บทที่ 5 เอกภพ
- 1.
- 2. เอกภพ (Universe) ระบบรวมของดาราจักรที่มีอาณาเขตกว้างใหญ่ ไพศาลมาก เชื่อกันว่าในเอกภพมีดาราจักรรวมอยู่ ประมาณ10,000,000,000 ดาราจักร (หมื่นล้านดารา จักร) ในแต่ละดาราจักรจะประกอบด้วยระบบของดาว ฤกษ์ (Stars) กระจุกดาว (Star clusters) เนบิวลา (Nebulae) หรือหมอกเพลิง ฝุ่นธุลีคอสมิก (Cosmic dust) ก๊าซ และที่ว่างรวมกันอยู่ หมายถึง
- 3.
- 4. ความเป็นมาของเอกภพ นักปราชญ์ในสมัยก่อนมีความเชื่อเกี่ยวกับเอกภพโดยเชื่อว่ามี ความสัมพันธ์กับศาสนา จึงมีการสร้างแบบจาลองของเอกภพเป็น 2ส่วน โดยจินตนาการด้วยการใช้โดมแบ่งเอกภพด้านนอกเป็นโลกของเทพและ ด้านในเป็นโลกของมนุษย์ และหลังจากคริสต์ศตวรรษที่ 17 เป็นต้นมา ความรู้ทางดาราศาสตร์ได้พัฒนาขึ้นจากการสังเกต การเก็บรวบรวมข้อมูล ของนักดาราศาสตร์ อุปกรณ์ที่ใช้ในการสังเกตดาราศาสตร์ ซึ่งแต่เดิม แนวคิดส่วนใหญ่มาจากการจินตนาการ และการคาดเดาก็ปรากฏชัดขึ้นบน พื้นฐานของดาราศาสตร์และวิทยาศาสตร์
- 5. กาเนิดเอกภพ การกาเนิดเอกภพไม่มีใครรู้ว่ากาเนิดมาตั้งแต่เมื่อใดและเริ่มจากอะไร จนกระทั่งศตวรรษที่ 20 หรือค.ศ.1927 ได้มีทฤษฎีใช้อธิบายการกาเนิดและ ความเป็นมาของเอกภพที่มีความชัดเจนและน่าเชื่อถือมากยิ่งขึ้น คือ ทฤษฎี การระเบิดครั้งยิ่งใหญ่ (Big Bang) ทฤษฎีนี้ทาให้เอกภพมีการขยายตัวออก ซึ่งทฤษฎีนี้กล่าวว่า ก่อนการเกิด Big Bang เอกภพเป็นพลังงานล้วน ๆ ซึ่ง แสดงออกโดยอุณหภูมิที่สูงยิ่ง จุด Big Bang เป็นจุดที่พลังงานเริ่มเปลี่ยนเป็น สสารครั้งแรก เป็นจุดเริ่มต้นของเวลาและเอกภพ
- 6. กาเนิดเอกภพ ปัจจุบันเอกภพประกอบด้วยกาแล็กซีจานวนแสนล้านกาแล็กซี ระหว่างกาแล็กซีเป็นอวกาศที่กว้างไกล เอกภพจึงมีขนาดใหญ่มาก โดยมี รัศมีไม่น้อยกว่า13,700 – 15,000 ล้านปีแสง และมีอายุประมาณ 13,700 – 15,000 ล้านปี ภายในกาแล็กซีประกอบด้วย ดาวฤกษ์ รวมทั้งแหล่งกาเนิด ดาวฤกษ์ เรียกว่า เนบิวลา (Nebula) ซึ่งโลกของเราเป็นดาวเคราะห์ในระบบ สุริยะ ซึ่งเป็นสมาชิกหนึ่งของกาแล็กซี
