วันอังคารที่ 16 มกราคม พ.ศ. 2561

เอกภพ

เอกภพ(Universe)

ผลการค้นหารูปภาพสำหรับ เอกภพ

เอกภพ (Universe) หรือ จักรวาล หมายถึงทั้งหมดทุกสรรพสิ่ง นักดาราศาสตร์พยายามศึกษาว่า เอกภพกว้างใหญ่เพียงใด มีกาแล็กซีอยู่จำนวนเท่าใด ปัจจุบันเราทราบว่า กาแล็กซีไม่ได้กระจายตัวกันในเอกภพ หากแต่อยู่รวมกลุ่มเป็นกระจุก กระจุกกาแล็กซีทั้งหลายกำลังเคลื่อนที่ออกจากโลกในทุกทิศทาง แสดงว่า เอกภพกำลังขายตัว  นักดาราศาสตร์ศึกษาอัตราการขยายตัวของเอกภพโดยใช้กฏของฮับเบิล แล้วคำนวณย้อนกลับพบว่า เอกภพมีอายุประมาณ 13,000 ล้านปี ซึ่งอธิบายโดยใช้ทฤษฎีบิกแบง

เอกภพวิทยาในอดีต


1.แบบจำลองเอกภพของชาวสุเมเรียนและแบบจำลองเอกภพของชาวบาบิโลน
ผลการค้นหารูปภาพสำหรับ แบบจำลองเอกภพของชาวสุเมเรียนและแบบจำลองเอกภพของชาวบาบิโลน

  7,000ปีก่อนคริสต์ศักราช ชาวสุเมเรียนบันทึกด้วยอักษร"คูนิฟอร์ม"ว่าโลกแบนอยู่กับที่และเป็นศูนย์กลางของการเคลื่อนที่ทั้งหมด ตามความเชื่อที่ว่า"เทพเจ้าปกครองโลก" เอกภพของชาวสุเมเรียนคือท้องฟ้า 
  2,000 ถึง 500 ปีก่อนคริสต์ศักราช ชาวบาบิโลเนียนได้จดบันทึกการเคลื่อนที่ของดวงดาวและได้จัดทำแค็ตตาล็อกดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ ทำให้ชาวบาบิโลเนียนทำนายการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ ดวงจันทร์ ดวงอาทิตย์ และการเปลี่ยนแปลงฤดูกาลบนโลกบนโลกได้อย่างถูกต้องและแม่นยำ
***ทั้งชาวสุเมเรียนและชาวบาบิโลเนียนเชื่อว่าเอกภพคือท้องฟ้า

2.แบบจำลองเอกภพของกรีก
รูปภาพที่เกี่ยวข้อง

เป็นชนกลุ่มแรกที่ริเริ่มใช้คำว่า"cosmology"มีความหมายว่าเอกภพวิทยา 
      แนวคิดที่สำคัญ
        -อาริสโตเติล เสนอว่า โลกมีทรงกลม
        -อาริสตาร์คัส แห่งซามอส บุคคลแรกในประวัติศาสตร์ที่ระบุว่าโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์โดยดวงอาทิตย์เป็นจุดศูนย์กลาง และโลกจะโคจรครบ1รอบ ในเวลา1ปี
        -ทอเลมี เชื่อว่าโลกแบน ส่วนดาวฤกษ์โคจรรอบโลกรอบละ1วัน และอยู่ไกลจากโลกมาก

3.แบบจำลองเอกภพของเคพเลอร์

ทิโค บราห์ ไม่เชื่อว่าดาวเคราะห์เคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์เป็นวงกลม เขาได้มอบผลงานทั้งหมดให้ โยฮันเนส เคพเลอร์ เคพเลอร์ได้บันทึกตำแหล่งและจำลองการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ที่อธิบายได้ว่าดาวเคราะห์จะโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นวงรี โดยมีดวงอาทิตย์อยู่ที่โฟกัสจุดหนังที่จุดโฟกัสจุดหนึ่งของวงโคจรรูปวงรีนั้น กลายเป็นกฎเคลื่อนที่ 3 ข้อ

