xs
xsm
sm
md
lg

ดาวยุคแรกแห่งจักรวาลอาจไร้แสง ด้วยพลังแห่ง "สสารมืด"

เผยแพร่:   โดย: MGR Online


บีบีซีนิวส์ - โดยปกติดวงดาวในจักรวาลมีพลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันซึ่งเกิดจากอะตอมไฮโดรเจนรวมกันเป็นอะตอมฮีเลียมที่หนักกว่า แต่นักวิทยาศาสตร์สหรัฐฯ เผยทฤษฎีฟิสิกส์ที่ระบุว่าดาวในยุคแรกเริ่มนั้นอาจไร้แสงและก่อเกิดจากอนุภาค "วิมป์ส" ที่รวมตัวกันเป็นสสารมืด

ในยุคเริ่มต้นของเอกภพอาจเต็มไปด้วยสสารมืดซึ่งเกิดจากอนุภาคมีมวลที่ทำอันตรกริยาอย่างอ่อนที่เรียกว่า "วิมป์ส" (Wimps: Weakly Interacting Massive Particles) โดยอนุภาคนี้ได้รวมตัวกันแล้วทำลายซึ่งกันและกันในช่วงนับถอยหลังไปนานก่อนที่ปฏิกริยานิวเคลียร์ฟิวชันจะได้เริ่มต้น
 
ผลที่เกิดขึ้นคือดาวในยุคแรกอาจดูค่อนข้างแตกต่างจากดวงดาวที่เราเห็นในปัจจุบัน และแนวคิดนี้อาจเปลี่ยนแนวคิดเดิมเกี่ยวกับวิวัฒนาการของเอกภพหรือย่างน้อยที่สุดก็ช่วยยกระดับขึ้น

ทฤษฎีข้างต้นซึ่งรายงานในวารสารฟิสิคัลรีวิวเลตเตอร์ส (Physical Review Letters) นี้ศึกษาอนุภาคที่นักดาราศาสตร์ไม่สามารถสังเกตเห็นและนักฟิสิกส์ก็ไม่เคยตรวจวัดได้แต่ว่ามีอยู่จริงและก็มีหลักฐานโดยอ้อมว่าอนุภาคชนิดนี้มีอยู่เต้มไปหมด

"อนุภาคของสสารมืดสร้างขึ้นจากมวลของเอกภพมากกว่า 3 ใน 4 ของทั้งหมด และในความเป็นจริงจำนวนนับพันล้านของอนุภาคชนิดนี้ได้ผ่านตัวเราทุกคนทุกวินาที ซึ่งในเอกภพยุคเริ่มต้นน่าจะมีอนุภาคเหล่านี้มากกว่าปัจจุบันเป็นจำนวนมหาศาล" คำอธิบายของ ศ.แคทเทอรีน ฟรีส (Prof.Katherine Freese) นักฟิสิกส์ทฤษฎีจากมหาวิทยาลัยมิชิแกน (University of Michigan) สหรัฐฯ ซึ่งรายงานเผยแพร่ทฤษฎีนี้

ทั้งนี้ธรรมชาติของดวงดาวยุคแรกได้สร้างความงงงวยให้กับนักดาราศาสตร์เป็นเวลานาน ทันทีทันใดหลังจาก "บิกแบง" (Big Bang) เอกภพก็ขยายตัวและเย็นลง ดังนั้นเป็นเวลานับหลายล้านปีที่เอกภพปกคลุมไปด้วยไฮโดนเจนและฮีเลียมที่มืดมิดและไร้ความโดดเด่น และก็เป็นไปได้ว่าอาจมีวิมป์สรวมอยู่ด้วย

นักดาราศาสตร์รู้ว่ามีดวงดาวเช่นทุกวันนี้เมื่อ 700 ล้านปีหลังเกิดบิกแบง จากการใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (Hubble) สำรวจไปที่ขอบจักรวาลซึ่งเป็นการมองย้อนเวลากลับไปหลายพันล้านปีนั้นสามารถเห็นการแล็กซีหรือดาราจักรทั้งหมดได้ แต่คำถามคือแล้วเอกภพเปลี่ยนแปลงแบบหักมุมได้อย่างไร? ทฤษฎีที่สำคัญระบุว่าแรงโน้มถ่วงได้ดึงก้อนของสสารมืดและไฮโดรเจนเข้าด้วยกัน

"เราเรียกสิ่งนี้ว่า "เฮโลส์" (Haloes) ซึ่งมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ของเราเป็นล้านเท่า และดวงดาวกลุ่มแรกก็ก่อภายในศูนย์กลางของฮาโลส์นี้" ศ.ฟรีสกล่าว

เดิมเชื่อว่าไฮโดรเจนรวมกันได้โดยเฮโลส์ที่เป็นสสารมืดนั้นชนกันแล้วสร้างดาวเล็กๆ กลุ่มแรก และเป็นไปได้ว่าภายในสสารมืดนี้เองได้เริ่มเกิดธาตุใหม่เป็นครั้งแรก อาทิ คาร์บอน ออกซิเจน ซิลิกอน และวัสดุอื่นๆ ที่จำเป็นต่อการสร้างดาวเคราะห์และชีวิต แต่รายงานล่าสุดของ ศ.ฟรีสนี้ระบุว่าปฏิกริยาระหว่างวิมป์สทั้งการชนกันและทำลายล้างกันทำให้เกิดความร้อนมากเพียงพอที่จะทำให้ดาวมีแสงพองตัวเหมือนลูกบอลลูนที่ถูกอัดก๊าซร้อน ตราบเท่าที่วิมป์สจำนวนมากกระหน่ำลงมาความร้อนก็ยังคงเพิ่มขึ้นต่อไป

สำหรับข้อมูลเกี่ยวกับดาวในยุคแรกจะมีลักษณะเช่นไรนั้นได้ค่อยๆ เผยออกมา แต่ในอีก 5 ปีองค์การบริหารการบินอวกาศสหรัฐฯ (นาซา) จะส่งกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ (James Webb Space Telescope: JWST) ซึ่งกล้องโทรทรรศน์ที่จะรับหน้าที่ต่อจากฮับเบิล และต่อไปอาจช่วยให้มองย้อนกลับไปเห็น "ดาวมืด" ที่แท้จริง

กำลังโหลดความคิดเห็น