เวลานักวิทยาศาสตร์ค้นพบแสงโบราณบนเอกภพ
เค้ารู้ได้ยังไงว่าแสงนั้นๆมีอายุเท่าไหร่ครับ

1. เค้ารู้ได้ยังไงว่าแสงนั้นๆมีอายุเท่าไหร่ครับ
การจะรู้ "อายุแสง" ที่อยู่ไกลมาก ๆ
ว่าแสงนั้น ๆ เดินทางผ่านอวกาศ
มานานเท่าใดแล้วก่อนจะมาถึงโลก  
ก็จะต้องวัดระยะทางจุดกำเนิดแสงนั้นครับ

การวัดระยะทางวัตถุที่ไกลมาก ๆ  จะใช้ 2 วิธีนี้
1. Variable Star
วัดความสว่างของ Cepheid variable stars
และ  RR Lyrae variable stars
(variable stars คือ ดาวแปรแสง)
ซึ่งดาวฤกษ์ทั้ง 2 ชนิดนี้  มีคาบการแปรแสงคงที่มาก  
ทำให้เราสามารถนำเอา absolute luminosity (ค่าส่องสว่างสัมบูรณ์)  
และ  appearent magnitude (ความสว่างปรากฏ) ของมัน
มาหาระยะทางอันแน่นอนได้ครับ
ซึ่งวิธีนี้จะแม่นยำที่สุดในการหาระยะ
ของแกแลคซี่ หรือ กระจุกดาว
ที่มีดาวฤกษ์ประเภทนี้อาศัยอยู่ ครับ

วิธีการจะเริ่มด้วยการหาค่าของช่วงเวลา
ที่ดาวแปรแสง ขึ้น และ ลง ก่อน
ว่ามีคาบเวลากี่วัน  ต่อจากนั้นก็นำไปเทียบกับ
ฐานข้อมูลของดาวแปรแสงทั้ง 2 ชนิดนั้น  
โดยเทียบว่าหากมีคาบเท่านั้นเท่านี้  
ดาวดวงนั้นจะมี Absolute magnitude เท่าใด  
เมื่อได้ครบ 2 อย่างคือทั้ง Appearent - Absolute magnitude
ก็นำไปเข้าสูตรได้เลยครับ


2. Red shift & Hubble constant
หากวัตถุนั้นอยู่ไกลมาก ๆ เช่น  กล้องโทรทรรศน์อวกาศ
ตรวจจับได้เป็นจุดแสงสีแดงหม่น ๆ  จางมาก ๆ
จะต้องใช้วิธี Doppler’s redshift ครับ
วิธีการก็คือ  จะใช้อุปกรณ์ Spectograph ของกล้องโทรทรรศน์
มาวิเคราะห์แสงสีแดงหม่น ๆ นั้น  มาดู Hydrogen spectrum
เพื่อหาความยาวคลื่นที่ Shift ออกไป  
โดยเทียบกับ Spectrum มาตรฐาน
และเมื่อได้ความยาวคลื่นที่เปลี่ยนไปแล้ว
ก็นำไปคำนวณหาความเร็วของแกแลคซี่นั้นได้เลย  จากสูตรนี้


และเมื่อได้ความเร็วจากสมการด้านบนแล้ว  
ก็นำไปหาระยะทางได้เลยจากสูตรนี้

d = V / H₀
d = ระยะทางจากโลกถึงกาแลกซี
V = ความเร็วในการถอยห่างของกาแลกซี
H₀ = ค่าคงที่ของฮับเบิล = 71 km/s/Mpc

ค่าคงตัวของ Hubble (Hubble constant) นี้  
มาจากการวิเคราะห์ของนักดาราศาสตร์ Edwin Hubble
ที่ว่า  ความเร็วในการถอยห่างจากเราของแกแลคซี่ไกลโพ้น
กับ ระยะทางของแกแลคซี่  จะเป็นกราฟเส้นตรง  
ดังนั้น  จึงสามารถกำหนดค่าคงตัวได้  
และนำไปคูณกับความเร็วของแกแลคซี่เป็นสูตรง่าย ๆ ได้ครับ


2. ปัจจุบันมนุษย์เราค้นพบศูนย์กลางของบิ๊กแบงรึยังครับ
จากทฤษฏี Big bang ปัจจุบัน
ทางดาราศาสตร์เห็นพ้องกันว่า
Big bang ไม่มีศูนย์กลางครับ
https://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/GR/centre.html
เรื่องการไม่มีศูนย์กลาง นี้
เป็นเรื่องที่เข้าใจยาก / จินตนาการยากมาตลอดครับ

ลองจินตนาการถึงขนมปังลูกเกดขนาดยักษ์
เมื่อขนมปังลูกเกดถูกอบจนพองขยายตัว
ลูกเกดจำนวนมากก็จะเลื่อนห่างจากกันตามเนื้อขนมปัง
โดยโลกเราจะอยู่ที่ลูกเกด 1  และอีกแกแลคซี่หนึ่งคือลูกเกด 2
แกแลคซี่อื่น ๆ ก็คือลูกเกด 3  4  5 ..... จนถึงพันล้าน หมื่นล้าน
เมื่อลูกเกดทั้งหมดสังเกตกันและกัน  มันจะพบว่า
ไม่มี "ศูนย์กลาง" เลย  ทั้งหมดกำลังเลื่อนห่างจากกัน

แนวคิดเป็นแบบนี้ครับ ท่าน

หากจะถามกลับว่า  ก่อนการขยายตัวมันต้องมี "จุดเริ่มต้น" สิ ?
คำอธิบายมาตรฐานก็คือ  Big bang มิใช่การระเบิด
แต่เป็นการขยายตัว (Inflation)  ดังนั้นจึงไม่ใช้แนวคิดที่ว่า
ทุกอย่างจะต้องมีศูนย์กลางครับ