แนวคิดเรื่องขนาดของจักรวาล ไม่ว่าจะไม่มีที่สิ้นสุดหรือไม่ก็ตาม เป็นหัวข้อถกเถียงกันมานานหลายศตวรรษ สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าเมื่อเราอ้างถึงจักรวาล เรากำลังหมายถึงจักรวาลที่สังเกตได้โดยเฉพาะ ซึ่งครอบคลุมทุกสิ่งที่เปล่งแสงออกมาและมาถึงโลกของเรา อย่างไรก็ตาม หลายคนสงสัยว่า สิ่งที่อยู่นอกเหนือจักรวาล.
ดังนั้น ในบทความนี้ เราจะบอกคุณว่าทฤษฎีต่างๆ คืออะไรเกี่ยวกับสิ่งที่อยู่นอกเหนือเอกภพ และสิ่งที่ทราบเกี่ยวกับจักรวาลนี้
สิ่งที่อยู่นอกเหนือจักรวาล
คำถามเกี่ยวกับขนาดของจักรวาล ไม่ว่าจะเป็นอนันต์หรือไม่ก็ตาม เป็นหัวข้อที่ต้องไตร่ตรองมานานแล้ว เป็นที่น่าสังเกตว่าการสนทนาทั่วไปเกี่ยวกับจักรวาลทั้งหมด อยู่ในบริเวณเฉพาะที่เรียกว่าจักรวาลที่สังเกตได้ซึ่งครอบคลุมวัตถุท้องฟ้าทั้งหมดที่มีแสงส่องถึงโลก แต่มีบางสิ่งที่อยู่นอกเหนือจักรวาลที่สังเกตได้หรือเปล่า? แล้วถ้ามีจะเป็นอย่างไรและจะกว้างใหญ่ขนาดไหน?
ชุดของกาแลคซีและการก่อตัวต่างๆ ที่เราสามารถมองเห็นได้จากโลกในปัจจุบันเรียกว่าจักรวาลที่สังเกตได้ เทห์ฟากฟ้าเหล่านี้อยู่ในสายตาของเราเพราะแสงและสัญญาณอื่นๆ ที่พวกมันปล่อยออกมาได้เดินทางผ่านอวกาศและมายังโลกของเราตั้งแต่เริ่มต้นจักรวาล จักรวาลที่สังเกตได้มักเข้าใจกันว่ามีรูปร่างเป็นทรงกลม โดยมีระบบสุริยะอยู่ที่แกนกลาง นอกจากนี้ สิ่งสำคัญคือต้องเน้นย้ำว่า การสำรวจบรรยากาศของดาวเนปจูน สามารถสอนเราเกี่ยวกับความกว้างใหญ่ไพศาลของจักรวาลได้
ต้องชี้แจงว่าเราไม่ใช่จุดศูนย์กลางของจักรวาล หากเราเลือกกาแลคซีใดๆ ภายในจักรวาลที่สังเกตได้ และเลือกระบบสุริยะภายในนั้น เราจะพบว่าระบบสุริยะนี้จะครอบครองตำแหน่งศูนย์กลางภายในทรงกลมของมันเองด้วย
นอกจากนี้ สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือการขยายตัวของเอกภพไม่ได้เกิดจากการที่กาแลคซีเคลื่อนที่ออกจากจุดศูนย์กลางในอวกาศ แต่มันเป็นผลมาจากการขยายพื้นที่นั่นเอง ส่งผลให้ระยะห่างระหว่างกาแล็กซีทุกทิศทางเพิ่มขึ้น
เนื่องจากกาแลคซีทั้งหมดเคลื่อนที่ออกจากกันอย่างต่อเนื่องโดยไม่มีจุดอ้างอิงร่วมกัน การรับรู้จะนำไปสู่ความเชื่อที่ว่ากาแลคซีเหล่านี้เป็นศูนย์กลางของจักรวาลอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ และกาแลคซีที่เหลือดูเหมือนจะเป็นกาแลคซีที่กำลังเคลื่อนที่ ตีตัวออกห่าง
การขยายเอกภพที่สังเกตได้
