บทที่ 1 กำเนิดเอกภพ

บทที่1 กำเนิดเอกภพ

กำเนิดเอกภพเริ่มนับจากจุดที่เรียกว่า บิกแบง (Big Bang) “บิกแบง” เป็นชื่อที่ใช้เรียกทฤษฎีกำเนิดเอกภพทฤษฎีหนึ่ง ปัจจุบันทฤษฎีบิกแบงเป็นที่ยอมรับมากขึ้น เพราะมีปรากฏการณ์หลายอย่างที่สอดคล้องหรือเป็นไปตามทฤษฎีบิกแบง ก่อนการเกิดบิกแบงเอภพเป็นพลังล้วนๆ ซึ่งแสดงออกโดยอุณหภูมิที่สูงยิ่ง จุดบิกแบงจึงเป็นจุดที่พลังงานเริ่มเปลี่ยนเป็นสสารครั้งแรก เป็นจุดเริ่มต้นของเวลาและเอภพ

ปัจจุบันเอกภพประกอบด้วยกาแล็กซีจำนวนเป็นแสนล้านกาแล็กซี ระหว่างกาแล็กซีเป็นอวกาศที่เวิ้งว้างกว้างไกล เอกภพจึมีขนาดใหญ่มาก โดยมีรัศมีไม่น้อยกว่า 13,700 ล้านปีแสง และมีอายุประมาณ 13,700 ล้านปี ภายในกาแล็กซีแต่ละแห่งประกอบด้วยดาวกฤกษ์จำนวนมาก รวมทั้งแหล่งกำเนิดดาวฤกษ์ที่เรียกว่า เนบิวลา และ ที่ว่าง โลกของเราเป็นดาวเคราะห์ดวงหนึ่งในระบบสุริยะ ซึ่งเป็นสมาชิกหนึ่งของ กาแล็กซีของเรา

บิกแบงเป็นทฤษฎีที่อธิบายการระเบิดใหญ่ที่ทำให้พลังงานส่วนหนึ่งเปลี่ยนเป็นสสาร มีวิวัฒนาการต่อเนื่องจนเกิดเป็นกาแล็กซี เนบิวลา ดาวฤกษ์ ระบบสุริยะ โลก ดวงจันทร์ มนุษย์ และสิ่งมีชีวิตต่างๆ

กำเนิดอนุภาคในเอกภพ

ขณะเกิดบิกแบง มีสสารเกิดขึ้นในรูปของอนุภาคพื้นฐานชื่อ ควาร์ก (Quark) อิเล็กตรอน (Electron) นิวทริโน (Neutrino) และ โฟตอน (Photon) ซึ่งเป็นพลังงานด้วย เมื่อเกิดอนุภาคก็จะเกิด ปฏิอนุภาค (Anti-particle) ที่มีประจุไฟฟ้าตรงข้าม ยกเว้นนิวทริโนและแอนตินิวทริโนไม่มีประจุไฟฟ้า เมื่อปฏิอนุภาคพบกับอนุภาคชนิดเดียวกันจะหลอมรวมกันเนื้อสารเปลี่ยนไปเป็นพลังงานจนหมดสิ้น ถ้าเอกภพทีจำนวนอนุภาคเท่ากับปฏิอนุภาคพอดี เมื่อพบกันจะกลายเป็นพลังงานทั้งหมด ก็จะไม่เกิดกาแล็กซี ดาวกฤษ์ และระบบสุริยะ โชคดีที่ในธรรมชาติมีอนุภาคมากกว่าปฏิอนุภาค ดังนั้นเมื่อปฏิอนุภาคพบกับอนุภาค นอกจากจะได้พลังงานเกิดขึ้นแล้ว ยังมีอนุภาคเหลืออยู่นี่คือ อนุภาคที่ก่อกำเนิดเป็นเอกสารของเอกภพในปัจจุบัน

ความสัมพันระหว่าง °C กับ K (องศาเซลเซียสกับเควิน)

t (°C )+273=T(K)

หลังบิกแบงเพียง 10-6 วินาที อุณหภูมิของเอกภพลดลงเป็น สิบล้านเคลวิน ทำให้คาร์กเกิดการรวมตัวกัน กลายเป็น โปรตอน(นิวเคลียสของไฮโดรเจน) ซึ่งมีประจุไฟฟ้าบวก 1 หน่วยและ นิวตรอน ซึ่งเป็นกลาง

