วิธีวัดมวลดาราจักร
เราคำนวณน้ำหนักของกาแลคซีในจักรวาลอย่างไร
แนวคิดในการชั่งน้ำหนักดาราจักรอาจดูแปลกไปสักหน่อย – ไม่ใช่ว่าเราจะวางมันลงบนเกล็ดจักรวาลขนาดยักษ์ได้ แต่ด้วยการใช้การสังเกตที่ชาญฉลาดและสมการที่ซับซ้อน เป็นไปได้ที่จะคำนวณมวลของดาราจักรอื่นในจักรวาล
มีหลายวิธีที่จะทำ แต่วิธีหนึ่งที่นิยมคือการดูการเคลื่อนที่ในวงโคจรของดาวฤกษ์ในดาราจักร ผู้ที่อยู่ในดาราจักรมวลมากจะเคลื่อนที่เร็วกว่าดาราจักรมวลน้อยกว่า ดังนั้น การวัดความเร็วของดาราจักรจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์หาคำตอบได้ นักวิทยาศาสตร์ยังพิจารณาถึงอัตราการหมุนโดยรวมของดาราจักรเพื่อหามวล พวกเขาทำเช่นนี้โดยการวัด redshift หรือ blueshift ซึ่งเป็นปริมาณที่ด้านใดด้านหนึ่งของกาแลคซีเคลื่อนที่ออกจากหรือเข้าหาเราตามลำดับ และดูว่าแสงเคลื่อนไปที่ปลายแต่ละด้านของสเปกตรัมมากน้อยเพียงใด อีกวิธีหนึ่งเกี่ยวข้องกับการดูแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อกระจุกดาวในอวกาศโดยกาแลคซีใกล้เคียง ยิ่งแรงดึงมากเท่าไร กาแลคซีก็จะยิ่งมีมวลมากขึ้นเท่านั้น และเราสามารถใช้สิ่งนี้เพื่อประเมินว่าจริงๆ แล้วหนักแค่ไหน
อีกวิธีหนึ่งเกี่ยวข้องกับเลนส์โน้มถ่วง ซึ่งเป็นเอฟเฟกต์เลนส์ที่เกิดขึ้นเมื่อกาแลคซีผ่านหน้าวัตถุที่อยู่ห่างไกลในแนวสายตาของเรา ขึ้นอยู่กับความโน้มถ่วง (และมวล) ของดาราจักรเลนส์ สิ่งนี้สามารถสร้างเอฟเฟกต์เลนส์ขนาดใหญ่หรือเล็ก ซึ่งเป็นสิ่งที่ไอน์สไตน์ทำนายไว้และเรียกว่าวงแหวนไอน์สไตน์ อย่างไรก็ตาม เหตุการณ์เหล่านี้เกิดขึ้นได้ยากในจักรวาล ดังนั้นโอกาสที่เราจะวัดกาแลคซีด้วยวิธีนี้จึงน้อยมาก
ทางช้างเผือก
เราสามารถวัดมวลของดาราจักรอื่นได้ แต่เราจะวัดมวลของเราเองได้อย่างไร ในเมื่อมองไม่เห็นภาพใหญ่จากระยะไกล วิธีที่ดีที่สุดที่จะทำคือการวัดความเร็วและการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ในกาแลคซีของเรา แม้ว่าจะต้องอ่านค่าที่แม่นยำ คุณจะต้องวัดดาวอย่างน้อย 100,000 ดวง และอาจถึงล้านดวงเพื่อให้แน่ใจ
อีกวิธีหนึ่งในการประเมินค่าที่ดีคือการดูที่ 'ตัวติดตาม' ที่อยู่เบื้องหลังกาแลคซีของเรา สิ่งเหล่านี้คือดาวฤกษ์อันธพาลและเศษดาราจักรที่ตอนนี้เดินตามหลังเรา ความเร็วและโมเมนตัมเชิงมุมของพวกมันสามารถบอกเราได้ว่าดาราจักรของเราดึงพวกมันไปมากเพียงใด ซึ่งนั่นก็บ่งบอกถึงมวลของมัน การประมาณการล่าสุดชี้ให้เห็นว่ากาแลคซีของเรามีมวลประมาณ 960 พันล้านเท่าของดวงอาทิตย์
