|
|
ดาราศาสตร์
ดาราศาสตร์(ASTRONOMY)
Universe เอกภพ
เรา ( แกแล็กซี่ทางช้างเผือก ] Milky Way ) ก็เป็นเพียงเศษเสี้ยวหนึ่งของเอกภพ
ทฤษฎีการก่อกำเนิดเอกภพ
การระเบิดครั้งใหญ่( Big Bang Theory ) มีแนวความคิดว่า เอกภพเริ่มแรกหรือจุดกำเนิดเอกภพ เมื่อประมาณ 10,000,000,000 ปี มีสภาพเป็นปฐมดวงไฟมหึมาที่มีสถานะความเข้มสูงต่อมาลูกไฟนี้เกิด "การระเบิดครั้งใหญ่"เหวี่ยงสะเก็ดระเบิดระบบที่กว้างใหญ่ไพศาลประกอบด้วยแกแลคซีทั้งหลายที่กระจัดกระจายกันอยู่ประมาณหนึ่งล้านแกแลซีโดยที่มีระยะทางระหว่างแกแลคซีไกลกันมากนับล้านปีแสงแกแล็กซี่ของออกไปทุกทิศทางต่อมาเศษสะเก็ดจากการระเบิดนี้ กลายมาเป็นแกแลกซี่มากมายในเอกภพซึ่งขณะนี้นักดาราศาสตร์ตรวจพบว่ายังคงวิ่งห่างออกไปทุกขณะเพราะแรงระเบิดครั้งนั้น
เอกภพ คือระบบรวมของดาราจักร ในแต่ละดาราจักรประกอบด้วย
ระบบของดวงดาวต่างๆ ซึ่งรวมถึงระบบสุริยะด้วย
ดังนั้นดวงอาทิตย์จึงเป็นดาวดวงหนึ่งในดาราจักร ดาราจักรหรือกาแล็คซี่ของเรามีชื่อว่ากาแลคซีทางช้างเผือก กาแลคซีที่มีการค้นพบอีกคือกาแล็คซีแอนโดรเมดา ปัจจุบันกาแล็คซีที่อยู่ไกลที่สุดมีระยะทางไกลถึง15ล้านๆปีแสง นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าจักรวาลมีการขยายตัวและพยายามคาดคะเน
ต่อไปว่าจักรวาลจะหยุดการขยายตัวหรือไม่ซึ่งยังไม่สามารถหาคำตอบได้
บิก - แบง
เลอแมทร์ เชื่อว่าเอกภพมีอะตอมแรกเริ่มโดยมีน้ำหนักประมาณ สองพันล้านตันต่อลูกบาศก์นิ้ว ฮับเบิลศึกษาสเปกตรัมของดาราจักร พบว่าดาราจักรต่างๆเคลื่อนที่ห่างออกจากโลกตลอดเวลา พวกที่อยู่ไกลมากๆจะมีความเร็วมากขึ้นตามลำดับ เรียกความสัมพันธ์นี้ว่า กฎฮับเบิล แต่ปัจจุบัน
เรียกว่า ทฤษฎีบิก-แบง ยอร์จ กาโมว์ คำนวณเกี่ยวกับทฤษฎีนี้ว่า ขณะที่เกิดการระเบิดนั้น อะตอมแรกเริ่มมีอุณหภูมิสูงมาก หลังจากนั้นก็ลดลงอย่างรวดเร็ว ระยะหลังเอกภพจะมืดมนจนกลุ่มเมฆแตกตัวเป็น ดาราจักรแรกเริ่ม ต่อมาจึงมีดาวเกิดขึ้นภายในดาราจักร
ทฤษฎีแห่งการดำรงอยู่
เฟรด ฮอล์ย เฮดมัน บอนดี โธมัส โกลด์ ได้เสนอทฤษฎีนี้ว่า เอกภพไม่มีการเริ่มต้น และไม่มีการอวสาน ห้วงอวกาศและเวลาจะไม่มีที่สิ้นสุด
ในปัจจุบันยังไม่มีการสรุปว่าทฤษฎีใดถูกต้อง
ความหมายและส่วนประกอบของดาราจักร
ดาราจักรคือวัตถุท้องฟ้าขนาดใหญ่ที่สุดในเอกภพ
ประกอบด้วย
ระบบรวมของดาวฤกษ์
กระจุกดาว
เนบิวลา
ฝุ่นธุลีคอสมิก และก๊าซ
ที่ว่าง
ดาราจักรแบ่งออกเป็น
1.ส่วนใจกลาง มีดาวฤกษ์เป็นส่วนมาก
2.จาน ส่วนที่เป็นแผ่นราบอยู่รอบๆใจกลาง
3.แขนของดาราจักร ส่วนที่อยู่ถัดจากจานออกไป
ใจกลางของดาราจักรจะมีดาวฤกษ์อยู่เป็นจำนวนมากและจะเริ่มน้อยลงเมื่ออยู่บริเวณขอบของดาราจักร
ดาราจักรแบ่งได้เป็น 2 พวกใหญ่ๆด้วยกันคือ
1.ดาราจักรของเรา คือ ดาราจักรทางช้างเผือก เป็นดาราจักรที่มีระบบสุริยะของเราอยู่ ห่างจากใจกลางดาราจักร
ประมาณ 30000 ปีแสง ลักษณะคล้ายเลนส์นูน
ดวงดาวที่เรามองเห็นล้วนเป็นดวงดาวในดาราจักรของเราทั้งนั้น ดาวต่างๆจะเคลื่อนที่รอบดาราจักรด้วยความเร็ว
ต่างกันตามระยะทางพวกที่อยู่ใกล้แกนจะมีความเร็วมาก
2.ดาราจักรอื่นๆ ที่ค้นพบมี 2 ดาราจักร คือ ดาราจักรอันโดรเมดา และกลุ่มเมฆแมกเจลแลน
ดาราจักรแอนโดรเมดา อยู่ห่างออกไป1.5ล้านปีแสงมีขนาดใหญ่กว่าดาราจักรของเรา
กลุ่มเมฆแมกเจลแลน รูปร่างไม่สม่ำเสมอ เป็นกลุ่มประจำถิ่น ซึ่งมีรูปร่างดังนี้
ดาราจักรรูปกังหัน
ดาราจักรรูปไม่สม่ำเสมอ
ดาราจักรรูปไข่
ความเป็นไปในจักรวาล :
THE COSMIC ORDER
ระบบสุริยะของเรา
ระบบสุริยะมีกำเนิดจากกลุ่มก้อนก๊าซและฝุ่นขนาดมหึมา หมุนรอบตัวเองในเวลายาวนาน หลายพันล้านปี เมื่อมวลสารรอบนอก ของกลุ่มก้อนฝุ่นก๊าซค่อย ๆ มีอุณหภูมิลดลง เกิดเป็นดาวฤกษ์ร้อนจัดที่ใจกลาง และเหล่าดาวเคราะห์เรียงรายโคจรอยู่รอบดาวฤกษ์ดวงแม่ ด้วยขนาดและระยะห่างต่าง ๆ กันเป็นระบบสุริยะของเราระบบสุริยะของเรา แสดงลักษณะองค์ประกอบของระบบสุริยะ ข้อมูลดวงอาทิตย์ แหล่งกำเนิดพลังงานแห่งชีวิตของสรรพสิ่งบนโลก เปรียบเทียบคุณสมบัติของดาวเคราะห์แต่ละดวงเช่น ขนาดตัวดาวเคราะห์ ระยะห่างจาก ดวงอาทิตย์ ลักษณะเด่นของดาวเคราะห์เฉพาะดวง บรรยากาศ บริวารยานอวกาศที่ส่งไปสำรวจดาวเคราะห์ แต่ละดวง และผลการสำรวจ ทีน่าสนใจ
ดาวเคราะห์แต่ละดวงในระบบสุริยะมีลักษณะเฉพาะดวงต่างกันทั้งขนาดระยะห่างจากดวงอาทิตย์ ลักษณะเด่นเฉพาะดวง โครงสร้าง องค์ประกอบทางเคมี บรรยากาศ บริวาร และผลการสำรวจจากโครงการอวกาศต่าง ๆ
ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ดวงหนึ่ง และเป็นตัวแทนของดาวฤกษ์มากมายในกาแล็กซีทางช้างเผือก เป็นแหล่งกำเนิดพลังงาน ยิ่งใหญ่และสำคัญที่สุดของโลกให้กำเนิดแก่สรรพชีวิตบนโลกมนุษย์จึงควรเรียนรู้จักสภาพธรรมชาติ ลักษณะโครงสร้าง และวิวัฒนาการ ของดวงอาทิตย์ เพื่อการใช้ประโยชน์จากพลังงานจากดวงอาทิตย์ให้คุ้มค่ามากที่สุด
