กำเนิดเอกภพ

มาตรฐาน

หลังจากที่เกิดบิกแบงขึ้นนั้น ได้เกิดอนุภาคขึ้น เราเรียกอนุภาคนั้นว่า อนุภาคมูลฐาน

อนุภาคมูลฐานของอะตอม

ทุกอะตอมประกอบด้วยอนุภาคที่สำคัญคือ  โปรตอน, นิวตรอน และอิเล็กตรอน  โดยมีโปรตอนกับนิวตรอนอยู่ภายในนิวเคลียส  นิวเคลียสนี้จะครอบครองเนื้อที่ภายในอะตอมเพียงเล็กน้อย  และมีอิเล็กตรอนวิ่งรอบๆนิวเคลียสด้วยความเร็วสูง  คล้ายกับมีกลุ่มประจุลบปกคลุมอยู่โดยรอบ

อนุภาค

ประจุ(หน่วย)

ประจุ(C)

มวล(g)

มวล(amu)

อิเล็กตรอน

-1

1.6 x 10-19

0.000549

9.1096 x 10-28

โปรตรอน

+1

1.6 x 10-19

1.007277

1.6726 x 10-24

นิวตรอน

0

0

1.008665

1.6749 x 10-24

 

อิเล็กตรอน(Electron) สัญลักษณ์ e- มีแระจุลบ และมีมวลน้อยมาก
โปรตอน สัญลักษณ์ p+ มีประจุเป็นบวก และมีมวลมากกว่า อิเล็กตรอน (เกือบ 2,000 เท่า)
นิวตรอน สัญลักษณ์ n มีประจุเป็นศูนย์ และมีมวลมากพอๆกับโปรตอน
หมายเหตุ อนุภาคนิวตรอน ค้นพบโดย เจมส์ แซควิก (James Chadwick) นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ(พ.ศ.2475)

เลขอะตอม,เลขมวลและสัญลักษณ์นิวเคลียร์ 
1. จำนวนโปรตอนในนิวเคลียสเรียกว่า เลขอะตอม(atomic number, Z)
2. ผลบวกของจำนวนโปรตอนกับนิวตรอนเรียกว่า เลขมวล(mass number, A)
A = Z + N โดยที่ N เป็นจำนวนนิวตรอน
(เลขเชิงมวลจะเป็นจำนวนเต็มและมีค่าใกล้เคียงกับมวลของอะตอม)
การเขียนสัญลักษณ์นิวเคลียร์
เขียน(A)ไว้ข้างบนด้านซ้ายของสัญลักษณ์ธาตุ
เขียน(Z)ไว้ข้างล่างด้านซ้ายของสัญลักษณ์ธาตุ
X = สัญลักษณ์ของธาตุ

 

 

กาแล็กซี

กาแล็กซี (อังกฤษ: galaxy) เป็นกลุ่มของดาวฤกษ์นับล้านดวง กับสสารระหว่างดาวอันประกอบด้วยแก๊ส ฝุ่น และสสารมืด รวมอยู่ด้วยกันด้วยแรงโน้มถ่วง คำนี้มีที่มาจากภาษากรีกว่า galaxias  ซึ่งสื่อโดยตรงถึงดาราจักรทางช้างเผือก(Milky Way) ดาราจักรโดยทั่วไปมีขนาดน้อยใหญ่ต่างกัน นับแต่ดาราจักรแคระที่มีดาวฤกษ์ประมาณสิบล้านดวงไปจนถึงดาราจักรขนาดยักษ์ที่มีดาวฤกษ์นับถึงล้านล้านดวงโคจรรอบศูนย์กลางมวลจุดเดียวกัน ในดาราจักรหนึ่ง ๆ ยังประกอบไปด้วยระบบดาวหลายดวง กระจุกดาวจำนวนมาก และเมฆระหว่างดาวหลายประเภท ดวงอาทิตย์ของเราเป็นหนึ่งในบรรดาดาวฤกษ์ในดาราจักรทางช้างเผือก เป็นศูนย์กลางของระบบสุริยะซึ่งมีโลกและวัตถุอื่น ๆ โคจรโดยรอบ

