ทำไมนักดาราศาสตร์จึงคิดว่าแม้จะเดินทางด้วยความเร็วแสงก็ไม่สามารถไปถึงขอบจักรวาลได้

จักรวาลมีความกว้างใหญ่และเต็มไปด้วยความลึกลับที่เกินกว่าความเข้าใจของมนุษย์ ตั้งแต่ระบบสุริยะอันกว้างใหญ่ไปจนถึงกาแล็กซีอันห่างไกลออกไปนับพันล้านปีแสง แม้ว่าความเร็วแสงจะถูกมองว่าเร็วที่สุด แต่เมื่อเผชิญกับจักรวาลที่ขยายตัวอย่างต่อเนื่อง การเดินทาง เพื่อค้นพบสิ่งต่างๆ ยังคงดูเหมือนเป็นความฝันที่อยู่ห่างไกล

จักรวาลอันกว้างใหญ่เป็นหนึ่งในความลึกลับอันน่าตื่นตาตื่นใจที่สุดที่มนุษยชาติพยายามสำรวจมาโดยตลอด นับตั้งแต่วันแรกๆ ของการสังเกตท้องฟ้า เราก็ค่อยๆ ตระหนักได้ว่าอวกาศที่เราอาศัยอยู่นั้นเป็นเพียงส่วนเล็กๆ ของ ระบบสุริยะ ทางช้างเผือก และจักรวาลอันกว้างใหญ่ไพศาลนี้เท่านั้น อย่างไรก็ตาม การเดินทางเพื่อค้นพบครั้งนี้ยังหมายถึงการที่เราต้องเผชิญกับขีดจำกัดอันน่าทึ่งของ วิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีในปัจจุบันด้วย

ระบบสุริยะ : ใหญ่กว่าที่เราคิด

ลองยกตัวอย่างยานโวเอเจอร์ 1 ซึ่งเป็นยานอวกาศที่โด่งดังลำหนึ่งจากสองลำของมนุษยชาติ ยานโวเอเจอร์ 1 ซึ่งเปิดตัวเมื่อปีพ.ศ. 2520 ได้บินผ่านอวกาศมาเป็นเวลาเกือบ 40 ปีแล้ว และปัจจุบันอยู่ห่างจากโลกประมาณ 23,000 ล้านกิโลเมตร ระยะทางนี้ดูเหลือเชื่อ แต่ที่จริงแล้วมันเป็นเพียงก้าวเล็กๆ ในการเดินทางออกจาก ระบบสุริยะ ตามที่นักวิทยาศาสตร์ระบุ ขอบของ ระบบสุริยะ ถูกกำหนดโดยเมฆออร์ต ซึ่งเป็นบริเวณกว้างใหญ่ที่เต็มไปด้วยวัตถุน้ำแข็ง ห่างจากโลกประมาณ 1 ปีแสง ซึ่งหมายความว่า แม้ว่ายานโวเอเจอร์ 1 จะสามารถรักษาความเร็วปัจจุบันไว้ได้ แต่จะต้องใช้เวลานับหมื่นปีจึงจะไปถึงขอบของ ระบบสุริยะ

หากเรามียานอวกาศที่สามารถเดินทางด้วยความเร็วแสง 300,000 กม./วินาที การเดินทางออกจาก ระบบสุริยะ ก็ยังต้องใช้เวลาอย่างน้อยหนึ่งปี สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่า แม้เทคโนโลยีจะล้ำจินตนาการเกินขีดความสามารถในปัจจุบัน แต่การสำรวจ ระบบสุริยะ ก็ยังคงเป็นความท้าทายอันยิ่งใหญ่

ระยะทางถึงดาวข้างเคียง

ระบบดาวที่อยู่ใกล้เราที่สุดคือ ดาวพร็อกซิมา เซนทอรี ห่างจากโลกประมาณ 4.22 ปีแสง หากสามารถเดินทางด้วยความเร็วแสงได้ การเดินทางครั้งนี้คงใช้เวลานานกว่า 4 ปี ในขณะเดียวกัน มนุษย์จะต้องใช้เวลาเดินทางประมาณ 3,000 ปีเพื่อหลบหนีจากทางช้างเผือก สำหรับการไปถึงกาแล็กซีที่ใกล้ที่สุด ซึ่งก็คือกาแล็กซีแอนดรอเมดา ใช้เวลาประมาณ 2.54 ล้านปี

ตัวเลขเหล่านี้ไม่เพียงแต่แสดงถึงความกว้างใหญ่ของจักรวาล แต่ยังเน้นย้ำถึงขีดจำกัดของเทคโนโลยีในปัจจุบันอีกด้วย แม้กระทั่งความเร็วแสง ซึ่งเป็นความเร็วสูงสุดที่มนุษย์รู้จัก ก็ไม่เพียงพอที่จะสำรวจทุกซอกทุกมุมของอวกาศ

จักรวาลที่สังเกตได้: ขีดจำกัดที่ไม่สามารถข้ามได้?

