บทที่ 5 เอกภพ

เอกภพ

เอกภพวิทยาในอดีต

1.เอกภพของชาวสุเมเรียนและบาบิโลน

ชาวเมโสโปเตเมีย

• อยู่บนดินแดนที่มีชื้อว่าเมโสโปเตเมีย (หรือประเทศอีรักในปัจจุบัน)
• บันทึกตำแหน่งของดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ โดยให้โลกเป็นศูนย์กลาง
• บันทึกการตั้งชื่อกลุ่มดาวบนท้องฟ้า
• อธิบายการเคลื่อนที่ของดวงดาวตามความเชื่อที่ว่า เทพเจ้าปกครองโลก ท้องฟ้าและน้ำเป้นสิ่งที่เทพเจ้าบันดาล
• ให้ความหมายของเอกภพว่า "ท้องฟ้าที่ประกอบด้วยดวงดาวต่างๆ ที่เคลื่อนที่ไปตามเวลา ตามความประสงค์ของพระเจ้า"

ชาวบาบิโลน

• วาดภาพดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ และกำหนดเส้นทางการขึ้น-ตกของดาวเป็นประจำทุกวัน
• ทำนายการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ ดวงจันทร์ และดวงอาทิตย์ได้อย่างถูกต้อง
• ทำนายการเปลี่ยนแปลงฤดูกาลได้อย่างถูกต้อง
• ทำปฎิทินแสดงวันที่และฤดูกาลได้อย่างถูกต้อง
• เอกภพเหมือนกับชาวสุเมเรียน

2.เอกภพของกรีก

• อาศัยข้อมูลจากสุเมเรียน+บาบิโลน และให้คณิตศาสตร์พัฒนาแบบจำลองของเอกภพ
• โซคราตีส ธาลีส อเล็กซิมานเดอร์ และ อเน็กซีมีนีส ให้ความเห็นว่าโลกเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ
• อลิสโตเติล พบว่า โลกมีลักษณะทรงกลม
• อริสตาร์คัส โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์

3.เอกภพของเคปเลอร์

• โคเปอร์นิคัส ดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางของระบบสุริยะ ดาวเคราะห์ โคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นวงกลม (ผิด)
• โยฮันเนส เคปเลอร์ (ผู้ช่วย ไทโค บราห์) เสนอ กฎเคปเลอร์ 3 ข้อ
• วงโคจรของดาวเคราะห์ เป็นวงรี (ถูก)
• เส้นตรงที่เชื่อมระหว่างดาวเคราะห์กับดวงอาทิตย์กวาดพื้นที่เท่าๆกันในระยะเวลาเท่ากัน
• คาบยกกำลัง 2 แปรผันตรงกับ ระยะห่างจากดวงอาทิตย์ยกกำลัง 3

4.เอกภพของกาลิเลโอ

• กาลิเลโอ กาลิเลอี ใช้กล้องโทรทรรศน์ ศึกษาดาราศาสตร์ พบว่า
• ผิวดวงจันทร์มีภูเขาและหลุมอุกกาบาต
• ทาวช้างเผือกที่มองเห็นเป็นผ้าขุ่น แท้จริงคือดาวฤกษ์
• ฯลฯ
• นิวตัน อธิบายว่า การที่บริวาลของดวงอาทิตย์สามารถโคจรรอบดวงอาทิตย์ได้เพราะแรงโน้มถ่วง ขนาดของแรง ขึ้นกับมวล และระยะห่าง

เอกภพ (Universe)

• เอกภพมีความกว้างใหญ่ไพศาล ประกอบด้วย กาแล็กซี่ (Galaxy) ประมาณแสนล้านกาแล็กซี
• แต่ละกาแล็กซีมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 100,000 ปีแสง
• 1 ปีแสง คือ ระยะทางที่แสงใช้เวลาเดินทาง 1 ปี มีค่าประมาณ 9.5 ล้านล้านกิโลเมตร
• ทฤษฎีที่ใช้ในการอธิบายการเกิดของเอกภพ ได้แก่ ทฤษฎีบิกแบง (Big Bang Theory)