ในอดีตมีการแบ่งดาราจักรเป็นชนิดต่าง ๆ โดยจำแนกจากลักษณะที่มองเห็นด้วยตา รูปแบบที่พบโดยทั่วไปคือดาราจักรรี (elliptical galaxy) ซึ่งปรากฏให้เห็นเป็นรูปทรงรี ดาราจักรชนิดก้นหอย (spiral galaxy) เป็นดาราจักรรูปร่างแบนเหมือนจาน ภายในมีแขนฝุ่นเป็นวงโค้ง ดาราจักรที่มีรูปร่างไม่แน่นอนหรือแปลกประหลาดเรียกว่าดาราจักรแปลก (peculiar galaxy) ซึ่งมักเกิดจากการถูกรบกวนด้วยแรงโน้มถ่วงของดาราจักรข้างเคียง อันตรกิริยาระหว่างดาราจักรในลักษณะนี้อาจส่งผลให้ดาราจักรมารวมตัวกัน และทำให้เกิดสภาวะที่ดาวฤกษ์มาจับกลุ่มกันมากขึ้นและกลายสภาพเป็นดาราจักรที่สร้างดาวฤกษ์ใหม่อย่างบ้าคลั่ง เรียกว่าดาราจักรชนิดดาวกระจาย (starburst galaxy) นอกจากนี้ดาราจักรขนาดเล็กที่ปราศจากโครงสร้างอันเชื่อมโยงกันก็มักถูกเรียกว่าดาราจักรไร้รูปแบบ (irregular galaxy)

เชื่อกันว่าในเอกภพที่สังเกตได้มีดาราจักรอยู่ประมาณหนึ่งแสนล้านแห่งดาราจักรส่วนใหญ่มีเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่าง 1,000 ถึง 100,000 พาร์เซก[4]และแยกห่างจากกันและกันนับล้านพาร์เซก (หรือเมกะพาร์เซก) ช่องว่างระหว่างดาราจักรประกอบด้วยแก๊สเบาบางที่มีความหนาแน่นเฉลี่ยต่ำกว่า 1 อะตอมต่อลูกบาศก์เมตร ดาราจักรส่วนใหญ่จะจับกลุ่มเรียกว่ากระจุกดาราจักร (cluster) ในบางครั้งกลุ่มของดาราจักรนี้อาจมีขนาดใหญ่มาก เรียกว่ากลุ่มกระจุกดาราจักร(supercluster) โครงสร้างขนาดมหึมาขึ้นไปกว่านั้นเป็นกลุ่มดาราจักรที่โยงใยถึงกันเรียกว่า ใยเอกภพ (filament) ซึ่งกระจายอยู่ครอบคลุมเนื้อที่อันกว้างใหญ่ไพศาลของเอกภพ

แม้จะยังไม่เป็นที่เข้าใจนัก แต่ดูเหมือนว่าสสารมืดจะเป็นองค์ประกอบกว่า 90% ของมวลในดาราจักรส่วนใหญ่ ข้อมูลจากการสังเกตการณ์พบว่าหลุมดำมวลยวดยิ่งอาจอยู่ที่บริเวณใจกลางของดาราจักรจำนวนมาก แม้จะไม่ใช่ทั้งหมด มีข้อเสนอว่ามันอาจเป็นสาเหตุเริ่มต้นของนิวเคลียสดาราจักรกัมมันต์ (active galactic nucleus: AGN) ซึ่งพบที่บริเวณแกนกลางของดาราจักร ดาราจักรทางช้างเผือกเองก็มีหลุมดำเช่นว่านี้อยู่ที่นิวเคลียสด้วยอย่างน้อยหนึ่งหลุม

 

 

รูปแบบของกาแล็กซี

          ฮับเบิลทำการจำแนกประเภทของกาแล็กซี ตามรูปทรงโดยใช้แผนภาพส้อมเสียง (Hubble Turning Fork) ตามที่แสดงในภาพที่ 2 ดังนี้

1.

กาแล็กซีท-รงรี (Elliptical Galaxy) แบบ E7 มีรูปทรงรีมากที่สุด, E0 มีความรีน้อยที่สุด
 

2.

กาแล็กซีกังหัน (Spiral Galaxy) แบบ Sa มีส่วนป่องหนาแน่น แขนไม่ชัดเจน, Sb ส่วนป่องใหญ่ แขนยาวปานกลาง, Sc ส่วนป่องเล็ก แขนยาวหนาแน่น
 

3.

กาแล็กซีกังหันบาร์ (Barred Spiral Galaxy) แบบ SBa แขนบาร์กลมกลืนไปกับส่วนป่อง, SBb ส่วนป่องขนาดกลาง เห็นแขนบาร์ได้ชัดเจน, SBc ส่วนป่องเล็ก เห็นแขนบาร์ยาว
 

4.

