จักรวาลไม่ได้แค่ขยายตัว แต่ขยายเร็วขึ้นเรื่อยๆ — และเราไม่รู้ว่าเพราะอะไร

ปี 1929 เอ็ดวิน ฮับเบิลพบว่ากาแล็กซีที่ไกลกว่าเคลื่อนที่ห่างจากเราเร็วกว่า นั่นคือหลักฐานว่าจักรวาลกำลังขยายตัว

จากนั้นเกือบเจ็ดสิบปี นักฟิสิกส์คาดว่าการขยายตัวควรจะช้าลงเรื่อยๆ เพราะแรงโน้มถ่วงของสรรพสิ่งย่อมฉุดกันไว้ คำถามในตำราจึงเหลือแค่ว่า "ช้าลงเร็วแค่ไหน"

การค้นพบที่พลิกความคาดหมาย

ปี 1998 ทีมวิจัยสองทีมที่ทำงานแยกกัน คือ High-z Supernova Search Team และ Supernova Cosmology Project วัดระยะทางไปยังซูเปอร์โนวาประเภท Ia ที่อยู่ไกลมาก

ซูเปอร์โนวาชนิดนี้มีประโยชน์เพราะความสว่างที่แท้จริงของมันค่อนข้างคงที่ ทำหน้าที่เป็น "เทียนมาตรฐาน" ให้วัดระยะได้

ผลที่ได้กลับตรงข้ามกับที่ทุกคนคาด ซูเปอร์โนวาไกลๆ จางกว่าที่ควรเป็น หมายความว่ามันอยู่ไกลกว่าที่แบบจำลองทำนาย นั่นคือการขยายตัวของจักรวาลไม่ได้ช้าลง แต่กำลังเร่งขึ้น

ทั้งสองทีมได้รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ปี 2011 ร่วมกัน

พลังงานมืด คือชื่อของสิ่งที่เรายังไม่เข้าใจ

สิ่งที่ผลักให้จักรวาลขยายเร็วขึ้นถูกเรียกว่าพลังงานมืด (dark energy) ต้องเข้าใจให้ตรงว่าชื่อนี้ไม่ใช่คำอธิบาย แต่เป็นป้ายกำกับสิ่งที่เรายังไม่รู้ว่าเป็นอะไร

สัดส่วนองค์ประกอบของจักรวาลตามการวัดปัจจุบัน

• พลังงานมืด ราว 68%
• สสารมืด ราว 27% ซึ่งเราก็ยังไม่รู้ว่าคืออะไรเช่นกัน
• สสารธรรมดาที่ประกอบเป็นดาว ดาวเคราะห์ และตัวเรา ราว 5%

พูดอีกอย่างคือ ทุกสิ่งที่มนุษย์เคยจับต้องหรือส่องกล้องเห็นได้ เป็นเพียงส่วนน้อยของจักรวาล

จักรวาลขยายตัว ไม่ใช่ดาววิ่งหนีเรา

ภาพที่ถูกต้องกว่าคือ อวกาศเองยืดออก ไม่ใช่กาแล็กซีวิ่งไปในอวกาศที่นิ่งอยู่ เหมือนจุดบนลูกโป่งที่ห่างกันขึ้นเมื่อเป่าลม โดยที่จุดเองไม่ได้ขยับบนผิวลูกโป่ง

และไม่มี "จุดศูนย์กลางของการระเบิด" ที่ไปยืนดูได้ เพราะทุกจุดในจักรวาลเห็นภาพเดียวกันหมด

ปัญหาที่ยังค้างอยู่

การวัดอัตราการขยายตัวจากสองวิธีให้ค่าไม่ตรงกันอย่างมีนัยสำคัญ วิธีวัดจากแสงยุคเริ่มต้นจักรวาลได้ค่าหนึ่ง วิธีวัดจากดาวใกล้ตัวได้อีกค่าหนึ่ง

ความไม่ลงรอยนี้เรียกว่า Hubble tension และยังหาข้อสรุปไม่ได้ อาจเป็นความคลาดเคลื่อนของการวัด หรืออาจเป็นสัญญาณว่าฟิสิกส์ที่เรามีอยู่ยังไม่ครบ นี่คือหนึ่งในคำถามใหญ่ที่สุดของวงการฟิสิกส์ตอนนี้