สุดยอดกล้องโทรทรรศน์

กว่า 12,000 ล้านปีมาแล้ว โรงงานสร้างดาวกำลังทำงานอย่างขะมักเขม้น ดาราจักรยักษ์ที่รุ่งโรจน์ปานดวงอาทิตย์ 40 ล้านล้านดวงเกิดขึ้นแล้วในเอกภพอายุ 1,000 ล้านปี ในหมู่มวลดาราจักรมีดาวใหม่เพิ่มขึ้นอีก 4,000 ดวงทุกวัน

ข้อมูลข้างต้นนั้นเราได้มาจากกล้องโทรทรรศน์วิทยุอัลมา ซึ่งเริ่มใช้งานเมื่อช่วงต้นปีที่แล้วบนที่ราบสูงชาค์นันตอร์ในประเทศชิลี นับเป็นกล้องโทรทรรศน์ล่าสุดในบรรดากล้องโทรทรรศน์ล้ำยุคในปัจจุบันและได้ให้ข้อมูลใหม่เกี่ยวกับลักษณะของดาราจักรรุ่นแรกสุดในเอกภพแก่นักดาราศาสตร์แล้วกล้องโทรทรรศน์วิทยุอัลมาที่เล็งไปยังใจกลางทางช้างเผือก ทำให้นักดาราศาสตร์รู้ว่าใกล้หลุมดำขนาดยักษ์ ณ ศูนย์กลางยังมีดาวใหม่เกิดขึ้นได้ยิ่งกว่านั้น นักดาราศาสตร์ยังเรียนรู้ว่าฝุ่นขนาดเล็กไม่กี่มิลลิเมตรรวมตัวกันเป็นดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์ได้อย่างไร

ถ้าไม่มีกล้องโทรทรรศน์วิทยุอัลมา นักดาราศาสตร์คงไม่มีทางได้ความรู้ใหม่ๆ เหล่านี้ และพวกเขาก็คอยเวลาอีกไม่กี่ปีข้างหน้า เมื่อกล้องโทรทรรศน์ล้ำยุคขนาดยักษ์อีกหลายกล้องจะเริ่มงานและเผยความลับสุดยอดหลายประการของเอกภพ

กล้องโทรทรรศน์เชิงแสงสามกล้องพร้อมกระจกขนาดใหญ่ที่สุดถึง 39 เมตรกำลังอยู่ในระหว่างการก่อสร้างบนภูเขาสูงของชิลีและฮาวาย กระจกมหึมาเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการรับแสงริบหรี่ที่ส่องมาถึงโลกจากวัตถุไกลแสนไกลที่สุดในเอกภพ หรือจากดาวเคราะห์นับไม่ถ้วนที่โคจรรอบดาวดวงอื่นหรือที่เรียกว่าดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ

กล้องโทรทรรศน์มองหาชีวิต

ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะเป็นเป้าหมายที่สำคัญที่สุดกลุ่มหนึ่งสำหรับกล้องโทรทรรศน์ขนาดยักษ์ในอนาคตชื่อกล้องโทรทรรศน์อีอีแอลที (European Extremely Large Telescope) กล้องโทรทรรศน์ทีเอ็มที (Thirty Meter Telescope) และกล้องโทรทรรศน์จีเอ็มที (Giant Magellan Telescope)

คำถามสำคัญที่สุดของวงการดาราศาสตร์คือในเอกภพมีดาวเคราะห์ที่พอเหมาะทั้งขนาด อุณหภูมิ และบรรยากาศ เพื่อการดำรงชีวิตหรือไม่ การวิเคราะห์แสงสะท้อนจากดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะสามารถบอกนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ถึงองค์ประกอบของบรรยากาศ หรือบางทีอาจจะเผยร่องรอยกิจกรรมทางชีววิทยาก็ได้

นอกจากแสงที่ตาเห็น กล้องโทรทรรศน์เหล่านี้ยังจะรับรังสีอินฟราเรดด้วย ความสามารถนี้จำเป็นสำหรับการสังเกตวัตถุท้องฟ้าที่ห่างไกลมากๆ ซึ่งส่องแสงอยู่ในเอกภพยุคเริ่มแรก เอกภพขยายตัวไปมากนับแต่ยุคนั้น หมายความว่าความยาวคลื่นของแสงดึกดำบรรพ์ที่ส่องมาถึงจะยืดออก เปลี่ยนจากแสงที่ตาเห็นกลายเป็นแสงอินฟราเรด ด้วยกล้องถ่ายภาพแสงอินฟราเรดที่ติดกับกล้องโทรทรรศน์นักดาราศาสตร์จะเรียนรู้เกี่ยวกับพัฒนาการของเอกภพตลอดหลายพันล้านปีที่ผ่านมาด้วยการวิเคราะห์ความยาวคลื่น ข้อมูลที่ได้จะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งต่อนักฟิสิกส์ทฤษฎีผู้พยายามพัฒนาทฤษฎีว่าด้วยพลังงานมืดอันเป็นต้นเหตุการขยายตัวเร็วขึ้นของเอกภพ

เอกภพไม่เพียงขยายเร็วขึ้น แต่ยังเต็มไปด้วยสสารชนิดที่ไม่เหมือนกับสิ่งที่ประกอบขึ้นเป็นดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ที่เรารู้จัก สสารมืดไม่มีแสง ไม่แผ่รังสี แต่นักดาราศาสตร์สังเกตได้ว่าความโน้มถ่วงของมันมีผลต่อสสารปกติ กล้องโทรทรรศน์รุ่นใหม่จะบอกได้ว่าสสารประหลาดนี้กระจายตัวอย่างไรในเอกภพ ทำให้งานค้นหาตัวตนที่แท้จริงของสสารมืดเป็นไปได้ง่ายขึ้นสำหรับนักดาราศาสตร์

ที่ตั้งของกล้องโทรทรรศน์เหล่านี้มีบทบาทสำคัญมาก ไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่กล้องโทรทรรศน์ที่ใหญ่และสำคัญที่สุดถูกสร้างขึ้นในดินแดนแห้งแล้งกันดารอย่างทะเลทรายอาตากามาในประเทศชิลี ที่แบบนี้ไม่มีเมฆคอยบดบังอวกาศ และการสังเกตก็ไม่ถูกแสงจากเมืองใกล้เคียงมารบกวนอีกต่างหาก