Cosmic Web: โครงสร้างขนาดใหญ่ที่สุดในจักรวาล

ถ้ามองจักรวาลในระยะทางหลายร้อยล้านปีแสง สิ่งที่เห็นไม่ใช่การกระจายตัวแบบสุ่มของกาแล็กซี แต่เป็น Cosmic Web — โครงสร้างขนาดใหญ่ที่สุดที่มนุษย์เคยค้นพบ เป็นเครือข่ายของวัสดุที่ทอนึ่งกันยาวนับพันล้านปีแสง ประกอบด้วยฟิลาเมนต์ (Filament) ควอซาร์ (Void) และโหนด (Node) ที่เชื่อมต่อกัน

Cosmic Web คืออะไร

Cosmic Web คือการจัดเรียงของสสารในจักรวาลระดับใหญ่ ตั้งแต่ 300 ล้านปีแสงขึ้นไป มันเป็นผลจากแรงโน้มถ่วงที่ดึงสสารมากกว่าหนึ่งแสนล้านปี เมื่อจักรวาลยังเป็นเพียงไฟน์ตูม (Quark-Gluon Plasma) ความแตกต่างเล็กน้อยของความหนาแน่นได้เติบโตกลายเป็นโครงสร้างมหึมาที่เราเห็นในปัจจุบัน

ฟิลาเมนต์เป็นแถบของกาแล็กซีที่ยาวที่สุด บางเส้นยาวถึง 10 พันล้านปีแสง ส่วนควอซาร์คือพื้นที่ว่างขนาดใหญ่ที่ไม่มีกาแล็กซีหรือมีน้อยมาก บางควอซาร์มีเส้นผ่านศูนย์กลางถึง 1 พันล้านปีแสง

บทบาทของ Dark Matter

Dark Matter หรือสสารมืด เป็นตัวขับเคลื่อนหลักของ Cosmic Web สสารมืดคิดเป็นประมาณ 27% ของจักรวาล แม้เรามองไม่เห็นโดยตรง แต่แรงโน้มถ่วงของมันเป็นตัวกำหนดว่าสสารธรรมดาไหลไปรวมกลุ่มที่ใด โดยกาแล็กซีและก๊าซที่เรามองเห็นได้เพียง "ตกแต่ง" บนโครงสร้างของสสารมืด

การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เห็นภาพได้ชัดเจนขึ้นว่า Cosmic Web ก่อตัวขึ้นอย่างไร ในช่วงแรก สสารมืดกระจายตัวค่อนข้างสม่ำเสมอ แต่หลังจากนั้นไม่ถึงพันล้านปี แรงโน้มถ่วงเริ่มดึงสสารเข้าหากันเป็นเส้นและแผ่นที่ค่อยๆ ยืดออก

ซูเปอร์คลัสเตอร์: บ้านของกาแล็กซีหลายแสนแห่ง

ฟิลาเมนต์หลายเส้นมาบรรจบกันที่จุดโหนด สร้างสิ่งที่เรียกว่า Supercluster หรือซูเปอร์คลัสเตอร์ ซูเปอร์คลัสเตอร์ที่ใกล้เราที่สุดคือ Virgo Supercluster ซึ่งรวมกลุ่มกาแล็กซีของเราที่ชื่อ Local Group ด้วย Local Group ประกอบด้วยกาแล็กซีแอนดรอมิดาและทางช้างเผือก รวมถึงกาแล็กซีเล็กๆ อีกหลายสิบแห่ง

แต่ Virgo Supercluster ก็ไม่ใช่สิ่งที่ใหญ่ที่สุด เมื่อดูในระยะทางหลายพันล้านปีแสง เราพบว่าซูเปอร์คลัสเตอร์มีการเชื่อมต่อกันเป็นเครือข่ายขนาดมหึมา ซึ่งก็คือ Cosmic Web นั่นเอง

การค้นพบและการศึกษา

การสำรวจ Cosmic Web ทำได้โดยการสังเกตการกระจายตัวของกาแล็กซีในระยะทางไกลมาก สำรวจด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศอย่าง James Webb Space Telescope (JWST) และการสำรวจภาคพื้นดินอย่าง Sloan Digital Sky Survey ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ทำแผนที่ 3 มิติของจักรวาลได้ละเอียดขึ้นอย่างมาก

งานวิจัยล่าสุดพบว่า Cosmic Web อาจมีอายุเก่าแก่กว่าที่เคยคาดการณ์ไว้ โครงสร้างบางส่วนอาจก่อตัวขึ้นภายใน 200 ล้านปีหลังบิกแบง ซึ่งเร็วกว่าทฤษฎีเดิมคาดไว้มาก

สรุป

Cosmic Web เป็นหลักฐานของการที่จักรวาลมีความเป็นระเบียบในระดับที่ใหญ่ที่สุด แม้ดูเหมือนสุ่มเมื่อมองในระยะใกล้ แต่เมื่อซูมออกไปหลายร้อยล้านปีแสง จักรวาลจะเปิดเผยโครงสร้างที่งดงามและซับซ้อน ซึ่งสะท้อนประวัติศาสตร์หลายแสนล้านปีของแรงโน้มถ่วงและสสารมืด

ถ้าสนใจเรื่องราวของจักรวาลในมุมมืด ลองอ่านเพิ่มเติมได้ที่ บทความเกี่ยวกับ Dark Matter และ กาแล็กซีและหลุมดำ

คำค้นที่เกี่ยวข้อง

cosmic web, โครงสร้างจักรวาล, dark matter, สสารมืด, large scale universe, filament, supercluster, ซูเปอร์คลัสเตอร์, galaxy, กาแล็กซี, จักรวาลวิทยา, ดาราศาสตร์, JWST, อวกาศ