เอกภพ เมื่อคิดจากมุมมองของเอกภพที่จำกัด แรงโน้มถ่วงของวัตถุทั้งหมดในเอกภพจะนำไปสู่การสิ้นสุดของเอกภพทั้งหมดอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เห็นได้ชัดว่าสิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้น ดังนั้นนักดาราศาสตร์จึงเสนอสิ่งที่ขัดแย้งกัน เมื่อไอน์สไตน์พัฒนาทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของเขาในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป เขาคิดว่าเขาประสบปัญหาเดียวกับที่นิวตันพบสมการของเขา กล่าวว่าเอกภพควรจะขยายตัวหรือล่มสลาย แต่เขากลับคิดว่าเอกภพนั้นคงที่

วิธีแก้ปัญหาดั้งเดิมของเขามีคำศัพท์คงที่ ที่เรียกว่าค่าคงที่ของจักรวาลซึ่งยกเลิกผลกระทบของแรงโน้มถ่วงในสเกลขนาดใหญ่ และส่งผลให้เกิดเอกภพที่หยุดนิ่ง ต่อมาหลังจากที่ฮับเบิลค้นพบว่าเอกภพกำลังขยายตัว ไอน์สไตน์เรียกค่าคงที่เอกภพว่าความผิดพลาดครั้งใหญ่ที่สุด

ค่าคงที่จักรวาลในสูตรในช่วงเวลาเดียวกัน กล้องโทรทรรศน์ถูกสร้างขึ้นเพื่อให้วัดแสงสลัวได้อย่างแม่นยำ การใช้ข้อมูลใหม่นี้ นักดาราศาสตร์พยายามทำความเข้าใจแสงของกาแล็กซีไกลโพ้นที่สลัวๆจางๆที่พวกเขากำลังสังเกตการณ์อยู่

ระหว่างปี พ.ศ. 2455 ถึง พ.ศ. 2465 เวสโต สลิเชอร์ นักดาราศาสตร์จากหอดูดาวโลเวลล์ในรัฐแอริโซนา พบว่าเส้นสเปกตรัมของวัตถุเหล่านี้จำนวนมากเคลื่อนไปทางปลายสีแดง หลังจากนั้นไม่นาน นักดาราศาสตร์คนอื่นๆ ค้นพบว่าวัตถุเลือนเหล่านี้มาจากดาราจักรอันไกลโพ้น ในขณะเดียวกันนักฟิสิกส์และนักคณิตศาสตร์คนอื่นๆ ที่ทำงานเกี่ยวกับทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของไอน์สไตน์ ได้ค้นพบว่าคำตอบของสมการบางอย่างอธิบายเอกภพที่กำลังขยายตัว

ในการแก้ปัญหาเหล่านี้ แสงจากวัตถุที่อยู่ห่างไกลจะถูกเปลี่ยนความยาวคลื่นอีกครั้งเมื่อเดินทางผ่าน เอกภพ ที่กำลังขยายตัว เมื่อระยะห่างจากวัตถุเพิ่มขึ้นเรดชิฟต์ก็เช่นกัน การเลื่อนไปทางแดงในจักรวาลที่กำลังขยายตัวในปี พ.ศ. 2472 เอ็ดวิน ฮับเบิล แห่งหอดูดาวคาร์เนกีในพาซาดีนา แคลิฟอร์เนีย ได้วัดค่าเรดชิฟต์ของดาราจักรไกลโพ้นบางแห่ง นอกจากนี้เขายังวัดระยะทางสัมพัทธ์ของพวกมันด้วยการวัดความสว่างปรากฏของดาวฤกษ์ประเภทหนึ่งที่มีความสว่างขึ้นๆลงๆ เรียกว่าตัวแปรเซเฟอิดในแต่ละดาราจักร

เมื่อเขาวางแผนเรดชิฟต์เทียบกับระยะทาง เขาพบว่าดาราจักรที่อยู่ไกลออกไปมีการเรดชิฟต์มากขึ้น การสังเกตที่สามารถอธิบายได้ด้วยการขยายตัวของเอกภพเท่านั้น เมื่อนักวิทยาศาสตร์รู้ว่าเอกภพกำลังขยายตัว เป็นเรื่องธรรมดาและทันทีที่จะคิดว่าครั้งหนึ่งมันจะต้องเล็ก ในช่วงเวลาหนึ่งในอดีต จักรวาลทั้งหมดจะเป็นจุดเดียว ณ จุดนี้ บิกแบงเกิดขึ้น และนี่คือจุดเริ่มต้นของเอกภพ