กาแล็กซีรูปเลนส์ (Lenticular Galaxy) แบบ S0 หรือ SB0 เป็นกาแล็กซีจานที่ไม่มีแขนกังหัน
 

5.

กาแล็กซีไร้รูปทรง (Irregular galaxy) เช่น เมฆแมกเจลแลนใหญ่ เมฆแมกเจลแลนเล็ก

 

ทั้งนี้กาแล็กซีส่วนใหญ่ที่พบร้อยละ 77 เป็นกาแล็กซีแบบกังหัน มีขนาดใหญ่ องค์ประกอบหลักเป็น ประชากรดาวประเภทหนึ่ง (Population I) ซึ่งมีอายุน้อย และมีอุณหภูมิสูง กาแล็กซีจึงมีสีขาวปนน้ำเงิน
ร้อยละ 20 เป็นกาแล็กซีทรงรี มีขนาดใหญ่ องค์ประกอบหลักเป็น ประชากรดาวประเภทสอง (Population II) ซึ่งมีอายุมากและไม่มีดาวเกิดใหม่ กาแล็กซีจึงมีสีออกแดง
ที่เหลืออีกร้อยละ 3 เป็นกาแล็กซีแบบไร้รูปทรง มีขนาดเล็กและกำลังส่องสว่างน้อย มีประชากรดาวประเภทหนึ่ง

อนึ่งกาแล็กซีแต่ละประเภทในแผนภาพ มิได้มีความเกี่ยวข้องสัมพันธ์กันตามสาขาของส้อมเสียง นักดาราศาสตร์เชื่อว่า กาแล็กซีทรงรีเกิดจากการรวมตัวของกาแล็กซีกังหัน เพราะประชากรดาวในกาแล็กซีกังหันมีอายุน้อยกว่าในกาแล็กซีทรงรี คุณสมบัติของกาแล็กซีทั้งสามประเภทแสดงในตารางที่ 1

 

ควอซาร์ และ แอคทีฟกาแล็กซี

แอคทีฟกาแล็กซี (Active Galaxy) หรือ ดาราจักรกัมมันตะ หมายถึง กาแล็กซีที่มีนิวเคลียสเป็นแหล่งพลังงานสูงนับหมื่นเท่าเมื่อเทียบกับกาแล็กซีทางช้างเผือก นิวเคลียสของกาแล็กซีจำพวกนี้มีขนาดใหญ่มาก มีหลุมดำขนาดใหญ่อยู่ภายใน เป็นแหล่งกำเนิดรังสีอินฟราเรดและคลื่นวิทยุที่มีความเข้มสูง ตัวอย่างของแอคทีฟกาแล็กซี ได้แก่

ควอซาร์ (Quasar ย่อมาจาก Quasi-stellar radio sources) เป็นวัตถุที่อยู่ไกลที่สุดเท่าที่มนุษย์เคยรู้จัก มันเป็นแหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุที่อยู่ไกลจากโลกหลายล้านพาร์เสค แต่ก็ยังสามารถจับสัญญาณได้ แสดงว่า ควอซาร์มีกำลังส่องสว่างมากกว่ากาแล็กซีแบบธรรมดานับพันเท่า นอกจากนี้ควอซาร์ยังแผ่รังสีซิงโครตรอน (Synchrotron Radiation) ซึ่งเกิดจากอนุภาคความเร็วสูง เคลื่อนที่หมุนวนเป็นเกลียวในสนามแม่เหล็กที่มีความเข้มสูง ตัวอย่างเช่น ควอซาร์ 3C 273 ในภาพที่ 3 ก    
   

กาแล็กซีเซย์เฟิร์ต (Seyfert Galaxy) เป็นกาแล็กซีแบบกังหันที่ใจกลางมีความสว่างมากเป็นพิเศษ เช่นในภาพที่ 3 ข  กาแล็กซีเซย์เฟิร์ตมีคุณสมบัติคล้ายควอซาร์ แต่มีกำลังส่องสว่างต่ำกว่า และแผ่คลื่นวิทยุน้อยกว่า    
   

กาแล็กซีวิทยุ (Radio Galaxy) เป็นกาแล็กซีทรงรี ที่ปลดปล่อยลำก๊าซร้อนออกจากใจกลางด้วยความเร็วสูง รวมทั้งแผ่คลื่นวิทยุออกมาด้วย กาแล็กซีวิทยุมีคุณสมบัติคล้ายควอซาร์ แต่มีกำลังสว่างน้อยกว่า ตัวอย่างเช่น กาแล็กซี NGC 5128 (Centaurus A) ในกลุ่มดาวหญิงสาว    
   

