ทฤษฎีบิกแบง (Big Bang Theory) เป็นทฤษฎีที่อธิบายถึงกำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล ว่าจักรวาลเริ่มต้นจากจุดเล็กๆ ร้อนและหนาแน่นมาก เมื่อจุดเล็กๆ นี้ระเบิดออก จักรวาลก็ขยายตัวและเย็นตัวลงเรื่อยๆ จนถึงปัจจุบัน
ทฤษฎีบิกแบงได้รับการเสนอขึ้นครั้งแรกในปี ค.ศ. 1927 โดยนักฟิสิกส์ชาวเบลเยียมชื่อ ฌอร์ฌ เลอแม็ทร์ (Georges Lemaître) ทฤษฎีนี้ได้รับการสนับสนุนจากหลักฐานมากมาย เช่น การสังเกตการณ์การขยายตัวของจักรวาล รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล และองค์ประกอบของธาตุในจักรวาล
การขยายตัวของจักรวาล
หลักฐานที่สนับสนุนทฤษฎีบิกแบงประการหนึ่งคือ การสังเกตการณ์การขยายตัวของจักรวาล นักดาราศาสตร์พบว่าทุกกาแล็กซีกำลังเคลื่อนที่ออกจากเรา และความเร็วในการเคลื่อนที่นั้นยิ่งมากขึ้นเรื่อยๆ สอดคล้องกับทฤษฎีบิกแบงที่ว่าจักรวาลกำลังขยายตัว
ในปี ค.ศ. 1929 เอ็ดวิน ฮับเบิล (Edwin Hubble) นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน ได้ค้นพบว่ากาแล็กซีที่อยู่ไกลออกไปจะมีความเร็วในการเคลื่อนที่ออกจากเรามากขึ้นเรื่อยๆ ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วในการเคลื่อนที่ของกาแล็กซีกับระยะทางจากเราเรียกว่า กฎฮับเบิล (Hubble’s Law)
รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล
หลักฐานที่สนับสนุนทฤษฎีบิกแบงประการที่สองคือ รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาลเป็นคลื่นความโน้มถ่วงที่แผ่ออกมาจากยุคแรกเริ่มของจักรวาล จากการสังเกตการณ์พบว่ารังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาลมีอุณหภูมิที่สม่ำเสมอทั่วทั้งจักรวาล ซึ่งสอดคล้องกับทฤษฎีบิกแบงที่ว่าจักรวาลเริ่มต้นจากจุดเล็กๆ ร้อนและหนาแน่นมาก
ในปี ค.ศ. 1964 อาร์โน เพ็นซิแอส (Arno Penzias) และโรเบิร์ต วูลฟ์ (Robert Wilson) นักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน ได้ค้นพบรังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล จากการค้นพบนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าทฤษฎีบิกแบงเป็นทฤษฎีที่ถูกต้อง
องค์ประกอบของธาตุในจักรวาล
หลักฐานที่สนับสนุนทฤษฎีบิกแบงประการที่สามคือ องค์ประกอบของธาตุในจักรวาล พบว่าธาตุไฮโดรเจนและฮีเลียมเป็นธาตุที่พบมากที่สุดในจักรวาล ซึ่งสอดคล้องกับทฤษฎีบิกแบงที่ว่าธาตุเหล่านี้ก่อตัวขึ้นในช่วงแรกเริ่มของจักรวาล
ในช่วงแรกเริ่มของจักรวาล จักรวาลมีอุณหภูมิและความดันที่สูงมาก อะตอมจึงไม่สามารถก่อตัวขึ้นได้ ธาตุที่พบมากที่สุดในช่วงแรกเริ่มของจักรวาลจึงเป็นธาตุที่ประกอบด้วยอนุภาคเพียงสองชนิด เช่น โปรตอนและนิวตรอน ซึ่งก็คือธาตุไฮโดรเจนและฮีเลียม
เมื่อจักรวาลเย็นตัวลง อะตอมก็เริ่มก่อตัวขึ้น ธาตุไฮโดรเจนและฮีเลียมจึงยังคงเป็นธาตุที่พบมากที่สุดในจักรวาลจนถึงปัจจุบัน
ข้อจำกัดของทฤษฎีบิกแบง
ทฤษฎีบิกแบงได้รับการยอมรับกันมากที่สุดในปัจจุบัน แต่ก็ยังเหลือคำถามมากมายที่ต้องหาคำตอบ เช่น
- อะไรคือสาเหตุที่ทำให้จุดเล็กๆ ร้อนและหนาแน่นมากเกิดการระเบิด
- จักรวาลมีขอบเขตหรือไม่
- จักรวาลจะขยายตัวไปเรื่อยๆ หรือจะยุบตัวลงในที่สุด
นักวิทยาศาสตร์ยังคงศึกษาและค้นคว้าเกี่ยวกับกำเนิดจักรวาลต่อไป เพื่อไขปริศนาอันยิ่งใหญ่นี้