การกำหนดขนาดของเอกภพที่สังเกตได้นั้นเป็นงานที่ค่อนข้างง่าย ด้วยการวัดระยะทางจากโลกไปยังจุดนอกสุด เราพบว่ามันขยายออกไปมากกว่า 46 พันล้านปีแสง ผลที่ตามมา, เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณได้ประมาณ 93.000 ล้านปีแสง
คำถามที่อาจเกิดขึ้นคือ เมื่อเอกภพมีอายุ 13,7 พันล้านปี รัศมีของมันจะไม่เท่ากันได้อย่างไร เมื่อพิจารณาถึงความเป็นไปไม่ได้ของสิ่งใดๆ ที่เกินความเร็วแสง เหตุผลก็คือไม่มีส่วนผสมสำคัญที่ถูกค้นพบในศตวรรษก่อน: การขยายพื้นที่
มีการค้นพบว่าจักรวาลมีการขยายตัวตั้งแต่เริ่มต้น เริ่มแรก การขยายตัวนี้ดูเหมือนจะชะลอตัวลงจนกระทั่งประมาณ 5 พันล้านปีก่อน อย่างไรก็ตาม ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา ความเร็วได้เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ซึ่งเราเชื่อว่าเป็นผลจากพลังลึกลับที่เรียกว่าพลังงานมืด สิ่งนี้ช่วยให้เราเข้าใจว่าทำไม ภูมิอากาศบริเวณหุบเขา สามารถส่งผลต่อการรับรู้ของเราเกี่ยวกับจักรวาลได้
สิ่งที่อยู่นอกเหนือจักรวาลที่สังเกตได้
อย่างไรก็ตาม สิ่งที่อยู่นอกเหนือเอกภพที่สังเกตได้ซึ่งแผ่ขยายออกไป ตัวเลขที่น่าทึ่ง 93.000 พันล้านปีแสง? ขนาดที่แท้จริงของจักรวาลทั้งหมดยังคงเป็นปริศนา
ตามหลักทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ กำหนดไว้ว่าวัตถุที่อยู่ใกล้กันมากไม่สามารถมีความเร็วเกินความเร็วแสงได้ อย่างไรก็ตาม กฎหมายฉบับนี้ใช้ไม่ได้กับวัตถุที่อยู่ในระยะไกล เนื่องจากการขยายพื้นที่ทำให้มีข้อยกเว้นได้
เพื่อชี้แจงให้กระจ่างยิ่งขึ้น วัตถุที่เป็นปัญหานั้นจริงๆ แล้วจะต้องไม่เกินความเร็วแสง แทน, มันคือการขยายช่องว่างระหว่างพวกเขาที่รับผิดชอบการแยกออกจากกันอย่างน่าทึ่งซึ่งมีความเร็วมหาศาลจนแสงที่ปล่อยออกมาจากวัตถุหนึ่งจะไม่มีทางไปถึงอีกวัตถุหนึ่งได้
ที่น่าสนใจคือปรากฏการณ์นี้ไม่ได้ละเมิดกฎจักรวาลใด ๆ แม้ว่าความเร็วแสงจะทำหน้าที่เป็นความเร็วสูงสุดสำหรับวัตถุที่เดินทางผ่านอวกาศ แต่ก็ไม่ได้กำหนดข้อจำกัดเกี่ยวกับอัตราการขยายตัวของอวกาศแต่อย่างใด สิ่งนี้เตือนเราถึงความสำคัญของ คำนวณความหนาวเย็นของลมเนื่องจากการรับรู้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามตัวแปรต่างๆ
เมื่อคำนึงถึงทฤษฎีที่เป็นที่ยอมรับของการพองตัวของจักรวาล เห็นได้ชัดว่า จักรวาลที่ไม่สามารถสังเกตได้นั้นมีมากกว่าจักรวาลที่สังเกตได้ด้วยขนาดที่น่าตกใจอย่างน้อย 1023 เท่า
โดยพื้นฐานแล้ว การรับรู้ของเรานั้นจำกัดอยู่เพียงเศษเสี้ยวเล็กๆ ของจักรวาลอันกว้างใหญ่เท่านั้น แต่มีอะไรอยู่นอกเหนือการสังเกตของเรา? ดินแดนที่ยังไม่ได้สำรวจของจักรวาลนี้มีหน้าตาเป็นอย่างไร?
