เอกภพ

เอกภพ

                                    ระบบทางดาราศาสตร์ประกอบไปด้วยโลก ดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ และสมาชิกอื่นๆในระบบสุริยะ ดวงอาทิตย์เป็นเพียงดาวฤกษ์หนื่งในแสนล้านดวงในกาแล็กซีของเราหรือกาแล็คซีทางช้างเผือก ( Milky Way galaxy )  ระบบที่ใหญ่กว่ากาแล็คซี คือ กระจุกกาแล็คซี ( cluster of galaxies ) ซึ่งประกอบไปด้วยกาแล็คซีขนาดใหญ่เล็กจำนวนนับพันและสสารต่างๆ ที่อยู่ระหว่างกาแล็คซีเหล่านั้น

เอกภพวิทยาในอดีต

                     1.เอกภพของชาวสุเมเรียนและชาวบาบิโลน

                               ช่วงเวลาประมาณ 7,000 ปีก่อนคริสต์ศักราช นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ามีชนชาติที่มีอารยธรรมอาศัยอยู่ในบริเวณตอนกลางของเอเชียซึ่งปัจจุบันคือประเทศอิรัก ดินแดนแห่งนี้เรียกว่า เมโสโปเตเมีย เรียกตนเองว่า ชาวสุเมเรียน ชาวสุเมเรียนได้ประดิษฐ์คิดค้นตัวอักษรที่เรียกว่า คูนิฟอร์ม ลงแผ่นดินไหว พบการบันทึกตำแหน่งดาวฤกษ์และดาวเคราะห์โดยมีโลกแบน อยู่กับที่และเป็นศูนย์กลางของการเคลื่อนที่ทั้งหมดพร้อมกับการตั้งชื่อกลุ่มดาวอีกหลายกลุ่มบนท้องฟ้าด้วย  ปรากฏการณ์การเคลื่อนที่ของดวงดาวต่างๆตามความเชื่อที่ว่าเทพเจ้าที่ปกครองโลก ท้องฟ้าและแหล่งน้ำต่างๆ เป็นผู้ดลบันดาลให้เป็นไป ดังนั้นเอภพของชาวสุเมเรียนก็คือท้องฟ้า ที่ประกอบไปด้วยดวงดาวต่างๆ ที่เคลื่อนที่ตามเวลาซึ่งเป็นผลจากการบันดาลของเทพเจ้า






         ในช่วงเวลาประมาณ 2,000 ปี ถึง 500ปีก่อนคริสต์ศักราช ชาวบาบิโลนได้เริ่มสังเกตและจดบันถึงการเคลื่อนที่ของดวงดาวต่างๆ โดยอาศัยพื้นฐานควาทรู้ทางดาราศาสตร์ของชาวสุเมเรียน ชาวบาบิโลนได้จัดทำแค็ตต่ล็อกดาวฤกษ์และดาวเคราะห์พร้อมทั้งได้ระบุเส้นทางการขั้นตกของดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ทุกๆวัน ความรู้นี้สามารถนำมาทำนายการเคลื่อนที่ของดาวเคราห์ ดววจันทร์ ดวงอาทิตย์ และการเปลี่ยนแปลวฤดูกาลได้อย่างถูกต้อง มีการทำปฏิทินแสดงวันที่และฤดูกาล ความเชื่อในเรื่องเอกภพของชาวบาบิโลนกับชาวสุเมเรียนก็ยังเหมือนกัน

