หลักฐานการเกิดบิ๊กแบง

กาแล็กซีทรงกังหัน M51
Credit: NSO1. การเลื่อนไปทางแดงของสเปกตรัมกาแล็กซี

การเลื่อนไปทางแดงของสเปกตรัม (Redshift) ของกาแล็กซีที่อยู่ห่างไกลบ่งชี้ว่าเอกภพกำลังขยายตัว หากเราพิจารณาเอกภพโดยให้เวลาย้อนกลับไปนานพอ ทุกสรรพสิ่งในเอกภพจะถูกบีบอัดอยู่ที่จุดๆเดียว และการระเบิดที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วในจุดๆนี้คือ “บิ๊กแบง”

รังสีไมโครเวฟพื้นหลังจักรวาล
Credit: NASA/WMAP Team2. รังสีไมโครเวฟพื้นหลัง

เอกภพในช่วงแรกๆจะร้อนมาก พอเอกภพขยายตัว ความร้อนนี้จะเหลือเพียง“แสงเรือง” ที่มีอยู่ทั่วเอกภพ ทฤษฎีบิ๊กแบงไม่เพียงแต่จะทำนายถึงแสงเรืองดังกล่าวเท่านั้น แต่กล่าวว่า “แสงเรือง” นี้ควรเป็นรังสีอินฟราเรด ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

 

“แสงเรือง” นี้จะเรียกว่า “รังสีไมโครเวฟพื้นพลังจักรวาล” (Cosmic Microwave Background: CMB) ซึ่งถูกตรวจวัดได้อย่างแม่ยำโดยตัวตรวจวัดที่โคจรอยู่รอบโลก และเป็นหลักฐานชั้นดีที่ยืนยันทฤษฎีบิ๊กแบง

ดวงอาทิตย์ถือว่าเป็นดาวฤกษ์ที่ยังมีอายุน้อย หากเทียบกับอายุเอกภพ
Credit: NASA3. ธาตุต่างๆในเอกภพ

ธาตุต่างๆส่วนหนึ่งที่เราพบได้ในปัจจุบัน เกิดขึ้นในช่วงที่เอกภพขยายตัวและเย็นตัวลง ทฤษฎีบิ๊กแบงทำนายว่าธาตุต่างๆเหล่านี้ควรจะถูกสังเคราะห์ขึ้นในช่วงที่เอกภพมีอายุน้อย และได้กลายมาเป็นกาแล็กซีที่อยู่ห่างไกลและดาวฤกษ์อายุมากที่เราเห็นกัน

 

คุณไม่สามารถพิจารณาดาวฤกษ์รุ่นหลังๆอย่างดวงอาทิตย์เป็นหลักฐานการเกิดบิ๊กแบงได้ เนื่องจากดาวฤกษ์รุ่นหลังๆมีธาตุที่ได้จากการสังเคราะห์ภายในดาวฤกษ์รุ่นก่อนหน้านี้ ส่งผลให้ดาวฤกษ์รุ่นหลังๆมีองค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างไปจากดาวฤกษ์ที่อยู่ในช่วง 7 พันล้านปีก่อน (ดาวฤกษ์รุ่นก่อนหน้า)

Credit: NASA/ESA4. การมองเห็นย้อนกลับไปยังอดีต

ยังมีทฤษฎีอื่นเกี่ยวกับเอกภพนอกจากทฤษฎีบิ๊กแบงอย่าง “ทฤษฎีสถานะคงที่” (Steady State Theory) ซึ่งกล่าวว่าเอกภพจะไม่เปลี่ยนแปลงมากนักเมื่อเวลาผ่านไป

 

แต่เนื่องจากแสงต้องใช้เวลานานในการเดินทางไปในเอกภพ เมื่อเรามองกาแล็กซีที่อยู่ห่างไกล เราจะกำลังมองเห็นภาพของมันในอดีตอยู่

 

จากการสังเกตการณ์จะสามารถเห็นได้ว่ากาแล็กซีในอดีตนานแล้ว จะค่อนข้างแตกต่างจากกาแล็กซีในปัจจุบัน แสดงว่าเอกภพมีความเปลี่ยนแปลง ซึ่งสอดคล้องกับทฤษฎีบิ๊กแบงมากกว่าทฤษฎีสถานะคงที่