กำเนิดจักรวาล

กำเนิดจักรวาลหรือเอกภพ (Universe)

การก่อกำเนิดของจักรวาล เป็นอะไรที่น่ามหัศจรรย์ ไม่มีขนาด แต่มีความหนาแน่นอย่างไม่มีที่สิ้นสุด

บิกแบง (การระเบิดครั้งใหญ่ – Big Bang) ประมาณ 14 พันล้านปีที่ผ่านมา จักรวาลก่อรูปร่างออกมาจากอะไรโดยไม่ทราบสาเหตุ ครั้งแรก จักรวาลเล็กกว่าอะตอม มากมายไม่มีที่สิ้นสุด ขยายไปหลายพันล้านไมล์ภายในไม่กี่วินาที เหตุการณ์นี้ เรียกว่า บิกแบง (เขียน บิกแบง  แต่อ่าน  บิ๊กแบ๊ง ไม่ใช่เขียนว่า บิ๊กแบ๊ง เหมือนคำว่า เทคโนโลยี แต่อ่านว่า เทคโนโลยี่) กาลเวลาก็อุบัติขึ้น เมื่อจักรวาลเริ่มต้น  ดังนั้นคำถามที่ว่า "มีอะไรเกิดขึ้นมาก่อนหรือไม่" จึงไม่มีความหมาย อวกาศก็เกิดขึ้นตามมา  บิกแบงไม่ใช่การระเบิดของสสารทั่วทั้งอวกาศ มันเป็นการขยายตัวของของอวกาศเอง ครั้งแรกจักรวาลประกอบด้วยพลังงานบริสุทธิ์ แต่ภายในพันล้านวินาที พลังงานบางส่วนนี้ ก็กลายเป็นสสาร ก่อตัวเป็นเมฆหมอกแห่งอนุภาคที่เล็กกว่าอะตอม ก้อนใหญ่มหึมา ใช้เวลาเกือบ 400,000 ปี อนุภาคจึงเย็นลงพอที่จะก่อตัวเป็นอะตอม และจากนั้นอีก 300 ล้านปีต่อมา อะตอมก็ก่อตัวเป็นดาวเคราะห์ ดาวฤกษ์และแกแลกซี การขยายตัวที่เริ่มต้นขึ้นด้วยบิกแบงก็ยังดำเนินต่อมาจนถึงทุกวันนี้และนักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่คิดว่ามันจะดำเนินต่อไปตลอดกาล

จักรวาลขยายตัว ภาพด้านล่างไม่ได้แสดงรูปทรงของจักรวาลซึ่งไม่มีใครรู้จัก แต่เป็นระยะเวลาที่แสดงให้เห็นว่าเอกภพมีการขยายตัวและการเปลี่ยนแปลงตั้งแต่เกิดบิ๊กแบง เรารู้ว่าจักรวาลกำลังขยายตัวเพราะแกแลกซีที่อยู่ไกลออกไปส่วนใหญ่จะขยายออกจากกันด้วยความรวดเร็ว ด้วยการคำนวณเวลาย้อนหลัง นักดาราศาสตร์คำนวณได้ว่า การขยายตัวเริ่มต้นเมื่อ 13,800,000,000 (13.8 พันล้าน หรือ หนึ่งหมื่นสามพันแปดร้อยล้าน) ปีที่ผ่านมา ณ จุดเดียว คือ บิกแบง

1. จักรวาลไม่ได้เกิดมาจากที่ไหน  ในช่วงเริ่มต้น จักรวาลประกอบด้วยพลังงานบริสุทธิและหนาแน่นไม่มีที่สิ้นสุด ตลอดจนมีความร้อนล้นเหลือ 18 พันล้านล้านล้านล้านล้าน° F (10 พันล้านล้านล้านล้านล้าน° C) 2.  ภายในเศษเสี้ยววินาที จักรวาลก็ระเบิดออกเป็นล้านล้านครั้ง มีขนาดเล็กกว่าอะตอมจนถึงขนาดเท่าเมืองเมืองหนึ่ง ต่อมา อัตราการขยายตัวก็ช้าลง 3.  พลังงานที่หนาแน่นของจักรวาลที่เกิดใหม่ก็สร้างสสารขึ้น   แรกเริ่มเดิมที  สสารเป็นกลุ่มหมอกหนาของอนุภาคและปฏิยานุภาค (อนุภาคที่ทำลายกันเองเมื่อปะทะกัน)   ทั้งสองอย่างนี้ปะทะกันอยู่ภายในและผลักดันกันออกมาด้านนอก กลายกลับไปเป็นพลังงาน แต่สสารบางอย่างที่หลงเหลืออยู่ ในที่สุดก็กลายเป็นอะตอมและต่อมาเป็นดาวฤกษ์และแกแลกซี 4.  ช่วงนี้จักรวาลมีอายุประมาณ 1 ในล้านวินาทีและกว้างถึง 60,000,000,000 ไมล์ (100,000,000,000 กิโลเมตร) อนุภาคที่ยังเหลืออยู่เริ่มก่อตัวเป็นโปรตอนและนิวตรอน อนุภาคซึ่งปัจจุบันนี้รู้จักกันว่าเป็นนิวเคลียส (ส่วนที่เป็นแกนกลาง) ของอะตอม แต่จักรวาลยังร้อนเกินไปที่อะตอมจะก่อตัวเป็นรูปร่าง แสงไม่สามารถผ่านทะเลแห่งอนุภาค ดังนั้นจักรวาลที่เกิดใหม่ ๆ จึงคล้ายกับหมอกหนา 5.  ผ่านไป 379,000 ปี จักรวาลก็เย็นลงเพียงพอที่จะให้อะตอมก่อตัวเป็นรูปร่าง ช่วงนี้ จักรวาลเป็นกลุ่มก้อนเมฆไฮโดรเจนและฮีเลียมอันมหาศาล  แสงสามารถผ่านอวกาศได้ง่ายมากขึ้น และจักรวาลก็โปร่งใส

