จักรวาลวิทยา (จากภาษากรีกโบราณκόσμος ( cosmos) ' จักรวาล, โลก'และ-λογία (logia) ' การศึกษา' ) คือการศึกษาธรรมชาติของจักรวาลคำว่าจักรวาลวิทยาถูกใช้ครั้งแรกในภาษาอังกฤษในปี 1656 ในGlossographiaของThomas Blountโดยมีความหมายว่า "การพูดถึงโลก" ^{[ 2 ]}ในปี 1731 นักปรัชญาชาวเยอรมันChristian Wolffใช้คำว่าจักรวาลวิทยาในภาษาละติน ( cosmologia ) เพื่อหมายถึงสาขาหนึ่งของอภิปรัชญาที่เกี่ยวข้องกับธรรมชาติทั่วไปของโลกทางกายภาพ^{[ 3 ]}จักรวาลวิทยาได้รับการศึกษาโดยนักวิทยาศาสตร์ รวมถึงนักดาราศาสตร์และนักฟิสิกส์ตลอดจนนักปรัชญา เช่น นักอภิปรัชญานักปรัชญาฟิสิกส์และนักปรัชญาอวกาศและเวลา เนื่องจากมีขอบเขตร่วมกับปรัชญาทฤษฎีในจักรวาลวิทยาจึงอาจรวมถึงข้อเสนอทั้งทางวิทยาศาสตร์และไม่ใช่ทางวิทยาศาสตร์ และอาจขึ้นอยู่กับสมมติฐานที่ไม่สามารถทดสอบได้จักรวาลวิทยาทางศาสนาหรือตำนานเป็นชุดความเชื่อที่อิงจากวรรณกรรมและประเพณี เกี่ยวกับ ตำนานการสร้างโลกและ วันสิ้น โลก ในเชิงตำนาน ศาสนา และไสยศาสตร์

ในวิทยาศาสตร์ดาราศาสตร์จักรวาลวิทยาเชิงฟิสิกส์เกี่ยวข้องกับการศึกษาลำดับเวลาของจักรวาลต้นกำเนิดของจักรวาลที่สังเกตได้ โครงสร้างและพลวัตขนาดใหญ่ และชะตากรรมสุดท้ายของจักรวาลรวมถึงกฎทางฟิสิกส์ที่ควบคุมพื้นที่เหล่านี้^{[ 4 ] [ 5 ]}จักรวาลวิทยาเชิงฟิสิกส์เป็นสาขาย่อยของดาราศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับจักรวาลโดยรวม จักรวาลวิทยาเชิงฟิสิกส์สมัยใหม่ถูกครอบงำโดย ทฤษฎี บิ๊กแบงซึ่งพยายามนำดาราศาสตร์เชิงสังเกตและฟิสิกส์อนุภาค มารวมกัน ^{[ 6 ]}โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การกำหนดพารามิเตอร์มาตรฐานของบิ๊กแบงด้วยสสารมืดและพลังงานมืดซึ่งรู้จักกันในชื่อแบบจำลอง Lambda-CDM

นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์เชิงทฤษฎีDavid N. Spergelได้อธิบายจักรวาลวิทยาว่าเป็น "วิทยาศาสตร์เชิงประวัติศาสตร์" เพราะ "เมื่อเรามองออกไปในอวกาศ เราจะมองย้อนกลับไปในอดีต" เนื่องมาจากธรรมชาติที่จำกัดของ^{ความเร็ว}แสง [ ^{7 ]}

ฟิสิกส์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์มีบทบาทสำคัญในการกำหนดความเข้าใจของเราเกี่ยวกับจักรวาลผ่านการสังเกตและการทดลองทางวิทยาศาสตร์ จักรวาลวิทยาเชิงฟิสิกส์ได้รับการกำหนดขึ้นผ่านทั้งคณิตศาสตร์และการสังเกตในการวิเคราะห์จักรวาลทั้งหมด โดยทั่วไปแล้วเข้าใจกันว่าจักรวาลเริ่มต้นด้วยบิ๊กแบงตามมาด้วยการขยายตัวของจักรวาล เกือบจะในทันที ซึ่ง เป็นการขยายตัวของอวกาศที่เชื่อกันว่าจักรวาลถือกำเนิดขึ้นเมื่อ13.799 ± 0.021 พันล้านปีก่อน^{[ 8 ]}จักรวาลวิทยาศึกษาต้นกำเนิดของจักรวาล และจักรวาลวิทยาทำแผนที่ลักษณะของจักรวาล

