ทฤษฎีบิกแบง

จักรวาลเกิดขึ้นได้อย่างไร? อะไรเป็นสาเหตุของการก่อตัวของดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ และกาแล็กซี? นี่คือคำถามบางส่วนที่ผู้คนนับล้านถามกันมาตลอดประวัติศาสตร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง นักวิทยาศาสตร์ต้องการค้นหาคำอธิบายสำหรับปรากฏการณ์ทั้งหมดที่มีอยู่ นี่คือที่มาของทฤษฎีบิ๊กแบงสำหรับผู้ที่ไม่ทราบมาก่อน มันคือทฤษฎีที่อธิบายถึงต้นกำเนิดของจักรวาลของเรา และยังอธิบายถึงการมีอยู่ของดาวเคราะห์และกาแล็กซีด้วย

หากคุณอยากรู้ว่าจักรวาลของเรากำเนิดขึ้นมาได้อย่างไร บทความนี้จะบอกทุกอย่างให้คุณ คุณอยากเรียนรู้เกี่ยวกับทฤษฎีบิ๊กแบง ทั้งหมด หรือไม่?

ลักษณะของทฤษฎีบิ๊กแบง

หรือที่รู้จักกันในชื่อทฤษฎีบิ๊กแบงกล่าวว่าจักรวาลที่เราเห็นในปัจจุบันเริ่มต้นขึ้นเมื่อหลายพันล้านปีก่อนด้วยการระเบิดครั้งใหญ่ สสารทั้งหมดที่มีอยู่ในจักรวาลในปัจจุบันนั้นรวมตัวกันอยู่ที่จุดเดียว

จากช่วงเวลาของการระเบิดสสารเริ่มขยายตัวและยังคงดำเนินการอยู่ในปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ยังคงย้ำว่าจักรวาลกำลังขยายตัวอย่างต่อเนื่อง ด้วยเหตุนี้ทฤษฎีบิ๊กแบงจึงรวมถึงทฤษฎีเอกภพที่กำลังขยายตัว สสารที่เก็บไว้ที่จุดเดียวไม่เพียง แต่เริ่มขยายตัว แต่ยังเริ่มก่อตัวเป็นโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้นด้วย เราอ้างถึงอะตอมและโมเลกุลที่สร้างสิ่งมีชีวิตทีละเล็กทีละน้อย

นักวิทยาศาสตร์ได้ประมาณการว่าจุดเริ่มต้นของบิ๊กแบงเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 13.810 พันล้านปีก่อนช่วงเวลานี้ซึ่งเป็นช่วงที่จักรวาลเพิ่งถือกำเนิดขึ้นใหม่ เรียกว่า จักรวาลยุคแรก เชื่อกันว่าอนุภาคในจักรวาลยุคแรกนี้มีพลังงานมหาศาล

การระเบิดครั้งนี้ก่อให้เกิดโปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอนกลุ่มแรก โปรตอนและนิวตรอนรวมตัวกันเป็นนิวเคลียสของอะตอม ส่วนอิเล็กตรอนเนื่องจากมีประจุไฟฟ้า จึงจัดเรียงตัวอยู่รอบๆ นิวเคลียสเหล่านั้น ด้วยวิธีนี้ สสารจึงถือกำเนิดขึ้น คุณสามารถอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับต้นกำเนิดของจักรวาล ได้ ในบทความที่เกี่ยวข้องอื่นๆ

การก่อตัวของดวงดาวและกาแลคซี

ระบบสุริยะของเราตั้งอยู่ในกาแล็กซีที่รู้จักกันในชื่อทางช้างเผือกวัตถุทางดาราศาสตร์ทั้งหมดที่เราเห็นในปัจจุบันเริ่มก่อตัวขึ้นนานหลังจากบิ๊กแบง

เชื่อกันว่าดาวฤกษ์ดวงแรกเริ่มก่อตัวเมื่อ 13.250 พันล้านปีก่อน พวกมันเริ่มปรากฏขึ้นประมาณ 550 ล้านปีหลังจากการระเบิดครั้งใหญ่ (บิ๊กแบง) กาแล็กซีที่เก่าแก่ที่สุดถือกำเนิดขึ้นเมื่อ 13.200 พันล้านปีก่อน ทำให้พวกมันเป็นกาแล็กซีที่เก่าแก่ที่สุดเช่นกัน ระบบสุริยะของเรา ดวงอาทิตย์ และดาวเคราะห์ต่างๆ ก่อตัวขึ้นเมื่อ 4.600 พันล้านปีก่อน การก่อตัวของดาวฤกษ์นี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำความเข้าใจวิวัฒนาการของจักรวาล และเกี่ยวข้องกับการศึกษาการกำเนิดดาวฤกษ์ในภูมิภาคต่างๆ ของจักรวาล

หลักฐานของจักรวาลที่ขยายตัวและการระเบิด

เพื่อพิสูจน์ว่าทฤษฎีบิ๊กแบงมีเหตุผลต้องรายงานหลักฐานว่าเอกภพกำลังขยายตัว นี่คือหลักฐานในเรื่องนี้:

• Olbers paradox: ความมืดของท้องฟ้ายามค่ำคืน
• กฎของฮับเบิล: สามารถตรวจสอบได้โดยสังเกตว่ากาแลคซีกำลังเคลื่อนที่ออกจากกัน
• ความสม่ำเสมอของการกระจายของสสาร
• ทอลแมน เอฟเฟกเตอร์ (รูปแบบของความมันวาวของพื้นผิว)
• ซูเปอร์โนวาที่ห่างไกล: สังเกตเห็นการขยายชั่วขณะในเส้นโค้งแสง