นิวเคลียสของฮีเลียม ประกอบด้วยโปรตอน (p) 2 อนุภาค และนิวตรอน (n) 2 อนุภาค

หลังบิกแบง 3 นาที อุณหภูมิของเอกภพลดลงเป็น ร้อนล้านเควิล มีผลให้โปรตอนและนิวตรอนเกิดการรวมตัวเป็น นิวเคลียสของฮีเลียม ในช่วงแรกๆ นี้ เอกภพขยายตัวอย่างเร็วมาก

อะตอมไฮโดรเจน มีโปรตรอนเป็นนิวเคลียส และอิเล็กตรอน (-e) อยู่ในวงโคจร

หลังบิกแบง 300,000 ปี อุณหภูมิลดลงเหลือ 10,000 เควิล นิวเคลียสของไฮโดรเจนและฮีเลียมดึงอิเล็กตรอนเข้ามาอยู่ในวงโคจร เกิดเป็น อะตอม ไฮโดรเจนและฮีเลียมตามลำดับ

กาแล็กซีต่างๆ เกิดหลังบิกแบง ภายในกาแล็กซีมีธาตุไฮโดรเจนและฮีเลียมเป็นสสารเบื้องต้นซึ่งก่อกำเนิดเป็นดาวฤกษ์รุ่นแรกๆ ส่วนธาตุต่างๆ ที่มีนิวเคลียสใหญ่กว่าคาร์บอนเกิดจากดาวกฤษ์ขนาดใหญ่

อะตอมของฮีเลียม มีนิวเคลียสเป็นโปรตอน 2 อนุภาค นิวตรอน 2 อนุภาค และมีอิเล็กตรอน 2 อนุภาค โคจรรอบนิวเคลียส

Play list คลิปบทเรียน บทที่1 กำเนิดเอกภพ

ดูบน You tube แตะเบาๆที่ลิงค์https://youtu.be/nujneaBs3uY

PL คลิปแหล่งเรียนรู้ กำเนิดเอกภพ

ดูบน You tube แตะเบาๆที่ลิงค์https://youtu.be/..

กาแล็กซี่

ดาราจักร หรือ กาแล็กซี

ดาราจักร หรือ กาแล็กซี (อังกฤษ: galaxy) เป็นกลุ่มของดาวฤกษ์นับล้านดวง กับสสารระหว่างดาวอันประกอบด้วยแก๊ส ฝุ่น และสสารมืด [1][2] รวมอยู่ด้วยกันด้วยแรงโน้มถ่วง คำนี้มีที่มาจากภาษากรีกว่า galaxias [γαλαξίας] หมายถึง "น้ำนม" ซึ่งสื่อโดยตรงถึงดาราจักรทางช้างเผือก (Milky Way) ดาราจักรโดยทั่วไปมีขนาดน้อยใหญ่ต่างกัน นับแต่ดาราจักรแคระที่มีดาวฤกษ์ประมาณสิบล้านดวง[3] ไปจนถึงดาราจักรขนาดยักษ์ที่มีดาวฤกษ์นับถึงล้านล้านดวง[4] โคจรรอบศูนย์กลางมวลจุดเดียวกัน ในดาราจักรหนึ่ง ๆ ยังประกอบไปด้วยระบบดาวหลายดวง กระจุกดาวจำนวนมาก และเมฆระหว่างดาวหลายประเภท ดวงอาทิตย์ของเราเป็นหนึ่งในบรรดาดาวฤกษ์ในดาราจักรทางช้างเผือก เป็นศูนย์กลางของระบบสุริยะซึ่งมีโลกและวัตถุอื่น ๆ โคจรโดยรอบ

กาแล็กซีประเภทต่างๆ

นักดาราศาสตร์ได้แบ่งรูปแบบของกาแล็กซีไว้ตามลักษณะรูปร่างและสมบัติของมัน ซึ่งช่วยให้ง่ายต่อการศึกษาเรียนรู้ โดยแบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ ได้แก่

1. กาแล็กซีปกติ (Regular Galaxy) และ

2. กาแล็กซีไม่มีรูปแบบ (Irregular Galaxy)

ประเภทของกาแล็กซี

1. กาแล็กซีปกติ (Regular Galaxy)