- 7. วิวัฒนาการของเอกภพ วิวัฒนาการของเอกภพจึงควรเริ่มมาจากปริมาตรที่เล็กมากๆแต่มี สสารอยู่อย่างอัดแน่น จู่ๆ ก็มีการระเบิดออกอย่างรุนแรงทาให้ปริมาตร เล็กๆ นั้นขยายตัวออกมาเป็นเอกภพดังเช่นในปัจจุบัน มีดังนี้ ขณะเกิด Bigbang มีสสารเกิดขึ้นในรูปของอนุภาคพื้นฐาน ชื่อ ควาร์ก (Quark) อิเล็กตรอน (Electron) นิวทริโน และโฟตอน (Photon) เมื่อเกิดอนุภาคก็มีการเกิดปฏิอนุภาค ที่มีประจุไฟฟ้ าตรงข้าม ยกเว้น นิวทริโน และแอนตินิวทริโนไม่มีประจุไฟฟ้ า เมื่อปฏิภาคกับอนุภาครวมกันเนื้อสารเกิดเป็นพลังงาน หากอนุภาคเท่ากับปฏิภาคพอดี รวมกันจะไม่เกิดกาแล็กซี ดาวฤกษ์ และระบบสุริยะ
- 9. วิวัฒนาการของเอกภพ หลังเกิด Bigbang เพียง10 -6 วินาที อุณหภูมิของเอกภพลดลงเป็นสิบล้านล้านเควิน ควาร์กเกิดการรวมตัวกลายเป็นโปรตอน (นิวเคลียสของไฮโดรเจน) ซึ่งมีประจุไฟฟ้ าบวก 1 หน่วยและนิวตรอนซึ่งเป็นกลาง
- 10. อุณหภูมิของเอกภพลดลงเป็นร้อยล้านเคลวิน ทาให้โปรตอนและนิวตรอนเกิดการรวมตัวเป็นนิวเคลียสของฮีเลียม ในช่วงแรก ๆ ทาให้เอกภพขยายตัวเร็วมาก วิวัฒนาการของเอกภพ หลังเกิด Bigbang 3 วินาที
- 11. อุณหภูมิลดลงเหลือ 10,000เคลวิน นิวเคลียสของไฮโดรเจนและ ฮีเลียมดึงอิเล็กตรอนเข้ามาสู่วงโคจร เกิดเป็นอะตอมไฮโดรเจนและ ฮีเลียม วิวัฒนาการของเอกภพ หลังเกิด Bigbang 300,000 ปี
- 12. วิวัฒนาการของเอกภพ กาแล็กซีต่างๆเกิด Bigbang อย่างน้อย1,000 ปี ภายในกาแล็กซีมีธาตุไฮโดรเจน และฮีเลียมเป็นสารเบื้องต้น ทาให้เกิดเป็นดาวฤกษ์รุ่นแรกๆ ส่วนธาตุที่มีนิวเคลียสใหญ่กว่า คาร์บอนเกิดจากดาวฤกษ์ขนาดใหญ่
- 14.
- 15. ประการที่ 1: การขยายตัวของเอกภพ เอ็ดวิน พี. ฮับเบิล นักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษพบว่า กาแล็กซีที่เคลื่อนที่ห่างออกไปด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้นตาม ระยะทาง กาแล็กซีที่อยู่ไกลยิ่งเคลื่อนที่ห่างออกไปเร็วกว่ากาแล็กซีที่ อยู่ใกล้ นั่นคือ เอกภพกาลังขยายตัว ทาให้นักดาราศาสตร์คานวณอายุของเอกภพได้
- 17. ประการที่ 2 :อุณหภูมิพื้นหลังของเอกภพปัจจุบัน ลดลงเหลือ2.73 เคลวิน เป็นการค้นพบโดยบังเอิญของนักวิทยาศาสตร์ 2 คน คือ อาร์ โน เพนเซียส และโรเบิร์ต วิลสัน ทดลองระบบเครื่อง สัญญาณของกล้องโทรทรรศน์วิทยุ ปรากฏว่ามีสัญญาณ รบกวน ตลอดเวลา ทั้งกลางวัน กลางคืน หรือฤดูต่างๆ ต่อมาจึงทราบว่าเป็นสัญญาณที่เหลืออยู่ในอวกาศ เทียบกับ การแผ่รังสีของวัตถุดาที่มีอุณหภูมิ 3 เคลวิน โรเบิร์ต ดิกกี พี.เจ.อี.พีเบิลส์ เดวิด โรลล์ และเดวิด วิลคิน สัน ได้ทานายว่าการแผ่รังสีจากบิกแบงที่เหลืออยู่น่าจะ ตรวจสอบได้โดยกล้องโทรทรรศน์วิทยุ
- 18.