ในสารานุกรมของดีเดอโรต์จักรวาลวิทยาถูกแบ่งออกเป็นยูราโนโลยี (วิทยาศาสตร์แห่งท้องฟ้า) แอโรโลยี (วิทยาศาสตร์แห่งอากาศ) ธรณีวิทยา (วิทยาศาสตร์แห่งทวีป) และอุทกวิทยา (วิทยาศาสตร์แห่งน้ำ) ^{[ 9 ]}

จักรวาลวิทยาเชิงอภิปรัชญายังได้รับการอธิบายว่าเป็นการวางตำแหน่งของมนุษย์ในจักรวาลโดยสัมพันธ์กับสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ทั้งหมด ตัวอย่างเช่น ข้อสังเกตของ มาร์คัส ออเรลิอุสเกี่ยวกับตำแหน่งของมนุษย์ในความสัมพันธ์นั้น: "ผู้ที่ไม่รู้ว่าโลกคืออะไรก็ไม่รู้ว่าตนเองอยู่ที่ไหน และผู้ที่ไม่รู้ว่าโลกมีอยู่เพื่อจุดประสงค์อะไรก็ไม่รู้ว่าตนเองเป็นใครและไม่รู้ว่าโลกคืออะไร" ^{[ 10 ]}

จักรวาลวิทยาเชิงฟิสิกส์เป็นสาขาหนึ่งของฟิสิกส์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่ศึกษาเกี่ยวกับต้นกำเนิดและวิวัฒนาการทางกายภาพของจักรวาล รวมถึงการศึกษาธรรมชาติของจักรวาลในระดับใหญ่ ในรูปแบบแรกเริ่มนั้น คือสิ่งที่ปัจจุบันเรียกว่า " กลศาสตร์ท้องฟ้า " ซึ่งเป็นการศึกษาเกี่ยวกับท้องฟ้านักปรัชญากรีกอย่างอริสตาร์คัสแห่งซามอสอริสโตเติลและปโตเลมีได้เสนอทฤษฎีจักรวาลวิทยาที่แตกต่างกันระบบจักรวาลแบบโลกเป็นศูนย์กลาง ของปโตเลมี เป็นทฤษฎีที่แพร่หลายจนกระทั่งศตวรรษที่ 16 เมื่อนิโคลาอุส โคเปอร์นิคัสและต่อมาโยฮันเนส เคป เลอร์ และกาลิเลโอ กาลิเลอีได้เสนอ ระบบจักรวาลแบบดวง อาทิตย์เป็นศูนย์กลางนี่เป็นหนึ่งในตัวอย่างที่โด่งดังที่สุดของการเปลี่ยนแปลงทางญาณวิทยาในจักรวาลวิทยาเชิง ฟิสิกส์

หนังสือ Principia Mathematicaของไอแซค นิวตันซึ่งตีพิมพ์ในปี 1687 เป็นคำอธิบายแรกของกฎแรงโน้มถ่วงสากล หนังสือเล่มนี้ให้กลไกทางกายภาพสำหรับกฎของเคปเลอร์และยังช่วยไขความผิดปกติในระบบก่อนหน้านี้ที่เกิดจากปฏิสัมพันธ์ทางแรงโน้มถ่วงระหว่างดาวเคราะห์ได้อีกด้วย ความแตกต่างพื้นฐานระหว่างจักรวาลวิทยาของนิวตันกับจักรวาลวิทยาก่อนหน้านั้นคือหลักการของโคเปอร์นิคัสซึ่งกล่าวว่าวัตถุบนโลกปฏิบัติตามกฎทางกายภาพ เดียวกัน กับวัตถุบนท้องฟ้าทั้งหมด นี่เป็นความก้าวหน้าทางปรัชญาที่สำคัญในจักรวาลวิทยาเชิงฟิสิกส์