ในปี 1926 นักดาราศาสตร์ชื่อว่าเอ็ดวิน ฮับเบิล (Edwin Hubble) ได้จำแนกรูปแบบของกาแล็กซีออกมาตามแผนภาพส้อมเสียง (Hubble Tuning Fork) ซึ่งประกอบไปด้วยกาแล็กซีรีและกาแล็กซีกังหันโดยมีรูปแบบย่อย ๆ อีกหลากหลาย นอกจากนี้ยังมีกาแล็กซีที่มีลักษณะคล้ายคลึงกับทั้งกาแล็กซีรีและกาแล็กซีกังหันด้วย

ภาพ : Shutterstock

https://www.trueplookpanya.com/knowledge/content/66271/-blo-sciear-sci-

1) กาแล็กซีรี (Elliptical Galaxy)

กาแล็กซีรีมีรูปร่างคล้ายทรงกลม กลมรี แต่มีลักษณะแบนตรงกลางเล็กน้อยและมีปลายเรียว บางกาแล็กซี่อาจกลมมาก บางกาแล็กซี่อาจรีมาก ประกอบไปด้วยดวงดาวที่มีอายุมาก มีมวลน้อย โดยจำนวนดวงดาวที่อยู่ในกาแล็กซีนี้มีตั้งแต่ 100 ล้านดวงไปจนถึง 100 ล้านล้านดวงเลยทีเดียว แต่พวกมันกลับมีสสาร เช่น แก๊สและฝุ่นละออง ระหว่างดาวฤกษ์น้อยกว่ากาแล็กซีอื่น ๆ ซึ่งนี่อาจเป็นเหตุผลหนึ่งที่ทำให้เราเห็นดาวฤกษ์อายุน้อยเพียงเล็กน้อยในกาแล็กซีนี้ นักดาราศาสตร์ให้ ความเห็นว่า กาแล็กซี่ประเภทนี้จะมีรูปร่างกลมรีมากน้อยเพียงใดนั่น ขึ้นอยู่กับอัตราการหมุนของกาแล็กซี่ ถ้าหมุนเร็วกาแล็กซี่จะมีรูปร่าง ยาวรีมาก

กาแล็กซีรีที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในจักรวาล เรียกว่า กาแล็กซียักษ์ (Giant Elliptical Galaxies) ซึ่งอาจมีดวงดาวอยู่ถึง 1 ล้านล้านดวง หรือกาแล็กซีรีบางกาแล็กซีก็มีขนาดใหญ่กว่ากาแล็กซีทางช้างเผือกถึง 20 เท่า ส่วนกาแล็กซีรีแคระ (Dwarf Elliptical Galaxies) เป็นกาแล็กซีที่มีขนาดเล็ก โดยมีคุณสมบัติอยู่ระหว่างกาแล็กซีรีทั่วไปกับกระจุกดาวทรงกลม (Globular Cluster) นอกจากนี้ยังมีกาแล็กซีรีที่ปรากฏเป็นสีแดงให้เห็น บ่งชี้ได้ว่าพวกมันเกิดจากดาวฤกษ์อายุมากที่เย็นตัวลงแล้วด้วย

Messier 87 หรือ M87

ฮับเบิลแบ่งกาแล็กซีรีออกเป็นกลุ่มย่อย ๆ ตามค่าความแบน โดยกำหนดสัญลักษณ์ให้ E0 แทนกาแล็กซีรีที่มีลักษณะค่อนข้างกลม ไปจนถึง E7 ให้แทนกาแล็กซีรีที่มีลักษณะรียาวคล้ายกับซิการ์ ตัวอย่างของกาแล็กซีรี เช่น Messier 87 หรือ M87

ภาพ : wikipedia.org/wiki/เมซีเย_87

2) กาแล็กซีกังหัน (Spiral Galaxy)