ดาวฤกษ์มากมายในกาแล็กซีทางช้างเผือก สามารถจำแนกออกได้ตามสี ความสว่าง และอุณหภูมิผิว ดวงอาทิตย์จัดอยู่ในประเภท ดาวฤกษ์สีเหลือง และจัดอยู่ในกลุ่มของดาวฤกษ์สามัญและมีอายุวัยกลางของชีวิตดาวฤกษ์
กาแล็กซีเป็นอาณาจักรแห่งดวงดาว ประกอบด้วยดาวฤกษ์มากมาย มีกาแล็กซีขนาดเล็กใหญ่ต่าง ๆ กันกระจัดกระจายทั่วไป กาแล็กซีทางช้างเผือกจึงเป็นตัวแทนของกาแล็กซีทั้งหลายในเอกภพเป็นตัวอย่างให้มนุษย์ศึกษาถึงองค์ประกอบและวิวัฒนาการ ของกาแล็กซีเพื่อนบ้านเหล่านั้น
กาแล็กซีหลายแห่งต่างเคลื่อนที่เข้าหากันด้วยแรงโน้มถ่วงซึ่งกันและกัน จึงมีการหลอมรวมตัวกันเกิดเป็นกาแล็กซีใหม่ใหญ่ขึ้นกว่าเดิม แสดงถึงวิวัฒนาการของกาแล็กซีในเอกภพ
ดาวพุธ
เป็นดาวเคราะห์ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด มีอุณหภูมิพื้นผิว สองฟากต่างกันมากที่สุด ซีกกลางวันร้อนจัดอุณหภูมิประมาณ 500 องศาเซลเซียส ซีกกลางคืนเย็นจัด อุณหภูมิประมาณ -180 องศาเซลเซียส แกนในของดาวพุธเป็นโลหะผสม ของเหล็กและนิเกิล บรรยากาศเบาบางประกอบด้วย อาร์กอน นีออน ฮีเลียม พื้นผิวเต็มไปด้วยหลุ่มอุกกาบาต
โครงการสำรวจดาวพุธ
ยานมาริเนอร์ 10 (สหรัฐอเมริกา : พ.ศ. 2516-2518) พบพื้นผิว ที่ขรุขระเต็มไปด้วยหลุมบ่อ อุกกาบาต คล้ายพื้นผิวของดวงจันทร์ บริเวณขั้วใต้มีหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่จำนวนมาก แสดงว่า ถูกอุกกาบาตพุ่งชนอย่างหนัก
ยานเมสเซ็นเจอร์ (สหรัฐอเมริกา : พ.ศ.2547-2553)
เป้าหมาย
ศึกษาลักษณะทางธรณีวิทยา สนามแม่เหล็ก บรรยากาศ ค้นหา น้ำแข็งที่อาจฝังอยู่ที่ขั้วของดาวพุธ
ดาวศุกร์
ดาวเคราะห์น้อยน้องสาวฝาแฝดกับโลก เส้นผ่าศูนย์กลางสั้นกว่าของโลกราว 600 กิโลเมตร เมื่อปรากฎ สว่างสุกใสทางฟ้าด้านทิศตะวันออ กตอนรุ่งเช้าเรียก ดาวรุ่งหรือดาวประกายพรึก เมื่อปรากฎ สว่างสุก ในทางฟ้าด้านทิศตะวันตกตอนพลบค่ำเรียก ดาวประจำเมือง มองจากกล้องโทรทรรศน์เป็นเสี้ยวเสมอ แกนในเป็นโลหะและซิลิเกทหลอมเหลว บรรยากาศหนาทึบด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ จนเกิด ภาวะเรือนกระจก อบความร้อนทั่วดวง พื้นผิวเป็นที่ราบกว้างใหญ่ 2 ทวีป เต็มไปด้วยภูเขาไฟ ที่ดับแล้วและยังปะทุอยู่ หมุนรอบตัวเองสวนทางกับดาวเคราะห์อื่น ไม่พบสนามแม่เหล็กของดาวศุกร์
โครงการสำรวจดาวศุกร์
ยานมาริเนอร์ 10 สหรัฐอเมริกา : พ.ศ.2516
ยานไพโอเนียร์ วีนัส 1 (สหรัฐอเมริกา : พ.ศ.2521-2535)
ยานไพโอเนียร์ วีนัส 2(สหรัฐอเมริกา : พ.ศ.2521)
ยานเวเนรา 4 - 16 สหภาพโซเวียตรัสเซีย : พ.ศ.2510-2526)
ยานเเมกเจนแลน (สหรัฐอเมริกา : พ.ศ. 2532-2537)
ผลการสำรวจ
ทำแผนที่พื้นผิวดาวศุกร์ด้วยระบบเรดาร์ได้ทั่วดวง พบว่ามีฟ้าแลบ ฟ้าผ่าในบรรยากาศหนาทึบ ของดาวศุกร์ ไม่พบสนามแม่เหล็กรอบดาวศุกร์ อุณหภูมิพื้นผิวเฉลี่ยสูงถึง 465 องศาเซลเซียส บรรยากาศ หนาทึบด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ จนเกิดภาวะเรือนกระจก พื้นผิวเต็มไปด้วยก้อนหิน มีพื้นที่ราบใหญ่ 2 ทวีป ดาวศุกร์อาจเคยมีน้ำและอุณหภูมิมีพื้นผิวคล้ายโลกและดาวอังคารมาก่อน
โลก
ดาวเคราะห์ดวงเดียวในระบบสุริยะที่อุดมไปด้วยน้ำและสิ่งมีชีวิต มีปัจจัยเอื้อต่อการเกิดสิ่งมีชีวิตบนโลก คือ ขนาดและมวลของโลกที่พอเหมาะระยะห่างจากดวงอาทิตย์ที่พอเหมาะ อุณหภูมิเฉลี่ยใกล้เคียงกัน ตลอดวัน และตลอดปี บรรยากาศอุดมด้วยก๊าซที่ไม่เป็นพิษต่อชีวิต มีสนามแม่เหล็กโลก เป็นเกราะกำบัง และรักษา บรรยากาศโลกไว้ได้อย่างดี แกนโลกในเป็นโลหะผสมของเหล็ก และนิเกิล ห่อหุ้มด้วยชั้นหิน และผิวเปลือก หนาราว 60 กิโลเมตร พื้นผิวปกคลุมด้วยน้ำ 3 ใน 4 ส่วน พื้นแผ่นดิน เคยอยู่เป็น กลุ่มก้อน เดียวกัน และแยกตัวกระจายออกเป็น หลายทวีป มีบริวารดวงเดียวคือดวงจันทร์ ขนาด 1 ใน 4 ของโลก อุณหภูมิพื้นผิวสองฟากต่างกันมากเพราะไม่มีบรรยากาศห่อหุ้ม และหมุนรอบตัวเอง ในคาบเวลาเดียวกับ โคจรรอบโลกพอดี
โครงการสำรวจโลก
ปัจจุบันมีดาวเทียมนานาชนิดหลายพันดวงปฏิบัติงานในอวกาศรอบโลก ดาวเทียมยุคใหม่ มีศักยภาพ ทางด้านเทคโนโลยีสูง สามารถปฏิบัติภารกิจหลายด้านพร้อมกัน หน้าที่ทั่วไป ดาวเทียมทำการสังเกตการณ์ โลกระยะยาว ทั้งสภาพพื้นผิว สภาวะอากาศ แหล่งทรัพยากรณ์ธรรมชาติ ระบบนิเวศ สภาพทางทะเล การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นบนผิวโลก เพื่อให้เข้าใจถึงกลไกความสัมพันธ์กันของระบบโดยรวมของโลก
ดาวอังคาร
