Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
เอกภพเเละกาเเล็คซี่ :star: - Coggle Diagram
เอกภพเเละกาเเล็คซี่
:star:
กำเนิดและวิวัฒนาการของเอกภพ
ทฤษฎีบิกแบง
ระหว่างวิวัฒนาการเอกเอกภพจะมีการเปลี่ยนแปลงทั้งสาร อุณหภูมิ และขนาด
โดย อุณหภูมิของเอกภพลดลง ขนาดของเอกภพจะเพิ่มขึ้น เกิดสสารต่างๆในเอกภพ และรวมตัวกันจนเกิดกาแล็กซี่
เอกภพช่วง10ยกกำลัง-6 มีสสารเกิดขึ้นในรูปของ
อนุภาคมูลฐาน และเมื่ออนุภาคมูลฐานและ
ปฏิอนุภาคของอนุภาคมูลฐานประเภทเดียวกันเกิดการรวมกัน เกิด "กระบวนการประลัย"
เนื่องจากเอกภพมีอนุภาคมากกว่าปฏิอนุภาค เอกภพหลังจากนั้นจึงเหลือเฉพาะอนุภาคมูลฐาน
เมื่ออุณหภูมิของเอกภพลดลงเหลือประมาณ10ยกกำลัง13
เคลวินทำให้ควาร์กรวมตัวกันเป็นโปรตอน นิวเคลียสของไฮโดรเจน และนิวตรอน
หลังจากนั้นประมาณ 3 นาทีหลังบิกแบง อุณหภูมิของลดลงเหลือประมาณ 1000 ล้านเคลวินจะเริ่มเกิดนิวเคลียสของธาตุฮีเลียม
ปี พ.ศ.2465 อเล็กซานเดอร์ ฟรีดแมนซ์ และในปี พ.ศ.2470 จอร์จ เลอแมทร์ มีแนวคิดสอดคล้องกันในเรื่องการขยายตัวขอวงเอกภพ
อธิบายว่า เอกภพเริ่มต้นจากจุดเล็กๆ "บิกแบง" ในขณะนั้นเอกภพมีอุณหภูมิสูงมาก ขนาดเล็ก มีมวลมหาสารจึงมีความหนาแน่นสูง
เอกภพเกิดการขยายตัวอย่างรวดเร็วทำให้อุณหภูมิลดลง สสารต่างๆจึงอยู่ในอนุภาคและปฏิอนุภาคและมีวิวัฒนาการต่อเนื่องจนเป็นอกภพในตอนนี้
หลักฐานที่สนับสนุนทฤษฎีบิกเเบง
การขยายตัวของเอกภพ
เอ็ดวิน ฮับเบิล
ได้สังเกตการเคลื่อนที่ของกาเเล็คซีพร้อมวัดระยะห่างของกาเเล็กซีต่างๆ ทำให้ทราบว่า
ความเร็วในการเคลื่อนที่ของกาเเล็กซีออกจาผู้สังเกต แปรผันตรงกับระยะทางระหว่างกาเเล็กซีกับผู้สังเกต :pen:
สรุปได้
ว่ากาเเล็กซีที่อยู่ไกลจะเคลื่อนที่ออกจากผู้สังเกตได้มากกว่ากาเเล็คซี่ที่อยู่ใกล้ :star:
เรียกว่า กฎฮับเบิล-เลอเเมทร์
:pencil2:
v = H0 D
v ความเร็วในการเคลื่อนที่ออกจากผู้สังเกตของกาเเล็คซี มีหน่วยเป็นกิโลเมตต่อวินาที
D ระยะทางของกาเเล็คซีจากผู้สังเกต มีหน่วยเป็นเมกะพาร์เซก
H0 ค่าคงตัวฮับเบิล มีหน่วยเป็นกิโลเมตรต่อวินาทีต่อเมกะพาร์เซก
ไมโครเวฟพื้นหลังอากาศ
เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ารูปแบบหนึ่งที่แผ่อยู่ในเอกภพ
ค้นพบเกิดขึ้นในปี ค.ศ. 1965 ที่ว่ากันว่าเป็นรังสีที่แผ่ปกคลุมทั้งเอกภพ มีสเปกตรัมคล้ายกับวัตถุดำที่มีอุณหภูมิ 2.725 เคลวินในช่วงความถี่ 160.2 กิโลเฮิร์ตซ์ หรือคำนวณเป็นความยาวคลื่นประมาณ 1.9 มิลลิเมตรนักจักรวาลวิทยาส่วนใหญ่เชื่อว่าไมโครเวฟพื้นหลังนี้เป็นหลักฐานที่ดีที่สุดสำหรับการสนับสนุนทฤษฎีบิ๊กแบง อันเป็นทฤษฎีการกำเนิดเอกภพที่ได้รับความเชื่อถือมากที่สุดในปัจจุบัน