บิกแบงและวิวัฒนาการ จักรวาลที่กำลังขยายตัวนั้นมีขอบเขตจำกัดทั้งในเวลาและอวกาศ เหตุผลที่เอกภพไม่ล่มสลายตามที่สมการของนิวตันและไอน์สไตน์เสนอ ก็คือมันขยายตัวตั้งแต่เริ่มสร้างเอกภพอยู่ในสภาวะคงที่ เอกภพที่กำลังขยายตัวเป็นแนวคิดใหม่ที่มีพื้นฐานมาจากฟิสิกส์สมัยใหม่ ที่อธิบายความขัดแย้งที่รบกวนนักดาราศาสตร์ ตั้งแต่สมัยโบราณจนถึงต้นศตวรรษที่ 20

นักวิทยาศาสตร์มักจะใช้ปรากฏการณ์เรดชิฟต์ เพื่อวัดระยะห่างระหว่างกาแล็กซีที่อยู่ห่างไกลกับพื้นโลก และขีดจำกัดของกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลคือแสงอินฟราเรดใกล้ที่มีความยาวคลื่น 1.8 ไมครอน ซึ่งจำกัดระยะการสังเกตของกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลด้วย เมื่อลำแสงอยู่ไกลเกินไป ความยาวคลื่นของแสงจะเกินขอบเขตที่กล้องฮับเบิลสังเกตได้

เนื่องจากการขยายตัวของเอกภพ ทำให้ผู้สังเกตไม่สามารถสังเกตเห็นบริเวณที่มีความเร็วถอยหลังเข้าคลองมากกว่าความเร็วแสงได้ บริเวณทรงกลมที่เกิดจากช่วงที่สังเกตได้นี้เรียกว่าทรงกลมฮับเบิล หรือปริมาตรฮับเบิล ปริมาตรของฮับเบิลมักถูกพิจารณาว่าเทียบเท่ากับเอกภพที่สังเกตได้ อันที่จริงปริมาตรของเอกภพที่สังเกตได้นั้นใหญ่กว่าปริมาตรของฮับเบิล

ไฮน์ริช วิลเฮล์ม และ มาเธียส โอลเบอร์ส ไม่มีทางรู้ได้ในสมัยของเขา ไม่ใช่เพราะจักรวาลมีขอบเขตจำกัด แต่ก็อาจจะเป็นเช่นนั้น เอกภพที่เราอาศัยอยู่ในวันนี้มีจุดเริ่มต้น วันที่ไม่มีเมื่อวาน และจุดเริ่มต้นนี้เรียกว่าบิกแบง ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นสำหรับสสาร รังสี พลังงาน และแสงที่อาจมีอยู่จริงในเอกภพที่สังเกตได้

แต่นี่เป็นการไขปริศนาอีกชิ้นหนึ่ง ถ้าจักรวาลร้อน หนาแน่น และเต็มไปด้วยสสารและการแผ่รังสีในช่วงต้น ตามที่อธิบายไว้ในบิกแบง การแผ่รังสีในยุคแรกน่าจะจบลงที่ดวงตาของเรา มองไปทางไหนก็ไม่น่าจะรอดพ้นรังสีชนิดนี้ไปได้ อันที่จริงจากการสังเกตการณ์ในปัจจุบัน เราสามารถคำนวณจำนวนโฟตอนที่เหลือจากบิกแบงที่ท่วมจักรวาลในปัจจุบันได้ และคำตอบคือ 411 ต่อพื้นที่ 1 ลูกบาศก์เซนติเมตร

ถ้าคุณเอาทีวีเก่าๆหูกระต่ายไปที่ความลึกของทางช้างเผือก ห่างไกลจากดาวดวงใดดวงหนึ่ง แล้วปรับไปที่ช่อง 3 คุณจะเห็นเกล็ดหิมะเมื่อเทียบกับสิ่งที่คุณเห็นบนโลกนั่นคือรังสีจากบิกแบง เราได้รับแสงนี้จากบิกแบง และมองเห็นได้ทุกที่บนท้องฟ้าด้วยวิธีที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ เหตุผลเดียวที่คุณมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า

