เฉลิมฉลองข้อมูลเชิงลึกทางดาราศาสตร์
ใหม่ของเราเกี่ยวกับชะตากรรมสุดท้ายของจักรวาล เว็บสล็อต The Runaway Universe: การแข่งขันเพื่อค้นหาอนาคตของจักรวาล โดนัลด์ โกลด์สมิธ
Perseus: 2000. 232 น. $25, £19.50
เช่นเดียวกับมหาสมุทรสีน้ำเงินเข้มและลึกของลอร์ดไบรอน จักรวาลหมุนวน การขยายตัวของจักรวาลตามที่เราเห็นสัมพันธ์กับตำแหน่งที่ไม่สำคัญของเราดำเนินไปด้วยความเร็ว 70 กิโลเมตรต่อวินาที (ให้หรือรับ) สำหรับทุก ๆ เมกะพาร์เซกที่อยู่ห่างจากเรา ตัวเลขนี้คือ ‘ค่าคงที่ของฮับเบิล’ ของนักจักรวาลวิทยา ซึ่งเป็นเรื่องของความขัดแย้งที่รุนแรงจนถึงทศวรรษที่แล้ว ในระหว่างนั้นช่วงที่มีแนวโน้มจะแคบลง (65 ถึง 75 กล่าว) เพื่อให้การโต้วาทีที่เหลือเป็นไปในทางวิชาการ – ถ้าไม่น้อย ที่น่าสนใจสำหรับผู้เชี่ยวชาญ
แต่ค่าคงที่ฮับเบิลในปีนี้เหมือนกับปีที่แล้วหรือไม่ ฉันไม่ได้หมายถึงการวัดที่ต้องการในปีนี้ แต่เป็นมูลค่าที่แท้จริงของปีนี้ จักรวาลขยายตัวอย่างรวดเร็วในปีนี้มากกว่าหรือน้อยกว่าปีที่แล้วหรือไม่? แล้วถ้าได้เท่าไหร่ครับ? และเราสามารถหวังที่จะวัดว่าการเปลี่ยนแปลงส่วนต่างเล็ก ๆ น้อย ๆ จะต้องเป็นอะไรอย่างแน่นอน?
น่าประหลาดใจที่นักจักรวาลวิทยาเชิงสังเกตสามารถวัดผลกระทบนี้ได้ในขณะนี้เท่านั้น แม้ว่าจะยังคงมีการถกเถียงกันว่าแม่นยำเพียงใด ที่น่าแปลกใจยิ่งกว่านั้นก็คือ คำตอบได้เปลี่ยนความคาดหวังของนักทฤษฎีส่วนใหญ่ ไม่ใช่แค่นักจักรวาลวิทยาเท่านั้น แต่ยังรวมถึงลูกพี่ลูกน้องในทฤษฎีอนุภาคและสนามด้วย
เคล็ดลับในการวัดผลคือเพิ่มเส้นฐาน: แทนที่จะเปรียบเทียบการขยายตัวของวันนี้กับเมื่อหนึ่งปีที่แล้ว ให้เปรียบเทียบกับการขยายตัวเมื่อ 109 ปีที่แล้วโดยดู “ย้อนเวลา” ไปที่วัตถุที่อยู่ห่างไกล แต่ไม่ใช่แค่วัตถุใด ๆ ที่จะทำ พวกมันจะต้องเป็นวัตถุที่มีพี่น้องเหมือนกันในที่นี้และตอนนี้ เพราะการวัดส่วนต่างนั้นต้องใช้จำนวนเท่าใดในการควบคุมประชากร (นักดาราศาสตร์หมายถึง ‘เทียนมาตรฐาน’) ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา กลุ่มสองกลุ่มหนึ่งตั้งอยู่ที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียที่เบิร์กลีย์ และอีกกลุ่มหนึ่งอยู่ที่มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด ได้พัฒนาเทคนิคในการแก้ไขข้อมูลดิบจากซุปเปอร์โนวาบางประเภท นั่นคือ ‘ประเภท Ia’ ด้วยเทคนิคนี้ พวกเขาได้สร้างกลุ่มควบคุมที่ยอดเยี่ยมสำหรับการวัดการขยายตัวของจักรวาลและนำความเป็นไปได้ในการวัดการเปลี่ยนแปลงไปตามเวลา
นักทฤษฎีที่มีชื่อเสียงทั้งหมดคาดว่าการขยายตัวจะชะลอตัวลง
นั่นเป็นเพราะความโน้มถ่วงเป็นสิ่งที่น่าดึงดูด ดังนั้นการขยายตัวครั้งแรกของจักรวาลจึงช้าลงเมื่อเวลาผ่านไปโดยแรงโน้มถ่วงที่ต่อสู้กับการขยายตัว จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ การอภิปรายมักถูกวางกรอบไว้ดังนี้: แรงโน้มถ่วงจะชนะ นำไปสู่การ ‘กระทืบใหญ่’ หรือการขยายตัวที่แข็งแกร่งเพียงพอที่แรงโน้มถ่วงจะช้าลงทีละน้อยเท่านั้น ทำให้จักรวาลมีอิสระที่จะ ‘ชายฝั่ง’ อย่างสงบไปจนถึงการขยายตัวที่ไม่มีที่สิ้นสุด ?