ดาวเคราะห์สีแดง เพราะพื้นผิวมีธาตุเหล็กสูง คาบ 1 วัน ยาวนานพอ ๆ กับ 1 วันของโลก มีแกนเอียง กับทางโคจรรอบดวงอาทิตย์ พอ ๆ กับโลกเกิดฤดูกาลคล้ายโลก แกนในเป็นโลหะ เหล็ก และกำมะถัน พื้นผิวเป็นดิน หินแข็ง คล้ายโลก ซากตะกอนทับถมของหินชั้นที่ก้นหลุม บอกร่องรอยการเคย เป็นทะเลสาบ หรือมหาสมุทรมาก่อน ร่องทางยาวคดเคี้ยว อาจเกิดจากธารน้ำแข็งคล้ายบนโลก มีดวงจันทร์สองดวง คือโฟบอส กับไดมอส อาจเป็นดาวเคราะห์น้อยที่ถูกดูดจับไว้ภายหลัง
โครงการสำรวจดาวอังคาร
ยานมาร์ส 1-7 (สหภาพโซเวียตรัสเซีย : พ.ศ. 2505-2516)
ยานโฟบอส 1,2 (สหภาพโซเวียตรัสเซีย : พ.ศ2531)
ยานมาร์ส 96 (สหภาพโซเวียตรัสเซีย : พ.ศ 2539)
ยานไวกิง 1,2 (สหรัฐอเมริกา : พ.ศ. 2519)
ยานมาร์ส พาธไฟเดอร์ (สหรัฐอเมริกา : พ.ศ.2539-2540)
ยานมาร์สโกลบอล เซอร์เวเยอร์ (สหรัฐอเมริการ : พ.ศ. 2539-2544)
โครงการร่วมมือสำรวจดาวอังคารนานาชาติ
มาร์สโอดิสซี(พ.ศ. 2544) ค้นหาน้ำใต้ดิน
มาร์ส เอ็กซเพรส (พ.ศ. 2546) ส่งยานบิเกิล 2 ค้นหาน้ำและชีววิทยาใต้ผิวดิน
มาร์ส รีคอนเนสเเซนซ์ (พ.ศ. 2548) ถ่ายภาพพื้นผิวด้วยกล้องกำลังขยายสูงมาก
ยานปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ (พ.ศ. 2550 ) เตรียมนำตัวอย่างวัตถุจากดาวอังคารกลับโลก
ยานโคจรถ่ายภาพด้วยระบบเรดาร์ (พ.ศ. 2552)
ยานนำตัวอย่างวัตถุจากดาวอังคารกลับโลก (พ.ศ.2539-2559)
ดาวพฤหัสบดี
เป็นดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ที่ขนาดใหญ่จนสามารถจุโลกได้ประมาณ 1,400 ดวง มีจุดแดงใหญ่ เป็นพายุหมุน รุนแรงใหญ่กว่าโลก 3 เท่า ชั้นบรรยากาศปั่นป่วนด้วยกระแสลม พายะหมุน ฟ้าแลบ ฟ้าร้อง และกลุ่มเมฆ และพายุหมุนรุนแรงไข่สีขาว ในบรรยากาศมีการรวมตัวกันเป็นปกติ แกนในคงเป็นไฮโดรเจน และฮีเลียม ในสภาพของแข็ง บรรยากาศหนาทึบด้วยก๊าซไฮโดรเจน และฮีเลียมเป็นสำคัญ ล้อมรอบด้วยวงเเหวนบาง ๆ 3 ชั้น และสนามแม่เหล็กแผ่อาณาเขตกว้างไกล มีวงแถบรังสีห่อหุ้มด้วยดาวพฤหัสบดี คล้ายโลก ต้นปี พ.ศ.2544 ค้นพบบริวารดาวพฤหัสบดีรวม 28 ดวง บริวาร 4 ดวงใหญ่พบโดยกาลิเลโอ กาลิเลอี เมื่อปี พ.ศ. 2183 คือ ไอโอ ยุโรปา แกนิมีด คัลลิสโต
โครงการสำรวจดาวพฤหัสบดี
โครงการสำราจดาวพฤหัสดพีขององค์การนาซา สหรัฐอเมริกา
อดีต
ยานไพโอเนียร์ 10 (พ.ศ.2515-2517)
ยานวอยเอเจอร์ 1,2 (พ.ศ. 2520-2522)
ยานไพโอเนียร์ 11(พ.ศ. 2516-2518)
ยานกาลิเลโอ (พ.ศ.2532-2544)
ปัจจุบันกำลังโคจรอยู่ที่สุดขอบระบบสุริยะ
ผลสำรวจ
ดาวพฤหัสบดีมีปรากฎการณ์ฟ้าแลบ ฟ้าผ่าในบรรยากาศหนาทึบ
พายุหมุนรูปไข่ขาวมากมายในแถบเข็มขัดดาว มีการรวมตัวกันเป็นปกติ
ไอโอ มีการระเบิดของภูเขาไฟรุนแรงที่สุดในระบบสุริยะ พื้นผิวปกคลุมด้วยก๊าซกำมะถัน
จุดแดงใหญ่คือพายุหมุนรุนแรง ดึงดูดพายุหมุนขนาดเล็ก
วงแหวนบาง ๆ 3 ชั้น เป็นอนุภาคฝุ่นสีคล้ำ หลุดจากบริวารชั้นในซึ่งดาวพฤหัสบดีดูดจับไว้
ยุโรปา อาจมีทะเลเหลวใต้ผิวน้ำแข็ง
ดาวเสาร์
ดาวเคราะห์แห่งวงแหวน ดวงไกลสุดที่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า มีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำถ้ามีทะเลสาบกว้างพอ ดาวเสาร์จะลอยน้ำได้ วงเเหวนอาจเป็นบริวาร ที่อยู่ใกล้ดาวเสาร์มากเกินไป แรงโน้มถ่วง สูงของ ดาวเสาร์ดึงฉีกแตกกระจาย และดึงดูดให้โคจรอยู่โดยรอบ พบพายุหมุนรูปไข่อายุยาวนานอยู่ในแถบเมฆรอบ ดวงคล้ายบน ดาวพฤหัสบดี แกนในอาจเป็นหิน ห่อหุ้มด้วยชั้นไฮโดรเจนแข็ง บรรยากาศหนาทึบด้วยก๊าซไฮโดรเจน ฮีเลียม คล้ายดาวพฤหัสบดี วงแหวนหลายพันวงประกอบด้วย ก้อนหิน และน้ำแข็งขนาดต่างๆ กัน สิ้นปี พ.ศ.2543 ค้นพบบริวารดาวเสาร์รวม 30 ดวง ดวงที่น่าสนใจคือ ไททัน บริวารดวงใหญ่สุด บรรยากาศหนาทึบ คล้ายสภาพดั้งเดิม เมื่อโลกแรกเกิด ไอเอปตัส พื้นผิวครึ่งหนึ่งปกคลุมด้วยหิมะ อีกครึ่งหนึ่งมืดคล้ำเก่าแก่ โครงการสำรวจดาวเสาร์
อดีต
ยานไพโอเนียร์ 11 ( สหรัฐอเมริการ : พ.ศ. 2522)
ยานวอยเอเจอร์ (สหรัฐอเมริการ : พ.ศ.2523-2524)
ยานอวกาศลำสำคัญ
ยานแคสสินี (สหรัฐอเมริกา, องค์การอวกาศยุโรป, อิตาลี : พ.ศ. 2540-2551)
เป้าหมาย
สำรวจดาวเสาร์และบริวาร ด้วยเครื่องมือ วิทยาศาสตร์ที่ทันสมัยที่สุดในอวกาศ
ปล่อยยานโฮแกนส์ลงสู่พื้นผิว บริวารไททัน เพื่อศึกษาบรรยากาศที่มีสภาพ
คล้ายโลก เมื่อแรกเกิด
ดาวยูเรนัส
ดาวเคราะห์หมุนตะแคง กลิ้งไปรอบดวงอาทิตย์ ที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า ขั้วเหนือเบนจากแนวดิ่ง 98 องศา จึงดูตล้ายหมุนรอบตัวเอง กลับทิศกับดาวเคราะห์ดวงอื่น และกลิ้งตะแคงไปรอบดวงอาทิตย์ ในคาบการโคจรรอบ ดวงอาทิตย์ 84 ปี ขั้วหนึ่งหันเข้าหา ดวงอาทิตย์เป็นเวลา กลางวัน ตลอดเวลานาน 21 ปี ก๊าซมีเทนในบรรยากาศ ชั้นบนดูดซับแสงสีแดง ทำให้มองเห็นดาวยูเรนัสสีน้ำเงินเขียว
แกนในเป็นเหล็กและหินแข็งขนาดเล็ก บรรยากาศประกอบด้วยไฮโดรเจน ฮีเลียใ มีเทน อะเซทิลีน แอมโมเนียและน้ำแข็ง ค้นพบวงเเหวนบาง ๆ 10 ชั้น
สิ้นปี พ.ศ.2543 ค้นพบบริวารดาวยูเรนัส 21 ดวง
....