ตามที่นักวิทยาศาสตร์ระบุ จักรวาลที่สังเกตได้ในปัจจุบันมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 93 พันล้านปีแสง ซึ่งหมายความว่า แม้ว่าเราจะเดินทางด้วยความเร็วแสง การเดินทางจากขอบด้านหนึ่งของจักรวาลไปยังอีกด้านหนึ่งก็จะต้องใช้เวลาอย่างน้อย 93 พันล้านปี อย่างไรก็ตามความเป็นจริงมันซับซ้อนกว่านั้นมาก จักรวาลไม่เพียงแต่กว้างใหญ่เท่านั้น แต่ยังขยายตัวอย่างต่อเนื่องด้วย ส่งผลให้วัตถุที่อยู่ห่างไกลเคลื่อนตัวออกห่างจากเรามากขึ้นเรื่อยๆ

การขยายตัวของจักรวาลถูกค้นพบครั้งแรกโดยนักดาราศาสตร์เอ็ดวิน ฮับเบิล ในปีพ.ศ. 2472 เขาสังเกตเห็นว่ากาแล็กซีที่อยู่ห่างไกลมีการเลื่อนไปทางแดง ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่บ่งชี้ว่ากาแล็กซีเหล่านั้นกำลังเคลื่อนตัวออกจากโลก อวกาศมีการขยายตัวอย่างต่อเนื่อง และอัตราการขยายตัวนี้อาจเกินความเร็วแสงได้แม้ในระยะทางหนึ่ง สิ่งนี้ไม่ละเมิดทฤษฎีสัมพันธภาพของไอน์สไตน์ เพราะมันคือการขยายตัวของกาลอวกาศ ไม่ใช่การเคลื่อนที่ของวัตถุในอวกาศ

ตามข้อมูลจากดาวเทียมพลังค์ของสำนักงานอวกาศยุโรป อัตราการขยายตัวของจักรวาลในปัจจุบันอยู่ที่ประมาณ 67 กม./วินาทีต่อล้านพาร์เซก (3.26 ล้านปีแสง) ที่ระยะห่าง 14,500 ล้านปีแสง อัตราการขยายตัวได้เกินความเร็วแสง และเมื่อมีอายุ 93 พันล้านปีแสง อัตราการขยายตัวจะมากกว่าความเร็วแสงหลายเท่า ดังนั้นกาแล็กซีใดๆ ที่อยู่ห่างออกไปมากกว่า 93 พันล้านปีแสงจึงไม่สามารถมองเห็นได้สำหรับเรา เนื่องจากแสงจากกาแล็กซีเหล่านั้นไม่สามารถเดินทางมาถึงโลกได้

ขีดจำกัดความเร็วแสง

แม้ว่าความเร็วแสงจะถือเป็นขีดจำกัดสูงสุดของจักรวาล แต่ก็ยังไม่สามารถต้านทานการขยายตัวของอวกาศที่เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ได้ การดำรงอยู่ของพลังงานมืด ซึ่งเป็นแรงผลักดันการขยายตัวของจักรวาล ทำให้ขอบจักรวาลกลายเป็นเป้าหมายที่ไม่สามารถเข้าถึงได้

วิธีแก้ปัญหาทางทฤษฎีอย่างหนึ่งในการเอาชนะข้อจำกัดนี้คือการใช้เวิร์มโฮลหรือเทคโนโลยีวาร์ปไดรฟ์ ซึ่งได้รับการเสนอในทฤษฎีสัมพันธภาพของไอน์สไตน์ แนวคิดเหล่านี้ไม่จำเป็นต้องเร็วกว่าความเร็วแสง แต่เปลี่ยนโครงสร้างของกาลอวกาศ โดยทำให้ระยะทางในอวกาศสั้นลงหรือสร้างทางลัดระหว่างจุดที่ห่างไกลได้ อย่างไรก็ตาม นี่ยังคงเป็นเพียงสมมติฐานเท่านั้น และไม่มีเทคโนโลยีจริงที่สามารถทำให้สิ่งนี้กลายเป็นความจริงได้

อนาคตของการสำรวจอวกาศ

บางทีในอีกนับล้านหรือนับร้อยล้านปี มนุษย์อาจจะพบวิธีที่จะเอาชนะอุปสรรคในปัจจุบันได้ แต่ในขณะนี้ จักรวาลยังคงเป็นอวกาศอันกว้างใหญ่และมีความลึกลับมากมายเกินเอื้อม การเดินทางเพื่อค้นพบไม่เพียงแต่ต้องอาศัยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีครั้งยิ่งใหญ่เท่านั้น แต่ยังต้องอาศัยความพากเพียรและความหลงใหลที่ไม่หยุดหย่อนของมนุษยชาติด้วย

จักรวาลเป็นสถานที่ที่ไม่เพียงแต่เต็มไปด้วยคำถามใหญ่ๆ เท่านั้น แต่ยังมีความฝันเกี่ยวกับการดำรงอยู่ของมนุษย์อีกด้วย ทุกก้าวไปข้างหน้า ไม่ว่าจะเล็กน้อยเพียงใดก็ตาม จะนำมาซึ่งความเข้าใจใหม่ แรงบันดาลใจ และผลักดันเราให้ก้าวไกลขึ้นในการเดินทางเพื่อพิชิตอวกาศ ในขณะที่เรารอคอยความก้าวหน้า เราก็สามารถภูมิใจในสิ่งที่เราบรรลุได้ และยังคงฝันถึงความเป็นไปได้อันไม่มีที่สิ้นสุดที่อยู่ข้างหน้าต่อไป

ที่มา: https://giadinh.suckhoedoisong.vn/tai-sao-cac-nha-thien-van-hoc-nghi-rang-ngay-ca-khi-ban-di-chuyen-voi-tac-do-anh-sang-ban-cung-khong-the-den-ria-cua-vu-tru-172241210071537851.htm