จักรวาลของเรา เริ่มต้นด้วยการเกิดปรากฏการณ์ที่เรียกกันว่า “บิ๊กแบง” จริงหรือ? ถ้าจริง อะไรคือหลักฐานที่แสดงให้เห็นว่าเกิดปรากฏการณ์ดังกล่าวขึ้นจริง?
ระบบสุริยะของเรา ประกอบด้วยดาวฤกษ์ (ดวงอาทิตย์) เป็นศูนย์กลาง มีดาวเคราะห์อีกจำนวนหนึ่งโคจรอยู่โดยรอบ มีระบบเดียวกันนี้อีกไหมในจักรวาล มีดาวเคราะห์อื่นๆ อีกไหมที่โคจรอยู่โดยรอบดาวฤกษ์ศูนย์กลางของพวกมัน? ใช่หรือไม่ว่าดาวเคราะห์เหล่านั้นอาจรองรับสิ่งมีชีวิตได้ เหมือนกับโลกของเรา?
นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ 3 คน ที่ให้คำตอบต่อคำถามข้างต้นนี้ แม้จะไม่หมดจด จบสิ้นอย่างที่เราคาดหวังก็ตามที คือผู้ที่ได้รับเลือกให้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปีนี้
เจมส์ พีเบิลส์ ศาสตราจารย์เกียรติคุณด้านฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยปรินซ์ตัน ได้รับรางวัลครึ่งหนึ่งไปจากผลงานการศึกษาวิจัยที่ทำมาอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ทศวรรษ 1960 ร่วมกับทีมนักฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัย นั่นคือการค้นหาหลักฐานที่หลงเหลืออยู่จากจุดเริ่มก่อเกิดจักรวาล กลุ่มก้อนของก๊าซที่อัดกันแน่นและร้อนจัดที่แตกระเบิดออกมา รู้จักกันทั่้วไปในเวลานี้ว่าคือปรากฏการณ์ “บิ๊กแบง”
อีกครึ่งหนึ่งของรางวัลโนเบลฟิสิกส์ของปีนี้ มอบให้กับ มิเชล มายอร์ ศาสตราจารย์เกียรติคุณด้านฟิสิกส์ ของมหาวิทยาลัยแห่งเจนีวา ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ และ ดีดิเยร์ เกลอซ นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ชาวสวิสที่ทำงานวิจัยอยู่ทั้่งที่ มหาวิทยาลัยแห่งเจนีวาและมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์
ทั้งสองทำงานร่วมกันและประสบความสำเร็จในการค้นพบดาวเคราะห์ที่โคจรอยู่โดยรอบดาวฤกษ์ศูนย์กลางที่ไม่ใช่ดวงอาทิตย์ของเรา ทุกวันนี้เรารู้จักดาวเคราะห์เหล่านี้ในชื่อ “เอ็กโซแพลเนท” หรือดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะนั่นเอง
เจมส์ พีเบิลส์ เป็นนักทฤษฎีฟิสิกส์ที่ได้รับการยอมรับนับถือมากที่สุดผู้หนึ่งในปัจจุบัน ผลงานหลายทศวรรษของพีเบิลส์ สร้างผลสะเทือน ได้รับการยอมรับและทำให้นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ นักวิทยาศาสตร์รุ่นใหม่เข้าใจถึงโครงสร้างของจักรวาลได้เป็นอย่างดี แนวทางการศึกษาวิจัยด้านดาราศาสตร์และฟิสิกส์ส่วนใหญ่ในเวลานี้ ยืนอยู่บนแนวทางตามทฤษฎีทั้งหลายที่ พีเบิลส์ ใช้เพื่ออธิบายโครงสร้างของจักวาลเอาไว้ทั้งสิ้น
ถึงขนาดที่หลายคนขนานนาม เจมส์ พีเบิลส์ ว่า เป็น “ดาวฤกษ์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่แท้จริงของ ทฤษฎีบิ๊กแบง” เลยทีเดียว
ในปี 1964 พีเบิลส์กับคณะที่ปรินซ์ตัน ศึกษาวิจัยจนแนวคิดเกี่ยวกับสิ่งที่หลงเหลืออยู่ในเวลานี้ที่เป็นเครื่องพิสูจน์ว่า “บิ๊กแบง” เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นจริงในอดีตเป็นรูปเป็นร่างเกือบแล้วเสร็จสมบูรณ์ สิ่งที่ไม่คาดหมายก็บังเกิดขึ้น
อาร์โน เพนเซียส กับ โรเบิร์ต วิลสัน สองนักวิทยาศาสตร์หนุ่มจากห้องปฏิบัติการทดลอง เบลล์ หรือ เบลล์ แล็บ ประกาศการค้นพบ “รังสี” ที่เชื่อว่าหลงเหลือมาจากเมื่อครั้งเกิดบิ๊กแบงออกมา โดยระบุว่า รังสี ดังกล่าวคือพลังงานไมโครเวฟ คล้ายคลึงกับพลังงานที่ออกมาจากเตาไมโครเวฟ ที่ใช้กันอยู่ทุกครัวเรือนในเวลานี้นั่นเอง
