วันหยุดเลยมีโอกาสอ่านบทความที่ดองค้างไว้คือ งานวิจัยว่ากาแลกซีในจักรวาลนั้นหมุนทางไหนกันแน่
เท้าความก่อนสักนิดว่า กาแลกซีที่เราเห็นเป็นรูปจาน (disc) หรือกงจักร (spiral) แขนของมันจะหมุนรอบจุดศูนย์กลางที่มักเป็นหลุมดำขนาดยักษ์เสมอ ส่วนจะหมุนไปทางไหน (ตามเข็มนาฬิกา clockwise หรือทวนเข็มนาฬิกา counter-clockwise) ขึ้นกับว่าผู้สังเกตมองจากฝั่งไหนของกาแลกซีนั้นๆ
อย่างกาแลกซีทางช้างเผือก (Milky Way) ที่โลกของเราเป็นสมาชิกอยู่นั้น หากมองจากระนาบฝั่งที่โลกตั้งอยู่ (galactic plane) จะหมุน “ทวนเข็มนาฬิกา”
หากเราตั้งข้อสันนิษฐานว่า กาแลกซีจะหมุนยังไงขึ้นกับว่าสังเกตจากจุดไหน ก็น่าจะแปลว่าเมื่อใดก็ตามที่เรามองออกไปนอกอวกาศไกลๆ การกระจายตัว (distribution of rotation) ของรูปแบบการหมุน มันควรเป็นแบบสุ่มได้ออกมาพอๆ กัน คือเห็นแบบตามเข็ม/ทวนเข็มออกมาได้ครึ่งๆ ถ้าใช้ภาษานักวิทยาศาสตร์เขาเรียกกันว่า isotropic universe มองจักรวาลจากมุมไหนมันควรเห็นคล้ายๆ กัน
นักวิทยาศาสตร์เถียงกันเรื่องนี้มาหลายสิบปี และเคยมีงานวิจัยบางชิ้นที่ได้คำตอบแบบนั้น
แต่งานวิจัยล่าสุด The distribution of galaxy rotation in JWST Advanced Deep Extragalactic Survey ที่ใช้กล้องรุ่นล่าสุด James Webb Space Telescope (JWST) Advanced Deep Extragalactic Survey (ตัวย่อคือ JADES) และอัลกอริทึมล่าสุด พบว่ามันไม่ใช่เช่นนั้น
งานวิจัยชิ้นนี้ส่องภาพของกาแลกซี 263 อัน (กาแลกซีนับหน่วยเป็นอะไรดี?) พบว่าประมาณ 2/3 หมุนตามเข็มนาฬิกา และอีก 1/3 หมุนทวนเข็มนาฬิกา
ภาพกาแลกซีที่ถูกนำมาแยกแยะ แบ่งเป็นกลุ่มสีแดง (ตามเข็ม) จำนวน 158 กาแลกซี และสีฟ้า (ทวนเข็ม) อีก 105 กาแลกซี
การที่สัดส่วนกาแลกซีหมุนตามเข็ม vs ทวนเข็ม มันต่างกันชัดเจนมาก (2:1 ไม่ใช่ 1:1) จึงขัดกับแนวคิดเรื่อง isotropic universe อย่างรุนแรง
คำถามที่สำคัญกว่าจึงเป็นว่า ทำไมถึงเป็นเช่นนั้น ทำไมเราถึงเงยหน้าออกไปบนท้องฟ้า (ผ่านกล้อง JWST) มองเห็นกาแลกซีหมุนตามเข็มเยอะกว่า
ข้อสันนิษฐานที่ผู้วิจัย Lior Shamir เสนอเอาไว้มี 2 แนวทาง
- มันมี “พลังอะไรบางอย่าง” ที่ยิ่งใหญ่พอที่จะสร้างอิทธิพลให้กาแลกซีหมุนไปทิศทางเดียวกันเยอะกว่า ตัวอย่างทฤษฎีแนวนี้คือ theory of black hole cosmology ที่มองว่าจักรวาล (universe) ของเราอันนี้เป็นส่วนภายในของหลุมดำที่ขนาดใหญ่กว่า แล้วมีจักรวาลที่ใหญ่กว่านั้นครอบอยู่อีกที กาแลกซีส่วนใหญ่หมุนไปทางนี้เพราะหลุมดำแม่หมุนแบบนี้
- ปัญหาเรื่องการวัดแสง อ้างอิงจากหลัก Doppler shift หรือ Doppler effect ว่ากาแลกซีที่หมุนทิศตรงข้ามกับทางช้างเผือก จะส่องแสงให้เห็น “สว่างกว่า” กาแลกซีที่หมุนทางเดียวกัน เมื่อสังเกตจากโลก เราจึงเห็นกาแลกซีแบบตรงข้าม (ตามเข็ม) ชัดเจนกว่า อย่างไรก็ตาม ข้อเสนอนี้ก็ถูกวิจารณ์ว่าการหมุนของกาแลกซีมันไม่ได้เร็วถึงขนาดมีผลต่อระดับความสว่าง ซึ่งก็เป็นไปได้ว่าอาจมีปัจจัยเรื่องการตรวจวัดแสงเรื่องอื่นๆ ที่มนุษย์ยังไม่รู้จักมาเกี่ยวได้อีกนั่นแหละ
ที่มา – Smithsonian Magazine