ทฤษฎีบิกแบง (Big Bang Theory)

• กล่าวถึง การเปลี่ยนแปลงของพลังงานมาเป็นมวลสารของเอกภพ
• ปรากฎมีอนุภาคพื้นฐาน ได้แก่ ควาร์ก อิเล็กตรอน นิวทริโน และ โฟตอน
• อนุภาคเหล่านี้มีปฎิอนุภาค ของมันด้วย
• หากอนุภาคใดพบปฎิอนุภาค จะหลอมรวมกันเป็นพลังงาน
• ในเอกภพมีอนุภาคมากกว่าปฎิอนุภาค จึงทำให้อนุภาคเกิดเป็นสสาร
• หลังเกิดบิกแบง 1 ไมโครวินาที อุณหภูมิลดลงประมาณสิบล้านาล้านเคลวิน
• ควาร์กรวมตัวเป็นโปรตอนและนิวตรอน
• หลังเกิดบิกแบง 3 นาที อุณหภูมิลดลงไปอีกร้อยล้านเคลวิน
• โปรตอนและนิวตรอนรวมตัวกันเป็นนิวเคลียสของไฮโดรเจนและฮีเลียมดึงอีเล็กตรอนเข้ามาเป็นวงโคจร กลายเป็นอะตอม
• หลังเกิดบิกแบงอย่างน้อย 1000 ล้านปี
• เกิดกาแล็กซี
• ภายในกาแล็กซีมีไฮโดรเจนและฮีเลียม เป็นสารเบื่้องต้นในการเกิดดาวฤกษ์

หลักฐานสนับสนุน Big Bang

การขยายตัวของเอกภพ

• Edwin Powell Hubble พบว่ากาแล็กซีทั้งหลาย เคลื่อนที่ออกจากกัน แสดงว่า เอกภพกำลังขยายตัวซึ่งเป็นผลมาจากการระเบิดครั้งใหญ่

อุณหภูมิพื้นหลังของเอกภพ

• ปัจจุบันลดลงเหลือประมาณ 3 K พบสัญญาณรบกวนกล้องโทรทรรศน์วิทยุ สัญญาณดังกล่าวเทียบได้กับพลังงานของวัตถุดำ ค้นพบโดย วิลสันและเพนเซียส

กฎของฮับเบิล

กาแล็กซี (Galaxy)

• กาแล็กซี คือ ระบบของดาวฤกษ์ หรือ อาณาจักรของดาวฤกษ์
• เกิดขึ้นหลังจากบิกแบง ประมาณ 1,000 ล้านปี
• ประกอบด้วยดาวฤกษ์ประมาณแสนล้านดวง
• คงสภาพอยู่ได้ด้วยแรวโน้มถ่วงระหว่างดาวฤกษ์กับหลุมดำ
• มีกลุ่มแก๊สและฝุ่นละออง เรียกว่า เนบิวล่า
• กาแล็กซีที่เราอยู่เรียกว่า ทางช้างเผือก หรือ Milky Way Galaxy
• กาแล็กซีเพื่อนบ้าน เห็นได้ด้วยตาเปล่า ได้แก่ แอนโดรเมดา แมกเจลแลนใหญ่ แมกเจลแลนเล็ก

ประเภทของกาแล็กซี

1.กาแล็กซีปกติ (Regular Galaxy)

มีรูปร่างชัดเจน ได้แก่ กาแล็กซีรี กาแล็กซีลูกสะบ้า กาแล็กซีกังหัน กาแล็กซีกังหันแบบมีคาน

2.กาแล็กซีไม่มีรูปแบบ (Irregular Galaxy)

มีรูปร่างที่ไม่แน่นอน ได่แก่ กาแลคซีแมกเจลแลนใหญ่ และ กาแล็กซีแมกเจลแลนเล็ก