ถ้าจะว่ากันตามนิยาม เอกภพ (universe) จะหมายถึง ทุกๆ อย่างที่มีอยู่ในธรรมชาติ ไม่ว่าจะเป็น 1) สสาร (หรือเทหวัตถุ) 2) พลังงาน รวมทั้ง 3) พื้นที่ว่าง ซึ่งปัจจุบันยังไม่มีหลักฐานยืนยันขอบเขตที่แน่ชัดของเอกภพ นักวิทยาศาสตร์จึงตั้งสมมุติฐานว่าเอกภพนั้นไม่มีขอบเขต โดยเอกภพจะประกอบไปด้วยระบบย่อยที่เรียกว่า กาแล็กซี (galaxy) หลายล้านกาแล็กซี่ ซึ่งโลกของพวกเราก็เป็นส่วนหนึ่งของ กาแล็กซีทางช้างเผือก (Milky Way)

จักรวาล (cosmos) หมายถึง ระบบที่มีองค์ประกอบภายในสอดคล้องกันอย่างเป็นระเบียบ ในอดีต พิทากอรัส (Pythagoras) นักคณิตศาสตร์ชาวกรีก ใช้ศาสตร์ที่เรียกว่า จักรวาลวิทยา (cosmology) มาช่วยอธิบายความเป็นระเบียบและสอดคล้องกันของทุกอย่างในเอกภพ ทำให้คำว่า “เอกภพ” และ “จักรวาล” จึงมักใช้สื่อแทนถึงกันได้มาจนถึงทุกวันนี้

ทฤษฏีการเกิดเอกภาพ

ถึงแม้ว่าหนูจะเป็นเรื่องที่ห่างไกล ห่างไกลทั้งในแง่ของระยะทางและในแง่ของระยะเวลา แต่คำถามที่ว่า เอกภพ กาแล็กซี ระบบสุริยะรวมทั้งโลกที่พวกเราอาศัยอยู่นั้น มันเกิดขึ้นมาได้ยังไง ซึ่งจากการกอดรัดฟัดเหวี่ยงกันมานานในการค้นหาคำตอบนี้ในแวดวงวิทยาศาสตร์ ปัจจุบันมีการนำเสนอทฤษฎีเกี่ยวกับการเกิดเอกภพแตกต่างกันหลักๆ อยู่ 2 ทฤษฎี คือ

1) ทฤษฎีการระเบิดครั้งใหญ่ (Big Bang Theory) เสนอโดยอับเบ จอร์จ ลือเมตเทรจ (Lemaitre A.G.) นักดาราศาสตร์ชาวเบลเยี่ยม ในปี พ.ศ. 2470 โดยอธิบายว่า เอกภพเกิดจากการระเบิดอย่างรุนแรงของสสารที่อัดรวมกันแน่นเมื่อประมาณ 1-2 หมื่นล้านปีก่อน ซึ่งแรงระเบิดทำให้สสารนั้นแตกละเอียดกลายเป็นก๊าซร้อนฟุ้งกระจายไปทั่วอวกาศ และต่อมาเกิดการรวมตัวกันใหม่ของก๊าซร้อนเป็นกลุ่มๆ และเย็นตัว กลายเป็น เทหวัตถุ ต่างๆ ของเอกภพ

2) ทฤษฎีสภาวะคงที่ (Steady State Theory) เสนอโดย เฟรด ฮอยล์ (Hoyle F.) ในปี พ.ศ. 2491 (21 ปี หลังจากการนำเสนอทฤษฎีการระเบิดครั้งใหญ่) โดยเชื่อว่าเอกภพที่เราเห็นในปัจจุบันมีสภาพเหมือนเดิมแบบนี้มานานแล้วในอดีต และจะมีสภาพเป็นแบบนี้ตลอดไปในอนาคต ไม่เปลี่ยนแปลง

แนวคิดการเกิดระบบสุริยะ (โลก)

ระบบสุริยะ (Solar System) คือ ระบบย่อยรองจากเอกภพและกาแล็กซี ประกอบด้วย ดวงอาทิตย์ (Sun) เป็นศูนย์กลาง โดยมี ดาวเคราะห์ (planet) 8 ดวง โคจรรอบดวงอาทิตย์ รวมทั้งเทหวัตถุขนาดเล็กอื่นๆ อีกจำนวนมาก ซึ่งนอกจากแนวคิดการเกิดขึ้นของเอกภพ ในส่วนของระบบสุริยะและโลก ก็มีการนำเสนอไอเดียหรือทฤษฎีของการเกิดระบบสุริยะและโลกออกเป็น 2 สมมุติฐาน คือ

