ฮับเบิลดีปฟิลด์: ภาพของความมืดที่เต็มไปด้วยดาราจักร

ในปี ค.ศ. 1995 โรเบิร์ต วิลเลียมส์ ผู้อำนวยการสถาบันที่ดูแลกล้องฮับเบิล ตัดสินใจใช้เวลาของกล้องที่ผู้อำนวยการมีสิทธิ์จัดสรรเองทำการทดลองที่หลายคนมองว่าเสี่ยงจะเสียเปล่า คือจ้องฟ้าบริเวณที่ดูว่างเปล่าที่สุดเป็นเวลานานหลายวัน โดยไม่รู้ว่าจะเห็นอะไร บางคนเตือนว่าอาจได้ภาพมืดที่ไม่มีอะไรเลย

ช่องเล็ก ๆ บนท้องฟ้า

บริเวณที่เลือกอยู่ในกลุ่มดาวหมีใหญ่ ใกล้กระบวยใหญ่ ซึ่งไม่มีดาวสว่างในทางช้างเผือก ไม่มีดาราจักรใกล้ ๆ และมองเห็นได้ตลอดเวลาจากวงโคจรของฮับเบิล ขนาดของพื้นที่เล็กมาก เทียบได้กับลูกเทนนิสที่อยู่ห่างออกไปราวหนึ่งร้อยเมตร หรือราวหนึ่งในยี่สิบสี่ล้านส่วนของท้องฟ้าทั้งหมด ระหว่างวันที่ 18 ถึง 28 ธันวาคม ค.ศ. 1995 กล้องถ่ายภาพบริเวณนี้ 342 ภาพผ่านฟิลเตอร์สี่สี แล้วนำมารวมกัน แสงที่จางเกินกว่าภาพเดียวจะเก็บได้จึงสะสมจนปรากฏขึ้น

เอกภพที่เต็มไปด้วยดาราจักร

ภาพที่เผยแพร่ในเดือนมกราคม ค.ศ. 1996 ทำให้นักดาราศาสตร์ทั่วโลกตะลึง แทบทุกจุดในภาพคือดาราจักร ราวสามพันแห่ง มีดาวฤกษ์ในทางช้างเผือกอยู่เพียงไม่กี่ดวง ดาราจักรเหล่านี้มีทุกขนาดและรูปร่าง ดาราจักรที่จางที่สุดอยู่ไกลจนแสงที่เห็นออกเดินทางมาตั้งแต่เอกภพมีอายุเพียงไม่กี่พันล้านปี

เมื่อมองไกลออกไป ก็คือมองย้อนเวลากลับไป ภาพดีปฟิลด์จึงเป็นเหมือนแกนเจาะที่ตัดผ่านประวัติศาสตร์ของเอกภพ ดาราจักรในยุคแรกมีขนาดเล็กกว่า รูปร่างไม่เป็นระเบียบ และกำลังสร้างดาวฤกษ์อย่างคึกคักกว่าดาราจักรในปัจจุบันมาก หลักฐานนี้ช่วยยืนยันว่าดาราจักรค่อย ๆ เติบโตขึ้นจากการรวมตัวกันของดาราจักรเล็ก ๆ

เมื่อคูณจำนวนดาราจักรในช่องเล็ก ๆ นี้กับพื้นที่ท้องฟ้าทั้งหมด จะได้จำนวนดาราจักรในเอกภพที่สังเกตได้นับแสนล้านแห่ง การประเมินในปัจจุบันซึ่งรวมดาราจักรที่จางเกินกว่าจะเห็นด้วยยังให้ตัวเลขที่สูงกว่านั้นอีก

มองลึกขึ้นอีก

• ฮับเบิลอัลตราดีปฟิลด์ (ค.ศ. 2003 ถึง 2004) จ้องฟ้าอีกผืนในกลุ่มดาวเตาหลอมนานกว่าสิบเอ็ดวัน พบดาราจักรราวหนึ่งหมื่นแห่ง บางแห่งมีอายุไม่ถึงพันล้านปีหลังบิกแบง
• ภาพเชิงลึกภาพแรกของกล้องเจมส์ เว็บบ์ (กรกฎาคม ค.ศ. 2022) ถ่ายกระจุกดาราจักร SMACS 0723 ใช้เวลาเพียงราว 12 ชั่วโมงครึ่ง แต่เห็นดาราจักรจางกว่าภาพดีปฟิลด์ของฮับเบิล เพราะกระจกใหญ่กว่าและเห็นในย่านอินฟราเรด แรงโน้มถ่วงของกระจุกยังทำหน้าที่เป็นเลนส์ขยายดาราจักรที่อยู่ไกลกว่าด้านหลังให้เห็นเป็นเส้นโค้ง ขนาดของภาพเทียบได้กับเม็ดทรายหนึ่งเม็ดบนปลายนิ้วเมื่อเหยียดแขนออกไปจนสุด

การตัดสินใจในปี ค.ศ. 1995 ที่หลายคนมองว่าเสี่ยง กลายเป็นหนึ่งในภาพที่สำคัญที่สุดในประวัติศาสตร์ดาราศาสตร์ และเปลี่ยนความรู้สึกของมนุษย์ต่อขนาดของเอกภพไปตลอดกาล ความมืดที่ดูว่างเปล่าระหว่างดวงดาวไม่ได้ว่างเปล่าเลย