โครงการสำรวจดาวยูเรนัส
ยานวอยเอเจอร์ 2 (สหรัฐอเมริกา : พ.ศ.2529)
ผลการสำรวจ
ยืนยันวงแหวน 10 ชั้น ของดาวยูเรนัส
วงแหวนลักษณะบาง แคบ สีคล้ำ ประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็ก ทั้งก้อนน้ำแข็งและฝุ่น
จากจำนวนบริวารนับถึงสิ้นปี พ.ศ.2543 รวม 21 ดวง เป็นบริวารที่ผ่านอวกาศ ถ่ายภาพครบ 10 ดวง
ดาวเนปจูน
ดาวเคราะห์ที่ผลัดกันเป็นดวงนอกสุดในระบบ สุริยะกับดาวพลูโต มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า ถูกค้นพบ ในตำแหน่งเดียวกับผลการคำรวณล่วงหน้าว่า ต้องมี ดาวเคราะห์ ดวงหนึ่ง รบกวนการโคจรของดาวยูเรนัส ก๊าซมีเทนในบรรยากาศดูดซับแสงสีเเดง จึงมองเห็นดาวเนปจูนมีสีน้ำเงินเขียว
แกนในเป็นแกนหินขนาดเท่าโลก บรรยากาศ ห่อหุ้มด้วยไฮโดรเจน ฮีเลียม แอมโมเนีย และมีเทน คล้ายดาวยูเรนัส ค้นพบจุดดำใหญ่ เป็นพายุหมุน ขนาดเท่าโลก โคจรสวนทางกับ การหมุนรอบตัวเอง ของดาวเนปจูน จึงอาจเป็นบริวารที่ถูกดูดจับไว้ภายหลัง โครงการสำรวจดาวเนปจูน
ยานวอยเอเจอร์ 2 (สหรัฐอเมริกา : พ.ศ.2529)
ผลการสำรวจ
ยืนยันวงแหวน 4 ชั้น ของดาวเนปจูน ลักษณะบางแคบ
จากจำนวนบริวารนับถึงสิ้นปี พ.ศ 2543 รวม 8 ดวง เป็นบริวารที่ยานอวกาศถ่ายภาพพบ 6 ดวง
ไททัน บริวารดวงใหญ่ มีพื้นผิวสีชมพู ระเบิดปะทุก๊าซไนโตรเจนและ อนุภาคฝุ่นขึ้นสู่บรรยากาศ
ดาวพลูโต
ดาวเคราะห์ผิดแปลกจากเพื่อนบ้าน ดวงเล็กสุดในระบบสุริยะ ปกติเป็นดาวเคราะห์ดวงไกลสุด ในระบบสุริยะ บางช่วงของวงโคจรราว 20 ปี ดาวพลูโตอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าดาวเนปจูน มีวงโคจรรีแคบ และเอียงจากระนาบสุริยะวิถีมากที่สุด ผิดพวกจากดาวเคราะห์เพื่อนบ้านในระบบสุริยะ ถ้าค้นพบในปัจจุบันอาจถูกจัดให้เป็นวัตถุน้ำแข็งแทนการเป็นดาวเคราะห์
แกนในอาจเป็นหิน ห่อหุ้มด้วยน้ำแข็ง บรรยากาศประกอบด้วยก๊าซไนโตรเจน คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน บรรยากาศอาจมีเฉพาะเมื่อดาวพลูโตอยู่ไกล้ดวงอาทิตย์ แต่ก๊าซเย็นจัดแข็งตัวเมื่ออยู่ไกลออกไป มีดาวบริวาร คือ คารอน ขนาดราวครึ่งหนึ่งของดาวพลูโต จึงเป็นบริวารดวงใหญ่สุด เมื่อเทียบกับ ดาวเคราะห์ดวงแม่ โคจรรอบดาวพลูโต โดยหันด้านเดียวหาดวงแม่ ลักษณะคล้ายดวงจันทร์ของโลก
โครงการสำรวจดาวพลูโต
o ยังไม่เคยมียานอวกาศจากโลกเดินทางไปสำรวจดาวพลูโตมาก่อน
o กำหนดส่งยายพลูโต ไคเปอร์เอ็กซเพรส ไปสำรวจดาวพลูโต ระหว่าง พ.ศ.2546 ถึงเป้าหมาย พ.ศ. 2553
o ยานอวกาศน้ำหนักเบามีระบบปฏิบัติการล้ำยุคด้วยเทคโนโลยีที่ทันสมัย
o มีเป้าหมายเดินทางเลยออกไปสำรวจวัตถุน้ำแข็งในแถบวงแหวนไคเปอร์ด้วย
o ดาวพลูโตโคจรรอบดวงอาทิตย์ 248 ปี เมื่อดาวพลูโตโคจรไกลจากดวงอาทิตย์ก๊าซในบรรยากาศแข็งตัว หากยานอวกาศไปถึงดาวพลูโตช้า จะทำให้หมดโอกาสศึกษาพื้นผิวและบรรยากาศ
ปัจจุบัน ได้ ถูกถอดออกจากการเป็นดาวในระบบ สุริยะจักรวาล แล้วให้กลายเป็น ดาวเคราะห์ธรรมดา เนื่องจาก ทุกวันนี้ มีนักวิทยาศาสตร์ค้นพบ ดวงดาวที่คล้ายดาวพลูโตมากขึ้น *
ดวงอาทิตย์
ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์สีเหลือง ขนาดปานกลางเมื่อเทียบกับดาวฤกษ์ทั่วไป อายุประมาณ 5,000 ล้านปี อยู่ในสภาพสมดุล ด้วยแรงระเบิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์สมดุลกับการยุบตัวของแรงโน้มถ่วง มีอายุ ตลอดชีวิตประมาณ 10,000 ล้านปี เป็นอายุเฉลี่ยของดาวฤกาทั่วไป สภาพวัยปลาย ดวงอาทิตย์ ใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจน เหลือน้อยลง ขยายตัวใหญ่ กลายเป็น ดาวยักษ์สีแดง และเมื่อเชื้อเพลิง ภายในหมด มวลสารรอบนอกถูกสาดกระจาย คือสภาพของเนบิวลาดาวเคราห์ เหลือใจกลางดวงยุบลงเป็น ดาวแคระขาว ที่มีอุณหภูมิลดต่ำลง แสงริบหรี่จนหมดพลังงาน จบชีวิตดาวฤกษ์ในที่สุด ขณะที่ดวงอาทิตย์ ให้แสงสว่างและให้ความอบอุ่นแก่โลก ยังมีพลังงานอีกหลายรูปแบบ ที่มนุษย์มองไม่เห็น และอนุภาค ประจุไฟฟ้าดลังงานสูงที่มาพร้อมกับลมสุริยะ ทำให้สภาวะอากาศในเขตสนามแม่เหล็กโลก แปรปรวนไป ตามสภาพการเปลี่ยนแปลงบนดวงอาทิตย์
