×

พายุสสารมืด ปริศนาแห่งเอกภพที่กำลังเคลื่อนตัวมาสู่โลกด้วยความเร็ว 500 กม./วินาที

11.12.2018
  • LOADING...

HIGHLIGHTS

2 MINS READ
  • สสารมืด (Dark Matter) คือปริศนาแห่งเอกภพที่นักฟิสิกส์หัวกะทิระดับโลกก็ยังคงไม่มีคำตอบว่ามันประกอบขึ้นจากอนุภาคอะไร และมีคุณสมบัติอะไรบ้าง
  • ล่าสุด ทีมนักฟิสิกส์นำโดย Ciaran O’Hare แห่งมหาวิทยาลัยซาราโกซา (University of Zaragoza) ประเทศสเปน พบว่าสสารมืดกำลังเคลื่อนผ่านโลกของเราด้วยความเร็วประมาณ 500 กิโลเมตรต่อวินาที ในลักษณะชนกันแบบประสานงา
  • แม้การปะทะกันระหว่างโลกกับสสารมืดนั้นจะไม่ได้ส่งผลอะไรกับตัวเรา เพราะสสารมืดนั้นแทบไม่ส่งปฏิกิริยาใดๆ ต่อสสารทั่วไป แต่ทีมนักฟิสิกส์ทั่วโลกอาจใช้เหตุการณ์นี้ในการไขปริศนาแห่งเอกภพได้

หนึ่งในสิ่งที่ลึกลับที่สุดในโลกฟิสิกส์ยุคปัจจุบัน คือ สสารมืด (Dark Matter)

สสารทั้งหมดที่อยู่รอบตัวเราที่ประกอบขึ้นเป็นตารางธาตุ ข้าวของเครื่องใช้ ร่างกายสิ่งมีชีวิตและสิ่งไม่มีชีวิต แสง และแม้แต่ดาวฤกษ์ทั้งหมดบนท้องฟ้า ฯลฯ คิดเป็นสัดส่วนเพียง 5% ของมวลสารและพลังงานทั้งหมดในเอกภพ

 

ที่เหลืออีกราวๆ 27% เป็นสสารมืด (Dark Matter) และอีก 68% เป็นพลังงานมืด (Dark Energy)

 

พลังงานมืดคือสิ่งที่ทำให้เอกภพของเราขยายตัวด้วยความเร็วสูงขึ้นเรื่อยๆ ส่วน สสารมืด (Dark Matter) เป็นสิ่งที่ไม่ทำปฏิกิริยากับแสงหรือแรงใดๆ เลยนอกจากแรงโน้มถ่วงซึ่งเป็นแรงพื้นฐานที่อ่อนกำลังที่สุดในธรรมชาติ

 

นักฟิสิกส์ตรวจจับสสารมืดได้ทางอ้อมจากความเร็วการหมุนของกาแล็กซีที่ผิดไปจากทฤษฎีแรงโน้มถ่วงปกติ กล่าวคือ บริเวณขอบกาแล็กซีต่างๆ มีอัตราการหมุนเร็วเกินกว่าที่แรงโน้มถ่วงจากสสารที่มองเห็นจะดึงดูดไว้ได้ นักฟิสิกส์จึงเชื่อว่ามีสิ่งที่เรียกว่า สสารมืด ส่งแรงโน้มถ่วงมาดึงดูดจนมวลสารในกาแล็กซีให้เกาะกลุ่มและมีความเร็วการหมุนสูงอย่างที่สังเกตได้

 

นอกจากนี้นักฟิสิกส์ยังพบหลักฐานอื่นๆ อีกมากมายที่บ่งชี้ถึงการมีอยู่ของสสารมืด รวมทั้งพบว่าแรงโน้มถ่วงของสสารมืดนั้นส่งผลต่อโครงสร้างของกาแล็กซีและเอกภพในภาพรวมอย่างยิ่ง

 

แต่ตัวตนของสสารมืดนั้นคืออะไรนั้นยังคงเป็นปริศนา

 

นักฟิสิกส์ระดับหัวกะทิจากทั่วโลก รวมทั้งสถาบันวิจัยต่างๆ ร่วมมือกันทำการทดลองมากมายเพื่อหาคำตอบว่าสสารมืดประกอบขึ้นจากอนุภาคอะไรและมีคุณสมบัติอะไรบ้าง แต่ตอนนี้ยังไม่มีหลักฐานที่ชัดเจนเลยว่าสสารมืดนั้นประกอบขึ้นจากอนุภาคอะไรกันแน่

 