เป็นไปได้มากว่านอกขอบเขตของจักรวาลที่สังเกตได้จะมีขอบเขตที่สะท้อนสิ่งที่เราเห็นภายในนั้น: พื้นที่อันกว้างใหญ่ที่เต็มไปด้วยกาแลคซี หลุมดำ ควาซาร์ พัลซาร์ ดวงดาว ดาวเคราะห์ และอื่นๆ อีกมากมาย
เรื่องราวการขยายตัว
ในตอนต้นของศตวรรษที่ XNUMX ความเชื่อที่แพร่หลายในหมู่นักจักรวาลวิทยาคือการที่จักรวาลขยายออกไปอย่างไม่มีที่สิ้นสุด อย่างไรก็ตาม มุมมองนี้เปลี่ยนไปเมื่อมีความคิดที่ว่าจักรวาลมีลักษณะคล้ายลูกฟุตบอล
ลองพิจารณาโลกเป็นตัวอย่างที่ดีเยี่ยม เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าโลกเป็นวัตถุทรงกลมที่มีขอบเขตจำกัด อย่างไรก็ตาม ถ้าใครเดินทางไปในทิศทางใด ๆ ก็ตาม เว้นแต่เขาจะตัดสินใจหยุดความก้าวหน้าของเขา เขาจะก้าวหน้าตลอดไปไม่มีจุดสิ้นสุด
บางครั้ง เราจะกลับไปยังที่เดิมอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้แม้ว่าจะเป็นเวลาต่างกันก็ตาม. แนวคิดเบื้องหลังจักรวาลของเราคือมันมีลักษณะเฉพาะของทรงกลมที่มีขอบเขตจำกัดและไม่จำกัด ดังนั้น หากใครเดินทางท่องอวกาศอย่างไม่มีที่สิ้นสุด ในที่สุดเราก็จะกลับไปสู่จุดเริ่มต้นเริ่มต้นโดยสมมติว่าการขยายตัวของเอกภพอย่างถาวรไม่ขัดขวางความก้าวหน้าของคน ๆ หนึ่ง
หากเราออกเดินทางสู่จักรวาลอันกว้างใหญ่อันมีขอบเขตจำกัดแต่ไร้ขอบเขต โดยเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องในเส้นทางตรงบนยานอวกาศ ในที่สุดหลังจากเวลาผ่านไปพอสมควร เราก็จะไปถึงขอบจักรวาลอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ และพบว่าตนเองกลับมายังจุดเริ่มต้นเดิม โดยที่ยังคงเส้นทางเดิมไว้เช่นเดิม นี่ก็คล้ายๆกับว่า ของ Google Earth สามารถนำเสนอมุมมองใหม่ต่อโลกให้กับเรา
แนวคิดที่นำเสนอนั้นสอดคล้องกับทฤษฎีบิกแบงที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางอย่างสมบูรณ์ โดยเสนอว่ารูปร่างของจักรวาลอาจมีรูปทรงเรขาคณิตนี้โดยเฉพาะ เมื่อพิจารณาถึงจุดเริ่มต้นของบิ๊กแบงและการขยายตัวของจักรวาลในเวลาต่อมา ไม่ใช่เรื่องไร้เหตุผลที่จะสรุปว่าแม้จะมีขนาดมหึมา แต่ส่วนที่สังเกตได้ก็ชี้ให้เห็นว่าจักรวาลนั้นไม่มีที่สิ้นสุด
ไม่ว่าเราจะทราบขอบเขตที่แท้จริงของจักรวาลหรือไม่ก็ตาม สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าเราจะถูกกักขังอยู่ในจักรวาลที่สังเกตได้ของเราเสมอ ซึ่งอาจจะมีขอบเขตหรือไม่มีที่สิ้นสุดก็ได้
ฉันหวังว่าด้วยข้อมูลนี้ คุณจะได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับทฤษฎีบางทฤษฎีเกี่ยวกับสิ่งที่อยู่นอกเหนือเอกภพที่สังเกตได้