หลังจากช่วงเวลาแห่งการระเบิดอนุภาคแต่ละตัวกำลังขยายตัวและเคลื่อนตัวออกจากกัน สิ่งที่เกิดขึ้นที่นี่คล้ายกับสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อเราระเบิดบอลลูน เมื่อเราแนะนำอากาศมากขึ้นอนุภาคของอากาศจะขยายตัวมากขึ้นเรื่อย ๆ จนกระทั่งถึงผนัง

นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีสามารถสร้างลำดับเหตุการณ์นี้ขึ้นมาใหม่ได้ โดยเริ่มตั้งแต่ 1/100 วินาทีหลังจากการระเบิดครั้งใหญ่ (บิ๊กแบง) สสารทั้งหมดที่ถูกปล่อยออกมานั้นประกอบด้วยอนุภาคพื้นฐานที่รู้จักกันดี ซึ่งได้แก่อิเล็กตรอน โพซิตรอน เมซอน แบริออน นิวตริโน และโฟตอน

การคำนวณล่าสุดบ่งชี้ว่าไฮโดรเจนและฮีเลียมเป็นผลิตภัณฑ์หลักของการระเบิด ธาตุที่หนักกว่าก่อตัวขึ้นในภายหลังภายในดาวฤกษ์ เมื่อจักรวาลขยายตัว รังสีที่เหลือจากการระเบิดครั้งใหญ่ก็เย็นลงอย่างต่อเนื่อง จนถึงอุณหภูมิ 3 เคลวิน (-270 องศาเซลเซียส) ผลกระทบของรังสีนี้สะท้อนให้เห็นถึงมรดกอันลึกซึ้งของการระเบิดครั้งใหญ่ และเป็นหัวข้อของการศึกษาอย่างต่อเนื่อง ควบคู่ไปกับความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี เช่นกล้องโทรทัศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ซึ่งช่วยให้สามารถสังเกตการณ์จักรวาลได้มากขึ้น

หนึ่งในคำถามสำคัญสำหรับนักวิทยาศาสตร์คือ จักรวาลจะขยายตัวไปเรื่อยๆ อย่างไม่มีที่สิ้นสุด หรือจะหดตัวลงในที่สุดสสารมืดมีบทบาทสำคัญในเรื่องนี้และเกี่ยวข้องกับโครงสร้างของจักรวาล นอกจากนี้ยังเป็นแง่มุมสำคัญในการศึกษาว่ามีอะไรอยู่นอกเหนือจักรวาลที่สังเกตได้ซึ่งเป็นหัวข้อพื้นฐานเมื่อวิเคราะห์ทฤษฎีบิ๊กแบง

ผู้ค้นพบและทฤษฎีอื่น ๆ

ทฤษฎีที่ว่าเอกภพกำลังขยายตัวนั้นถูกคิดค้นขึ้นในปี ค.ศ. 1922 โดยอเล็กซานเดอร์ ฟรีดมันน์ เขาใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ (ค.ศ. 1915) เป็นพื้นฐาน ต่อมาในปี ค.ศ. 1927 บาทหลวงชาวเบลเยียม จอร์จ เลอแมตร์ ได้ต่อยอดงานของไอน์สไตน์และเดอ ซิตเตอร์ และได้ข้อสรุปเช่นเดียวกับฟรีดมันน์

ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงไม่ได้ข้อสรุปอื่นเพียงแต่ว่าจักรวาลกำลังขยายตัว

ยังมีทฤษฎีอื่น ๆ เกี่ยวกับการสร้างจักรวาลที่ไม่สำคัญเท่าทฤษฎีนี้ อย่างไรก็ตามมีคนในโลกที่เชื่อและคิดว่าสิ่งเหล่านี้เป็นเรื่องจริง เราแสดงรายการไว้ด้านล่าง

• ทฤษฎี Big Crunch: ทฤษฎีนี้มีรากฐานมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าการขยายตัวของเอกภพจะช้าลงอย่างช้าๆจนกระทั่งมันเริ่มถอยกลับ มันเป็นเรื่องเกี่ยวกับการหดตัวของจักรวาล การหดตัวนี้จะสิ้นสุดลงด้วยการระเบิดขนาดใหญ่ที่เรียกว่า Big Crunch ไม่มีหลักฐานสนับสนุนทฤษฎีนี้มากนัก
• จักรวาลที่กำลังสั่น: มันเกี่ยวกับจักรวาลของเราที่กำลังสั่นคลอนใน Big Bang และ Big Crunch ที่คงที่
• สถานะคงที่และการสร้างอย่างต่อเนื่อง: รักษาว่าเอกภพกำลังขยายตัวและความหนาแน่นของมันคงที่เนื่องจากมีการสร้างอย่างต่อเนื่อง
• ทฤษฎีเงินเฟ้อ: มันขึ้นอยู่กับลักษณะเดียวกับบิ๊กแบง แต่บอกว่ามีกระบวนการเริ่มต้น กระบวนการดังกล่าวเรียกว่าภาวะเงินเฟ้อและการขยายตัวของเอกภพเร็วขึ้น

สุดท้ายนี้มีบางคนที่คิดว่าเอกภพถูกสร้างขึ้นโดยพระเจ้าหรือบางส่วนของพระเจ้า