4.แบบจำลองเอกภพของกาลิเลโอ
ผลการค้นหารูปภาพสำหรับ แบบจำลองเอกภพของกาลิเลโอ

กาลิเลโอ กาลิเลอี (Galileo Galilei) ได้นำกล้องส่องทางไกลซึ่งประดิษฐ์คิดค้นโดยชาวฮอลแลนด์ มาประยุกต์สร้างขึ้นเป็นกล้องโทรทรรศน์ชนิดหักเหแสงเพื่อใช้ส่องดูวัตถุท้องฟ้า กาลิเลโอพบว่า พื้นผิวของดวงจันทร์เต็มไปด้วยหลุมขรุขระ พื้นผิวของดวงอาทิตย์มีจุด (Sunspots) และมิได้เป็นทรงกลมที่สมบูรณ์ นอกจากนั้นกาลิเลโอพบว่าดาวพฤหัสบดีมีดวงจันทร์บริวาร 4 ดวง และสรุปว่า ดวงจันทร์ทั้งสี่มิได้โคจรรอบโลกแต่โคจรรอบดาวพฤหัสบดี สิ่งที่กาลิเลโอค้นพบขัดแย้งกับคำสอนของอริสโตเติลที่ว่า โลกคือศูนย์กลางของจักรวาล วัตถุท้องฟ้าทุกอย่างโคจรรอบโลก
ต่อมาเซอร์ ไอแซก นิวตัน ได้ค้นพบการโคจรดังกล่าวเกิดจากผลของแรงโน้มถ่วงสากล จึงทำให้นักดาราศาสตร์ยอมรับกฏ 3 ข้อของเคพเลอร์

กำเนิดเอกภพ
ผลการค้นหารูปภาพสำหรับ ทฤษฎีบิกแบง
ทฤษฎีนี้เชื่อว่า เหตุการณ์บิกแบง(Big Bang) เป็นจุดเริ่มต้นของเอกภพและเวลา โดยอธิบายว่าเอกภพเริ่มจากพลังงานเปลี่ยนเป็นสสาร เกิดการระเบิดของจุดเล็กๆที่มีอุณหภูมิสูงมหาศาล จากนั้นอนุภาคที่เกิดขึ้นครั้งแรกรวมตัวกลายเป็นอะตอมของไฮโดรเจนและฮีเลียมซึ่งมีิิวิวัฒนาการจนเกิดเป็นกาแล็กซี เนบิวลา ดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ ฯลฯ

ข้อสังเกตที่สนับสนุนทฤษฎีบิกแบง
1.การขยายตัวของเอกภพ

นักดาราศาสตร์ทำการสำรวจการเลื่อนแดงของกระจุกกาแล็กซีและพบว่า กระจุกกาแล็กซีทั้งหลายกำลังเคลื่อนที่ออกห่างจากโลกมากขึ้นในทุกทิศทาง จึงตั้งสมมติฐานว่า เอกภพกำลังขยายตัว
โดยมีสมมติฐานว่า นี่คือจุดเริ่มต้นของเอกภพและกาลเวลา จุดที่เวลาของเอกภพ T = 0, สสารและพลังงานคือหนึ่งเดียว เรียกว่า ซิงกูลาริตี้” (Singularity)

        กำหนดให้     T0 = เวลาเริ่มต้น กระจุกกาแล็กซีทั้งหลายเคยเป็นหนึ่งเดียวกัน
                               = ความเร็วในการถอยห่างของกาแล็กซี
                            H = ค่าคงที่ของฮับเบิล = 71 km/s/b (กิโลเมตร/วินาที/ล้านพาร์เซก)
                            d = ระยะทางจากโลกถึงกระจุกกาแล็กซี
         
              สูตร     T0   = d /v
                         T0   = d/H0d = 1/ H0
                               = 1 / (71 km/s/Mpc)
                               = (1/71)(Mpc-s/km) x (3.09 x 1019 km/1 Mpc) x (1 year / 3.156 x 107 s)
                               = 1.3 x 1010 ปี
           ผลลัพธ์ที่ได้คือ เอกภพเกิดขึ้นเมื่อ 13,000 ล้านปีมาแล้ว
2.การค้นพบคลื่นไมโคเวฟพื้นหลังจากอวกาศ
อาร์โน เพนเซียสและรอเบิร์ต วิลสัน พบสัญญาณวิทยุในช่วงของคลื่นไมโคเวฟตลอดเวลา ทราบภายหลังสัญญาณมาจากอวกาศ ต่อมาค.ศ.1989ได้มีการส่งดาวเทียมไปสำรวจอวกาศที่ชื่อว่า โคบี จึงสรุปได้ว่า คลื่นไมโคเวฟ คือ การแผ่พลังงานที่เหลือหลังบิกแบงประมาณ 300,000 ปี

กาแล็กซี(Galaxy)
ผลการค้นหารูปภาพสำหรับ กาแลคซี่
คืออาณาจักรหรือระบบของดาวฤกษ์จำนวนับแสนล้านดวงซึ่งเกิดขึ้นหลังจากบิกแบงประมาณ 1,000ล้านปี ภายในประกอบด้วยกาแลกซีจำนวนมหาศาล 

