอยด์ ก่อตัวขึ้นจากการรวมตัวของวอยด์ขนาดเล็กๆ จำนวนมากเข้าด้วยกัน ซึ่งเป็นผลมาจากความผันผวนทางควอนตัม (quantum fluctuations) ในช่วงเวลาเพียงเสี้ยววินาทีหลังเกิดบิกแบง (Big Bang) บริเวณที่มีความหนาแน่นของสสารสูงกว่าค่าเฉลี่ยจะดึงดูดสสารเข้าหากันด้วยแรงโน้มถ่วง ก่อตัวขึ้นเป็นกระจุกกาแล็กซีและเส้นใยกาแล็กซี ในขณะที่บริเวณที่มีความหนาแน่นต่ำกว่าจะค่อยๆ ถูกทิ้งให้ว่างเปล่าและขยายขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ กลายเป็นวอยด์ที่เราสังเกตเห็นในปัจจุบัน
แม้จะถูกเรียกว่า “ความว่างเปล่า” แต่โบโอทีสวอยด์ไม่ได้ว่างเปล่าโดยสมบูรณ์ การศึกษากาแล็กซีจำนวนน้อยที่อาศัยอยู่ในนั้น ให้ข้อมูลเชิงลึกที่น่าสนใจแก่นักดาราศาสตร์ งานวิจัยล่าสุดในปี 2024 และ 2025 ชี้ให้เห็นว่ากาแล็กซีในวอยด์มีแนวโน้มที่จะวิวัฒนาการช้ากว่ากาแล็กซีในสภาพแวดล้อมที่หนาแน่นกว่า พวกมันมีอัตราการก่อตัวของดาวฤกษ์ที่ต่ำกว่า และมีปริมาณแก๊สไฮโดรเจนซึ่งเป็นวัตถุดิบในการสร้างดาวฤกษ์อยู่มาก
โบโอทีสวอยด์ จึงเปรียบเสมือนห้องทดลองทางธรรมชาติขนาดมหึมา ที่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาการก่อตัวและวิวัฒนาการของกาแล็กซี ในสภาพแวดล้อมที่ปราศจากการรบกวนจากกาแล็กซีเพื่อนบ้าน การศึกษาความเวิ้งว้างอันไพศาลนี้ไม่เพียงแต่ท้าทายความเข้าใจของเราเกี่ยวกับจักรวาล แต่ยังเปิดหน้าต่างบานใหม่ไปสู่การไขปริศนาโครงสร้างที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในเอกภพอีกด้วย
ข้อมูลอ้างอิง:
- Kirshner, R.P.; Oemler, A.J.; Schechter, P.L.; Shectman, S.A. (1981).
“A million cubic megaparsec void in Bootes”. The Astrophysical Journal.
