การค้นพบต้นกำเนิด “จักรวาล” เริ่มใกล้ความจริงเข้าไปทุกที

แม้ทุกคนจะรู้อยู่แล้วว่า มนุษย์ไม่ได้อยู่ลำพังโดดเดี่ยวอยู่ในจักรวาล เหมือนอย่างเพลง Alone in the Universe ของ David Usher นักร้องลูกครึ่งไทย (เพลงที่ยกตัวอย่างไม่ได้นำขึ้นมาเพื่อดักแก่ใครที่เกิดทัน) แต่จนถึงวันนี้เราก็ยังไม่สามารถฟันธงได้อย่างชัดๆ ว่า จักรวาล ที่เราอยู่กันนั้น เกิดขึ้นมาได้อย่างไร

มนุษย์ ผู้มีความใคร่รู้ พยายามค้นหาการเกิดของเอกภพกันมาตั้งแต่สมัยโบราณ จนถึงปัจจุบันก็ยังไม่มีคำตอบแบบ 1+1=2 ว่า จักรวาลของเรานั้นมีจุดกำเนิดอย่างไร ส่วนใหญ่จะพูดกันว่าจักรวาลหรือแกแลคซี่ทางช้างเผือกที่เราอยู่นั้น ถือกำเนิดจากการระเบิดครั้งใหญ่หรือ Big Bang ที่เกิดขึ้นหลายหมื่นปีก่อน ซึ่งเป็นทฤษฎีที่ได้รับการยอมรับ เพราะมาจากการตั้งข้อสังเกตของนักวิทยาศาสตร์ และนักดาราศาสตร์

วิทยาศาสตร์ ทำให้เกิด ความรู้ใหม่ๆ ซึ่งก็รวมถึงเรื่องดาราศาสตร์เช่นกัน จากเดิมที่ยุคโบราณความรู้เรื่องดวงดาวนั้นก็ถูกโยงให้เกี่ยวข้องกับเรื่องของเทพเจ้าและจักรราศี ที่บันดาลให้เกิดสิ่งต่างๆ บนโลก เมื่อถึงยุคที่ความรู้เจริญงอกงาม มีวิวัฒนาการใหม่เกิดขึ้นมากมาย และทำให้เกิดสิ่งประดิษฐ์ที่เรียกว่า กล้องโทรทัศน์ หรือเรียกว่ากล้องดูดาวนี่แหละ ทำให้มนุษย์โลกเริ่มรู้ว่าบนฟ้านั้นยังมีดาวดวงอื่นๆ โดยที่ก่อนหน้านั้น ยังรู้จักเพียงดาวไม่กี่ดวง และอาจจะยังมีหลายคนที่สับสนว่า ดาวฤกษ์ กับดาวเคราะห์นั้นต่างกันอย่างไร

กล้องโทรทรรศน์ ได้รับการพัฒนาจากกล้องตาเดียวกำลังขยายต่ำๆ มาถึงปัจจุบันทั่วโลกมีกล้องโทรทรรศน์กำลังสูงขนาดมองข้ามจักรวาลใกล้ๆ กระจายอยู่หลายแห่ง อย่างในประเทศไทยก็มีอยู่หลายที่ส่วนใหญ่จะอยู่ตามดอยหรือเขาสูงๆ ไกลจากความเจริญ เนื่องจากในการส่องไปยังเอกภพนั้นต้องอาศัยความมืดที่มากและไม่มีแสงจากรอบข้างรบกวนการมองเห็น

โลกได้พยายามศึกษาในวิทยาการเกี่ยวกับจักรวาลมาตลอดผ่านทางกล้องโทรทรรศน์ที่มีอยู่ทั่วโลก จนกระทั่งปี ค.ศ. 1990 ด้วยความร่วมมือระหว่างองค์กรการบินอวกาศสหรัฐ หรือ NASA กับ องค์การอวกาศยุโรป หรือ ESA ในโครงการหอดูดาวเอก ในการส่งอุปกรณ์สำรวจอวกาศ ที่หนึ่งในนั้นคือ กล้องโทรทรรศน์อวกาศ Hubble โดยที่ชื่อของมันถูกตั้งชื่อตามนักดาราศาสตร์ชาวอเมริกันชื่อ เอ็ดวิน ฮับเบิล