1) สมมุติฐานพลาเนตติซิมัล (Planetesimal Hypothesis) เสนอโดย จอร์จ หลุยส์ เลแชร์ บูฟง (Buffon G.L.L.) นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสในปี พ.ศ. 2288 โดยอธิบายว่าระบบสุริยะในช่วงเริ่มต้นมีดวงอาทิตย์เกิดขึ้นก่อน ต่อมามีดาวฤกษ์ขนาดใหญ่เคลื่อนที่เข้าใกล้ดวงอาทิตย์ ทำให้เกิดแรงดึงดูดซึ่งกันและกัน และเศษชิ้นส่วนของดวงอาทิตย์หลุดออกมา บางส่วนรวมตัวกันเป็นดาวเคราะห์ และบางส่วนกลายเป็นเทหวัตถุขนาดเล็กโคจรรอบดวงอาทิตย์รวมเป็นระบบสุริยะ บางครั้ง นักวิทยาศาสตร์ก็เรียกสมมุติฐานนี้ว่า สมมุติฐานดาวสองดวง (Two-star Hypothesis) ซึ่งหมายถึงระบบสุริยะเกิดจากการกระทบกระทั่งกันของดาวใหญ่ยักษ์ 2 ดวง

2) สมมุติฐานกลุ่มหมอกควัน (Nebula Hypothesis) เสนอโดย เพียร์ ไซมอน ลาพลาส (Laplace P.S.) และ เอ็มมานูเอล คานท์ (Kant E.) นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส ในปี พ.ศ. 2349 โดยอธิบายว่าระบบสุริยะเกิดมาจาก กลุ่มหมอกควัน (nebula) จากการระเบิดครั้งใหญ่ ซึ่งในช่วงเวลา 4,600 ล้านปี ที่ผ่านมา กลุ่มหมอกควันเริ่มรวมกลุ่มอัดกันแน่น เกิดเป็นมวลขนาดใหญ่หมุนรอบตัวเองอย่างช้าๆ คล้ายจาน

ต่อมาเมื่อแรงดึงดูดเข้าสู่ศูนย์กลางมากขึ้น ใจกลางจึงมีความร้อนสูง เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์แบบฟิวชั่นกลายเป็นดวงอาทิตย์ ส่วนวัสดุที่อยู่โดยรอบมีอุณหภูมิต่ำกว่า รวมตัวเป็นกลุ่มย่อย ก่อตัวเป็นดาวเคราะห์และเทหวัตถุอื่นๆ โคจรรอบดวงอาทิตย์ บางครั้งนักวิทยาศาสตร์ก็เรียกสมมุติฐานนี้ว่า สมมุติฐานดาวเคราะห์แรกเริ่ม (Protoplanet Hypothesis)

หลักฐานเข้าข้างกลุ่มหมอกควัน

ถ้าอ้างอิงหลักการของ ปรากฏการณ์ดอปเปลอร์ (doppler effect) ของคลื่น ซึ่งอธิบายว่า เมื่อแหล่งกำเนิดคลื่นเคลื่อนที่เข้าหาผู้สังเกต ผู้สังเกตจะได้รับคลื่นที่มีความถี่สูงกว่าปกติ เมื่อเปรียบเทียบกับแหล่งกำเนิดคลื่นที่หยุดนิ่งอยู่กับที่ และจะได้รับคลื่นที่มีความถี่ต่ำกว่าปกติหากแหล่งกำเนิดคลื่นเคลื่อนที่ออกห่างจากผู้สังเกต ตัวอย่างเช่น เมื่อรถยนต์วิ่งเข้าหาผู้สังเกต ผู้สังเกตจะได้ยินเสียงเครื่องยนต์ที่แหลมขึ้น (ความถี่คลื่นสูงขึ้น) แต่ในขณะที่รถวิ่งผ่านผู้สังเกตไป ผู้สังเกตจะได้ยินเสียงเครื่องยนต์ที่ทุ้มลง (ความถี่คลื่นต่ำลง)

ในกรณีของคลื่นแสง แสงที่เรามองเห็นทั่วไปเราเรียกว่า แสงขาว (white light) ซึ่งถ้าพวกเรายังจำกันได้ในการทดลองตอนมัธยมต้น ถ้าให้แสงขาวปกติส่องผ่านปริซึม จะพบว่าแสงขาวจะประกอบไปด้วยแสงสีต่างๆ ทั้งม่วง คราม น้ำเงิน เขียว เหลือง แสด แดง โดยในแง่ของความถี่ของคลื่นแสง แสงสีม่วงมีพลังงานและความถี่สูงสุด ส่วนแสงสีแดงมีพลังงานและความถี่ต่ำที่สุด