- 19. กาแล็กซี คือ อาณาจักรหรือระบบของดาวฤกษ์ จานวนนับแสนล้านดวงอยู่รวมกันด้วยแรงโน้มถ่วงระหว่าง ดวงดาวกับหลุมดาที่มีมวลมหาศาล ซึ่งอยู่ ณ ศูนย์กลาง ของกาแล็กซี โดยมีเนบิวลาซึ่งเป็นกลุ่มแก๊สและฝุ่นละออง ที่เกาะอยู่ในที่ว่างบางแห่งระหว่างดาวฤกษ์
- 20. กาแล็กซีกาเนิดขึ้นหลังจากบิกแบง 1,000 ล้านปีเกิด จากกลุ่มแก๊สซึ่งยึดเหนี่ยวด้วยแรงโน้มถ่วงแยกเป็นกลุ่มๆ แต่ละกลุ่มก่อกาเนิดเป็นดาวฤกษ์จานวนมากซึ่งเป็นสมาชิก ของกาแล็กซีกาแล็กซีที่ระบบสุริยะสังกัดอยู่ คือ กาแล็กซี ทางช้างเผือก นอกจากนี้ยังมีกาแล็กซีอื่น ๆ ได้แก่ กาแล็กซี เอนโดรเมดา กาแล็กซีแมกเจลแลนใหญ่ และกาแล็กซีแมก เจลแลนเล็ก
- 21. กาแล็กซีทางช้างเผือก (Milky WayGalaxy) คือ ดาวฤกษ์ จานวนมากที่อยู่ไปทางเดียวกันโดยห่างจากโลกต่างกันนักดารา ศาสตร์ทราบรูปร่างของทางช้างเผือก โดยศึกษาจากดาวฤกษ์ที่อยู่ ในกาแล็กซี
- 22. วันที่ท้องฟ้ าที่แจ่มใส คืนเดือนมืด เราจะเห็น ดวงดาวสว่างเป็นจุดๆเต็ม ท้องฟ้าแล้วเรายังอาจ เห็น ทางสีขาวเป็นแถบยาว พาดผ่านท้องฟ้ าคือทาง ช้างเผือก เป็นส่วนหนึ่ง ของกาแล็กซี่ทางช้างเผือก
- 23. จะมีดาวฤกษ์บริเวณ ทางช้างเผือกและใกล้เคียง ด้านซ้ายมือจะสังเกตเห็น กลุ่มดาวนายพราน ขวามือบนของกลุ่มดาว นายพรานคือ กลุ่มดาววัว ซึ่งมีดาวลูกไก่อยู่ในกลุ่มนี้ ด้วย ด้านซ้ายมือจะเห็นกาแล็กซี แอนโรเมดา เหนือกาแล็กซี แอนโดรเมดา คือ กลุ่มดาว ค้างคาว
- 24. ระบบสุริยะ อยู่ในกาแล็กซีทาง ช้างเผือก โดยระบบสุริยะอยู่ที่แขน ของกาแล็กซีด้านกลุ่มดาวนายพราน อยู่ห่างจากศูนย์กลางกาแล็กซี ประมาณ30,000 ปีแสง กาแล็กซีทาง ช้างเผือกมีขนาดใหญ่ มีรูปร่างคล้าย กังหัน มีบริเวณกลางสว่าง มีแขนโค้ง รอบนอกหลายแขน ระยะขอบหนึ่ง ผ่านจุดศูนย์กลางไปยังขอบหนึ่งยาว 100,000 ปีแสง ถ้ามองจากด้านบน จะ เห็นเมือกังหัน แต่ดูจากด้านข้างจะ คล้ายเลนส์นูนหรือจานข้าวประกบ กัน
- 26.
- 27.
