วิทยาศาสตร์ เราทุกคนกังวลว่าจะเกิดอะไรขึ้นในบั้นปลายชีวิตของเรา เราเห็นสิ่งมีชีวิตอื่นตาย และเรารู้ว่ามันจะเกิดขึ้นกับเรา เนื่องจากเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ เราจึงกังวลว่ามันจะเกิดขึ้นเมื่อไร ที่ไหน และอย่างไร พวกเราหลายคนยัง สงสัยเกี่ยวกับชะตากรรมของโลก มันจะเป็นลูกบอลสีฟ้าที่มีอัธยาศัยดีตลอดไป หรือในที่สุดมันจะถูกกลืนกินโดยดวงอาทิตย์ เมื่อมันพองตัวจาก ดาวสีเหลืองขนาดกลางเป็นดาวยักษ์แดง หรือบางทีเราอาจทำให้โลกของเราเป็นพิษ
และมันจะล่องลอย หนาวเย็นและรกร้างไปในอวกาศ หากสิ่งนี้เกิดขึ้นจะใช้เวลานานแค่ไหน ร้อยปี พัน ล้าน นักดาราศาสตร์บางคนที่เรียกตัวเองว่านักจักรวาลวิทยา ถามคำถามที่คล้ายกันเกี่ยวกับเอกภพ นั้นแตกต่างกันมาก เอกภพนั้นกว้างใหญ่เมื่อเทียบกับดาวเคราะห์ดวงเดียว แม้แต่กาแลคซีเดียว และเส้นเวลาของมันนั้นยาวกว่ามาก ด้วยเหตุนี้ นักจักรวาลวิทยาจึงไม่สามารถรู้ได้อย่างแน่ชัดว่าเอกภพเริ่มต้นอย่างไร
และจะสิ้นสุดอย่างไร อย่างไรก็ตาม พวกเขาสามารถรวบรวมหลักฐาน คาดเดาอย่างรอบรู้ และสร้างทฤษฎีได้ ทฤษฎีหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับอนาคตของเอกภพ เป็นที่รู้จักกันอย่างสนุกสนานว่า วิกฤตครั้งใหญ่ ตามทฤษฎีนี้ จักรวาลจะหยุดขยายตัวในวันหนึ่ง จากนั้น เมื่อแรงโน้มถ่วงดึงดูดสสาร เอกภพจะเริ่มหดตัว หดตัวเข้าด้านในจนยุบตัวกลับเป็นเอกภพที่ร้อนจัดและหนาแน่นมาก ถ้าทฤษฎีนี้เป็นจริง จักรวาลก็เหมือนซูเฟล่ขนาดยักษ์ มันเริ่มจากเล็กๆ แล้วขยายเมื่อมันร้อนขึ้น
อย่างไรก็ตาม ในที่สุด ซูเฟล่จะเย็นลงและเริ่มยุบตัวลง ไม่มีใครชอบซูเฟล่ที่ร่วงหล่น และเราก็ไม่ควรชอบจักรวาลที่มีพฤติกรรมเหมือนกัน มันสะกดความหายนะของทุกกาแลคซี ดวงดาว และดาวเคราะห์ที่มีอยู่ในปัจจุบัน โชคดีที่การกระทืบครั้งใหญ่ไม่ได้รับประกัน นักจักรวาลวิทยากำลังถกเถียงกันอย่างเผ็ดร้อน ค่ายหนึ่งบอกว่าซูเฟลจะล่มสลาย อีกค่ายหนึ่งบอกว่าซูเฟลจะขยายตลอดไป จะใช้เวลาหลายพันล้านปีก่อนที่เราจะรู้แน่ชัดว่าค่ายไหนเหมาะสม
เดอะบิกแบง แม้ว่าวิธีการทำงานของทฤษฎีบิกแบงจะครอบคลุมถึงต้นกำเนิดของเอกภพโดยละเอียด แต่จะเป็นประโยชน์ที่จะครอบคลุมพื้นฐานที่นี่ ฉบับย่อเป็นดังนี้ ประมาณ 15 พันล้านปีก่อน สสารและพลังงานทั้งหมดถูกบรรจุอยู่ในบริเวณเล็กๆ ที่เรียกว่าซิงกูลาริตี ในพริบตาเดียว วัสดุที่มีความหนาแน่นสูงเพียงจุดเดียวนี้เริ่มขยายตัวในอัตราที่รวดเร็วอย่างน่าประหลาดใจ นักดาราศาสตร์ไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ว่าอะไรเป็นสาเหตุของการขยายตัว แต่พวกเขาใช้คำว่า บิกแบง