เพนเซียส กับ วิลสัน ค้นพบเรื่องนี้โดยบังเอิญอย่างยิ่ง เพราะทั้งคู่สร้างเสารับสัญญาณรังสีไมโครเวฟสำหรับใช้รับสัญญาณจากดาวเทียมขึ้นมา แต่กลับได้รับสัญญาณไมโครเวฟจากแหล่งลึกลับอยู่นั่นแหละ เหมือนคลื่นแทรกระหว่างสถานีวิทยุ 2 สถานียังไงยังงั้่น
ต่อเมื่อได้พูดคุยกับ พีเบิลส์ และทีมวิจัยของปรินซ์ตัน นั่นแหละ ทั้งเพนเซียส และวิลสัน ถึงได้ตระหนักว่า พวกเขาเพิ่งค้นพบอะไร มาจากไหน การตีความและคำอธิบายของพีเบิลส์ช่วยให้การค้นพบนี้มีคำอธิบายชัดเจนและสมบูรณ์พร้อม
เพนเซียสกับวิลสัน ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ไปในปี 1978 จากผลงานการค้นพบดังกล่าว
แต่งานในเชิงทฤษฎีของพีเบิลส์ ไม่ได้สูญเปล่า มันกลายเป็นรากฐานของการค้นพบอีกหลายต่อหลายอย่างต่อเนื่องในเวลาต่อมา ตั้งแต่การศึกษา “สสารมืด” หรือ “ดาร์ค แมทเทอร์” ที่มีอยู่ดกดื่นในจักรวาลแต่มองไม่เห็นด้วยกล้องโทรทรรศน์ เรื่อยไปจนถึง “พลังงานมืด” หรือ “ดาร์ค เอเนอร์ยี” พลังงานลึกลับที่โดยทฤษฎีแล้วมีปริมาณเทียบเท่ากับ “พลังงาน” ของจักรวาล
งานของพีเบิลส์ ยังเป็นรากฐานของการศึกษาค้นคว้าในเรื่องของการก่อรูปของแกแล็กซี หรือดาราจักร เรื่อยไปจนถึงการอธิบายความว่า บิ๊กแบง ก่อให้เกิด ธาตุแรกๆ สุดในตารางธาตุที่เราเรียนกันในโรงเรียนและมหาวิทยาลัยทุกวันนี้อย่าง ไฮโดรเจน, ฮีเลียม และ ลิเธียม ได้อย่างไร
การค้นพบเอ็กโซแพลเนทของ มายอร์ กับ เกลอซ ไม่ได้เกิดจากการทำงานเชิงทฤษฎี ทั้งคู่ร่วมกันสร้างเครื่องมือสำรวจขึ้นมาชิ้นหนึ่งสำหรับการสำรวจดาวฤกษ์ต่างๆ ด้วยเครื่องมือที่ดัดแปลงขึ้นมาเองนี้ ช่วยให้ทั้งสองสามารถสังเกตอาการกระเพื่อมของดาวฤกษ์ ดวงใดดวงหนึ่งได้ อาการกระเพื่อมดังกล่าวคือสัญญาณบ่งบอกว่า มีแรงโน้มถ่วงจากวัตถุอื่นกระทำต่อดาวฤกษ์ดวงนั้นๆ
ในปี 1995 พวกเขาพบดาวฤกษ์ดวงหนึ่งในกลุ่มดาว (คอนสเตลเลชัน) พีกาซัส กระเพื่อมถี่เร็วขณะเคลื่อนผ่านท้องฟ้า เป็นอาการตอบสนองต่อดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่มีมวลราวครึ่งหนึ่งของดาวพฤหัสบดี (จูปีเตอร์)
ทั้งคู่ให้ชื่อรหัสกับดาวเคราะห์ดวงนี้ว่า “51 พีกาซี บี” โคจรอยู่ใกล้กับดาวฤกษ์ศูนย์กลาง ใกล้กว่าเมื่อเทียบกับวงโคจรของดาวพุธกับดวงอาทิตย์ในระบบสุริยะของเรา และใช้เวลาเพียง 4 วันโลก ก็ครบรอบวงโคจรหนึ่งรอบ
ผลงานการค้นพบดาวเคราะห์ที่ถูกเรียกกันเล่นๆ ว่า “ดาวพฤหัสร้อน” ดวงนี้ ถูกตีพิมพ์เผยแพร่ผ่านวารสารวิชาการ เนเจอร์ ในปีเดียวกัน และกลายเป็น เอ็กโซแพลเนท ดวงแรกที่มีการค้นพบ สร้างความตื่นเต้นให้กับแวดวงฟิสิกสว์ดาราศาสตร์ไปทั่วโลก สร้างแรงบันดาลใจให้กับกลุ่มวิจัยทางด้านดาราศาสตร์อื่นๆ รวมทั้งทีมวิจัยประจำกล้องโทรทรรศน์อวกาศ เคปเลอร์ ให้มองหา เอ็กโซแพลเนท และดาวเคราะห์คล้ายโลก นอกระบบสุริยะกันมากขึ้น
เทคนิคที่ใช้ในการค้นหา ยังเป็นการตรวจสอบหาการกระเพื่อมเหมือนกับที่ มายอร์ กับ เกลอซ ใช้ และมีการคิดค้นวิธีการใหม่ๆ เพิ่มขึ้น รวมทั้งการมองหาการสลัวลงชั่วขณะของแสงของดาวฤกษ์ ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อดาวเคราะห์โคจรผ่านหน้าดาวฤกษ์ดวงดังกล่าวที่หันเข้าหากล้องโทรทรรศน์
ต้องขอบคุณแรงบันดาลใจและตัวอย่างเทคนิคที่ใช้ของ มายอร์ กับ เกลอซ ทุกวันนี้นักวิจัยทางดาราศาสตร์ค้นพบเอ็กโซแพลเนท มากกว่า 4,000 ดวงแล้ว หลายดวงในจำนวนนั้น อยู่ใน “ฮาบิแททโซน” ที่อาจรองรับสิ่งมีชีวิตได้
หรือไม่ก็อาจเป็นอาณานิคมนอกระบบสุริยะของมนุษย์ได้ในวันใดวันหนึ่งข้างหน้า หากเราต้องการหรือจำเป็น!
