10 ศัพท์อวกาศหลุดโลก

หลังจากที่รัสเซียส่งดาวเทียม "สปุตนิก 1"

ซึ่งเป็นสิ่งประดิษฐ์ชิ้นแรกของมนุษย์ออกไปโคจรรอบโลกเมื่อวันที่ 4 ต.ค.2500 "ยุคอวกาศ" ก็ได้เริ่มขึ้น ดังนั้นเพื่อฉลองครบรอบ 50 ปีของการตะลุยอวกาศของมนุษยชาติ มาเรียนรู้คำศัพท์ที่พาเราท่องออกไปนอกโลกกันเถอะ

1.อวกาศ (Deep space/Outer space)

อวกาศหมายถึงพื้นที่ว่างของเอกภพที่อยู่เหนือออกไปจากชั้นบรรยากาศ โดยยิ่งสูงความหนาแน่นของอากาศยิ่งลดลง แต่ไม่ได้หมายความว่าอวกาศว่างเปล่าโดยสิ้นเชิงเพราะยังคงมีอนุภาค ต่างๆ อยู่อย่างเบาบาง อย่างไรก็ดีไม่มีการแบ่งขอบเขตระหว่างชั้นบรรยากาศของโลกกับอวกาศที่ชัดเจน หากแต่ทางสมาพันธ์กีฬาทางอากาศนานาชาติหรือเอฟเอไอ (Federation Aeronautique Internationale: FAI) ได้กำหนด "เส้นคาร์มัน" (Karman line) เพื่อใช้แบ่งการบินภายในโลกกับการบินในอวกาศ ซึ่งเส้นดังกล่าวมีความสูง 100 กิโลเมตร

2.บิ๊กแบง (Big Bang)

บิกแบงคือฤษฎีจักรวาลวิทยาว่าด้วยการระเบิดครั้งใหญ่เมื่อ 1.37 หมื่นล้านปี นำเสนอเมื่อปี 2470 โดยยอร์จ เลอแมตร์ (Georges LeMaitre) นักวิทยาศาสตร์ชาวเบลเยียม ซึ่งถือเป็นทฤษฎีกำเนิดเอกภพที่ได้รับการยอมรับมากที่สุด โดยนักวิทยาศาสตร์พยายามหลักฐานที่บ่งชี้ถึงการระเบิดครั้งนั้น ซึ่งมีการค้นพบรังสีที่เกิดขึ้นหลังบิ๊กแบง 300,000 ปี นับเป็นการขยับใกล้ร่องรอยจุดกำเนิดเอกภพ

การหาหลักฐานเพื่อยืนยันทฤษฎีนี้ยังคงดำเนินต่อไป โดยเป้าหมายต่อไปคือการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงซึ่งตามทฤษฎีระบุว่าเกิดขึ้นพร้อมบิ๊กแบง

นอกจากนี้ยังมีแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ซึ่งสนับสนุนทฤษฎีนี้คือ "แบบจำลองฟรีดมันน์" (Friedmann Model) ซึ่งนำเสนอโดยอเล็กซานเดอร์ ฟรีดมันน์ (Alexander Friedmann) นักจักรวาลวิทยาและนักคณิตศาสตร์ชาวรัสเซีย

3.ซูเปอร์โนวา (Supernova)

ซูเปอร์โนวาคือการระเบิดอย่างรุนแรงของดาวฤกษ์มวลสูงเมื่อความโน้มถ่วงของดาวมีมากจนเกิดการยุบตัวโดยฉับพลัน

ทั้งนี้เกิดขึ้นหลังจากไฮโดรเจนที่แกนกลางของดาวหมดลงซึ่งทำให้ปฏิกิริยานิวเคลียร์ของดาวสิ้นสุดลงด้วย จากนั้นดาวฤกษ์ก็จะหดตัวเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของดาวเองและผ่านช่วงการเป็นดาวยักษ์แดง (red giant) ที่มีปฏิกิริยานิวเคลียร์ของไฮโดรเจนที่เปลือกของดาวอยู่หลายครั้งทำให้เกิดธาตุหนักที่แกนกลางของดาว จนที่สุดดาวฤกษ์ไม่สามารถผลิตธาตุหนักต่อไปได้จึงเกิดการระเบิดดังกล่าวเนื่องจากแรงโน้มถ่วงที่ทำให้ดาวยุบตัวกระทันหัน