ล่าสุด ทีมนักฟิสิกส์นำโดย Ciaran O’Hare แห่งมหาวิทยาลัยซาราโกซา (University of Zaragoza) ประเทศสเปน พบว่าสสารมืดกำลังเคลื่อนผ่านโลกของเราด้วยความเร็วประมาณ 500 กิโลเมตรต่อวินาที ในลักษณะชนกันแบบประสานงาความเร็วที่สูงขนาดนี้ทำให้นักฟิสิกส์เรียกว่าพายุเฮอร์ริเคนของสสารมืด โดยงานวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Physical Review D

 

ดาวเทียมไกอา (Gaia Satellite) ที่มีภารกิจทำแผนที่ทางช้างเผือกอย่างละเอียดค้นพบกลุ่มดาวฤกษ์ 30,000 ดวง เคลื่อนที่เป็นขบวนในทิศทางเดียวกัน เรียกรวมๆ ว่า S1 นักดาราศาสตร์เชื่อว่ามันน่าจะเป็นซากกาแล็กซีแคระที่เคยถูกทางช้างเผือกของเรากลืนกิน ดังนั้นมันจึงมีสสารมืดเป็นองค์ประกอบ

 

ข้อสรุปดังกล่าวมาจากการนำข้อมูลจากดาวเทียมไกอา และกล้องโทรทรรศน์ในโครงการ Sloan Digital Sky Survey มาวิเคราะห์ทำให้รู้ตำแหน่งและความเร็วที่ชัดเจนของกลุ่มดาวฤกษ์ S1 รวมทั้งรู้ว่ามวลของกาแล็กซีแคระก่อนที่จะถูกทางช้างเผือกเราดูดกลืนน่าจะมีค่าราวๆ 10,000 ล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ แม้ว่าปัจจุบันนักฟิสิกส์จะไม่ทราบว่า S1 มีสสารมืดอยู่ในปริมาณแค่ไหน แต่ก็น่าจะมีมากพอสมควร

 

แม้การปะทะกันระหว่างโลกกับสสารมืดนั้นจะไม่ได้ส่งผลอะไรกับตัวเรา เพราะสสารมืดนั้นแทบไม่ส่งปฏิกิริยาใดๆ ต่อสสารทั่วไป แต่ทีมนักฟิสิกส์เสนอว่าเครื่องตรวจจับสสารมืดต่างๆ ทั่วโลกอาจใช้เหตุการณ์นี้ให้เป็นประโยชน์ในการศึกษาสสารมืดได้ งานวิจัยนี้เสนอว่าเราอาจตรวจจับได้คือ WIMP และ Axion

 

WIMP ย่อมาจาก Weakly interacting massive particles เป็นอนุภาคเชิงทฤษฎีที่นักฟิสิกส์เชื่อว่าเป็นส่วนประกอบของสสารมืด โดย WIMP เป็นอนุภาคที่มีมวลมาก เคลื่อนที่ช้า และไม่มีประจุฟ้า ส่วน Axion เป็นอนุภาคที่นักฟิสิกส์ยังไม่สามารถตรวจพบได้ แต่บางทฤษฎีเสนอว่ามันมีอยู่จริง โดย Axion ไม่มีประจุไฟฟ้า และมีมวลน้อยกว่าอิเล็กตรอนราวๆ 500 ล้านเท่าซึ่งนับว่าเบามาก

 

การที่นักฟิสิกส์ยังไม่สามารถตรวจจับอนุภาคสสารมืดได้เสียที ทำให้เกิดทฤษฎีมากมายที่เชื่อว่าสสารมืดไม่มีจริง แต่กฎแรงโน้มถ่วงที่มีอยู่ต้องได้รับการปรับปรุงต่างหาก

 

สำหรับผมแล้วไม่ว่าความจริงของเอกภพจะเป็นอย่างไรก็ล้วนแล้วแต่น่าตื่นเต้นเพราะ

 

  • ถ้าสสารมืดมีจริง คำถามคือมันประกอบจากอนุภาคอะไรกันแน่ และมันมีบทบาทอะไรต่อเอกภพบ้าง
  • ถ้าสสารมืดไม่มีจริง นั่นหมายความว่าทฤษฎีความโน้มถ่วงที่อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ สร้างขึ้นมาอาจต้องถูกปรับโครงสร้างกันขนานใหญ่

 

สุดท้ายแล้ว สิ่งที่เรารู้ในตอนนี้อาจตรงกับที่ใครบางคนกล่าวไว้ว่า

 

สิ่งที่มนุษย์รู้นั้นเป็นเพียงหยดน้ำ แต่สิ่งที่ไม่รู้นั้นคือมหาสมุทร”

 

พิสูจน์อักษร: ลักษณ์นารา พักตร์เพียงจันทร์

อ้างอิง:

  • LOADING...

READ MORE






Latest Stories

Close Advertising