ปริศนานี้รู้จักกันในชื่อปฏิทรรศน์ของโอลเบอร์ส หรือ Paradox of Olbers ซึ่งตั้งข้อสงสัยว่าหากเอกภพเต็มไปด้วยดาวในทุกทิศทุกทาง ท้องฟ้ายามค่ำคืนควรจะสว่างไปทั่ว เหมือนกับช่วงเวลากลางวัน แต่ในความเป็นจริง ท้องฟ้ากลับมืดและเห็นเพียงดวงดาวเป็นจุด ๆ บนท้องฟ้า ทำไมถึงเป็นเช่นนั้น แล้วมันเกี่ยวข้องกับทฤษฎีบิ๊กแบงอย่างไร ?

ปฏิทรรศน์ของโอลเบอร์ส หรือ Paradox of Olbers ได้รับการตั้งชื่อตามไฮน์ริช วิลเฮล์ม โอลเบอร์ส (Heinrich Wilhelm Olbers) แพทย์และนักดาราศาสตร์ชาวเยอรมัน ผู้ตั้งข้อสังเกตนี้ในปี 1823 แต่ก็ใช่ว่าในอดีตจะไม่เคยมีใครสงสัยถึงข้อสังเกตนี้เลย มีการค้นพบว่าในอดีตมีการตั้งข้อสังเกตนี้ตั้งแต่ศตวรรษที่ 17 โดย โยฮันเนส เคปเลอร์ (Johannes Kepler) โดยเขาได้ตั้งข้อสังเกตนี้และได้ตั้งข้อสันนิษฐานว่าที่เป็นเช่นนี้ก็เพราะว่าเอกภพนั้นมีขอบเขตที่จำกัดทำให้ดวงดาวที่อยู่ในเอกภพมีอยู่จำกัด

ภาพถ่าย Hubble ultra deep field สุดโด่งดังที่มอบเข้าไปในจุดที่มืดที่สุดบนท้องฟ้าก็ยังคงเห็นดวงดาวและดาราจักรอยู่ที่นั้น

ปริศนานี้ได้รับการพูดถึงเป็นวงกว้าง เพราะในเมื่อเราบอกว่าเอกภพเป็นพื้นที่ที่กว้างใหญ่ไพศาลไม่มีที่สิ้นสุด และไม่ว่าเราจะมองไปในจุดใดก็ตามในเอกภพเราก็พบแต่ดวงดาวหรือเทหวัตถุอยู่เต็มไปหมด เช่น ภาพถ่าย Hubble’s eXtreme Deep Field ที่มองเข้าไปในตำแหน่งที่มืดที่สุดในตำแหน่งหนึ่งบนท้องฟ้า ซึ่งเมื่อกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลได้มองเข้าไปแล้วก็ยังพบกับดวงดาวและดาราจักรหลากหลายกลุ่มกระจายอยู่เต็มบริเวณ ดังนั้นหากเราอนุมานว่าเอกภพมีพื้นที่ที่ไม่จำกัด ดวงดาวในเอกภพย่อมมีไม่จำกัด ดังนั้นดวงดาวก็ควรจะกระจายตัวเต็มท้องฟ้า และเราก็ควรจะเห็นท้องฟ้าที่เต็มไปด้วยดวงดาวไม่ใช่ท้องฟ้าที่มืดมิดเช่นนี้

ภาพเปรียบเทียบตำแหน่งของภาพถ่าย Hubble deep fields ที่ถ่ายเข้าไปที่ตำแหน่งที่มืดมิดที่สุดบนท้องฟ้า

หนึ่งในข้อโต้แย้งแรก ๆ คือ ค่าความสว่างที่ปลดปล่อยจากดวงดาวนั้นจะลดลงตามระยะทางกำลังสอง ทำให้ความสว่างของดวงดาวนั้นจางลงมากจนแทบไม่สามารถมองเห็นได้ แต่ถึงกระนั้นตามคำอนุมานของเราที่กล่าวว่าเอกภพมีพื้นที่ที่ไม่จำกัด ดวงดาวย่อมมีจำนวนเป็นอนันต์ ต่อให้แสงสว่างลดลงแต่จำนวนของดวงดาวที่มีเป็นอนันต์ก็ควรจะมาเติมเต็มท้องฟ้าให้ยังคงสว่างได้อยู่ดี

แล้วคำตอบของปริศนานี้คืออะไร ? คำตอบนั้นก็คือทฤษฎีบิ๊กแบงนั่นเอง แล้วคำตอบของปริศนานี้เกี่ยวข้องอย่างไรกับทฤษฎีบิ๊กแบง

ภาพถ่ายท้องฟ้ายามค่ำคืนจาก Mauro H Mathias

ทฤษฎีบิ๊กแบงอธิบายว่าเอกภพมีจุดกำเนิดขึ้นเมื่อ 13,800 ล้านปีก่อน ซึ่งหมายความว่าเอกภพของเรามีขอบเขตเวลาที่จำกัดเมื่อเทียบกับทฤษฎีพื้นที่ไม่มีขีดจำกัด อีกทั้งการขยายตัวของเอกภพนั้นขยายตัวเร็วกว่าแสง หมายความว่าแสงที่เดินทางจากดาวดวงหนึ่งที่อยู่ห่างไกลมาก ๆ อาจไม่สามารถเดินทางมาถึงดวงตาของเราได้เนื่องจากว่าระยะทางที่แสงต้องเคลื่อนที่นั้นเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ อย่างต่อเนื่องจนมันไม่สามารถเดินทางมาถึงดวงตาของเราได้ และจุดที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งคือ ดวงดาวทุกดวงมีอายุขัยของมัน เมื่อระยะเวลาผ่านไประยะหนึ่งดวงดาวจะหมดอายุขัยลง แสงที่เปล่งออกมาจากดวงดาวในอดีตก็หายไปแล้วในปัจจุบัน ยังไม่รวมปรากฏการณ์ที่แสงถูกยืดความยาวคลื่นออกไปในย่านสีแดงหรือปรากฏการณ์ Red Shift ที่เกิดจากเอกภพขยายตัวที่ทำให้พลังงานของแสงลดลงจนอาจจะกลายเป็นย่านคลื่นประเภทอื่นที่ดวงตาของเรามองไม่เห็น

และด้วยเหตุผลทั้งหมดที่กล่าวมาจากการศึกษาวิวัฒนาการของเอกภพก็ทำให้เราสามารถเข้าใจได้ว่าแม้บนท้องฟ้าจะมีดวงดาวอยู่มากมาย แต่กลางคืนบนโลกและดาวดวงอื่น ๆ ก็จะยังคงมืดสนิทอยู่ดี

เรียบเรียงโดย จิรสิน อัศวกุล
พิสูจน์อักษร ศุภกิจ พัฒนพิฑูรย์

🎧 อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

ทำไม ? “ท้องฟ้า” ยามค่ำคืน ถึงยังคงมืดอยู่ทั้งที่มีดวงดาวอยู่เต็มท้องฟ้า