หากดาวฤกษ์มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ 8-10 เท่าของดวงอาทิตย์จะเหลือใจกลางกลายเป็นดาวนิวตรอน (neutron star) หรือพัลซาร์ (pulsar) ที่มีขนาดเพียง 10-20 กิโลเมตร แต่มีอุณหภูมิสูงถึง 1.1 ล้านเคลวิน แต่หากดาวฤกษ์มีมวลมากกว่านี้หลังการระเบิดแล้วจะยุบตัวกลายเป็นหลุมดำ

4.หลุมดำ (Black Hole)

หลุมดำคือวัตถุในอวกาศที่มีแรงโน้มถ่วงมหาศาลและไม่มีสิ่งใดเล็ดรอดจากแรงดึงดูดนั้นได้หากผ่านเข้าไปยัง "ขอบฟ้าเหตุการณ์" (Event horizon) ของหลุมดำแล้ว ทั้งนี้วัตถุดังกล่าวเกิดจากการยุบตัวของดาวฤกษ์ที่มีมวลมากหลังการระเบิดเนื่องจากถูกดึงด้วยแรงโน้มถ่วงเมื่อเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ของดาวหมดลง อย่างไรก็ดีสามารถตรวจจับได้หากหลุมดำทำอันตรกิริยาหรือถ่ายโอนพลังงานระหว่างอนุภาคกับสสารที่อยู่นอกขอบฟ้าเหตุการณ์ อาทิ การเคลื่อนที่ของก๊าซในดวงดาวที่โคจรอยู่รอบๆ ซึ่งก๊าซจะหมุนวนอยู่ภายในและมีอุณหภูมิสูงขึ้น รวมทั้งปลดปล่อยรังสีออกมา

5.การเลื่อนไปทางสีแดง (Redshift)

การเลื่อนไปทางสีแดงหรือเรดชิฟต์เป็นปรากฏการณ์ดอปเปลอร์ (Doppler effect) ทางดาราศาสตร์ที่มีการเปลี่ยนแปลงความยาวคลื่นไปทางความยาวของคลื่นแสงสีแดง แสดงถึงการเคลื่อนที่ของแหล่งกำเนิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกห่างจากผู้สังเกตโดยมากหมายถึงคลื่นแสง ซึ่งจากการบนโลกแล้วพบปรากฏการณ์นี้เป็นหลักฐานที่บ่งชี้ว่าเอกภพกำลังขยายตัวและเคลื่อนที่ออกห่างจากโลก

อย่างไรก็ดีแม้การเปลี่ยนแปลงความยาวคลื่นจะไม่อยู่ในย่านแสงสีแดงแต่เป็นการเปลี่ยนแปลงที่ความยาวคลื่นเพิ่มขึ้นก็ยังคงเรียกว่า "เรดชิฟต์" ในทางตรงกันข้ามหากแหล่งกำเนิดแสงเคลื่อนที่เข้าหาผู้สังเกตก็จะพบการเปลี่ยนแปลงของความยาวคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสั้นลง เรียกปรากฏการณ์หลังว่า "บลูชิฟต์" (Blue shift)

6.จักรวาลพองตัว (Cosmic Inflation)

ทฤษฎีว่าด้วยการพองตัวของจักรวาลเสนอขึ้นเมื่อปี 2524 โดยอลัน กูธ (Alan Guth) นักฟิสิกส์และนักจักรวาลวิทยาชาวอเมริกัน ซึ่งเป็นแนวคิดว่าเอกภพในยุคเริ่มต้นนั้นได้ผ่านระยะขยายตัวจากการผลักด้วยความหนาแน่นพลังงานของความดันสุญญากาศที่เป็นลบ (negative-pressure vacuum energy density) โดยเอกภพที่สังเกตได้นั้นมีจุดเริ่มต้นจากพื้นที่เล็กๆ ที่ติดต่อกัน ทั้งนี้สันนิษฐานว่าต้นเหตุของการพองตัวนั้นเกิดจากอนุภาคหรือสนามที่เรียกว่า "อินเฟลตอน" (Inflaton)

7.พลังงานมืด/สสารมืด (Dark Energy/Dark Matter)

พลังงานมืด(Dark Energy) คือพลังงานที่นักดาราศาสตร์ยังไม่รู้จักดีนักแต่สันนิษฐานว่าแพร่กระจายไปทั่วที่ว่างในอวกาศและมีแนวโน้มที่จะเพิ่มอัตราเร่งของการขยายตัวของเอกภพ