ในศตวรรษที่ 19 ปรากฏปรากฏการณ์ขัดแย้งทางจักรวาลวิทยาต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับแรงโน้มถ่วงของนิวตัน รวมถึงปรากฏการณ์ขัดแย้งของโอลเบอร์ส (ทำไมท้องฟ้าจึงมืด?) ปรากฏการณ์ขัดแย้งของเบนท์ลีย์-ซีลิเกอร์ (ทำไมแรงโน้มถ่วงจึงไม่ทำให้จักรวาลยุบตัว?) และปรากฏการณ์ขัดแย้งของความร้อน (ทำไมจักรวาลจึงยังไม่ถึงสมดุลทางความร้อน ?) ทั้งสามปรากฏการณ์นี้บ่งชี้ว่าจักรวาลไม่ได้มีขนาดอนันต์^{[ 11 ]}

โดยทั่วไปถือว่าจักรวาลวิทยาทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่เริ่มต้นขึ้นในปี 1917 ด้วยการตีพิมพ์ผลงานการปรับปรุงทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ครั้งสุดท้ายของ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ในบทความเรื่อง "ข้อพิจารณาทางจักรวาลวิทยาของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป" ^{[ 12 ]} (แม้ว่าบทความนี้จะไม่แพร่หลายนอกประเทศเยอรมนีจนกระทั่งสิ้นสุดสงครามโลกครั้งที่ 1 ) ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปกระตุ้นให้นักจักรวาลวิทยาเช่นวิลเลม เดอ ซิตเตอร์ , คาร์ล ชวาร์ซชิลด์และอาร์เธอร์ เอดดิงตันสำรวจผลกระทบทางดาราศาสตร์ ซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถของนักดาราศาสตร์ในการศึกษาวัตถุที่อยู่ไกลมาก นักฟิสิกส์เริ่มเปลี่ยนสมมติฐานที่ว่าจักรวาลคงที่และไม่เปลี่ยนแปลง ในปี 1922 อเล็กซานเดอร์ ฟรีดมันน์ได้นำเสนอแนวคิดของจักรวาลที่กำลังขยายตัวซึ่งมีสสารเคลื่อนที่อยู่

ควบคู่ไปกับแนวทางแบบไดนามิกนี้ในการศึกษาจักรวาลวิทยา การถกเถียงที่มีมายาวนานเกี่ยวกับโครงสร้างของจักรวาลก็ถึงจุดสูงสุด – การถกเถียงครั้งใหญ่ (ค.ศ. 1917 ถึง 1922) – โดยนักจักรวาลวิทยายุคแรก เช่นเฮเบอร์ เคอร์ติสและเอิร์นสต์ โอปิกได้สรุปว่าเนบิวลา บางส่วน ที่เห็นในกล้องโทรทรรศน์เป็นกาแล็กซีที่แยกจากกันซึ่งอยู่ไกลออกไปจากกาแล็กซีของเรา^{[ 13 ]}ในขณะที่เฮเบอร์ เคอร์ติส สนับสนุนแนวคิดที่ว่าเนบิวลาเกลียวเป็นระบบดาวฤกษ์ในตัวของมันเองในฐานะจักรวาลเกาะ นักดาราศาสตร์ฮาร์โลว์ แชปลีย์ จากเมาท์วิลสัน สนับสนุนแบบจำลองของจักรวาลที่ประกอบด้วยระบบดาวฤกษ์ทางช้างเผือก เท่านั้น ความแตกต่างทางความคิดนี้ถึงจุดสูงสุดด้วยการจัดการอภิปรายครั้งใหญ่เมื่อวันที่ 26 เมษายน พ.ศ. 2463 ในการประชุมของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติ สหรัฐอเมริกา ที่กรุงวอชิงตัน ดี.ซี.การอภิปรายยุติลงเมื่อเอ็ดวิน ฮับเบิลตรวจพบดาวแปรแสงเซเฟอิดในกาแล็กซีแอนโดรเมดาในปี พ.ศ. 2466 และ พ.ศ. 2467 ^{[ 14 ] [ 15 ]}ระยะทางของดาวแปรแสงเหล่านี้ทำให้สามารถระบุเนบิวลาเกลียวที่อยู่ไกลออกไปจากขอบของทางช้างเผือกได้