Hubble นั้นเป็นกล้องโทรทรรศน์ที่โคจรอยู่นอกชั้นบรรยากาศของโลก ทำให้มันมีข้อได้เปรียบเหนือกว่ากล้องโทรทรรศน์ที่อยู่บนพื้นโลก นั่นคือภาพไม่ถูกรบกวนจากชั้นบรรยากาศ ไม่มีแสงพื้นหลังท้องฟ้า และสามารถสังเกตการณ์คลื่นอัลตราไวโอเลตได้โดยไม่ถูกรบกวนจากชั้นโอโซนบนโลก ตัวอย่างเช่น ภาพอวกาศห้วงลึกมากที่ถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Hubble คือภาพถ่ายวัตถุในช่วงคลื่นที่ตามองเห็นที่อยู่ไกลที่สุดเท่าที่เคยมีมา

แต่เอาเข้าจริง การมี Hubble ก็ไม่ได้ตอบโจทย์ทุกอย่างที่เพิ่มขึ้น จากเดิมที่ NASA เองนั้นอยากเก็บเอาข้อมูลที่ส่งออกมาไว้ใช้คนเดียว แต่บรรดานักดาราศาสตร์ก็ตื้อจนต้องยอมให้ข้อมูลเหล่านี้กลายเป็นสมบัติของมนุษยชาติกลายๆ ไป แต่ปัญหาคือการที่ตัวของ Hubble นั้นโคจรอยู่ในชั้นบรรยากาศรอบนอกของโลก ทำให้วงโคจรของมันมีการเปลี่ยนแปลงไปเรื่อย ๆ ตามเวลาโดยที่ไม่สามารถคาดการณ์ได้อย่างแม่นยำ เพราะการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของชั้นบรรยากาศรอบนอกอาจเกิดขึ้นได้จากสาเหตุมากมาย

ด้วยเหตุนี้ ตำแหน่งของ Hubble จึงอาจคลาดเคลื่อนไปประมาณ 4,000 กม. ในทุก ๆ 6 สัปดาห์ การสรุปตารางการสังเกตการณ์จึงสามารถทำได้เพียงไม่กี่วันล่วงหน้าเท่านั้น เพราะหากกำหนดแผนล่วงหน้านานเกินไป เป้าหมายที่ต้องการสำรวจอาจไม่อยู่ในขอบเขตการสังเกตการณ์ในช่วงเวลาที่ระบุก็ได้

จากปัญหานี้ทั้ง NASA และ ESA ก็ต้องกลับมานั่งมองหาโซลูชันใหม่ เพื่อที่จะแก้ปัญหาที่เกิดในกล้องฮับเบิล และครั้นจะทำทั้งที ก็มองนอกกรอบไปเลยว่า กล้องโทรทรรศน์อวกาศตัวใหม่นั้นมันต้องดีกว่าเก่าหลายเท่าตัว เลยไปมองหาเทคโนโลยีที่สามารถสำรวจอวกาศได้ไกลกว่า ได้ภาพและข้อมูลที่ละเอียดกว่า โดยเอาข้อจำกัดของ Hubble มาตั้งเป็นโจทย์

James Webb Space Telescope (JWST) คือชื่อของกล้องโทรทรรศน์ตัวใหม่ที่ถูกสร้างขึ้นจากสองพันธมิตรเดิมและมี องค์การอวกาศแคนาดา (CSA) เข้ามาเพิ่ม โดยถูกปล่อยขึ้นไปเมื่อวันที่ 25 ธันวาคม 2021 เรียกว่าสดๆ วันที่พวกเราร้องจิงกะเบลกันเลยทีเดียว และสถานการณ์ปัจจุบันคือ JWST นั้นเข้าตำแหน่งของตัวเองเรียบร้อยแล้ว

ความต่างของ JWST ก็คือกล้องตัวใหม่นั้นสามารถสังเกตภาพในช่วงคลื่นอินฟราเรดด้วยความคมชัดและความไวแสงมากกว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศ Hubble นอกจากนี้ มันสามารถสังเกตวัตถุและเหตุการณ์ที่ห่างไกลในเอกภพได้ด้วย เช่น การกำเนิดและวิวัฒนาการของดาราจักร และลักษณะชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบ เป็นต้น