โครงการสำรวจดวงอาทิตย์
ยานยูลิซิส (องค์การอวกาศยุโรป สหรัฐอเมริการ : พ.ศ. 2533)
ยานโยโกะ (องค์การอวกาศญี่ปุ่น : พ.ศ. 2534)
ยานโซโห (องค์การอวกาศยุโรป สหรัฐอเมริการ : พ.ศ. 2540)
ยานเทรส ( สหรัฐอเมริกา : พ.ศ.2540)
ผลการสำรวจ
พบลำก๊าซร้อน อุณหภูมิหลายหล้านองศา พุ่งขึ้นจากผิวดวงขึ้นสู่บรรยากาศชั้นโคโรนา ตอบคำถามว่า เหตุใด บรรยากาศชั้นนอกสุดของดวงอาทิตย์จึงร้อนมากที่สุด
พบสัญญาณเตือนภัยรูปตัว S บนผิวดวงอาทิตย์ก่อนการรเบิดลุกจ้า 2-3
กระแสลมสุริยะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงราว 1-3 ล้านกิโลเมตร/ชั่วโมงใช้เวลา 3-4 วันจึงเดินทางถึงโลก
ผิวของดวงอาทิตย์ลักษณะคล้ายเซลรูปรังผึ้ง พบกระแสลมสุริยะพัดออกมาจากขอบรอยต่อระหว่างเซล
ดาวหาง
แหล่งกำเนิดของดาวหาง เชื่อกันว่าเป็นวัตถุที่เหลือจากการสร้างระบบสุริยะ
เป็นคล้ายบริวารรอบนอกของระบบ ตามปกติจะมีดาวหางจำนวนหนึ่งโคจรเข้ามาใกล้ดวงอาทิตย์
แล้วกลับคืนออกไปขอบนอกของระบบสุริยะ แต่มีบางดวงที่โคจรอยู่ภายในระบบสุริยะ
ส่วนประกอบของดาวหาง เมื่อดาวหางโคจรเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากๆ จะมีลมสุริยะ
ทำให้ก๊าซแตกตัวเป็นไออนถูกผลักดันไปในทางตรงกันข้ามกับดวงอาทิตย์
หางของมันจะมีความยาวมากเมื่อเข้าใกล้ดวงอาทิตย์และจะชี้ออกจากดวงอาทิตย์เสมอ
ส่วนหัวของดาวหางจะเป็นก้อนน้ำแข็ง ก๊าซแข็งสกปรกและฝุ่นละออง
ส่วนหาง มี 2 ประเภท คือ หางฝุ่นมักมีสีเหลืองสั้นและมักจะโค้ง หางไอออนหรือหางพลาสมา
มักมีสีน้ำเงินและเหยียดตรง ดาวหางบางดวงมีหางอย่างใดอย่างหนึ่งเพียงอย่างเดียว
แต่บางดวงก็มีทั้ง 2 ประเภท ดาวหางทุกดวงมีกลุ่มก๊าซไฮโดรเจนห่อหุ้มอยู่
การโคจรของดาวหางและการค้นพบ ส่วนมากโคจรเป็นรูปวงรี อาจตามเข็มหรือทวนเข็มนาฬิกาก็ได้ ปีหนึ่งๆ จะมีดาวหางเข้าใกล้ดวงอาทิตย์แล้วสามารถมองเห็นได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์ประมาณ
6-7 ดวง การเรียกชื่อดาวหาง เรียกชื่อตามปีคริสตศักราชตามด้วยอักษรอังกฤษตัวเล็ก
ตั้งชื่อตามผู้ต้นพบบางครั้งตั้งชื่อตามผู้ทำการคำนวณ
ดวงอาทิตย์
เป็นดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ที่อยู่ใกล้โลกที่สุด แสงจากดวงอาทิตย์ใช้เวลาถึงโลก 8 นาที มีเส้นผ่าศูนย์กลาง 1,392,000 กิโลเมตร ส่วนใหญ่ประกอบด้วยแก๊สไฮโดรเจน รองลงมาคือ ฮีเลียม ที่แกนมีความกดดันสูงมาก
โดยความดัน ความหนาแน่นและอุณหภูมิ ของมวลจะเพิ่มขึ้นตามความลึกจากพื้นผิว
ชั้นต่างๆของดวงอาทิตย์
แบ่งเป็น 3 ชั้น โฟโตสเฟียร์ โครโมสเฟียร์ และโคโรนา
โฟโตสเฟียร ์เป็นพื้นผิวของดวงอาทิตย์มีความหนา 4 ร้อยกิโลเมตร ก๊าซมีความเบาบางมาก ขอบของดวงอาทิตย์สว่างน้อยกว่ากลางดวง จุดบนดวงอาทิตย์มีอุณหภูมิต่ำสุดอยู่ใจกลางสุด มี 2 ส่วนคือ เขตมืดและเขตมัว เขตมัวจะมีอุณหภูมิสูงกว่าและล้อมรอบเขตมืด จำนวนจุดที่เกิดขึ้นในแต่ละปีจะไม่คงที่ การศึกษาการเคลื่อนที่ของจุดเป็นหลักฐานว่าดวงอาทิตย์หมุนรอบตัวเอง แต่คาบของการหมุนไม่เท่ากัน มีสนามแม่เหล็ก โดยความเข้มของสนามแม่เหล็กจะขึ้นอยู่กับขนาดของจุดโครโมสเฟียร์ มีลักษณะเป็นก๊าซโปร่งแสงอยู่เหนือโฟรโตสเฟียร์
โคโรนา เป็นบรรยากาศนอกสุดของดวงอาทิตย์เป็นชั้นบางๆ ล้อมรอบดวงอาทิตย์ มีอุณหภูมิประมาณ 2 ล้านองศาเคลวิน
นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่า ดวงอาทิตย์จะดำรงอยู่ได้เพียงห้าล้านๆปีเท่านั้น
การจำแนกดาวเคราะห์
ใช้ตำแหน่งของโลกเป็นหลัก ดาวเคราะห์ดวงใดมีวงโคจรอยู่ในวงโคจรของโลกจะเป็นดาวเคราะห์วงใน และดาวเคราะห์ที่อยู่นอกวงโคจรของโลกจะเรียกว่าดาวเคราะห์วงนอกดาวเคราะห์วงใน มีพื้นผิวเต็มไปด้วยหินประกอบด้วยแร่ต่างๆ มีบรรยากาศทุกดวงยกเว้นดาวพุธ ดาวเคราะห์ชั้นนอกมีขนาดใหญ่และประกอบด้วยแก๊สต่างๆ ยกเว้นดาวพลูโตประกอบด้วยน้ำแข็งและหินนักวิทยาศาสตร์ใช้หน่วยดาราศาสตร์ในการวัดระยะทาง หนึ่งหน่วยดาราศาสตร์ = 149.6 ล้านกิโลเมตรการหมุนรอบตัวเองของดาวเคราะห์
มีวิธีการศึกษา 2 วิธีคือ