การสร้างแบบจำลองจักรวาลในเวลาต่อมาได้สำรวจความเป็นไปได้ที่ค่าคงที่จักรวาลวิทยาซึ่งไอน์สไตน์นำเสนอในบทความปี 1917 อาจส่งผลให้จักรวาลขยายตัว ขึ้นอยู่กับค่าของมัน ดังนั้น แบบ จำลองบิ๊กแบงจึงถูกเสนอโดยบาทหลวงชาวเบลเยียมGeorges Lemaîtreในปี 1927 ^{[ 16 ]}ซึ่งต่อมาได้รับการยืนยันโดย การค้นพบ การเลื่อนแดงของEdwin Hubbleในปี 1929 ^{[ 17 ]}และต่อมาโดยการค้นพบรังสีพื้นหลังไมโครเวฟของจักรวาลโดยArno PenziasและRobert Woodrow Wilsonในปี 1964 ^{[ 18 ]}การค้นพบเหล่านี้เป็นก้าวแรกในการตัดความเป็นไปได้ของจักรวาลวิทยาทางเลือกอื่น ๆ ออก ไป

ตั้งแต่ราวปี 1990 ความก้าวหน้าครั้งสำคัญหลายประการในจักรวาลวิทยาเชิงสังเกตการณ์ได้เปลี่ยนจักรวาลวิทยาจากวิทยาศาสตร์ที่คาดเดาเป็นส่วนใหญ่ไปสู่วิทยาศาสตร์เชิงทำนายที่มีความสอดคล้องกันอย่างแม่นยำระหว่างทฤษฎีและการสังเกต ความก้าวหน้าเหล่านี้รวมถึงการสังเกตพื้นหลังไมโครเวฟจากดาวเทียม^{COBE [} 19 ] ^{WMAP [} 20 ^{]และดาวเทียม} Planck [ 21 ^{]การสำรวจ}การเลื่อนแดงของกาแล็กซีขนาดใหญ่ครั้งใหม่รวมถึง2dfGRSและSDSS [ ^{22 ]}และการสังเกตซูเปอร์โนวาที่อยู่ไกลออกไป^และการเลนส์โน้มถ่วงการสังเกตเหล่านี้ตรงกับการทำนายของ ทฤษฎี การขยายตัวของจักรวาล ทฤษฎี บิ๊กแบงที่ได้รับการแก้ไขและเวอร์ชันเฉพาะที่รู้จักกันในชื่อ แบบจำลอง Lambda-CDMสิ่งนี้ทำให้หลายคนเรียกยุคสมัยใหม่ว่า "ยุคทองของจักรวาลวิทยา" ^{[ 23 ]}

ในปี 2014 คณะทำงาน BICEP2 อ้างว่าพวกเขาตรวจพบร่องรอยของคลื่นความโน้มถ่วงในพื้นหลังไมโครเวฟของจักรวาลอย่างไรก็ตาม ต่อมาพบว่าผลลัพธ์นี้เป็นของปลอม หลักฐานที่อ้างว่าเป็นคลื่นความโน้มถ่วงนั้นแท้จริงแล้วเกิดจากฝุ่นระหว่างดาว^{[ 24 ] [ 25 ]}

เมื่อวันที่ 1 ธันวาคม พ.ศ. 2557 ใน การประชุม Planck 2014ที่เมืองเฟอร์ราราประเทศอิตาลีนักดาราศาสตร์รายงานว่าจักรวาลมีอายุ13.8 พันล้านปีและประกอบด้วยสสารอะตอม 4.9% สสารมืด 26.6% และพลังงานมืด 68.5 % ^{[ 26 ]}