คำถามว่าทำไม JWST ถึงเปลี่ยนมาใช้ทฤษฎีดาราศาสตร์อินฟราเรด จากเดิมที่ Hubble อยู่บนคลื่นอัลตร้าไวโอเลต สิ่งที่ทำให้แตกต่างก็คือ ประเด็นแรก แสงที่มองเห็นได้ที่เปล่งออกมาจากวัตถุที่เลื่อนไปทางแดงมาก จะเลื่อนไปอยู่ในช่วงคลื่นอินฟราเรด ประเด็นที่สอง วัตถุที่เย็นเช่นจานเศษฝุ่นและดาวเคราะห์เปล่งแสงมากที่สุดในคลื่นอินฟราเรด และประเด็นสุดท้ายคือการศึกษาคลื่นนี้จากบนพื้นโลกหรือโดยการใช้กล้องโทรทรรศน์ที่มีอยู่ปัจจุบันเช่น ฮับเบิล นั้นเป็นไปได้ยาก

โดยในคราวนี้ กล้อง JWST ถูกนำไปไว้ในตำแหน่งที่ไกลโลกออกไปมากกว่าเดิมที่ระยะ 1,500,000 กิโลเมตร โดยที่ระยะเดิมของ Hubble เดิมอยู่ที่ 550 กิโลเมตร และดวงจันทร์โคจรรอบโลกที่ระยะ 400,000 กิโลเมตร ทำให้ JWST นั้นแก้ปัญหาเดิมๆ ของ Hubble ที่ถูกดวงอาทิตย์บังจนไม่สามารถทำการสำรวจดาวพุธได้

หากจะอธิบายแบบที่ให้คนธรรมดาเข้าใจได้ก็คือ JWST นั้นสามารถมองได้ไกลกว่า Hubble นั่นเอง

หากเราเอากล้องโทรทรรศน์อวกาศทั้งสองตัว ส่องไปใจกลางของ Big Bang ที่เกิดขึ้นใหม่ในอวกาศที่อยู่ไกลจากเรามากๆ สิ่งที่ Hubble จะมองเห็นก็คือกลุ่มดาวและเศษดาวต่างๆ ที่เกิดจากการระเบิดปฃิวออกมานานถึง 480 ปี ส่วน JWST สามารถส่องลึกไปมากกว่าคือมองเห็นชิ้นส่วนจาก Big Bang ในช่วงระยะเวลาเพียง 200 ปีหลังการระเบิด

ปล. สิ้นส่วนที่หลงเหลือจาก Big Bang ที่ยิ่งไกลจากจุดระเบิดนั้นหลายถึงชิ้นส่วนเหล่านั้นผ่านการเดินทางมานานแล้ว องค์ประกอบสำคัญๆ อาจเสียหายไปได้ และที่สำคัญยิ่งทิ้งเวลานานเศษจากกรระเบิดนั้นก็จะไม่จับตัวรวมกัน ยากต่อการศึกษาปัจจัยต่างๆ ที่นักวิทยาศาสตร์จะใช้ในการตั้งสมมติฐานย้อนกลับว่าโลกและจักรวาลของเรานั้นเกิดขึ้นได้อย่างไร

มันทำให้เห็นหลักฐานของสิ่งที่เหลือจาก Big Bang  ได้ชัดกว่า และสามารถนำเอามาตั้งสมมติฐานการเกิดของโลกและจักรวาลได้อย่างแม่นยำ หรือเรียกว่าเป็นทฤษฎีที่แม่นยำมากขึ้น

ข้อมูลที่จะได้จาก JWST หลังจากนี้ อาจจะช่วยตอบคำถามไก่กับไข่ ได้ง่ายขึ้นว่าอะไรเกิดก่อนกัน หรือกับคำตอบที่แม้กระทั่งนักชีววิทยายังตั้งคำถามว่า ไดโนเสาร์สูญพันธ์จากโลกนี้ไปได้อย่างไร หรือต้นกำเนิดของไดโนเสาร์เป็นมาอย่างไรก็ตาม

หรือถ้าจะเปรียบความเป็นไปได้ของจักรวาล Marvel เราอาจจะได้เห็นมหาสงครามเอกภพ กระทั่ง อาจจะได้เห็นดาวคริปตันบ้านของซุปเปอร์แมน หรือดาว M78 จากแกแลคซี่เนบิวลา บ้านของบรรดาพี่น้องชาวอุลตราแมน ก็เป็นไปได้