เพื่ออธิบายทั้งภาวะเอกฐาน และช่วง 2 ถึง 3 ช่วงแรกที่ตามมา เมื่อเอกภพเกิดใหม่ขยายตัว มันเริ่มเย็นลงและมีความหนาแน่นน้อยลง ลองนึกถึงไอน้ำที่พุ่งออกมาจากกาต้มน้ำ ใกล้ฝาพวย ไอน้ำค่อนข้างร้อน และโมเลกุลของไอน้ำกระจุกตัวอยู่ในพื้นที่จำกัด ในขณะที่ไอน้ำเคลื่อนออกจากกาต้มน้ำ ไอน้ำจะเย็นลงเมื่อโมเลกุลกระจายไปทั่วครัวของคุณ สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นหลังจากบิกแบง ภายในเวลาประมาณ 300,000 ปี
ทุกสิ่งที่อยู่ภายในภาวะเอกฐาน ได้ขยายตัวกลายเป็นสสารและรังสีที่ทึบแสง เมื่ออุณหภูมิลดลงถึง 5,432 องศาฟาเรนไฮต์ และ ฮีเลียมเอกภพยังคงขยายตัวและบางลง คุณอาจถูกล่อลวงให้นึกภาพเอกภพอายุน้อยนี้ เป็นสตูว์ที่มีก้อนสสารลอยอยู่ในน้ำเกรวี่ข้นๆ แต่ตอนนี้นักดาราศาสตร์คิดว่ามันเหมือนซุปมากกว่า มีความหนาแน่นที่ราบรื่นมาก
ยกเว้นความผันผวนเล็กน้อยเล็กน้อย การรบกวนเหล่านี้มีนัยสำคัญเพียงพอที่จะทำให้เกิดการรวมตัวกัน กระจุก กาแล็กซีต้นแบบขนาดใหญ่เริ่มก่อตัวขึ้น กาแล็กซีต้นแบบเติบโตเป็นกาแล็กซีเกาะขนาดใหญ่ของก๊าซและฝุ่นที่ให้กำเนิดดาวฤกษ์ หลายพันล้านดวง รอบดาวเหล่านั้นบางดวงแรงโน้มถ่วงดึงหิน น้ำแข็ง และวัสดุอื่นๆ มารวมตัวกันเพื่อสร้างดาวเคราะห์ บนดาวเคราะห์เหล่านี้อย่างน้อยหนึ่งดวง สิ่งมีชีวิตได้วิวัฒนาการขึ้น ประมาณ 11 พันล้านปี
หลังจากบิกแบงเริ่มต้นขึ้นทั้งหมด ปัจจุบันเอกภพยังคงขยายตัว และนักดาราศาสตร์ก็มีหลักฐานที่จะพิสูจน์ได้ หลักฐานสำหรับบิกแบง หากทฤษฎีบิกแบงถูกต้อง นักดาราศาสตร์ก็น่าจะสามารถตรวจจับการขยายตัวของเอกภพได้ เอ็ดวิน ฮับเบิล นัก วิทยาศาสตร์ กลุ่มแรกๆ ที่สังเกตและวัดการขยายตัวนี้ ในปี 1929 เขากำลังศึกษาสเปกตรัมหรือรุ้งกินน้ำของดาราจักร ที่อยู่ห่างไกล
โดยปล่อยให้แสงจากวัตถุเหล่านี้ผ่านปริซึมบนกล้องโทรทรรศน์ของเขา เขาสังเกตเห็นว่าแสงที่มาจากดาราจักรเกือบทุกแห่งถูกเลื่อนไปที่ปลายสเปกตรัมสีแดง เพื่ออธิบายการสังเกต เขาหันไปหาปรากฏการณ์ดอปเปลอร์ปรากฏการณ์ที่คนส่วนใหญ่เชื่อมโยงกับเสียง ตัวอย่างเช่น เมื่อรถพยาบาลเข้ามาใกล้เราบนถนน ระดับเสียงไซเรนดูเหมือนจะเพิ่มขึ้น เมื่อผ่านไประดับเสียงจะลดลง สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากรถพยาบาลจับคลื่นเสียงที่กำลังสร้าง หรือเคลื่อนออกห่างจากพวกเขา
ฮับเบิลให้เหตุผลว่าคลื่นแสงที่เกิดจากดาราจักรมีพฤติกรรมคล้ายกัน หากกาแลคซีไกลโพ้นพุ่งเข้าหากาแลคซีของเรา มันจะเคลื่อนเข้าใกล้คลื่นแสงที่มันสร้างขึ้น ซึ่งจะลดระยะห่างระหว่างยอดคลื่นและเปลี่ยนสีของมันไปยังปลายสเปกตรัมสีน้ำเงิน หากกาแลคซีไกลโพ้นพุ่งออกจากกาแลคซีของเรา มันจะเคลื่อนออกห่างจากคลื่นแสงที่มันสร้างขึ้น ซึ่งจะเพิ่มระยะห่างระหว่างยอดคลื่นและเปลี่ยนสีของมันไปยังปลายสเปกตรัมสีแดง หลังจากที่เขาสังเกต