- 28. 2. กาแล็กซีแมกเจลแลนเล็ก อยู่ห่างจากกาแล็กซีทางช้างเผือก ประมาณ 196,000ปีแสง ทั้งกาแล็กซีแมกเจลแลนใหญ่ กาแล็กซีแมกเจลแลนเล็ก เป็นชื่อ ที่ตั้งเป็นเกียรติแก่ เฟอร์ดินานด์ แมกเจลแลน นักสารวจชาวโปรตุเกส กาแล็กซีทั้งสองมีลักษณะคล้ายเมฆ จัดเป็นกาแล็กซีที่ไร้รูปร่าง อยู่ ทางขอบฟ้ าทางทิศใต้
- 29. 3. กาแล็กซีแอนโดรเมดา มีรูปร่างคล้ายก้นหอย หรือกังหัน เส้นผ่าศูนย์กลาง10 5 ปีแสง มีดาวฤกษ์รวมกันอยู่ 400,000 ล้านดวง กาแล็กซีแอนโรเมดามี ลักษณะกลมขาวมัวๆใจกลาง เป็นดาวสีแดง และดาว ที่มีอายุ มาก บริเวณมีนบิวลา สว่าง กลุ่มแก๊สและฝุ่น กระจุกดาว ทรงกลมประกอบด้วยดาวสีน้า เงิน
- 30. นักดาราศาสตร์แบ่งกาแล็กซีเป็น 2 ประเภทคือ 1. กาแล็กซีปกติ (Regular galaxy) ที่มีสัณฐานรูปทรงชัดเจน สามารถแบ่ง 4 รูปแบบ ได้แก่ 2. กาแล็กซีไม่มีรูปแบบ (Irregular Galaxy) ที่ไม่มีรูปทรง สัณฐานชัดเลย ไม่มีแกนกลาง ไม่มีแขนที่โค้งเป็นก้นหอย ไม่มี ระนาบของความสมมาตร เช่น กาแล็กซีแมกเจลแลนใหญ่ กาแล็กซีแมกเจลแลนเล็ก ที่มองเห็นด้วยตาเปล่าทางซีกโลกใต้
- 31.
- 32. 1.1 กาแล็กซีรี แบบรูปไข่(Elliptical Galaxy) - มีรูปร่างหลายแบบตั้งแต่เป็นจานจนถึงกลมรี - รูปร่างของกาแล็กซีแบนมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับการ หมุนรอบตัวเอง - ถ้าหมุนช้ารูปร่างกลม ถ้าหมุนเร็วรูปร่างแบน
- 34. 1.2 กาแล็กซีก้นหอยหรือกาแล็กซีกังหัน (SpiralGalaxy) รูปทรงเป็นจานแบน ตรงกลางมีส่วนโป่ง มีดาวเป็นจานวน มาก มีลักษณะตรงกลางสว่างและมีแขนกังหัน แยกเป็น 3 ระดับ 1.2.1 จุดกลางสว่าง มีความหนาแน่นมาก มีแขนหลายแขน ใกล้ชิดกับศูนย์กลาง รูปร่างชัดเจน เรียกว่า Sa 1.2.2 จุดศูนย์กลางไม่สว่างมาก มีแขนหลวม ๆขยายออก เล็กน้อย เรียกว่า Sb เช่น กาแล็กซีทางช้างเผือก และกาแล็กซีทาง ช้างเผือก 1.2.3 จุดกลางไม่เด่นชัด ความสว่างและความหนาแน่น กระจายไปทั่วศูนย์กลาง มีแขนกระจายชัดเจน เรียกว่า Sc
- 36. 1.3.กาแล็กซีก้นหอยคานหรือกังหันมีคายหรือกังหันบาร์ (Barred Spiral Galaxy) เป็นกาแล็กซีที่แกนหรือคานเป็นศูนย์กลางและแกนสว่าง มี แขนที่อยู่ปลายทั้ง 2 ข้าง แขนที่ต่อออกไปเป็นกังหัน แบ่งเป็น 3 ระดับ 1.3.1 แกนกลางสว่างชัดเจน มีคามหนาแน่นมาก แขนใกล้ชิด ศูนย์กลาง การกระจายของแขนน้อย เรียกว่า SBa 1.3.2 แกนกลางไม่สว่างมาก มีแขนหลวมๆขยายออก เล็กน้อย เรียกว่า SBb 1.3.3 แกนกลางไม่ชัด มีแขนหลวมๆที่แยกจากกันชัดเจน เรียกว่า SBc
- 38. 1.4 กาแล็กซีลูกสะบ้า หรือกาแล็กซีเลนส์ (Lenticular Galaxy) เป็นกาแล็กซีที่ไม่มีลักษณะก้ากึ่งระหว่างกาแล็กซีรีและ กาแล็กซีกังหัน กล่าวคือ ส่วนโป่งขนาดใหญ่และไม่มีแขนกังหัน
- 40. 2.กาแล็กซีไร้รูปร่าง ไม่มีแกนกลาง ไม่มีแขนที่โค้งเป็นก้น หอยไม่มีระนาบของความสมมาตร เช่น กาแล็กซีแมกเจลแลน ใหญ่ กาแล็กซีแมกเจลแลนเล็ก ที่มองเห็นด้วยตาเปล่าทางซีกโลก ใต้