การระเบิดของวิทยุอย่างรวดเร็วเผยให้เห็นสมบัติจักรวาลที่ซ่อนไว้มานานหลายทศวรรษ

DNVN - นักวิทยาศาสตร์พยายามหาคำตอบมานานหลายทศวรรษว่า สสารที่มองเห็นได้ส่วนใหญ่ในจักรวาล “หายไป” ที่ไหน? บัดนี้ ด้วยสัญญาณวิทยุลึกลับจากอวกาศอันไกลโพ้น นักดาราศาสตร์จึงได้คำตอบแล้ว

Tạp chí Doanh Nghiệp•18/08/2025

สสารที่หายไป: ปริศนาอันยิ่งใหญ่ของจักรวาล

จักรวาลของเราประกอบด้วยสสารสองประเภทหลัก ได้แก่ สสารมืดและสสารปกติ สสารมืดเป็นสสารส่วนใหญ่ แต่มองไม่เห็นและสามารถตรวจจับได้โดยอาศัยอิทธิพลจากแรงโน้มถ่วงเท่านั้น ในทางตรงกันข้าม สสารปกติ ซึ่งรวมถึงอะตอม ดาวเคราะห์ และทุกสิ่งทุกอย่างที่เรามองเห็น มีสัดส่วนเพียง 16% ของสสารทั้งหมด

Một nghiên cứu mới đã xác định chính xác vật chất

การศึกษาใหม่ได้ระบุสสารที่ “หายไป” ในจักรวาลโดยใช้สัญญาณวิทยุระยะสั้น (FRB) ซึ่งเป็นสัญญาณวิทยุที่สว่างและสั้นจากกาแล็กซีที่อยู่ห่างไกล เป็นแนวทาง ภาพเรนเดอร์ของศิลปินนี้แสดงให้เห็น FRB สว่างที่เคลื่อนที่ผ่านหมอกระหว่างกาแล็กซี ซึ่งเรียกว่าสสารระหว่างกาแล็กซี ความยาวคลื่นที่ยาวกว่า (แสดงเป็นสีแดง) จะช้าลงเมื่อเทียบกับความยาวคลื่นที่สั้นกว่าและสีน้ำเงินกว่า ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถ “ชั่งน้ำหนัก” สสารที่ปกติมองไม่เห็นได้ เครดิต: Melissa Weiss/CfA

ตามแบบจำลองจักรวาลวิทยา สสารธรรมดาส่วนใหญ่ไม่ได้กระจุกตัวอยู่ในดาวฤกษ์หรือดาวเคราะห์ แต่กระจายตัวอย่างกว้างขวางในอวกาศระหว่างกาแล็กซี อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความหนาแน่นต่ำมาก สสารประมาณครึ่งหนึ่งจึง "หลบเลี่ยง" การสังเกตการณ์ของ นักวิทยาศาสตร์ มานานแล้ว

FRB: แสงจากจักรวาลอันไกลโพ้น

ในการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Astronomy นักวิจัยจาก Caltech และศูนย์ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ฮาร์วาร์ดและสมิธโซเนียน (CfA) ได้ค้นพบคำตอบ พวกเขาใช้คลื่นวิทยุความถี่สูง (FRB) ซึ่งเป็นคลื่นวิทยุที่มีความยาวคลื่นสั้นแต่เข้มข้น เพื่อตรวจจับสสารที่หายไป

“FRB ส่องทะลุหมอกในมวลสารระหว่างกาแล็กซี และด้วยการวัดความเร็วของแสงที่ช้าลงอย่างแม่นยำ เราจึงสามารถชั่งน้ำหนักหมอกนั้นได้ แม้ว่ามันจะจางเกินไปจนไม่สามารถมองเห็นได้” Liam Connor รองศาสตราจารย์จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดและผู้เขียนหลักของการศึกษานี้อธิบาย

ข้อมูลจากการระเบิดครั้งรุนแรงที่สุด

Sơ đồ của họa sĩ này mô tả một số trong 60 FRB trong nghiên cứu—FRB 20221219A, FRB 20231220A và FRB 20240123A—được sử dụng để theo dõi hành trình của khí qua không gian giữa các thiên hà và lập bản đồ mạng lưới vũ trụ. Nguồn: Jack Madden/CfA, IllustrisTNG Simulations

แผนภาพของศิลปินนี้แสดง FRB บางส่วนจากทั้งหมด 60 รายการในการศึกษา ได้แก่ FRB 20221219A, FRB 20231220A และ FRB 20240123A ซึ่งใช้ในการติดตามการเดินทางของก๊าซผ่านอวกาศระหว่างกาแล็กซีและทำแผนที่โครงข่ายจักรวาล เครดิต: Jack Madden/CfA, IllustrisTNG Simulations