แบบจำลองของเอกภพใดๆ ก็ตามจะต้องสามารถอธิบายการแผ่รังสีที่ตรวจพบนี้ได้ด้วย
ตลอดทศวรรษต่อมาการศึกษาการแกว่งตัวของไมโครเวฟพื้นหลังก็ดำเนินการต่อโดยใช้บอลลูนตรวจการณ์และกิจกรรมภาคพื้นดินจำนวนมาก ระหว่างปี ค.ศ. 2000-2001 มีการทดลองต่างๆ มากมาย ที่โดดเด่นคือกลุ่มทดลอง โครงการบูมเมอแรง พวกเขาพบว่าเอกภพมีสภาพค่อนข้างแบนเมื่อตรวจเทียบกับขนาดเชิงมุมตามปกติของการแกว่งตัว
ช่วงต้นปี ค.ศ. 2003 ผลการตรวจสอบครั้งแรกของดาวเทียมสำรวจคลื่นไมโครเวฟวิลกินสัน ได้เปิดเผยค่าองค์ประกอบของจักรวาลบางส่วนที่แม่นยำอย่างยิ่งซึ่งปรากฏอยู่ในช่วงเวลานั้น ดาวเทียมดวงนี้ยังพิสูจน์ค้านแบบจำลองการพองตัวของจักรวาลหลายชุด แต่ผลตรวจวัดสอดคล้องกับทฤษฎีการพองตัวโดยทั่วๆ ไปมันยังช่วยยืนยันด้วยว่ามีคอสมิกนิวตริโนแผ่ซ่านอยู่ทั่วไปทุกหนแห่งในเอกภพ ข้อมูลนี้ชัดเจนว่า ดาวฤกษ์กลุ่มแรกๆ ต้องใช้เวลามากกว่าห้าร้อยล้านปีในการสร้างกลุ่มไอคอสมิกขึ้น ดาวเทียมอีกดวงหนึ่งที่มีลักษณะคล้ายคลึงกันคือ “นักสำรวจพลังค์” (Planck Surveyor) จะถูกส่งขึ้นสู่อวกาศในอีกไม่กี่ปีข้างหน้านี้ ซึ่งจะมีอุปกรณ์ตรวจวัดค่าการแกว่งตัวของไมโครเวฟพื้นหลังที่ละเอียดแม่นยำมากยิ่งขึ้น
ค.ศ. 1989 นาซาส่งดาวเทียมสำรวจพื้นหลังจักรวาล (Cosmic Background Explorer; COBE) ขึ้นสู่อวกาศ และการค้นพบอย่างแรกที่ปรากฏในปี ค.ศ. 1990 คือข้อสนับสนุนแนวคิดของบิกแบงเกี่ยวกับไมโครเวฟพื้นหลัง ดาวเทียม COBE พบอุณหภูมิที่เหลืออยู่ 2.726 K ต่อมาในปี ค.ศ. 1992 ก็สามารถตรวจพบสภาพการแกว่งตัวของไมโครเวฟพื้นหลังได้เป็นครั้งแรก[16] จอห์น ซี. เมเทอร์ และจอร์จ สมูท ได้รับรางวัลโนเบลในฐานะผู้นำในการค้นพบคราวนี้
ค.ศ. 1964 อาร์โน เพนซิอัส และ โรเบิร์ต วิลสัน ค้นพบการแผ่รังสีพื้นหลังจักรวาลโดยบังเอิญขณะทำการตรวจวิเคราะห์โดยใช้อุปกรณ์ตรวจจับคลื่นไมโครเวฟตัวใหม่ของห้องทดลองเบลล์ การค้นพบของพวกเขาให้ข้อมูลมากพอที่จะทำนายไมโครเวฟพื้นหลังได้ การแผ่รังสีมีลักษณะเป็นเอกภาพและสอดคล้องกับสเปคตรัมวัตถุดำ การค้นพบนี้ยังช่วยส่งเสริมแนวคิดฝ่ายของทฤษฎีบิกแบง ขณะที่เวลานั้นแนวคิดต่างๆ ยังไม่อาจเอาชนะคัดง้างกันได้ เพนซิอัสกับวิลสันได้รับรางวัลโนเบลสำหรับการค้นพบครั้งนี้
กล่าวให้เข้าใจง่าย เมื่อเรามองดูท้องฟ้าด้วยกล้องโทรทรรศน์วิทยุ ห้วงอวกาศระหว่างดาวและดาราจักรต่างๆ จะไม่เป็นสีดำ แต่กลับมีการเรืองแสงน้อยๆ อยู่ที่เกือบจะเป็นไปในทิศทางเดียวกันโดยเส้นเรืองแสงนั้นไม่ได้มาจากดาวฤกษ์หรือดาราจักรใดๆ เลย เส้นเรืองแสงนี้จะเข้มที่สุดในย่านคลื่นไมโครเวฟของสเปกตรัมวิทยุ