                   2.เอกภพของกรีก

                           พัฒนาขึ้นโอนอาศัยข้อมูลความรู้ทางดาราศาสตร์ของชาวสุเมเรียนและชาวบาบิโลน ชาวกรีกได้ประยุกต์ความรู้ทางคณิตศาสตร์ในเรื่องของการจำนวนและเรขาคณิตในการพัฒนาแบบลำลองเอกภพ และชาวกรีกเป็นชนกลุ่มแรกที่เริ่ใช้คำว่า คอสโมโลจี ( cosmokogy ) ซึ่งมีควาทหมายว่าเอกภพวิทยา อาริสโตเติล เสนอแนวคิดว่าโลกมีลักษณะเป็นทรงกลม โลกเขาสังเกตว่าดาวฤกษ์ที่เคลื่อนที่รอบดาวเหนือบางดวงสามารถสังเกตเห็นได้ที่อียิปต์แต่ไม่สามารถเห็นได้ที่กรีซ นอกจากนั้นอาริสตาร์คัส แห่งซามอสนักคณิตศาสตร์และนักปราชญ์ชาวกรีกคนแรกที่ระบุว่าโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์โดยดวงอาทิตย์เป็นจุดศูนย์กลาง และโลกจะโคจรครบ 1 รอบ ในเวลา 1 วัน ดังนั้นแบบจำลองเอกภะของกรีกจึงเป็นแบบจำลองที่อธิบายว่าโครงสร้างทา ใหญ่ที่สีดที่มนุษย์รู้จักในสมัยนั้นมีลักษณะที่อธิบายได้ทางเรขาคณิต  แต่ทอเลมี นักปราชญ์ชาวกรีกเชื่อว่าโลกแบน อยู่กับที่ ดวงดาวเคลื่อรอบโลก

                  3.เอกภพของเคพเลอร์

                             ทิโค บาร์ ( Tycho Brahe ) สังเกตการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์และจดบันทึกตำแหน่งอย่างละเอียด ผลที่ได้จากการสังเกตนี้ทำให้เขาไม่เชื่อในคำอธิบายการโคจรของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ของโคเพอร์นิคัสที่กล่าวว่าดาวเคราะก์เคล่อที่รอบดวงอาทิตย์เป็นวงกลม โยฮันเนส เคพเลอร์ (Johannes Kepler ) ได้บันทึกตำแหน่งดาวเคราะ์เพิ่มเติมชองการสังเกตของทิโค บาร์ แล้วจึงตั้งแบบจำลอใที่อธิบายการเคลื่อนที่ของดวงดาวต่างๆ ว่าดาวเคราะห์จะโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นวงรี โดยมีดวงอาทิตย์อยู่ที่จุดโฟกัสจุดหนึ่งของวงโคจร ต่อมาภายหลังแบบจำลองของเคปเลอร์ได้รับการยอมรับและกลายเป็นกฎการเคลื่อนที่ 3 ข้อ ของเคปเลอร์ที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน

                   4.เอกภพของกาลิเลโอ

                             กาลิเลโอ กาลิเลอี เป็นคนแรกที่ใช้กล้องโทรทรรศน์ศึกษาดาราศาสตร์พบว่าผิวของดวงจันทร์มีภูเขาและหลุมอุกกาบาต และทางช้างเผือกที่มองเห็นเป็นฝ้าขุ่นๆแท้จริงแล้วคือดาวฤกษ์ ต่อมา เซอร์ ไอแซก นิวตัน ได้ค้นพบว่สลักษณะการโคจรดังกล่าวเกิดจากผลของแรงโน้มถ่วง ขนาดของแรง ขึ้นอยู่กับมวลและระยะห่าง

     กำเนิดเอกภพ

                           เอกภพความกว้างใหญ่ไพศาลประกอบด้วย กาแล็คซีประมาณแสนล้านกาแล็คซีแต่ละกาแล็คซีมีเส้นผ่านศูนย์กลางปรุมาณ 100,000 ปีแสง 1 ปีแสง คือ ระยะทางที่แสงใช้ในการเดินทาง 1 ปี มีค่าประทาณ 9.5 ล้านล้านกิโลเมตร ทฤษฎีที่ใช้ในการอธิบายการเกิดของเอกภพ ได้แก่ ทฤษฎีบิกแบง (Big Bang Theory )