1. การศึกษาโดยวัดเส้นสเปกตรัม การเคลื่อนที่ของเส้นสเปกตรัมขึ้นอยู่กับความเร้วของแหล่งกำเนิดแสง ถ้าการเคลื่อนมีมากแสดงว่าดาวเคราะห์นั้นมีอัตราเร็วในการหมุนรอบตัวเองมากด้วย การศึกษาวิธีนี้ใช้ได้ดีสำหรับ
ดาวเคราะห์ดวงใหญ่ ถ้าเป็นดวงเล็กการเคลื่อนของสเปกตรัมจะไม่ชัดเจน
2. การศึกษาโดยการสะท้อนคลื่นไมโครเวฟ คลื่นที่สะท้อนจากขอบที่กำลังหนุมเข้าหาโลกจะมีความถี่มาก ส่วนคลื่นที่สะท้อนจากขอบที่กำลังหมุนออกจากโลกจะมีความถี่น้อย ข้อมูลนี้สามารถหาอัตราเร็วของการหมุนรอบตัวเองของดาวเคราะห์ได้ จากการศึกษาพบว่า ดาวเคราะห์ทุกดวงของระบบสุริยะจะหมุนรอบตัวเองในทิศทวนเข็มนาฬิกายกเว้นดาวศุกร์
อุกาบาต
เป็นวัตถุชิ้นเล็กๆ พุ่งผ่านบรรยากาศของโลกด้วยความเร็วสูงเสียดสีกับบรรยากาศทำให้สว่างจ้าขึ้นมักปรากฏหลังเที่ยงคืน
ดาวเคราะห์น้อย
มีวงทางโคจรระหว่างดาวอังคารกับดาวพฤหัส เส้นผ่าศูนย์อยู่ระหว่าง 1-768 กิโลเมตร
ส่วนใหญ่มีเส้นผ่าศูนย์กลาง 80 กิโลเมตร ซีเรส มีขนาดใหญ่ที่สุด
เอกภพ (จักรวาล - universe)
เอกภพ (จักรวาล - universe) คือ ระบบที่รวบรวมทุกสิ่งทุกอย่างในธรรมชาติ ข้อมูลสำคัญของเอกภพคือ เส้นสเปกตรัมของดาราจักรเลื่อนไปทางสีแดงทำให้รู้ว่าเอกภพกำลังขยายตัว
การขยายตัวของเอกภพ
เราทราบแล้วว่าเอกภพคือแหล่งรวมทุกสรรพสิ่งในธรรมชาติ รวมทั้งที่ว่างหรืออวกาศด้วย นักดาราศาสตร์ต่างได้ศึกษาเส้นสเปกตรัมจากธาตุที่อยู่ในดาราจักรแล้วพบว่า เส้นเลื่อนไปทางแดงหรือทางความถี่ต่ำแสดงว่าดาราจักรกำลังเคลื่อนที่ออกห่างไปเรื่อย ๆ ทำให้เกิดปัญหาข้อถกเถึยงกันถึงลักษณะของดาราจักรและเอกภพในอดีตว่าเป็นอย่างไร
ในวงการดาราศาสตร์ได้มีทฤษฎีหนึ่งที่จะอธิบายการกำเนิดเอกภพและสาเหตุที่ดาราจักรกำลังเคลื่อนที่คือ ทฤษฎีการระเบิดปังใหญ่ (big-bang theory หรือทฤษฎีบิกแบง) โดย เลแมตร์ (G.Lemaitre) ได้กล่าวไว้ว่า ในอดีตเอกภพมีลักษณะเป็นรูปทรงกลมเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 6,400 กิโลเมตร (4,000 ไมล์) เลอร์แมตร์ เรียกทรงกลมที่เป็นจุดกำเนิดของสสารนี้ว่า "อะตอมดึกดำบรรพ์" (Primeval Atom) เป็นอะตอมขนาดยักษ์ นำหนักประมาณ 2 พันล้านตันต่อลูกบาศก์นิ้ว (ซึ่งขัดแย้งกับความเป็นจริงกับความหมายของอะตอมในปัจจุบันที่ให้ความหมายของอะตอม ว่าเป็นส่วยย่อยของโมเลกุล)
อย่างไรก็ตามนักดาราศาสตร์ได้ถกเถียงและค้นหาข้อเท็จจริงเกี่ยวกับทฤษฎีนี้อย่างจริงจัง และกาโมว์ (G.Gamow) เป็นคนหนึ่งที่สนับสนุนทฤษฎีของเลอเมตร์ จากผลการคำนวณของกาโมว์ ในขณะที่อะตอมดึกดำบรรพ์ระเบิดขึ้น จะมีอุณภูมิสูงถึง 3 x 10^9 เคลวิน (3,000,000,000 เคลวิน) หลังจากเกิดการระเบิดประมาณ 5 วินาที อุณภูมิได้ลดลงเป็น 10^9 เคลวิน (1,000,000,000 เคลวิน) และเมื่อเวลาผ่านไป 3 x 10^8 ปี (300,000,000 ปี) อุณภูมิของเอกภพลดลงเป็น 200 เคลวิน
ในที่สุดเอกภพก็ตกอยู่ในความมืดและเย็นไปนานมากจนกระทั่งมีดาราจักรเกิดขึ้น จึงเริ่มมีแสงสว่างและอุณภูมิเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ
ในปี พ.ศ.2472 ฮับเบิล (Edwin P.Hubble) ได้ศึกษาสเปกตรัมของดาราจักรต่างๆ 20 ดาราจักร ซึ่งอยู่ไกลที่สุดประมาณ 20 ล้านปีแสง พบว่าเส้นสเปกตรัมได้เคลื่อนไปทางแสงสีแดง ดาราจักรที่อยู่ห่างออกไปจะมีการเคลื่อนที่ไปทางแสงสีแดงมาก แสดงว่าดาราจักรต่างๆ กำลังคลื่นที่ห่างไกลออกไปจากโลกทุกทีทุกทีๆ พวกที่อยู่ไกลออกไปมากๆจะมีการเคลื่อนที่เร็วขึ้น ดาราจักรที่ห่างประมาณ2.5พันล้านปีแสง มีความเร็ว 38,000 ไมล์ต่อวินาที ส่วนพวกดาราจักร ที่อยู่ไกลกว่านี้มีควาเร็วมากขึ้นตามลำดับ ความสัมพันธ์ระหว่างระยะทางของดาราจักรและ ความเร็วแห่งการเคลื่อนที่ เรียกว่า "กฎฮับเบิล" ทฤษฎีนี้อาจเรียกว่า "การระเบิดของเอกภพ" (Exploding Universe) ซึ่งก็สนับสนุนกับแนวคิดของเลแมตร์เช่นกัน
เอกภพแบบต่าง ๆ
จากหลักฐานทางดาราศาสตร์ในปัจจุบัน คาดกันว่าเอกภพน่าจะมีอายุประมาณ 15-20 พันล้านปี โดยมีกำเนิด ณ จุดเริ่มต้น เรียกว่า บิ๊กแบง (Big Bang) ซึ่งเป็นจุดกำเนิดของอวกาศและเวลา!