กาแล็กซีส่วนใหญ่ในจักรวาลนี้อยู่รูปแบบของกาแล็กซีกังหัน รวมถึงกาแล็กซีทางช้างเผือก (Milky Way) ซึ่งเป็นที่ตั้งของโลกของเราก็เป็นกาแล็กซีแบบกังหันด้วย ลักษณะของกาแล็กซีประเภทนี้จะเป็นกระเปาะตรงกลาง เรียกว่า Galactic Bulge Spiral ประกอบด้วยดวงดาวที่มีอายุมาก ส่วนด้านข้างมีลักษณะคล้ายจานแบน ประกอบไปด้วยฝุ่นละออง กลุุ่มแก๊ส และดาวอายุน้อย ซึ่งส่วนนี้จะเป็นจุดที่เกิดเป็นโครงของแขนกาแล็กซี ยื่นออกมาในลักษณะรัศมีกระจายไปรอบ ๆ กาแล็กซี สำหรับดวงอาทิตย์ในระบบสุริยะของเราอยู่บนแขนของกาแล็กซีทางช้างเผือก รัศมีของกาแล็กซีอยู่กันอย่างหลวม ๆ รอบกระเปาะตรงกลาง บนแขนรัศมีประกอบไปด้วยกลุ่มดาวเก่าแก่ที่รู้จักกันในชื่อของกระจุกดาวทรงกลม (globular clusters)

ภาพ : Pixabay

กาแล็กซีกังหันแบ่งย่อยออกได้เป็น 2 ประเภท

2.1) กาแล็กซีกังหันแบบธรรมดา (Normal Spiral Galaxy) แม้ว่ากาแล็กซีกังหันจะมีลักษณะเป็นกระเปาะแบนและมีแขนเป็นรัศมีคล้าย ๆ กัน แต่ความหนาแน่นของแขนในแต่ละกาแล็กซีก็แตกต่างกัน ดังนั้น จึงสามารถแบ่งย่อยออกได้โดยกำหนดสัญลักษณ์กาแล็กซีกังหันแบบธรรมดาให้แทนด้วย S ตามด้วยอักษรภาษาอังกฤษตัวเล็ก a b c ตามความหนาแน่นของแขน ซึ่ง Sa จะแทนกาแล็กซีกังหันแบบธรรมดาที่มีความหนาแน่นของแขนมากที่สุด ขณะที่ Sc แทนกาแล็กซีกังหันแบบธรรมดาที่มีความหนาแน่นของแขนน้อย ทำให้เห็นแขนเปิดและลักษณะเป็นเกลียวได้อย่างชัดเจน

2.2) กาแล็กซีกังหันแบบมีคาน (Barred Spiral Galaxy) กาแล็กซีกังหันแบบมีคานจะมีโครงสร้างคล้ายคานพาดผ่านกลางกาแล็กซี บริเวณคานนี้จะมีความสว่างของดาวฤกษ์และสสารอยู่ นักดาราศาสตร์พยายามศึกษาเพื่อจะเข้าใจถึงบทบาทของคานนี้แต่ก็ยังไม่ได้คำตอบที่ชัดเจนนัก กาแล็กซีแบบมีคานสามารถแบ่งย่อยออกได้โดยกำหนดสัญลักษณ์กาแล็กซีกังหันแบบมีคานให้แทนด้วยSB ตามด้วยอักษรภาษาอังกฤษตัวเล็ก a b และ c

3) กาแล็กซีเลนส์ (Lenticular Galaxy)

สำหรับกาแล็กซีเลนส์เป็นกาแล็กซีที่มีลักษณะคล้ายกับทั้งกาแล็กซีรีและกาแล็กซีกังหัน กล่าวคือมีลักษณะเป็นกระเปาะตรงกลางกาแล็กซีคล้ายกับกาแล็กซีกังหัน แต่ไม่มีโครงสร้างที่เป็นแขนที่ยื่นออกมา โดยอยู่ระหว่างรูปแบบของ E7 และ Sa ตัวอย่างของกาแล็กซีนี้ เช่น M85

2. กาแล็กซีไม่มีรูปแบบ (Irregular Galaxy)

กาแล็กซีไม่มีรูปแบบเป็นกาแล็กซีที่ไม่มีโครงสร้างที่ชัดเจนเพียงพอจะบอกได้ว่ามันเป็นรูปกังหันหรือทรงรี และบางครั้งอาจจะแสดงโครงสร้างแบบคานให้เห็น ประกอบไปด้วยกลุ่มแก๊ส ฝุ่นละออง ดาวฤกษ์ ดาวนิวตรอน หลุมดำ และองค์ประกอบอื่น ๆ ซึ่งหากมีขนาดเล็กก็จะอยู่ในกลุ่มของกาแล็กซีแคระไร้รูปแบบ ตัวอย่างที่ดีที่สุดของกาแล็กซีลักษณะนี้ที่สามารถมองเห็นได้จากโลกก็คือกาแล็กซีแมกเจลแลนเล็ก (Small Magellanic Cloud, SMC)

Report abuse