เบลซาร์ (Blazar) เป็นลำแสงขนาดเล็ก แต่แผ่รังสีมากกว่าควอซาร์นับพันเท่า    
 
  กาแล็กซีทางช้างเผือก
          กาแล็กซี (Galaxy) หรือ ดาราจักร หมายถึง อาณาจักรของดาว กาแล็กซีหนึ่งๆ ประกอบด้วยก๊าซ

ฝุ่น และดาวฤกษ์หลายพันล้านดวง กาแล็กซีมีขนาดใหญ่หมื่นล้านถึงแสนล้านปีแสง  “ทางช้างเผือก”

เป็นกาแล็กซีของเรามีขนาดประมาณหนึ่งแสนปีแสง  เนื่องจากโลกของเราอยู่ภายในทางช้างเผือก

การศึกษาโครงสร้างของทางช้างเผือก จำต้องศึกษาจากภายในออกมา  การศึกษากาแล็กซีอื่นๆ

จึงช่วยให้เราเข้าใจกาแล็กซีของตัวเองมากขึ้น

 

 
 

 

          แต่โบราณมนุษย์เข้าใจว่า ทางช้างเผือกเป็นปรากฏการณ์ภายในบรรยากาศโลกเช่นเดียวกับเมฆ หมอก

รุ้งกินน้ำ จนกระทั่งคริสต์ศตวรรษที่ 18 ได้มีการสร้างกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่จึงทราบว่า ทางช้างเผือก

ประกอบด้วยดวงดาวมากมาย  เซอร์ วิลเลียม เฮอร์เชล (ผู้ค้นพบดาวยูเรนัส) ทำการสำรวจความหนาแน่น

ของดาวบนท้องฟ้าและให้ความเห็นว่า ดวงอาทิตย์อยู่ตรงใจกลางของทางช้างเผือก   ศตวรรษต่อมา ฮาร์โลว์ แชพลีย์

ทำการวัดระยะทางของ กระจุกดาวทรงกลมซึ่งห่อหุ้มกาแล็กซี โดยใช้ความสัมพันธ์คาบ-กำลังส่องสว่าง

ของดาวแปรแสงแบบ RR Lyrae ที่อยู่ในกระจุกดาวทรงกลมทั้งหลาย  เขาพบว่ากระจุกดาวเหล่านี้อยู่ห่างจาก

โลกนับหมื่นปีแสง รอบล้อมส่วนป่องของกาแล็กซี ดังนั้นดวงอาทิตย์ไม่น่าจะอยู่ตรงใจกลางของทางช้างเผือก

 

 

   กาแล็กซีทางช้างเผือก (The Milky Way Galaxy) เป็นกาแล็กซีแบบกังหัน มีดาวประมาณแสนล้านดวง

มวลรวมประมาณ 9 หมื่นล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์  แบ่งเป็น 3 ส่วน ดังนี้

จาน (Disk)
ประกอบด้วยแขนของกาแล็กซี มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 100,000 ปีแสง หนาประมาณ

1,000 – 2,000 ปีแสง มีดาวฤกษ์ประมาณ 400,000 ล้านดวง องค์ประกอบหลักเป็นฝุ่น ก๊าซ และประชากรดาว

ประเภทหนึ่ง (Population I) ซึ่งมีสเปคตรัมของโลหะอยู่มาก

ส่วนโป่ง (Bulge)

คือบริเวณใจกลางของกาแล็กซี มีขนาดประมาณ 6,000 ปีแสง มีฝุ่นและก๊าซเพียงเล็กน้อย องค์ประกอบหลัก

เป็นประชากรดาวประเภทหนึ่งที่มีอายุมาก และประชากรดาวประเภทสอง (Population II) ซึ่งเป็นดาวเก่าแก่แต่มี

โลหะเพียงเล็กน้อย

เฮโล (Halo)

อยู่ล้อมรอบส่วนโป่งของกาแล็กซี  มีองค์ประกอบหลักเป็น “กระจุกดาวทรงกลม” (Global Cluster) จำนวนมาก

แต่ละกระจุกประกอบด้วยดาวฤกษ์นับล้านดวง ล้วนเป็นประชากรดาวประเภทสอง  นักดาราศาสตร์สันนิษฐานว่า