ขณะนี้เรียกได้ว่า เรากำลังอยู่ในระหว่าง ขาขึ้น คือ ขนาดของเอกภพใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ แต่ในที่สุดเอกภพจะมี จุดจบ ได้ 3 แบบ ใหญ่ ๆ ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นโดยรวมของเอกภพ (the universes overall density) ซึ่งนักดาราศาสตร์ใช้สัญลักษณ์ว่า
ค่า นี้มีความสำคัญมาก เนื่องจากเป็นปัจจัยสำคัญที่กำหนดลักษณะของเอกภพ ดังนี้
- เอกภพปิด (Closed Universe) : ถ้าค่า นั่นคือ เอกภพมีความหนาแน่นของมวลสารและพลังงาน มากเพียงพอ จนแรงโน้มถ่วงสามารถเอาชนะการขยายตัวได้ ในที่สุดเอกภพจะหดตัวกลับ และถึงจุดจบที่เรียกว่า บิ๊กครันช์ (Big Crunch) (คำว่า crunch หมายถึง บดเคี้ยว)
- เอกภพแบน (Flat Universe) : ถ้าค่า นั่นคือ เอกภพมีความหนาแน่นของมวลสารและพลังงาน ในระดับที่ แรงโน้มถ่วง ได้ดุลกับการขยายตัว ในที่สุดเอกภพจะขยายตัว แต่ด้วยอัตราที่ช้าลงเรื่อย ๆ
- เอกภพเปิด (Open Universe) : ถ้าค่า นั่นคือ เอกภพมีความหนาแน่นของมวลสารและพลังงาน ต่ำเกินไป ทำให้แรงโน้มถ่วง ไม่สามารถเอาชนะการขยายตัวได้ เอกภพจะขยายตัวอย่างต่อเนื่องไปเรื่อย ๆ
ค่าความหนาแน่น ?0 นี้ แม้ว่าในปัจจุบันยังไม่สามารถวัดได้อย่างแน่นอน แต่ก็มีหลักฐานบางประการชี้ให้เห็นว่า อาจมีค่า ประมาณ 0.2 ถึง 0.3 ซึ่งถ้าเป็นเช่นนั้นจริง ก็หมายความว่า เรากำลังอยู่ในเอกภพแบบเปิด แต่ถ้าหากมีหลักฐานใหม่ ๆ ที่ขัดแย้งข้อมูลนี้ ข้อสรุปที่ได้ก็อาจเปลี่ยนแปลงได้ เช่น ถ้าหากพบว่านิวตริโน หรือ ดาวแคระสีน้ำตาลทั้งหมดมีมวลรวมกันมากพอ หรือ พบสสารมืด (dark matter) ในรูปแบบอื่น เอกภพก็อาจจะเป็นเอกภพปิดก็เป็นได้
ภาพ เอกภพเปิด (Open Universe) และ เอกภพปิด (Closed Universe)
ยุคต่าง ๆ ของเอกภพแบบเปิด
ในที่นี้ เราจะลองพิจารณาความเป็นไปได้ของเหตุการณ์ต่าง ๆ ที่อาจจะเกิดขึ้นต่อจากนี้ ภายใต้สมมติฐานว่า เอกภพเป็นแบบเปิด (open universe) ทั้งนี้ เนื่องจากเอกภพเปิดมีช่วงอายุขัยยาวนานเพียงพอที่จะเกิดเหตุการณ์ทางดาราศาสตร์ที่น่าสนใจจำนวนมาก
เราจะลองมองอนาคตไปข้างหน้าไกลแสนไกลราว 10100 ปี นับจากจุดเริ่มต้น แต่เพื่อให้ได้ภาพที่ครบถ้วนสมบูรณ์ จะขอเริ่ม ณ จุดตั้งต้น คือ บิ๊กแบง ผ่านยุคต่าง ๆ ได้แก่ ยุคอินเฟลชัน ยุครังสี ยุคดวงดาว ยุคดีเจนเนอเรต ยุคหลุมดำ และสุดท้ายคือ ยุคมืด
- ยุคอินเฟลชัน (The Inflation Era)
เชื่อกันว่าจุดกำเนิดของเอกภพ หรือ บิ๊กแบง (Big Bang) เริ่มต้น ณ เวลาเศษเสี้ยวของวินาทีที่ 10-43 วินาที ซึ่งเรียกว่า เวลาของแพลงค์ (Plancks time) จากนั้นในช่วงเวลา 10-37 ถึง 10-32 วินาที เอกภพได้เกิดการพองตัวอย่างรวดเร็ว เรียกว่า อินเฟลชัน (inflation)
ทฤษฎีอินเฟลชันสามารถใช้อธิบายว่า ทำไมเอกภพที่เราเห็นอยู่ในปัจจุบันถึงได้มีขนาดใหญ่โตมโหฬาร และดูเหมือนว่า จะมี ความหนาแน่นพอ ๆ กันในทุก ๆ ตำแหน่ง (homogeneous) และทุก ๆ ทิศทาง (isotropic) รวมทั้งลักษณะทางกายภาพอื่น ๆ เช่น ความแบน ของเอกภพ
ในช่วงเวลาอันแสนสั้นแต่น่ามหัศจรรย์นี่เอง ณ บางตำแหน่ง อาจมีการกระจายของความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่า บริเวณอื่น ๆ เล็กน้อย บริเวณเหล่านี้ คือ บริเวณที่จะเกิดเป็นดวงดาวและกาแลกซีในอนาคต
- ยุครังสี (The Radiation-dominated Era)
ในช่วงเวลาถัดมา ตั้งแต่ 10-32 วินาที ถึงราว 10,000 ปี เป็นยุคที่เอกภพเต็มไปด้วยรังสีอย่างหนาแน่นทุกหนทุกแห่ง แต่ในช่วงนี้ยังไม่มีอะตอม!
สสารและปฏิสสารจะเกิดการทำลายล้างกัน (annihilation) อย่างต่อเนื่อง แต่เนื่องจากในเอกภพ มีสสารมากกว่าปฏิสสาร อยู่เล็กน้อย ทำให้เหลือเป็นสสารอย่างที่เห็นในปัจจุบัน ต่อจากนั้นได้เกิดนิวเคลียสของธาตุที่ง่ายที่สุด คือ นิวเคลียสของไฮโดรเจน (โปรตอนตัวเดียว) และดิวทีเรียม (โปรตอน 1 ตัว + นิวตรอน 1 ตัว)
ในช่วงรอยต่อระหว่างยุครังสีนี้กับยุคถัดไป มีเหตุการณ์ที่สำคัญอย่างมากเกิดขึ้นได้แก่ การเกิดไฮโดรเจนอะตอมแรกของเอกภพ เมื่อเอกภพมีอายุได้ประมาณ 300,000 ปี ก่อนหน้านี้ ไม่มีอะตอมใด ๆ เกิดขึ้นได้ เพราะเอกภพมีอุณหภูมิสูงมาก ทำให้อิเล็กตรอน ไม่สามารถอยู่ร่วมกับโปรตอนกลายเป็นอะตอมของไฮโดรเจนได้
วิวัฒนาการของเอกภพจากบิ๊กแบงจนถึงยุคดวงดาว
- ยุคแห่งดวงดาว (The Stelliferous Era)
คำว่า stelliferous แปลว่า เต็มไปด้วยดวงดาว ในยุคแห่งดวงดาวนี้ ดาวฤกษ์ทั้งหลายเกิดขึ้นและเปลี่ยนแปลงไป ตามขั้นตอน ต่าง ๆ ตามทฤษฎีวิวัฒนาการของดวงดาว (stellar evolution) ใครสนใจ โปรดดูกล่องอธิบาย วิวัฒนาการของดวงดาว
วิวัฒนาการของดวงดาว
ถ้าเริ่มนับจากดาวฤกษ์ (star) ในภาพ เมื่อเชื้อเพลิงไฮโดรเจนถูกใช้ไปเรื่อย ๆ จนหมด ดาวฤกษ์จะขยายใหญ่ขึ้นกลายเป็นดาวยักษ์แดง (red giant)
ถ้าหากดาวฤกษ์นั้นมีมวลน้อยกว่า 1.4 ของมวลของดวงอาทิตย์ มันก็จะเปลี่ยนแปลง ไปตามเส้นทาง 1 คือ กลายไปเป็นเนบิวลา (planetary nebula) ดาวแคระขาว (white dwarf) และ ดาวแคระดำ (black dwarf) ตามลำดับ
แต่ถ้าหากดาวฤกษ์มีขนาดใหญ่ คือมีมวลมากกว่า 1.4 เท่าของดวงอาทิตย์ มันก็จะเดินตามเส้นทาง 2 กลายไปเป็นอภิมหาดาวยักษ์แดง (super red giant) ซึ่งอาจ ระเบิดทั้งหมดกลายเป็นซูเปอร์โนวา (supernova) (เส้นทาง 3) โดยจากซูเปอร์โนวา ถ้าหากมวลต่ำกว่า 3 เท่าของดวงอาทิตย์ ก็จะกลายไปเป็นดาวนิวตรอน (neutron star) แต่ถ้าหากมวลมากกว่า 3 เท่าของดวงอาทิตย์ ก็จะกลายไปเป็นหลุมดำ (black hole) แต่ถ้าอภิมหาดาวยักษ์แดง ระเบิดเฉพาะที่ผิวจะเรียกว่า โนวา (nova) (เส้นทาง 4)
อย่างดวงอาทิตย์ของเรานี่ซึ่งตอนนี้มีอายุประมาณ 4.5 พันล้านปีแล้ว แต่ในอีกราว 1.1 พันล้านปีข้างหน้า เมื่อเชื้อเพลิง ไฮโดรเจนถูกใช้ไปเรื่อย ๆ จนหมด ดวงอาทิตย์จะขยายใหญ่ขึ้น ถึงตอนนั้น โลกที่แสนจะน่าอยู่ของเรา ก็คงจะอยู่ไม่ได้อีกต่อไป เพราะร้อนจัด และอีกราว 7 พันล้านปีก็จะกลายเป็นดาวยักษ์แดง (red giant)
ในยุคแห่งดวงดาวนี้ มีเหตุการณ์ที่น่าสนใจหลายอย่าง เช่น กาแลกซีต่าง ๆ จะมากระจุกรวมตัวกัน อย่างกาแลกซีทางช้างเผือก ของเรานั้น คาดว่าน่าจะรวมกับกาแลกซีแอนโดรเมดาในอีก 6 พันล้านปีข้างหน้านู่น!