การเลื่อนสีแดงอย่างต่อเนื่อง ฮับเบิลได้พัฒนาสิ่งที่เราเรียกว่ากฎของฮับเบิลนั่นคือ กาแล็กซีกำลังเคลื่อนออกจากเราด้วยความเร็วที่แปรผันตามระยะห่างจากโลกทุกวันนี้ การเปลี่ยนสีแดงของวัตถุท้องฟ้าที่อยู่ห่างไกลเป็นหลักฐานที่ชัดเจนว่าเอกภพกำลังขยายตัว แต่อะไรที่ขยายตัวก็ต้องหยุดในที่สุด จริงไหม เอกภพจะไม่เหมือนลูกบอลที่ขว้างขึ้นไปบนท้องฟ้า ถึงจุดสูงสุดของการขยายตัว หยุดแล้วเริ่มถอยกลับไปที่จุดเริ่มต้นไม่ใช่ หรือดังที่เราจะได้เห็นต่อไป
นั่นเป็นหนึ่งในสามสถานการณ์ที่เป็นไปได้ นอกเหนือจากบิกแบง นักดาราศาสตร์เกือบทั้งหมดยอมรับว่าเอกภพกำลังขยายตัว สิ่งที่เกิดขึ้นต่อไปคือความลึกลับที่แท้จริง โชคดีที่มีความเป็นไปได้ที่แท้จริงเพียง 3 ประการ จักรวาลสามารถเปิด แบนหรือปิดและเปิดจักรวาล ในสถานการณ์สมมตินี้ เอกภพจะขยายตัวตลอดไป และในขณะที่มันขยายตัว สสารที่มีอยู่จะแผ่บางลงและบางลง ในที่สุดกาแลคซีก็จะขาดแคลนวัตถุดิบที่ต้องใช้ในการสร้างดาวดวงใหม่
ดาวฤกษ์ที่มีอยู่แล้วจะดับลงอย่างช้าๆ เหมือนถ่านที่คุอยู่ แทนที่จะเป็นเปลที่ลุกเป็นไฟ กาแลคซีจะกลายเป็นโลงศพที่เต็มไปด้วยฝุ่นและดวงดาวที่ตายแล้ว เมื่อถึงจุดนั้น เอกภพจะมืดมน เย็นชา และน่าเสียดายสำหรับเราที่ไม่มีชีวิต จักรวาลแบน ลองจินตนาการถึงหินอ่อนที่กลิ้งอยู่บนพื้นไม้ที่ยาวไม่สิ้นสุด มีแรงเสียดทานเพียงพอที่จะทำให้หินอ่อนช้าลง แต่ไม่มากพอที่จะทำได้อย่างรวดเร็ว หินอ่อนจะกลิ้งเป็นเวลานาน ในที่สุดก็เคลื่อนตัวไปยังจุดหยุดที่ช้าและนุ่มนวล
นี่คือสิ่งที่จะเกิดขึ้นกับจักรวาลที่แบนราบ มันจะใช้พลังงานทั้งหมดจากบิกแบงและเข้าถึงสมดุล เคลื่อนตัวไปสู่จุดหยุดนิ่งในอนาคตอันไกลโพ้น ในหลายๆ ทาง นี่เป็นเพียงการเปลี่ยนแปลงของจักรวาลเปิด เพราะมันจะใช้เวลาตลอดไป กว่าจักรวาลจะไปถึงจุดสมดุล จักรวาลปิด ผูกปลายสายบันจี้จัมด้านหนึ่งไว้กับขาของคุณ ส่วนอีกด้านผูกไว้กับราวสะพานแล้วกระโดดลงไป คุณจะลดความเร็วลงอย่างรวดเร็วจนกว่าคุณจะเริ่มยืดสาย
เมื่อความตึงเครียดเพิ่มขึ้น เชือกจะค่อยๆ ลดความเร็วลง ในที่สุด คุณจะมาหยุดสนิท แต่เพียงเสี้ยววินาทีเมื่อเชือกยืดจนสุด ดึงคุณกลับไปที่สะพาน นักดาราศาสตร์คิดว่าจักรวาลปิดจะทำงานในลักษณะเดียวกัน การขยายตัวจะช้าลงจนกว่าจะถึงขนาดสูงสุด แล้วจะถอยกลับลงมาเอง เอกภพจะหนาแน่นขึ้นและร้อนขึ้นจนกระทั่งสิ้นสุดในภาวะเอกฐานที่ร้อนไม่สิ้นสุดและหนาแน่นอย่างไม่มีที่สิ้นสุด เอกภพที่ปิดจะนำไปสู่การกระทืบครั้งใหญ่ ซึ่งตรงกันข้ามกับบิกแบง แต่โอกาสที่เอกภพปิดมีความเป็นไปได้มากกว่าเอกภพเปิดหรือแบนคืออะไร นักดาราศาสตร์เริ่มคาดเดาอย่างมีการศึกษาเหล่านี้อยู่นั้นเอง
บทความที่น่าสนใจ : อะคูสติก การหาคำตอบและศึกษาวิธีการทำงานของอะคูสติกลอย