ก็คือจักรวาลได้ขยายตัวออกไปตามประวัติศาสตร์ ดังนั้น แสงที่เคยมองเห็นได้นี้จึงถูกแปลงเป็นความยาวคลื่นที่ยาวจนตาของคุณมองไม่เห็น และผิวหนังของคุณก็มองเห็นได้ ไม่รู้สึกถึงมัน และร่างกายของคุณก็ไม่ตรวจจับมันเช่นกัน

การขยายตัวของเอกภพ แต่เสาอากาศไมโครเวฟและวิทยุของคุณสามารถรับได้ ในความเป็นจริง นี่คือวิธีการค้นพบการแผ่รังสีในตอนแรก และวิธีที่บิกแบงได้รับการยืนยัน เสาอากาศวิทยุขนาดยักษ์จับสัญญาณ และไม่ว่าที่ไหนและเมื่อไหร่ก็ตามนักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานก็จะมองหามัน หากตาของเราได้รับการปรับให้มองเห็นคลื่นไมโครเวฟหรือแสงวิทยุ เราจะเห็นท้องฟ้ายามค่ำคืนที่สว่างเท่ากันทุกทิศทุกทาง ไม่มีจุดมืดใดๆ

อย่างไรก็ตาม การค้นพบนี้น่าสิ้นหวังจริงๆจักรวาลขยายตัวออกเรื่อยๆ และมนุษย์ก็เหมือนสัตว์ที่ติดอยู่ในกรงขังมองไม่เห็นทางออก หรือแม้แต่แสงทั้งหมด แน่นอนถ้าเราสามารถสังเกตท้องฟ้าด้วยคลื่นไมโครเวฟ ท้องฟ้าก็จะปรากฏสว่างในทุกทิศทางตลอดเวลา ทุกวันนี้ เราได้สร้างดาวเทียมเพื่อตรวจวัดการแผ่รังสีนี้อย่างแม่นยำ

และพวกมันทำให้เราเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับต้นกำเนิด และคุณสมบัติของเอกภพมากกว่าที่ประสาทสัมผัสอันจำกัดของเรา จะทำได้เพียงอย่างเดียว ท้องฟ้ายามค่ำคืนอาจดูมืดมนสำหรับเรา แต่แสงสว่างที่อยู่ที่นั่นตลอดเวลา ทำให้เรามีคำตอบสุดท้ายสำหรับความขัดแย้งของจักรวาลนี้

เมื่อแสงแดดส่องลงมายังโลก รังสีส่วนหนึ่งจะสะท้อนจากชั้นบรรยากาศ ส่วนหนึ่งจะสะท้อนบนบกและในน้ำ และบางส่วนจะสะท้อนจากน้ำแข็งและหิมะ ทำไมบริเวณเส้นศูนย์สูตรของโลกจึงร้อน แต่ขั้วโลกเหนือและใต้กลับเย็นมาก จากการวิเคราะห์ระยะทางและมุมของการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ เป็นไปไม่ได้ที่พลังงานความร้อนที่ดูดซับไว้จะแปรผันอย่างมาก

ส่วนใหญ่เกิดจากการกระทำของสนามแม่เหล็กโลก เนื่องจากเส้นแรงแม่เหล็กของทั้ง 2 ขั้วมีความหนาแน่นมาก แสดงว่าสนามแม่เหล็กมีขนาดค่อนข้างใหญ่และเส้นแรงแม่เหล็กเป็นเส้นตรงแสงเข้าสู่สนามแม่เหล็ก และกระจายไปตามเส้นแรงแม่เหล็กข้ามและชนกันได้ยาก

และมีการสะท้อนกลับที่แรงมากทำให้เกิดความร้อนน้อยมาก นอกจากนี้ยังมีกิจกรรมของมนุษย์เพียงเล็กน้อยที่ขั้วทั้ง 2 ปล่อยอนุภาคของแข็งน้อยลง โมเลกุลของก๊าซอื่นๆในอากาศน้อยลง และการกระเจิงของแสงน้อยลงโดยก๊าซ ของแข็งหรือของเหลว ดังนั้น อุณหภูมิจึงต่ำมากและในที่สุดเสาแสงปรากฏขึ้น

บทความอื่นๆที่น่าสนใจ : ทารกในครรภ์ อธิบายการเจริญเติบโตของเด็กทารกในช่วงระหว่างตั้งครรภ์