และถ้าเอาปรากฏการณ์ดอปเปลอร์มาคุยกับคลื่นแสง ถ้าแหล่งกำเนิดของแสงเคลื่อนที่เข้าหาผู้สังเกต แสงจะมีความถี่สูงขึ้น ทำให้ผู้สังเกตมองเห็นแสงคลาดเคลื่อนหรือเพี้ยนไปทางแถบสเปกตรัมแสงสีน้ำเงิน (ความถี่ของคลื่นแสงสูงขึ้น) เรียกว่า การเลื่อนทางน้ำเงิน (blue shift) แต่หากแหล่งกำเนิดแสงเคลื่อนที่ออกจากผู้สังเกต แสงที่ผู้สังเกตมองเห็นจะมีความถี่คลื่นลดลง ทำให้สังเกตมองเห็นสีของแหล่งกำเนิดเลื่อนไปทางแถบสเปกตรัมสีแดง หรือเรียกว่า การเลื่อนทางแดง (red shift)

สมมุติว่าวัตถุมีสีจริงๆ เป็นสีเขียว…
การเลื่อนทางน้ำเงิน (blue shift) ผู้สังเกตอาจจะมองเห็นวัตถุนั้นเป็นสีม่วง ครามหรือน้ำเงิน
การเลื่อนทางแดง (red shift) ผู้สังเกตอาจจะมองเห็นวัตถุนั้นเป็นสีเหลือง แสดหรือแดง

สืบเนื่องจากในปี พ.ศ. 2472 เอ็ดวิน โพเวล ฮับเบิล (Hubble E.P.) นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน ได้ทดลองถ่ายภาพสเปกตรัมของกาแล็กซีในเอกภพ ซึ่งจากภาพถ่ายของฮับเบิล จะสังเกตได้ว่าแสงสีของกาแล็กซีส่วนใหญ่มีลักษณะการเลื่อนทางแดง (กาแล็กซีส่วนใหญ่มีสีแดงมากกว่าสีอื่นๆ) นักวิทยาศาสตร์จึงคาดว่ากาแล็กซีเกือบทั้งหมดในเอกภพกำลังเคลื่อนที่ออกห่างไปจากโลกซึ่งเป็นผู้สังเกต (Harrington และคณะ, 2014) ซึ่งก็เดาว่าน่าจะเป็นแรงเฉื่อยที่เกิดจากการระเบิดอย่างรุนแรงในอดีต

นอกจากนี้นักวิทยาศาสตร์ยังพบ ควอซาร์ (Quasar) ซึ่งเป็นเทหวัตถุคล้ายดาวจำนวนมากบริเวณขอบนอกของเอกภพ กำลังเคลื่อนที่ห่างออกไปจากโลกด้วยความเร็วสูงเช่นกัน หรือจะเป็นการค้นพบคลื่นรังสีความร้อนกระจายอยู่ทั่วไปในเอกภพ ที่นักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่าน่าจะเป็นพลังงานความร้อนที่หลงเหลือมาจากระเบิดครั้งใหญ่

โดยสรุปจะเห็นได้ว่าทั้งทฤษฎีการกำเนิดเอกภพและระบบสุริยะ ล้วนแล้วแต่มีความแตกต่างทางความคิด ทฤษฎีสภาวะคงที่ ของการกำเนิดเอกภพ และ สมมุติฐานพลาเนตติซิมัล (สมมุติฐานดาวสองดวง) ที่นักวิทยาศาสตร์พยายามที่จะใช้อธิบายการเกิดระบบสุริยะและโลก ดูเหมือนจะแปลกแยกออกไป ในขณะที่ ทฤษฎีการระเบิดครั้งใหญ่ ของเอกภพ กลับมีความละม้ายคล้ายกันกับ สมมุติฐานกลุ่มหมอกควัน ของระบบสุริยะ

ซึ่งจากการค้นพบทั้ง 1) การเลื่อนทางแดงของกาแล็กซี 2) ทิศการเคลื่อนที่ของควอซาร์ และ 3) พลังงานความร้อนมีอยู่ในอวกาศ ทั้งหมดนี้ล้วนเข้าข้างทฤษฎีการระเบิดครั้งใหญ่ทั้งสิ้น ทำให้ในปัจจุบันทั้ง ทฤษฎีการระเบิดครั้งใหญ่ ของเอกภพ และ สมมุติฐานกลุ่มหมอกควัน ของระบบสุริยะ ก็จูงมือกันเข้าเส้นชัย กลายเป็นแนวคิดที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดถ้าจะต้องคุยกันเรื่องกำเนิดเอกภพหรือโลก

. . .
บทความล่าสุด : www.mitrearth.org
เยี่ยมชม facebook : มิตรเอิร์ธ – mitrearth