กาแล็กซีทางช้างเผือก
      กาแล็กซีทางช้างเผือก เป็นกาแล็กซีแบบกังหัน มีดาวฤกษ์ประมาณแสนล้านดวง มีมวลรวมประมาณ 9 หมื่นล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ แบ่งเป็น 3 ส่วน ดังนี้
                จาน (Disk) ประกอบด้วยแขนของกาแล็กซี มีดาวฤกษ์ประมาณ 400,000 ล้านดวง องค์ประกอบหลักเป็นฝุ่น แก๊สและประชากรดาวประเภทหนึ่ง (Population I) ซึ่งมีสเปคตรัมของโลหะอยู่มาก
                 ส่วนโป่ง (Bulge) คือบริเวณใจกลางของกาแล็กซี มีฝุ่นและแก๊สเพียงเล็กน้อย องค์ประกอบหลักเป็นประชากรดาวประเภทหนึ่งที่เก่าแก่ และประชากรดาวประเภทสอง (Population II) ซึ่งเป็นดาวเก่าแก่แต่มีโลหะเพียงเล็กน้อย
                  เฮโล (Halo) อยู่ล้อมรอบส่วนโป่งของกาแล็กซี มีองค์ประกอบหลักเป็น กระจุกดาวทรงกลม” (Global Cluster) อยู่เป็นจำนวนมาก มีกระจุกดาวทรงกลมเป็นโครงสร้างเก่าแก่ของกาแล็กซี โคจรขึ้นลงผ่านส่วนโป่งของกาแล็กซี

กาแล็กซีเพื่อนบ้าน
ทางช้างเผือก (ซ้าย),เมฆแมกเจลแลนใหญ่(ขวาบน),เมฆแมกเจลแลนเล็ก(ขวาล่าง)

ในต้นคริสตศตวรรษที่ 16  เฟอร์ดินานด์ แมกเจลแลน (Ferdinand Magellan) นักสำรวจชาวโปรตุเกส ได้ล่องเรือลงมายังตอนใต้ของมหาสมุทรแอตแลนติกและมหาสมุทรแปซิฟิก ได้สังเกตว่า ใกล้ขั้วฟ้าใต้มีเมฆขาว 2 แห่ง ซึ่งมีลักษณะคล้ายทางช้างเผือกแต่มีขนาดเล็กกว่ามาก จึงตั้งชื่อว่า เมฆแมกเจนแลนใหญ่ (Large Magellenic Cloud) และ เมฆแมกเจนแลนเล็ก (Small Magellenic Cloud) ปัจจุบันเป็นที่ทราบกันดีว่า เมฆแมกเจลแลนทั้งสองคือกาแล็กซีไร้รูปทรง ขนาดเล็ก ซึ่งเป็นบริวารของกาแล็กซีทางช้างเผือก
กาแล็กซีแอนโดรมีดา (M31 Andromeda Galaxy) เป็นกาแล็กซีเพื่อนบ้านซึ่งมีขนาดใหญ่กว่ากาแล็กซีทางช้างเผือกเล็กน้อย   ซึ่งอยู่ห่างออกไป 2.9 ล้านปีแสง  สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า
***นักดาราศาสตร์พบกว่ากาแล็กซีแอนโดรมีดาและกาแล็กซีทางช้างเผือกกำลังเคลื่อนที่เข้าหากัน และจะปะทะกันในอีกประมาณ 3 - 5 พันล้านปีข้างหน้า
กาแล็กซีดุมล้อ (M33 Pinwheel Galaxy)อยู่ห่างจากโลกประมาณ 3 ล้านปีแสง

ประเภทกาแล็กซี
แบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ คือ
1.กาแล็กซีปกติ ตามแผนภาพของฮับเบิล
2.กาแล็กซีไม่มีรูปแบบ

รูปภาพที่เกี่ยวข้อง

กาแล็กซีปกติแบ่งออกเป็น3กลุ่มใหญ่ ตามแผนภาพฮับเบิล
1.กาแล็กซีรี มีรูปร่างค่อนข้างรี ใช้รหัสว่า E ตามด้วยตัวเลขเพื่อแสดงถึงความแป้นของรูปทรงรี
2.กาแล็กซีกังหันหรือก้นหอย ใจกลางสว่างมาก มีแขนหลัก2แขน คล้ายพัดลม ใช้รหัส S  กาแล็กซีกังหันแบบมีคานใช้รหัส SB
3.กาแล็กซีเลนส์หรือลูกสะบ้า ลักษณะคล้ายเลนส์ ใช้รหัส S0