Blockdit Logo (Mobile)
Antfield
•
25 ส.ค. 2019 เวลา 11:21 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี
NASA มีแผนจะใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ (James Webb) เพื่อมองย้อนไปถึงจุดกำเนิดของดาวดวงแรกในจักรวาลผ่านแว่นขยายที่มองไม่เห็นที่เรียกว่าเลนส์แรงโน้มถ่วง (gravitational lenses) 😯
1
กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ มีแผนส่งขึ้นสู่วงโคจรในปี 2021 Cr: Northrop Grumman/NASA/Flickr
เมื่อเราเงยหน้ามองฟ้ายามค่ำคืน ดวงดาวที่เห็นอยู่เราคงสงสัยไม่น้อยว่าดาวดวงนั้นอยู่ที่ไหน ห่างไกลจากเราแค่ไหน? แต่จริงๆแล้วคำถามที่ถูกควรจะเป็น ดาวดวงนั้นมีตัวตนอยู่ตั้งแต่เมื่อไหร่? 😉
แท้จริงแล้วการที่เรามองออกไปยังดวงดาวหรือกาแล็กซี่ต่างๆ นั้นคือการมองย้อนอดีตของพวกมันเหมือนดั่งนั่งไทม์แมชชีนย้อนเวลา ด้วยระยะทางที่ห่างไกลทำให้แสงจากดวงดาวหรือกาแล็กซีเหล่านั้นกว่ามาถึงเราอาจใช้เวลาหลายล้านปี
ภาพของดวงดาวอันไกลโพ้นแท้จริงแล้วเป็นเพียงภาพอดีต, Cr: Borepanda.com
ด้วยพลังในการมองของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ ทีมนักวิจัยของนาซ่าตั้งใจจะใช้มองย้อนไปยังจุดกำเนิดของดาวดวงแรกในเอกภพ
แม้จะมีพลังในการมองอย่างที่กล้อง โทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลเทียบไม่ติด แต่กล้องเจมส์เวบบ์ก็ยังไม่อาจมองย้อนไปถึงจุดกำเนิดของดาวดวงแรกได้, Cr: NASA
แต่ทั้งนี้ไม่ว่า Webb จะมีพลังในการมองสูงขนาดไหนก็ตามก็ยังไม่อาจมองย้อนไปถึงจุดกำเนิดของดวงดาวดวงแรกได้ ทีมนักวิจัยจึงต้องอาศัยตัวช่วยทางธรรมชาติ มันคือปรากฏการณ์ที่เรียกว่าเลนส์แรงโน้มถ่วง (gravitational lenses) 😔
แม้จะเทพแค่ไหนแต่ Webb ก็ยังมีพื้นที่รับแสงที่จำกัด. Cr: NASA
ไอสไตน์ทำให้เรารู้ว่าแรงโน้มถ่วงนั้นเมื่อมีพลังมากพอก็จะสามารถจะบิดงอทางเดินของแสงได้
เมื่อแสงเดินทางผ่านบริเวณที่มีแรงโน้มถ่วงสูงก็จะถูกดึงให้มีแนวทางการเคลื่อนที่เบี่ยงเบนไปจากเดิม, Cr: NASA
เมื่อแสงจากจุดกำเนิดเคลื่อนที่ผ่านบริเวณที่มีแรงโน้มถ่วงสูง แนวทางเดินของแสงจึงถูกเบี่ยงเบน เสมือนว่าวิ่งผ่านแว่นขยายนั่นเอง
ด้วยแนวทางเดินแสงที่เปลี่ยนไป เมื่อเคลื่อนที่ผ่านแว่นขยาย (เลนส์นูน) ทำให้ผู้สังเกตมองเห็นภาพดวงไฟที่มีขนาดใหญ่กว่าเดิมมาก Cr: NASA
ทั้งนี้วัตถุที่จะมีมวลมากพอจนสร้างสนามแรงโน้มถ่วงที่รุนแรงพอจนสามารถเบี่ยงเบนแสงจาก กาแล็กซี่ที่อยู่ไกลโพ้นได้จึงต้องมีมวลมหาศาล
กลุ่มกาแล็กซี่หรือ Galaxy cluster จะทำหน้าที่เหมือนแว่นขยายเพิ่มรวมแสงจากกาแล็กซี่อันไกลโพ้น, Cr: NASA
วัตถุที่เหมาะสมที่สุดที่ทีมวิจัยมองหาก็คือกลุ่ม กาแล็กซี่หรือที่เรียกว่า Galaxy cluster
ภาพที่ได้จากเลนส์แรงโน้มถ่วงจะมีลักษณะบิดเบี้ยวแต่ก็เผยให้เห็นภาพของกาแล็กซีโบราณที่ซ่อนอยู่เบื้องหลัง, Cr: NASA
และผลของปรากฏการณ์ธรรมชาตินี้ทำให้ทีมนักวิจัยสามารถมองย้อนอดีตไปได้ไกลกว่าเดิม เกินกว่าที่กล้องเจมส์เวบบ์จะสามารถมองเห็นไปถึงได้ด้วยการมองไปตรง ๆ
ภาพของกาแล็กซี่ SDSS J1226+2152 ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล, ซึ่งมีรูปทรงบิดเบี้ยวเนื่องจากผ่านการขยายโดยแรงโน้มถ่วงของกลุ่มกาแล็กซี่ที่อยู่ด้านหน้า Cr: NASA, ESA, STScI, and H. Ebeling (University of Hawaii)
ทั้งนี้ NASA ได้ตั้งโครงการ Targeting Extremely Magnified Panchromatic Lensed Arcs and Their Extended Star Formation (TEMPLATES) ซึ่งจะศึกษากลไกในการก่อกำเนิดดาวในกาแล็กซี่อันไกลโพ้น
โดยสิ่งที่ทีมวิจัยในโครงการคาดหวังเมื่อกล้อง โทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ขึ้นปฏิบัติการ ได้แก่
1. วัดอัตราการเกิดของดวงดาวใหม่ๆ ในกาแล็กซี่ห่างไกลเหล่านี้
2. ศึกษาและจัดทำแผนที่ตำแหน่งการเกิดของดวงดาวใหม่ในกาแล็กซี่โบราณ
3. ศึกษาถึงความแตกต่างของจำนวนประชากร ดวงดาวในกาแล็กซี่โบราณกับกาแล็กซี่ในยุคปัจจุบัน
4. วัดปริมาณก๊าซและแร่ธาตุในกาแล็กซี่โบราณ เพื่อศึกษาเปรียบเทียบถึงอัตราการเพิ่มขึ้นของธาตุต่าง ๆ ในตารางธาตุ เช่น ออกซิเจน คาร์บอน ไนโตรเจน ฯลฯ
กระจกรวมแสงของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์, Cr: NASA
หลังจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ขึ้นปฏิบัติการในปี 2021 เราคงจะได้เห็นภาพหรือได้รับรู้ถึงข้อมูลอันน่าอัศจรรย์ของจักรวาลของเราอีกมากมาย 😉

ดูเพิ่มเติมในซีรีส์

โฆษณา