การค้นพบครั้งใหม่จากเศษซากอันร้อนระอุของการพุ่งชนกันครั้งใหญ่ในอวกาศ กำลังพานักวิทยาศาสตร์เข้าใกล้ความจริงในการวัดความเร็วการขยายตัวของเอกภพ ทีมนักวิจัยนานาชาติที่นำโดยมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสวินเบิร์น (Swinburne University of Technology) และองค์การวิจัยวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมแห่งเครือจักรภพ (CSIRO) ซึ่งเป็นหน่วยงานวิทยาศาสตร์แห่งชาติของออสเตรเลีย ได้ผสมผสานข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์และคลื่นความโน้มถ่วงเข้าด้วยกัน เพื่อพยายามปลดล็อกค่าที่แท้จริงของอัตราการขยายตัวของเอกภพ หรือที่รู้จักกันในชื่อ ค่าคงตัวฮับเบิล (Hubble Constant) ซึ่งการล่วงรู้ความเร็วนี้มีความสำคัญอย่างย้อนแย้ง เพราะมันช่วยให้เราคำนวณขนาดและระยะทางของวัตถุท้องฟ้า เข้าใจบทบาทของสสารมืด (Dark matter) ในวิวัฒนาการของจักรวาล ไปจนถึงการล่วงรู้จุดกำเนิดและจุดจบของเอกภพ
อย่างไรก็ตาม ตลอดระยะเวลากว่าหนึ่งทศวรรษที่ผ่านมา นักจักรวาลวิทยา (Cosmologist) ต้องแตกแยกออกเป็นสองฝ่ายจากผลการวัดค่าคงตัวฮับเบิลสองวิธีหลักที่แตกต่างกัน ซึ่ง ดร. เคลลี กอร์ดจี (Dr. Kelly Gourdji) นักวิจัยหลักจาก CSIRO ระบุว่าความขัดแย้งนี้เรียกว่า ความตึงเครียดฮับเบิล (Hubble tension) โดยวิธีแรกจะคำนวณจากข้อมูลเอกภพยุคแรกเริ่มผ่านการแผ่รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของเอกภพ (Cosmic microwave background radiation) ส่วนอีกวิธีใช้การวัดระยะจาก ซูเปอร์โนวา (Supernova) ในบริเวณใกล้เคียงซึ่งถือเป็นข้อมูลของเอกภพยุคหลัง แต่การวัดที่แม่นยำสูงทั้งสองวิธีนี้กลับให้ผลลัพธ์ขัดแย้งกันอย่างสิ้นเชิง ซึ่งแปลได้สองทางคือ วิธีใดวิธีหนึ่งมีข้อผิดพลาด หรือความเข้าใจพื้นฐานทางฟิสิกส์ที่ควบคุมเอกภพของเรานั้นผิดเพี้ยนไป ทำให้ธรรมชาติที่แท้จริงของค่าคงตัวฮับเบิลยังคงถูกปกคลุมด้วยม่านปริศนา
โอกาสในการทลายกำแพงความรู้ครั้งนี้เกิดขึ้นจากเหตุการณ์พุ่งชนอย่างรุนแรงของดาวนิวตรอนสองดวง ซึ่งเป็นวัตถุที่มีความหนาแน่นมากที่สุดในเอกภพรองจากหลุมดำ โดยมวลมหาศาลที่อัดแน่นอยู่ในพื้นที่ขนาดเล็กนี้สร้างสนามความโน้มถ่วงที่รุนแรงกว่าโลกเรามากกว่า 100,000 ล้านเท่า การปะทะกันอย่างดุเดือดส่งแรงกระเพื่อมผ่านปริภูมิ-เวลาออกมาเป็นคลื่นความโน้มถ่วงพุ่งมาถึงโลก พร้อมทั้งพ่นลำอนุภาคพลังงานสูง (Jets) ออกสู่อวกาศ ซึ่งศาสตราจารย์ อดัม เดลเลอร์ (Professor Adam Deller) ผู้ควบคุมการสังเกตการณ์คลื่นวิทยุอธิบายว่า ลำอนุภาคนี้พุ่งออกมาเพียงไม่กี่วินาที แต่เมื่อมันเข้าปะทะกับกลุ่มแก๊สโดยรอบกลับเกิดการเรืองแสงสว่างวาบยาวนานหลายเดือน ทำให้ทีมงานสามารถวิเคราะห์ข้อมูลที่เก็บรวบรวมนานเกือบหนึ่งปีเต็มจาก กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (Hubble Space Telescope) และเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุอีกสองแห่งที่กระจายอยู่ทั่วสหรัฐอเมริกาและยุโรป
จากการบูรณาการข้อมูลทั้งหมด ทีมวิจัยได้ค้นพบค่าคงตัวฮับเบิลค่าใหม่ ซึ่งแม้จะยังไม่มีความละเอียดเทียบเท่ากับสองวิธีก่อนหน้า แต่ก็นับเป็นการวัดผ่านคลื่นความโน้มถ่วงที่แม่นยำและถูกต้องที่สุดเท่าที่เคยมีความพยายามทำมา และที่น่าทึ่งคือผลลัพธ์นี้มีความสอดคล้องกับค่าของเอกภพยุคแรกเริ่มมากกว่า ซึ่งส่งผลให้แนวคิดของนักดาราศาสตร์บางกลุ่มที่เสนอให้เปลี่ยนทฤษฎีจักรวาลวิทยาเพื่อให้ผลการวัดทั้งสองวิธีถูกต้องพร้อมกันนั้นตกไป
แม้หลังจากนี้ ดร. กอร์ดจี จะระบุว่ายังจำเป็นต้องเฝ้าสังเกตการณ์การควบรวมกันของดาวนิวตรอนในลักษณะนี้เพิ่มเติมเพื่อความแน่ใจ แต่ข้อมูลใหม่นี้ก็ถือเป็นจิ๊กซอว์ชิ้นสำคัญที่นักจักรวาลวิทยาต้องนำมาพิจารณาในเวทีการโต้เถียงเรื่องความตึงเครียดฮับเบิล เพื่อพาขอบเขตความรู้ของมนุษยชาติก้าวข้ามขีดจำกัดไปอีกขั้น
👨🚀 ข้อมูลอ้างอิง: Swinburne University of Technology
- New measurement brings us closer to understanding the Universe’s rate of expansion