6.  หลังจากเกิดบิกแบงผ่านไปครึ่งล้านปี  สสารก็กระจายออกไปเกือบทั่วจักรวาล แต่ยังเป็นระลอกคลื่นเล็ก ๆ อยู่ ขณะที่สสารเกาะกันเป็นกลุ่ม ๆ หนาแน่นขึ้น จึงเริ่มมีแรงโน้มถ่วงเกาะกันเป็นกลุ่มใหญ่ 7.  300 ล้านปี ก็มีดาวฤกษ์ปรากฏ  ดาวฤกษ์ที่เกิดมาจากกลุ่มก๊าซขนาดใหญ่ก็ถูกแรงโน้มถ่วงดึงเข้าเป็นกลุ่มก้อนหนาแน่น ความกดดันและความร้อนเข้มข้นมากขึ้นอยู่ในแอ่งก๊าซที่หนาแน่นซึ่งเริ่มเกิดเป็นปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่น ทำให้เกิดเป็นดาวฤกษ์ 8.  500 ล้านปี แกแลกซีก่อตัวขึ้นเป็นครั้งแรก แกแลกซี คือ กลุ่มดาวฤกษ์มหาศาล ถูกแรงโน้มถ่วงดึงเข้าหากัน 9.  ช่วงนี้ จักรวาลมีอายุ 5 พันล้านปี ประกอบไปด้วยแกแลกซีกลุ่มใหญ่ เรียงรายกันเป็นสายโยงใย มีช่องว่างขนาดใหญ่ระหว่างแกแลกซีเหล่านั้น  ช่องว่างเหล่านั้นก็ขยายใหญ่ขึ้น ในขณะที่อวกาศก็ยังขยายตัวออกไปเรื่อย ๆ  เมื่ออายุ 8 พันล้านปี จักรวาลก็เริ่มเร่งขยายตัว 10. ระบบสุริยะของเราก่อตัวขึ้นเมื่อจักรวาลอายุได้ 9 พันล้านปี  เมื่อจักรวาลมีอายุได้ 20 พันล้านปี ดวงอาทิตย์ก็ขยายขนาดขึ้นและทำลายโลก 11.  จักรวาลยังขยายตัวไม่มีที่สิ้นสุด จนมีแต่ความเย็นและความมืดเต็มไปทั่วทุกหนทุกแห่ง

การค้นพบบิกแบง หลักฐานทางวิทยาศาสตร์ชิ้นแรกเกี่ยวกับบิกแบงค้นพบในปี ค.ศ. 1929 (พ.ศ. 2472) เมื่อนักดาราศาสตร์ค้นพบว่าแสงจากแกแลกซีที่อยู่ห่างไกลเป็นสีแดง การเปลี่ยนสีนี้เกิดขึ้นเมื่อวัตถุกำลังเคลื่อนย้ายออกห่างไปจากเรา ทำให้คลื่นแสง กระจายออกและเปลี่ยนสี แกแลกซีขยายออกไปไกลมากเท่าใด ก็จะมีความรวดเร็วยิ่งขึ้นเท่านั้น  เหตุการณ์นี้แสดงให้เห็นว่าจักรวาลทั้งหมดกำลังขยายตัว	การเปลี่ยนแปลงธาตุต่าง ๆ เป็นเวลาหลายร้อยล้านปี จักรวาลประกอบด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียมซึ่งเป็นธาตุทางเคมีที่เป็นพื้นฐานเกือบทั้งหมด  หลังจากที่ดาวฤกษ์ปรากฏ ธาตุใหม่ ๆ ก็ถูกสร้างขึ้นในใจกลางของดาวฤกษ์ที่ดับไป ธาตุที่สลับซับซ้อนทั้งหมดที่อยู่ในร่างกายของเรา ก็วิวัฒนาการมาจากดาวฤกษ์ในทำนองเดียวกันนี้
บิกแบงยังมีแสงตกค้างอยู่บนท้องฟ้า หลักฐานอื่น ๆ เกี่ยวกับบิกแบงถูกค้นพบตามมาในช่วงทศวรรษที่ 1960 (ค.ศ. 1960 – 1969) เมื่อนักดาราศาสตร์ค้นพบรังสีไมโครเวฟลมที่มาจากทุกจุดในท้องฟ้า พลังงานลึกลับนี้คือเศษเบาบางที่ยังเหลืออยู่ของการระเบิดที่รุนแรงของพลังงานที่ปล่อยออกมาในการเกิดบิกแบงครั้งนั้น	ทฤษฎี Big Bounce อะไรทำให้เกิดบิกแบง? เราอาจจะไม่รู้แน่นอน แต่นักวิทยาศาสตร์บางคนเสนอแนะว่าอาจจะมีบิกแบงจำนวนมาก มีจักรวาลขยายตัวตามบิกแบงเหล่านั้นแล้วก็หดตัวอีกครั้ง ทฤษฎีนี้เรียกว่า Big Bounce (การย้อนกลับครั้งใหญ่) เนื่องจากกระบวนการย้อนกลับมาหาตัวมันอีก