นักดาราศาสตร์เสนอค่าคงที่ฮับเบิลใหม่ เชื่อเอกภพขยายตัวเร็วกว่าที่คิด

เทหวัตถุใดก็ตามที่อยู่ห่างจากโลกในระดับ 10 เมกะพาร์เซก (Mpc) หรือประมาณ 30 ล้านล้านล้านกิโลเมตร หากส่องแสงมาถึงโลกได้ เมื่อวัดความเร็วสัมพัทธ์กับโลกออกมาจะมีค่าขึ้นกับระยะห่างโดยความเร็วสัมพัทธ์ดังกล่าวเป็นไปตามกฎของฮับเบิล

โดยมีค่าคงที่เรียกว่า “ค่าคงที่ของฮับเบิล H0” มีหน่วยเป็น km/s/Mpc หรือ ส่วนกลับของวินาทีก็ได้เช่นกัน

ค่าคงที่ของฮับเบิลมีส่วนช่วยในการอธิบายความเป็นไปของเทหวัตถุต่าง ๆ ในเอกภพ อีกนัยก็คือช่วยอธิบายการขยายตัวของเอกภพได้ ยิ่งค่า H0 มีค่ามาก นั่นหมายถึงเอกภพขยายตัวเร็วขึ้น

กลางปี ค.ศ. 1990 มีการคำนวณค่าคงที่ฮับเบิลได้ตั้งแต่ 40 ถึง 100 km/s/Mpc ซึ่งมีช่วงที่ไม่แน่นอนสูงมาก จนกระทั่งกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (Hubble Space Telescope : HST) ขึ้นสู่อวกาศในปีเดียวกัน อีกทั้งอาศัยข้อมูลการแผ่รังสีคอสมิกพื้นหลัง (Cosmic Microwave Radiation : CMR) จากดาวเทียม COBE ร่วมด้วยทำให้ค่าคงที่ของฮับเบิลมีค่าประมาณ 72 km/s/Mpc

วิธีวัดแบบใหม่พบว่าค่าคงที่ฮับเบิลมีค่ามากกว่าเดิม

ทีมวิจัยจาก W. M. Keck Observatory หรือหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์ Keck ตั้งอยู่ใกล้ยอดเขา Mauna Kea ในรัฐฮาวาย สหรัฐอเมริกา ได้ใช้วิธีการตรวจวัดหาค่าคงที่ฮับเบิลที่เชื่อว่ามีความเที่ยงและแม่นยำมากกว่าเดิม

หนึ่งในข้อได้เปรียบของการถ่ายรูปหรือเก็บข้อมูลเชิงแสงจากนอกอวกาศจะมีข้อได้เปรียบหลายอย่าง เช่น ภาพที่ได้จะมีความคมชัดมากกว่าถ่ายจากพื้นโลก เนื่องจากไม่มีการรบกวนจากชั้นบรรยากาศ แต่ทีมวิจัยได้ใช้เทคนิค Adaptive Optics : AO ซึ่งจะช่วยในการปรับค่าให้ภาพมีความนิ่งและคมชัดมากกว่าเดิม (จากรูปคือภาพแถวบน) เมื่อเทียบกับภาพที่ถ่ายด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล : HST (แถวล่าง) เทคนิค AO กลับทำได้ดีกว่า HST

แล้วเราจะวัดค่าคงที่ฮับเบิลจากอะไร

หนึ่งในเทหวัตถุที่เรามักใช้สังเกตเพื่อวัดค่าคงที่ของฮับเบิลออกมาก็คือ เทหวัตถุที่มีความสว่างมาก เช่น Quasar หรือปรากฏการณ์การระเบิด Supernova ที่อยู่ในระยะไกลกว่า 10 Mpc และเทหวัตถุนั้นควรมีความโน้มถ่วงสูงเพียงพอที่จะทำให้เกิดปรากฏการณ์เลนส์ความโน้มถ่วง และ Redshift (แสงที่เคลื่อนที่ออกจากดาวฤกษ์มวลมาก จะมีความยาวคลื่นมากกว่าเดิม)

จากรูปที่เห็น คือ ระบบ Quasar จำนวน 3 แห่ง เมื่อวัดค่าคงที่ฮับเบิลออกมาโดยใช้วิธีการ AO จะได้ค่าประมาณ 75.6 km/s/Mpc

และเพื่อให้การวัดค่าคงที่ฮับเบิลดีขึ้น เลยยืมข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล มาร่วมใช้กับเทคนิค AO เรียกว่า “AO + HST analysis” พบว่าค่าคงที่ฮับเบิลมีค่าประมาณ 76.8 km/s/Mpc

เมื่อเทียบกับค่าในปี ค.ศ. 1990 อยู่ที่ 72 km/s/Mpc จะเห็นว่าค่าคงที่ของฮับเบิลมีค่ามากกว่าเดิม

เราได้อะไรจากเรื่องนี้

ค่าคงที่ฮับเบิลมากขึ้นในรอบ 20 ปี หรือ เราวัดได้เที่ยงตรงแม่นยำมากขึ้น ถ้าค่าคงที่ฮับเบิลมากขึ้นจริง แสดงว่าเอกภพขยายตัวเร็วขึ้น แล้วจะนำไปสู่เหตุการณ์ใดต่อไปในอนาคต

เรียบเรียงโดย Einstein@min | ©thaiphysicsteacher.com

Sources :
[1] A crisis in cosmology: New data suggests the universe expanding more rapidly than believed. phys.org, 2019 : https://phys.org/news/2019-10-crisis-cosmology-universe-rapidly-believed.html
[2] Astronomers Claim The Universe Is Expanding More Rapidly Than Believed. ,mashable.com 2019 : https://in.mashable.com/science/7934/astronomers-claim-the-universe-is-expanding-more-rapidly-than-believed
[3] Measurement of Hubble constant: Non-Gaussian Errors in HST Key
Project Data. arxiv.org, 2019 : https://arxiv.org/pdf/1506.06212.pdf
[4] Adaptive optics. wiki, 2019 : https://en.wikipedia.org/wiki/Adaptive_optics

ติดตามผ่านช่องทางอื่น ๆ ได้ที่

แอพ Blockdit : https://www.blockdit.com/thaiscience
Instagram : https://www.instagram.com/thaisciencenews
Twitter : https://twitter.com/Thaiphys