กระจุกดาวทรงกลมเป็นโครงสร้างเก่าของกาแล็กซี เพราะมันโคจรขึ้นลงผ่านส่วนโป่งของกาแล็กซี

ปารีส-ผลการศึกษาฉบับล่าสุดพบว่า กาแล็กซี่ทางช้างเผือกที่มีโลกเป็นสมาชิกอยู่ด้วยนั้น มีดาวเคราะห์คล้ายโลกอยู่ในระบบอีกมากหลายพันล้านดวง ลบความเชื่อเดิมที่ประเมินว่ามีดาวเคราะห์เพียง 700 ดวงเป็นเพื่อนโลกในระบบจักรวาลเดียวกันนี้

นักดาราศาสตร์แห่งสถาบันฟิสิกส์ดาราศาสตร์ในกรุงปารีส ประเทศฝรั่งเศส เปิดเผยผลการศึกษากาแล็กซีทางช้างเผือกฉบับล่าสุด ที่พบว่ากาแล็กซีแห่งนี้มีดาวเคราะห์ “หลายพันล้านดวง” ซึ่งลบล้างผลการศึกษาฉบับก่อนๆ ที่ระบุว่า กาแล็กซีแห่งนี้มีดาวเคราะห์ประมาณ 700 ดวงเท่านั้น

ผลการศึกษาฉบับล่าสุดได้รับการยอมรับและตีพิมพ์ในวารสารเนเชอร์ เพื่อแสดงหลักฐานยืนยันว่า ในกาแล็กซีทางช้างเผือกนั้นมีดาวเคราะห์มากกว่าดวงดาวอื่นๆ ที่อยู่ในจักรวาลเดียวกันกับโลก

ทั้งยังยอมรับด้วยว่า โลกไม่ได้เป็นดาวเคราะห์ที่มีเอกลักษณ์เฉพาะเพียงดวงเดียวในจักรวาลแห่งนี้ เพราะจากการศึกษาล่าสุดพบว่า มีดาวเคราะห์ซึ่งมีมวลใกล้เคียงกับโลกโคจรอยู่รอบดาวฤกษ์ในกลุ่มดาวภายในกาแล็กซีทางช้างเผือกหลายพันล้านดวง

นักดาราศาสตร์กลุ่มนี้ใช้วิธีการค้นหาดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกลโลกด้วยกัน 2 วิธีควบคู่กันไป โดยเริ่มจากการตรวจสอบแรงดึงดูดระหว่างดวงดาวที่ทำให้ดาวเคราะห์โคจรรอบดาวฤกษ์หรือดาวเคราะห์หลัก ประกอบกับการตรวจสอบแสงจากดาวเคราะห์หรือดาวฤกษ์หลักที่หรี่ลงจากการที่ดาวเคราะห์บริวารเคลื่อนผ่านและบังแนวแสงที่ส่งผ่านมายังโลก ซึ่งเป็นวิธีที่ให้ผลดีในการค้นหาดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่-เล็กแตกต่างกัน ที่โคจรใกล้-ไกลรอบดวงดาวหลัก หรือดาวเคราะห์ที่อยู่ในเขตมืดที่ไม่สามารถมองเห็นด้วยกล้องโทรทรรศน์ธรรมดาทั่วไป

นอกจากนั้นยังค้นพบดาวเคราะห์คล้ายโลกอีก 3 ดวง และดาวเคราะห์ที่มีมวลใกล้เคียงกับดาวพฤหัส ซึ่งมีมวลมากกว่าโลก 318 เท่า และดาวอื่นๆ ที่มีมวลใกล้เคียงกับดาวเคราะห์เพื่อนบ้านของโลกในระบบสุริยจักรวาล ซึ่งเป็นสมาชิกของกาแล็กซีทางช้างเผือกอยู่ด้วยเช่นกัน

ทีมผู้ศึกษาใช้เวลา 6 ปีในการสำรวจดวงดาวในกาแล็กซีทางช้างเผือก และพบว่า ค่าเฉลี่ยจำนวนดาวเคราะห์ต่อดาวบริวารอยู่ที่ 1.6 ต่อ 1 ซึ่งช่วยเพิ่มโอกาสในการค้นพบดาวเคราะห์ที่มีสิ่งมีชีวิตในกาแล็กซีทางช้างเผือกมากขึ้นตามไปด้วย

 

 

Advertisements

One response »

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out /  เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  เปลี่ยนแปลง )

w

Connecting to %s