ทั้งนี้สันนิษฐานถึงการมีอยู่ของพลังงานมืดนั้นเป็นวิธีที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดในการอธิบายสิ่งที่การสังเกตของนักดาราศาสตร์เร็วๆ นี้ว่าเอกภพกำลังขยายตัวด้วยอัตราเร่ง จากแบบจำลองมาตรฐานทางจักรวาลวิทยาประมาณว่ามีพลังงานมืดอยู่ในเอกภพถึง 70%

นอกจากนี้ยังมีสสารมืด (Dark Matter) ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ยังไม่ทราบถึงองค์ประกอบของสสารดังกล่าว ทราบเพียงว่าสสารนี้ปลดปล่อยหรือสะท้อนการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าออกมาน้อยเกินกว่าจะสังเกตได้โดยตรง แต่อนุมานการมีอยู่ของสสารนี้ได้จากผลของความโน้มถ่วงที่เกิดขึ้นกับสสารที่สังเกตได้

8.พหุภพ/เอกภพ (Multiverse/Universe)

จากความเข้าใจว่าเอกภพ (Universe) มีเพียงหนึ่งเดียว ปัจจุบันมีทฤษฎีที่เสนอว่าอาจมีหลายเอกภพรวมกันเป็น "พหุภพ" (Multiverse) โดยโครงสร้างของพหุภพทั้งธรรมชาติของแต่ละเอกภพที่อยู่ภายในและความสัมพันธ์ระหว่างเอกภพซึ่งมีองค์ประกอบที่หลากหลายนั้นขึ้นอยู่สมมติฐานเฉพาะของพหุภพที่ได้รับการพิจารณา นักฟิสิกส์บางคนก็เชื่อว่าพหุภพไม่มีขอบเขต บ้างก็ว่าพหุภพประกอบขึ้นจากเอกภพซึ่งสร้างขึ้นจากการชนกันของชั้นบางๆ ภายในอวกาศที่มี 11 มิติ

9.เอกภพคู่ขนาน (Parallel Universe)

เอกภพคู่ขนานในจินตนาการของนิยายวิทยาศาสตร์แฟนตาซีหรือนิยายไซ-ไฟนั้นหมายถึงการมีอยู่ของโลกหนึ่งซึ่งมีเราอีกคน

ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าอาจมีเอกภพคู่ขนานอยู่มหาศาลซึ่งเอกภพเหล่านั้นประกอบด้วยกาล-อวกาศและสสารที่แปลกประหลาด หรืออาจมีกฎทางฟิสิกส์และค่าคงที่ต่างๆ เหมือนเอกภพที่เราอยู่แต่ไม่สามารถที่จะติดต่อเชื่อมโยงกันได้ บางแนวคิดระบุว่ามีเอกภพคู่ขนานที่อยู่ห่างจากเราไปเพียงไม่กี่มิลลิเมตร ทั้งนี้เอกภพคู่ขนานก็คือเอกภพที่หลากหลายภายในพหุภพ

10.รังสีพื้นหลังของเอกภพ (Cosmic Microwave Background: CMB)

รังสีพื้นหลังของเอกภพหรือ CMB เป็นการแผ่รังสีของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากเอกภพซึ่งแพ่ออกมาทุกทิศทุกทางในอวกาศมีอุณหภูมิราว 2.73 เคลวิน เชื่อว่าเป็นคลื่นพลังงานที่หลงเหลือมาจากความร้อนของเอกภพหลังการเกิดบิ๊กแบง (Big Bang) ได้ราว 300,000 ปี

CMB ค้นพบครั้งแรกเมื่อปี 2508 โดย อาร์โน อัลลัน เพนซิอัส (Arno Allan Penzias) และโรเบิร์ต วูโดร์ว วิลสัน (Robert Woodrow Wilson) 2 นักฟิสิกส์อเมริกันจากห้องปฏิบัติการเบลล์ (Bell Labs) สหรัฐอเมริกา การค้นพบดังกล่าวทำให้องค์การบริการบินอวกาศสหรัฐ (นาซา) ได้ส่งดาวเทียม COBE (Cosmic Background Explorer) ขึ้นไปตรวจวัดรังสีดังกล่าวและได้ค้นพบความไม่สม่ำเสมอของรังสีที่แผ่กระจายทั่วอวกาศ