ซุปเปอร์โนวา Type Ia ดูเหมือนจะแสดงบางสิ่งที่แปลกกว่ามาก สิ่งเหล่านี้บ่งชี้ว่าการขยายตัวกำลังช้าลง แต่ไม่มากเท่าที่แรงโน้มถ่วงที่ทราบควรเรียกร้อง – สำหรับสสารจำนวนเท่าใดก็ได้ หลักฐานที่พบโดยอิสระจากทั้งสองกลุ่ม ซึ่งแต่ละกลุ่มมีข้อมูลจำนวนมาก คือ ความโน้มถ่วงที่ทราบต้องถูกชดเชยบางส่วนด้วยแรงขับไล่ (นักจักรวาลวิทยาพอใจกับการเล่นสำนวนซ้ำๆ นี้)
ดังนั้นเราจึงมองไปที่สวนสัตว์ของกองกำลังขับไล่เก็งกำไร เริ่มต้นด้วย ‘ค่าคงที่จักรวาล’ ที่ไอน์สไตน์ประดิษฐ์ขึ้น (และต่อมาถูกปฏิเสธโดยเขา) และย้ายไปยังข้อเสนอแนะล่าสุดที่เรียกว่า ‘แก่นสาร’ โดยผู้สนับสนุนของพวกเขา (นั่นคือแก่นแท้ที่ห้า เนื่องจากนักฟิสิกส์มักพูดถึงสี่กองกำลัง) โดยอาศัยอำนาจตามความอาวุโสของมัน แม้ว่าจะไม่ใช่ความสมเหตุสมผลของมัน แต่ค่าคงที่ของจักรวาลวิทยาก็ได้รับความภาคภูมิใจของสถานที่ แม้ว่าปัจจุบันจะมีเพียงเศษเสี้ยวของแรงโน้มถ่วงบนระยะทางจักรวาลวิทยา มันถูกกำหนด (ถ้ามี) ให้มีอำนาจเหนือกาลเวลามากขึ้นเรื่อย ๆ ผลักดันจักรวาลไปสู่การขยายตัวแบบทวีคูณซึ่งในเวลาเพียง 1,011 ปีจะขับเคลื่อนกาแลคซี่ แยกออกจากกันเพื่อทำให้พวกเขาแยกตัวออกจากเอกภพย่อย
ดังนั้น “จักรวาลที่หนีไม่พ้น” ในชื่อนิทรรศการที่ยอดเยี่ยมของโดนัลด์ โกลด์สมิธ ในเรื่องเหล่านี้และอีกหลายเรื่องที่เกี่ยวข้อง ช่างทองเป็นหนึ่งในผู้อธิบายที่ยิ่งใหญ่เกี่ยวกับดาราศาสตร์ในยุคของเรา และฝีมือของผู้อธิบายก็มีลำดับที่สูงกว่าของที่นิยมกันทั่วไป ในหนังสือเล่มนี้ วิทยาศาสตร์ไม่เคยลดทอนหรือลดทอนการเปรียบเทียบที่คลุมเครือ ในทางกลับกัน ผู้เขียนอธิบายอย่างละเอียดถี่ถ้วนและถี่ถ้วนในภาษาธรรมดาเกี่ยวกับสายโซ่แห่งการค้นพบและการใช้เหตุผลเชิงตรรกะที่รองรับโครงร่างกว้างๆ ที่ให้ไว้ข้างต้น สิ่งนี้ทำให้เกิดงานวรรณกรรมที่ค่อนข้างหนาแน่นเป็นครั้งคราว และกราฟที่ท้าทายให้ศึกษา (ไม่มีสมการ) แต่ข้อความนั้นมีชีวิตชีวาขึ้นอย่างปราณีต ด้วยเรื่องราวส่วนตัวที่แปลกประหลาดจำนวนมาก ชิ้นส่วนของบริบททางประวัติศาสตร์และแม้แต่การวัดที่ดี ธรรมดา, ปัญญาแห้ง.
ประมาณครึ่งทางของหนังสือ เมื่อนัยของข้อมูลซูเปอร์โนวาใหม่เริ่มมีนัยสำคัญ ผู้เขียนเขียนว่า: “ให้เราดึงตัวเราออกจากความสิ้นหวังซึ่งผลจากการสังเกตครั้งใหม่คุกคามจะทำให้เราจมน้ำตาย แต่ขอให้เรายกระดับจิตวิญญาณของเราด้วยการเฉลิมฉลองพลังทางดาราศาสตร์ใหม่ของความเข้าใจ เว็บสล็อต