     ทฤษฎีบิกแบง

                                   เป็นทฤษฎีที่ดล่าวถึงการเปลี่ยนแปลวของพลังงานมาเป็นมวลสารของเอกภพ ขณะเกิดบิกแบง ได้ปรากฏมีอนุภาคพื้นฐาน ได้แก่ ควาร์ก (Quark) อิเล็กตรอน นิวทริโน และโปรตอน
อนุภาคเหล่านี้มีปฏิอนุภาค (anti-particle)ของมันด้วย หากอนุภาคใดพบกับปฏิอนะภาคของมันจะเกิดการหลอมรวมกันของอนุภาคทั้งสอง ทำให้อนุภาคทั้งสองกลายเป็นพลังงานในเอกภพมีจำนวนอนุภาคมากกว่าจำนวนปฏิอนุภาค จึงทำให้มีอนุภาคเหลืออยู่ในเอหภพ และก่อให้เกิดเป็นสสารต่างๆ ในเอกภพในปัจจุบัน หลังจากเกิดบิกแบง 2 ไมโครวินาที อุณหภูมิของเอกภพลดลงประมาณ 10 ล้านล้านเคลวินและควารํกรวมตัวกันกลายเป็นโปรตอรและนิวตรอน  หลังเกิดบิงแบกได้ 3นาที อุณหภูมิของเอกภพลดลงไปอีกเป็น100ล้านเคลวิน และเกิดการรวมตัวของโปรตอนกับนิวตรอนกลายเป็นฮีเลียมในช่วงนี้เอหภพขยายตัวเร็วมาก เมื่อเวลาผ้านไปประมาณ 300,000 ปี อุณหภูมิของเอกภพลดลวเหลือ 10,000 เคลวิน นิวเคลียสของไฮโดรเจนและฮีเลียมดึงอิเล็กตรอนเข้ามาเป็นวงโคจร เกิดเป็นอะขึ้นมา (มีไฮโดรเจนมากที่สุด)หลังเกิดบิกแบงอย่างน้อย 1,000 ล้านปี ได้เกิดมีกาแล็คซี โดยภายในกาแล็คซีมีธาตไฮโดรเจนและฮีเลียมเป็นสารเบื้องต้นในการก่อกเนิดดาวฤกษ์รุ่นแรกๆ

    หลักฐานสนับสนุนบิกแบง

                               การขยายตัวของเอกภพ (Edwin Powell Hubble)พบว่ากาแล็คซีทั้งหลายกำลึงเคลื่อยที่ออกจากกัน (หรือกล่าวได้ว่ากาแล็คซีทั้งหลายกำลึงเคลื่อนที่ออกจากเา)แสดงว่สเอกภพกำลังขยายตัวซึ่งเป็นผลมาจากการระเบิดครั้งใหญ่ อุณหภูมิพื้นหลังของเอกภพ ที่ปัจจุบันลดลงเหลือประมาณ3 เคลวิน มีการค้นพบสัญญาณรบกวนกล้องโทรทรรศน์วิทยุ สัญญาณดังกล่าวคื ซึ่งเทียบได้กับพลังงานของวัตถุดำที่มีอุณหภูมิประมาณ 3 เคลวิน

 

     กฎฮับเบิล

        V=H0D

       H0=75 km/(sMpc)

       กาแล็คซี ( Galaxy )

                                กาแล็คซี คือ ระบบของดาวฤกษ์หรือเป็นอาณาจักรของดาวฤกษ์ กาแล็คซีประกอบด้วยดาวฤกษ์ประมาณแสนล้านดวง แต่ละกาแล็คซีคงสภาพอยู่ได้ด้วยแรงโน้มถ่วงระหว่างดาวฤกษ์กับหลุมดำ ระหว่างดาวฤกษ์จะมรกลุ่มแก๊สและฝุ่นละออง เรียกว่า เนบิวลา ( nebula ) กาแล็คซีของเร่มีชื่อว่า กสแล็คซีทางช้างเผือก กาแล็คซีเพื่อนบ้าน ซึ่งสังเกตเห็นได้ด้าวตาเปล่า ได้แก่ กาแล็คซีแอนโดรเมดา กาแล็คซีแมกเจลแลนใหญ่ กาแล็คซีแมกเจลแลนเล็ก  การกระจายของดาวฤกษ์ในกาแล็คซีทางช้างเผือก

    ประเภทของกาแล็คซี

1.กาแล็คซีปกติ ( regular galaxy )  คือกาแล็คซีที่มีรูปร่างขัดเจน ได้แก่

การแล็คซีรี (E)

กาแล็คซกังหัน (S)

2.กาแล็คซีแบบไม่มีรูปร่าง  ( Irregular Galaxy )  เป็นกาแล็คซีที่มีรูปร่างที่ไม่แน่นอน เช่น กาแล็คซีแมกเจบแลนใหญ่ และกาแล็คซีแมกเจลแลนเล็ก

อ้างอิงจาก หนังสือเรียนโลก ดาราศาสตร์และอวกาศ สสวท.