จักรวาลวิทยา ทางศาสนาหรือตำนานเป็นชุดความเชื่อที่อิงจากวรรณกรรมและประเพณีการสร้างโลกและวันสิ้นโลกในตำนานศาสนา และ ไสยศาสตร์ ในอดีต จักรวาลวิทยาทางศาสนาและตำนานได้ผสมผสานกับความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์และปรัชญา แต่จักรวาลวิทยาทางวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันได้ท้าทายจักรวาลวิทยาทางศาสนาในหลายแง่มุม^{[ 27 ]}โดยทั่วไป จักรวาลวิทยาทางวิทยาศาสตร์มีพื้นฐานมาจากหลักฐานเชิงประจักษ์และการสังเกต ในขณะที่จักรวาลวิทยาทางศาสนาและตำนานอาศัยข้อโต้แย้งที่โน้มน้าวใจจากศาสดา นักปรัชญา หรือนักคณิตศาสตร์^{[ 28 ] : 96}

จักรวาลวิทยาเกี่ยวข้องกับโลกในฐานะที่เป็นทั้งหมดของอวกาศ เวลา และปรากฏการณ์ทั้งหมด ในทางประวัติศาสตร์ จักรวาลวิทยามีขอบเขตที่ค่อนข้างกว้าง และในหลายกรณีก็พบได้ในศาสนา^{[ 29 ]}คำถามบางข้อเกี่ยวกับจักรวาลอยู่นอกเหนือขอบเขตของการสอบสวนทางวิทยาศาสตร์ แต่ยังคงสามารถตั้งคำถามได้โดยการอ้างอิงถึงแนวทางปรัชญาอื่นๆ เช่นตรรกศาสตร์คำถามบางข้อที่รวมอยู่ในความพยายามนอกเหนือวิทยาศาสตร์อาจรวมถึง: ^{[ 30 ] [ 31 ]}

• จักรวาลมีต้นกำเนิดมาจากอะไร? สาเหตุแรกของมันคืออะไร (ถ้ามี)? การดำรงอยู่ของมันจำเป็นหรือไม่? (ดูเอกนิยม , เทวนิยม , การแผ่ขยายและการสร้างโลก )
• องค์ประกอบทางวัตถุขั้นพื้นฐานที่สุดของจักรวาลคืออะไร? (ดูกลไก , พลวัต , ไฮโลมอร์ฟิซึม , อะตอมนิยม )
• เหตุผลสูงสุด (ถ้ามี) ของการดำรงอยู่ของจักรวาลคืออะไร? จักรวาลมีจุดประสงค์หรือไม่? (ดูเรื่องเทเลโอโลยี )
• การมีอยู่ของจิตสำนึกมีบทบาทต่อการมีอยู่ของความเป็นจริงหรือไม่? เราทราบสิ่งที่เราทราบเกี่ยวกับจักรวาลทั้งหมดได้อย่างไร? การให้เหตุผลทางจักรวาลวิทยาเปิดเผยความจริงทางอภิปรัชญาหรือไม่? (ดูญาณวิทยา )

ชาร์ลส์ คาห์น นักประวัติศาสตร์ปรัชญา ระบุว่าต้นกำเนิดของจักรวาลวิทยากรีกโบราณมาจากอนาซิแมนเดอร์^{[ 32 ]}

หมายเหตุในตาราง: คำว่า "สถิต" หมายถึง ไม่ขยายตัวและไม่หดตัว สัญลักษณ์G แทน ค่าคงที่ความโน้มถ่วงของนิวตันและ Λ (แลมบ์ดา) คือค่าคงที่ทางจักรวาลวิทยา