ได้ชื่อว่า รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล ส่วนที่เกี่ยวข้องกับรังสีก็เนื่องมาจากทฤษฎีซึ่งเป็นที่แพร่หลายที่อธิบายว่า การแผ่รังสีนี้เป็นสิ่งหลงเหลือจากเอกภพยุคแรกเริ่ม การตรวจวัดการแผ่รังสีพื้นหลังของจักรวาลอย่างแม่นยำมีความสำคัญมากในการศึกษาจักรวาลวิทยา
กาแล็กซี
คือ ระบบที่กว้างใหญ่ไพศาลประกอบ ด้วยดาวฤกษ์ กระจุกดาวฤกษ์ ก๊าซและฝุ่น ท้องฟ้า ที่เรียกว่า เนบิวล่า และที่ว่าง รวมกันอยู่ในระบบเดียวกัน
ในต้นคริสศตวรรษที่ 20 เอ็ดวิน ฮับเบิล (Edwin Hubble) นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกันได้ทำการศึกษากาแล็กซีด้วยกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ และจำแนกประเภทของกาแล็กซีตามรูปทรงสัณฐานออกเป็น 4 ประเภท
กาแล็กซีรี (Elliptical Galaxy)
มีสัณฐานเป็นทรงรี แบ่งย่อยได้ 8 แบบ ตั้งแต่ E0 - E7 โดย E0 มีความรีน้อยที่สุด และ E7 มีความรีมากที่สุด
กาแล็กซีกังหัน (Spiral Galaxy)
แบ่งย่อยเป็น 3 แบบ กาแล็กซีกังหัน Sa มีส่วนป่องหนาแน่น แขนไม่ชัดเจน, กาแล็กซีกังหัน Sb มีส่วนป่องใหญ่ แขนยาวปานกลาง, กาแล็กซีกังหัน Sc มีส่วนป่องเล็ก แขนยาวหนาแน่น
กาแล็กซีกังหัน Sa
กาแล็กซีกังหัน Sb
กาแล็กซีกังหัน Sc
กาแล็กซีกังหันบาร์ (Barred Spiral Galaxy)
แบ่งย่อยเป็น 3 แบบ กาแล็กซีกังหันบาร์ SBa มีส่วนป่องใหญ่ไม่เห็นคานไม่ชัดเจน, กาแล็กซีกังหันบาร์ SBb มีส่วนป่องขนาดกลาง เห็นคานได้ชัดเจน, กาแล็กซีกังหันบาร์ SBc มีส่วนป่องเล็กมองเห็นคานยาวชัดเจน
กาแล็กซีกังหันบาร์ SBa
กาแล็กซีกังหันบาร์ SBb
กาแล็กซีกังหันบาร์ SBc
กาแล็กซี่ทางช้างเผือก
เป็นกาแล็กซีแบบกังหัน มีดาวฤกษ์ประมาณแสนล้านดวง มีมวลรวมประมาณ 9 หมื่นล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ แบ่งเป็น : 3 ส่วน ดังนี้
จาน (Disk)
กลุ่มดาวฤกษ์ที่กระจายตัวในแนบระนาบคลายคานในลักษณะของจาน มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 100,000 ปีแสง มีความหนาเฉลี่ย 1,000 แสง
ส่วนโป่ง (Bulge)
บริเวณใจกลางของกาแล็กซี มีขนาดประมาณ 6,000 ปีแสง มีฝุ่นและก๊าซเพียงเล็กน้อยองค์ประกอบหลัก เป็นประชากรดาวประเภทหนึ่งที่เก่าแก่ และประชากรดาวประเภทสอง (Population II) ซึ่งเป็นดาวเก่าแก่แต่มีโลหะเพียงเล็กน้อย
ฮาโล (Halo)
อยู่ล้อมรอบส่วนโป่งของกาแล็กซี มีองค์ประกอบหลักเป็น “กระจุกดาวทรงกลม” (Global Cluster) จำนวนมาก แต่ละกระจุกประกอบด้วยดาวฤกษ์นับล้านดวง ล้วนเป็นประชากรดาวประเภทสอง นักดาราศาสตร์สันนิษฐานว่า กระจุกดาวทรงกลมเป็นโครงสร้างเก่าของกาแล็กซี เพราะมันโคจรขึ้นลงผ่านส่วนโป่งของกาแล็กซี