ยุคแห่งดวงดาวสิ้นสุดลงเมื่อดาวแคระแดง (red dwarf) หมดลง ถึงตอนนี้เอกภพมีอายุราว 1014 ปี
ยุคดีเจนเนอเรต (The Degenerate Era)
ในยุคนี้ เอกภพจะประกอบไปด้วยดาวแคระน้ำตาล (brown dwarf) ดาวแคระขาว (white dwarf) และดาวนิวตรอน (neutron star) รวมทั้งหลุมดำจำนวนมาก
ยุคนี้เอกภพจะมืดและแสนเยือกเย็น เพราะไม่มีดาวฤกษ์ใด ๆ เหลือส่องแสงอีกต่อไป หลุมดำแต่ละหลุมจะมีมวลเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ เพราะเที่ยวไปเก็บมวลสารที่เหลืออยู่โดยรอบ
ในช่วงนี้นี่เองที่ อนุภาคอย่างโปรตอนซึ่งเดิมเชื่อกันว่ามีอายุยืนยาวไม่มีวันตายนั้นก็จะเริ่มสลายตัว บางทฤษฎีในปัจจุบัน ประมาณอายุของโปรตอนไปไว้ที่ 1030 ปี ถึง 1040 ปี โปรตอนสลายตัวกลายเป็นโพสิตรอน นิวตริโน พายออน และรังสีแกมมา
ยุคดีเจนเนอเรตสิ้นสุดลงเมื่อโปรตอนตัวสุดท้ายสลายไป ถึงตอนนี้ดาวแคระประเภทต่าง ๆ ก็หมดไปเหลือแต่หลุมดำ
ยุคหลุมดำ (The Black Hole Era)
ในยุคนี้เรียกได้ว่ามองไปทางไหนก็จะ เห็น แต่หลุมดำ หลุมดำ และหลุมดำ แต่หลุมดำก็ไม่จีรังครับ เพราะในนี่สุดแล้ว มันก็จะระเหย (evaporate) ไปได้เหมือนกัน ตามทฤษฎีของฮอว์กิ้งที่เรียกว่า การแผ่รังสีฮอว์กิ้ง (Hawking radiation)
จากการคำนวณ ประมาณกันว่า หลุมดำที่มีมวลพอ ๆ กับดวงอาทิตย์ของเรานั้น จะมีอายุขัยยาวนานราว 1065 ปี ส่วนหลุมที่มีมวลพอ ๆ กับกาแลกซี จะมีอายุยืนยาวกว่านั้นคือราว 1098 ถึง 10100 ปี และเมื่อหลุมดำขนาดใหญ่หลุมสุดท้ายสลายตัวไป ก็สิ้นสุดยุคหลุมดำ
- ยุคมืด (The Dark Era)
ยุคสุดท้าย หรือ ยุคมืดนี่ ฟังเผิน ๆ แล้วเหมือนกับบ้านเราตอนนี้เลยนะครับ (อุ๊บ! ห้ามวิจารณ์การเมืองเดี๋ยว วารสาร MTEC ถูกสั่งปิด!)
ในยุคนี้ แม้แต่หลุมดำก็ไม่อยู่เสียแล้ว จะมีเพียงแต่โฟตอน และอนุภาคอย่างนิวตริโน โพสิตรอน และอิเล็กตรอน ซึ่งแต่ละตัว อยู่ห่างกันไกลแสนไกล เพราะเอกภพขยายตัวไปเรื่อย ๆ ตามสมมติฐานตั้งต้น
นักฟิสิกส์บางท่านจินตนาการไปไกลขนาดว่า เป็นไปได้ที่อิเล็กตรอนและโพสิตรอนจะมากจับคู่กัน (ชั่วคราว) เรียกว่า โพสิโทรเนียม (positronium) แต่ระยะห่างเหลือเชื่อครับคือ ไกลกว่าขนาดของเอกภพในปัจจุบัน! (ผมอดสงสัยไม่ได้จริง ๆ ว่า ไกลขนาดนั้นแล้ว จะใช้แรงอะไรดึงดูดกัน?)
แต่ในที่สุดทั้งอิเล็กตรอนและโพสิตรอนก็จะดูดเข้าใกล้กันและทำลายล้างกันไปหมดไม่เหลือครับ!
สรุป
เป็นไงบ้างครับสำหรับจินตนาการของนักจักรวาลวิทยาบางคน ฟังแล้วเหมือนนิยายวิทยาศาสตร์ (หรือยิ่งกว่า!) ยังไงยังงั้น ใช่ไหมครับ
หลายท่านคงมีคำถามโผล่ขึ้นมาในใจไม่มากก็น้อย อย่างเช่น เอกภพจะมีวิวัฒนาการเป็นอย่างที่ว่านี้จริงหรือ? ถ้าจริง แล้วชีวิตบนโลกนี้จะอยู่ไปได้สักกี่น้ำ (ในกรณีที่คนเราไม่ได้ทำลายล้างกันเองจนหมดไปก่อนด้วยสงครามไร้สาระ หรือ ในกรณีที่ ไม่มีอุบัติเหตุจากฟากฟ้า เช่น ดาวหางพุ่งชนโลก)?
แต่อย่างหนึ่งที่ชัดเจนก็คือ สิ่งต่าง ๆ ในเอกภพ หรือแม้แต่ตัวเอกภพเองก็ดูเหมือนว่าจะเคารพหลักไตรลักษณ์ของพุทธศาสนา คือ อนิจจัง ทุกขัง และอนัตตา อย่างเลี่ยงไม่ได้เช่นกันครับ!
เอกสารอ้างอิง
- Fred C. Adams and Gregory Laughlin, The Future of the Universe, Sky & Telescope, August 1998, p.32-39
- Jeffrey Bennett, Megan Donahue, Nicholas Schneider and Mark Voit, The Cosmic Perspective Second Edition, Addison-Wesley, 2002, ISBN 0-8053-8044-2
| Create Date : 01 กันยายน 2549 |
| Last Update : 1 กันยายน 2549 21:25:18 น. |
|
0 comments
|
| Counter : 1018 Pageviews. |
 |
|
|
|
|
|
|
ฝากข้อความหลังไมค์
Rss Feed
ผู้ติดตามบล็อก : 1 คน [