• แบรกก์, เมลวิน (2023). "รูปร่างของจักรวาล" . bbc.co.uk . บีบีซี. สืบค้นเมื่อ23 พฤษภาคม 2023 . เมลวิน แบรกก์ อภิปรายเกี่ยวกับรูปร่าง ขนาด และโทโพโลยีของจักรวาล และตรวจสอบทฤษฎีเกี่ยวกับการขยายตัวของมัน หากมันมีขนาดเป็นอนันต์อยู่แล้ว มันจะใหญ่ขึ้นได้อย่างไร? และแท้จริงแล้วมีเพียงหนึ่งเดียวหรือไม่?
• " การเดินทางในจักรวาล: ประวัติศาสตร์ของจักรวาลวิทยาเชิงวิทยาศาสตร์" history.aip.org สถาบันฟิสิกส์แห่งอเมริกา 2023 สืบค้นเมื่อ23 พฤษภาคม 2023 ประวัติศาสตร์ของจักรวาลวิทยาเป็นเรื่องราวอันยิ่งใหญ่ของการค้นพบ ตั้งแต่ดาราศาสตร์กรีกโบราณจนถึงกล้องโทรทัศน์อวกาศ
• โดเดลสัน, สก็อตต์; ชมิดต์, ฟาเบียน (2020). จักรวาลวิทยาสมัยใหม่ ฉบับที่ 2.สำนักพิมพ์ Academic Press. ISBN 978-0128159484.
• ชาร์ลส์ คาห์น. 1994. อนาซิแมนเดอร์และต้นกำเนิดของจักรวาลวิทยาของกรีก . อินเดียนาโพลิส: แฮ็กเก็ตต์.
• " Genesis, การค้นหาต้นกำเนิด บทสรุปภารกิจ" genesismission.jpl.nasa.gov NASA , ห้องปฏิบัติการเจ็ทโพรพัลชัน, สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย ธันวาคม 2017 สืบค้นเมื่อ23 พฤษภาคม 2023 เมื่อประมาณ 4.6 พันล้านปีก่อน เนบิวลาสุริยะได้เปลี่ยนไปเป็นระบบสุริยะในปัจจุบัน เพื่อที่จะสร้างแบบจำลองทางเคมีของกระบวนการที่ขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงนั้น เราต้องการตัวอย่างของเนบิวลาเดิมเพื่อใช้เป็นฐานในการติดตามการเปลี่ยนแปลง
• Lyth, David (12 ธันวาคม 1993). "บทนำสู่จักรวาลวิทยา". arXiv : astro-ph/9312022 . บันทึกเหล่านี้เป็นบทนำสู่จักรวาลวิทยา โดยเน้นเป็นพิเศษที่โครงสร้างขนาดใหญ่ ความไม่สมมาตรของ CMB และภาวะเงินเฟ้อเอกสารประกอบการบรรยายในหลักสูตรภาคฤดูร้อนด้านฟิสิกส์พลังงานสูงและจักรวาลวิทยา ICTP (ตรีเอสเต) ปี 1993 จำนวน 60 หน้า พร้อมภาพประกอบ 5 ภาพ
• "ฐานข้อมูลวัตถุนอกกาแล็กซีของ NASA/IPAC (NED)" . ned.ipac.caltech.edu . NASA. 2023 . สืบค้นเมื่อ23 พฤษภาคม 2023 . ไฮไลท์การเผยแพร่เดือนเมษายน 2023 การอัปเดตฐานข้อมูล
  • "ฐานข้อมูลกาแล็กซีนอกระบบของ NASA/IPAC (NED)" . ned.ipac.caltech.edu . NASA. 2020 . สืบค้นเมื่อ23 พฤษภาคม 2023 . NED-D: รายชื่อหลักของระยะทางกาแล็กซีนอกระบบที่ไม่ขึ้นกับค่าเรดชิฟต์
• ศูนย์โซเฟียศูนย์โซเฟียเพื่อการศึกษาจักรวาลวิทยาในวัฒนธรรม มหาวิทยาลัยเวลส์ ทรินิตี้ เซนต์เดวิด

Wikiquote มีคำคมที่เกี่ยวข้องกับจักรวาลวิทยา

ค้นหาคำว่า "จักรวาลวิทยา"ในวิกิพีเดีย ซึ่งเป็นพจนานุกรมเสรี

• Choquet-Bruhat, Yvonne (2014). บทนำสู่ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป หลุมดำ และจักรวาลวิทยาสำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟ อร์ ด ISBN 9780191936500.
• การบรรยายเรื่องจักรวาลวิทยา โดย เดวิด ตอง
• ไรท์, เอ็ดเวิร์ด แอล. (24 พฤษภาคม 2013). "คำถามที่พบบ่อยในจักรวาลวิทยา" . ลอสแอนเจลิส: แผนกดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ลอสแอนเจลิส .