ทีมวิจัยได้วิเคราะห์ FRB ที่แตกต่างกัน 69 รายการ ซึ่งมีระยะทางตั้งแต่ 11.74 ล้านถึง 9.1 พันล้านปีแสง ที่น่าสังเกตคือ FRB ที่อยู่ไกลที่สุดในการศึกษานี้ ซึ่งมีชื่อว่า FRB 20230521B เป็น FRB ที่อยู่ไกลที่สุดเท่าที่เคยบันทึกมา ในจำนวนนี้ 39 รายการถูกระบุโดย Deep Synoptic Array-110 (DSA-110) ที่หอสังเกตการณ์วิทยุ Owen Valley ของ Caltech ซึ่งเป็นเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์ที่ออกแบบมาเพื่อตรวจจับและระบุตำแหน่งของ FRB โดยเฉพาะ FRB ที่เหลืออีก 30 รายการมาจากกล้องโทรทรรศน์อื่นๆ ทั่ว โลก โดยส่วนใหญ่มาจาก Australian Square Kilometre Array Pathfinder

วิธีการของนักวิทยาศาสตร์เปรียบเสมือนการมองเห็น "เงา" ของสสาร ศาสตราจารย์วิกรม ราวี จากสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย เปรียบเทียบว่า "มันเหมือนกับที่เราเห็นเงาของแบริออนทั้งหมด โดยมี FRB เป็นแสงพื้นหลัง... ถ้าคุณเห็นคนอยู่ตรงหน้า คุณก็จะบอกอะไรเกี่ยวกับพวกเขาได้มากมาย แต่ถ้าคุณเห็นแค่เงาของพวกเขา คุณก็ยังรู้ว่าพวกเขาอยู่ตรงนั้น และคุณสามารถประมาณขนาดของมันได้"

ศักยภาพใหม่ของจักรวาลวิทยา

ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่า 76% ของสสารปกติในจักรวาลอยู่ในอวกาศระหว่างกาแล็กซี 15% อยู่ในฮาโลกาแล็กซี และส่วนที่เหลือกระจุกตัวอยู่ในกาแล็กซี การกระจายตัวนี้สอดคล้องกับการทำนายจากการจำลอง แต่นี่เป็นครั้งแรกที่ได้รับการยืนยันจากการสังเกตการณ์จริง

Ý tưởng của nghệ sĩ này mô tả vật chất thông thường trong lớp khí mỏng, ấm tạo nên môi trường liên thiên hà (IGM)—thứ mà các nhà khoa học khó có thể quan sát trực tiếp cho đến nay. Các màu sắc ánh sáng khác nhau di chuyển với tốc độ khác nhau trong không gian. Ở đây, nghệ sĩ đã sử dụng màu xanh lam để làm nổi bật các vùng dày đặc hơn của mạng lưới vũ trụ, chuyển sang ánh sáng đỏ hơn cho các vùng chân không. Nguồn: Jack Madden, IllustrisTNG, Ralf Konietzka, Liam Connor/CfA

แนวคิดของศิลปินผู้นี้พรรณนาถึงสสารธรรมดาในก๊าซบางๆ อุ่นๆ ที่ประกอบกันเป็นสสารระหว่างกาแล็กซี (IGM) ซึ่งเป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ยังพบปัญหาในการสังเกตโดยตรงมาจนถึงปัจจุบัน แสงสีต่างๆ เดินทางด้วยความเร็วที่แตกต่างกันไปในอวกาศ ในภาพนี้ ศิลปินใช้สีน้ำเงินเพื่อเน้นบริเวณที่มีความหนาแน่นมากกว่าในโครงข่ายจักรวาล และเปลี่ยนเป็นแสงสีแดงสำหรับบริเวณสุญญากาศ เครดิต: Jack Madden, IllustrisTNG, Ralf Konietzka, Liam Connor/CfA

การค้นพบนี้ ไม่เพียงแต่ไขปริศนาสำคัญเท่านั้น แต่ยังเปิดทิศทางใหม่สำหรับจักรวาลวิทยาอีกด้วย ข้อมูลจาก FRB อาจช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจวิวัฒนาการของกาแล็กซีได้ดีขึ้น และยังสามารถระบุมวลของอนุภาคย่อยอะตอมที่เรียกว่านิวตริโน ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญในการก้าวข้ามแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาค

ศาสตราจารย์ราวีกล่าวว่า นี่เป็นเพียงจุดเริ่มต้นเท่านั้น ในอนาคต กล้องโทรทรรศน์วิทยุ DSA-2000 ในทะเลทรายเนวาดา ซึ่งคาดว่าจะตรวจจับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (FRB) ได้มากถึง 10,000 ดวงต่อปี สัญญาว่าจะนำพาเราไปสู่การไขความลับของจักรวาลให้ลึกซึ้งยิ่งขึ้น

ลาเค (อ้างอิงจาก SciTechDaily)

ที่มา: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/vu-no-vo-tuyen-nhanh-he-lo-kho-bau-vu-tru-bi-che-giau-suot-nhieu-thap-ky/20250817083747028