ดาราศาสตร์ ASTRONOMY
การศึกษาทางวิทยาศาสตร์ของท้องฟ้าในเอกภพที่มองเห็นได้ ตั้งแต่ระยะไม่กี่เมตรจนถึงระดับใหญ่กว่านั้น รวมทั้งฟิสิกส์พื้นฐานที่ควบคุมท้องฟ้าเหล่านั้นอยู่ พวกมันสร้างอะไร มีคุณสมบัติอย่างไร การกระจาย ความสัมพันธ์ ระยะทาง การเคลื่อนไหว การสร้าง อายุ และ การดับสูญ
พร้อมกับกระบวนการของเทคโนโลยี ที่ถูกปรับปรุงอย่างมากเพื่อความเข้าใจของเราต่อเอกภพ ดาราศาสตร์ เป็นหนึ่งในพื้นที่หนึ่งที่ทันสมัยที่สุดในการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ แต่ยังเป็นหนึ่งในวิทยาศาสตร์ที่เก่าแก่ที่สุดด้วย การศึกษาในระดับหนึ่งเกิดจากประสบการณ์ในอารยธรรมโบราณ
ตำราวิกินี้จะแนะนำผู้อ่านถึงม่านและกระบวนการที่เปิดเผยต่อมนุษยชาติ มันนำเสนอดาราศาสตร์ที่ไม่ใช่แค่สาขาความรู้ แต่ยังเป็นความพยายามของมนุษย์ในวิทยาศาสตร์ด้วย
ดาราศาสตร์สุริยะ
ดวงอาทิตย์ เป็นเป้าหมายการศึกษาทางดาราศาสตร์ยอดนิยมแห่งหนึ่ง อยู่ห่างจากโลกไปประมาณ 8 นาทีแสง เป็นดาวฤกษ์ซึ่งอยู่ในแถบลำดับหลักโดยเป็นดาวแคระประเภท G2 V มีอายุประมาณ 4.6 พันล้านปี ดวงอาทิตย์ของเรานี้ไม่นับว่าเป็นดาวแปรแสง แต่มีความเปลี่ยนแปลงในการส่องสว่างอยู่เป็นระยะอันเนื่องจากจากรอบปรากฏของจุดดับบนดวงอาทิตย์ อันเป็นบริเวณที่พื้นผิวดวงอาทิตย์มีอุณหภูมิต่ำกว่าพื้นผิวอื่น ๆ อันเนื่องมาจากผลของความเข้มข้นสนามแม่เหล็ก
ดวงอาทิตย์ส่องแสงสว่างมากขึ้นเรื่อย ๆ ตลอดอายุของมัน นับแต่เข้าสู่แถบลำดับหลักก็ได้ส่องสว่างมากขึ้นถึง 40% แล้ว ความเปลี่ยนแปลงการส่องสว่างของดวงอาทิตย์ตามระยะเวลานี้มีผลกระทบอย่างสำคัญต่อโลกด้วย[22] ตัวอย่างเช่นการเกิดปรากฏการณ์ยุคน้ำแข็งสั้น ๆ ช่วงหนึ่ง (Little Ice Age) ระหว่างช่วงยุคกลาง ก็เชื่อว่าเป็นผลมาจาก Maunder Minimum
พื้นผิวรอบนอกของดวงอาทิตย์ที่เรามองเห็นเรียกว่า โฟโตสเฟียร์ เหนือพื้นผิวนี้เป็นชั้นบาง ๆ เรียกชื่อว่า โครโมสเฟียร์ จากนั้นเป็นชั้นเปลี่ยนผ่านซึ่งมีอุณหภูมิเพิ่มสูงขึ้นอย่างมาก ชั้นนอกสุดมีอุณหภูมิสูงที่สุด เรียกว่า โคโรนา
ใจกลางของดวงอาทิตย์เรียกว่าย่านแกนกลาง เป็นเขตที่มีอุณหภูมิและความดันมากพอจะทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่น เหนือจากย่านแกนกลางเรียกว่าย่านแผ่รังสี (radiation zone) เป็นที่ซึ่งพลาสมาแผ่คลื่นพลังงานออกมาในรูปของรังสี ชั้นนอกออกมาเป็นย่านพาความร้อน (convection zone) ซึ่งสสารแก๊สจะเปลี่ยนพลังงานกลายไปเป็นแก๊ส เชื่อว่าย่านพาความร้อนนี้เป็นกำเนิดของสนามแม่เหล็กที่ทำให้เกิดจุดดับบนดวงอาทิตย์
ลมสุริยะเกิดจากอนุภาคของพลาสมาที่ไหลออกจากดวงอาทิตย์ ซึ่งจะแผ่ออกไปจนกระทั่งถึงแนว heliopause เมื่อลมสุริยะทำปฏิกิริยากับสนามแม่เหล็กของโลก ทำให้เกิดแนวการแผ่รังสีแวนอัลเลนและออโรร่า ในตำแหน่งที่เส้นแรงสนามแม่เหล็กโลกไหลเวียนในชั้นบรรยากาศ
วิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์
ดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นจากแผ่นจานฝุ่นที่หมุนวนรอบ ๆ ดวงอาทิตย์ เมื่อผ่านกระบวนการต่าง ๆ นานาเช่น การดึงดูดของแรงโน้มถ่วง การปะทะ การแตกสลาย และการรวมตัวกัน แผ่นจานฝุ่นเหล่านั้นก็ก่อตัวเป็นรูปร่างที่เรียกว่า ดาวเคราะห์ก่อนเกิด (protoplanet) แรงดันการแผ่รังสีของลมสุริยะจะพัดพาเอาสสารที่ไม่สามารถรวมตัวกันติดให้กระจายหายไป คงเหลือแต่ส่วนของดาวเคราะห์ที่มีมวลมากพอจะดึงดูดบรรยากาศชั้นแก๊สของตัวเอาไว้ได้ ดาวเคราะห์ใหม่เหล่านี้ยังมีการดึงดูดและปลดปล่อยสสารในตัวตลอดช่วงเวลาที่ถูกเศษสะเก็ดดาวย่อย ๆ ปะทะตลอดเวลา การปะทะเหล่านี้ทำให้เกิดหลุมบ่อบนพื้นผิวดาวเคราะห์ดั่งเช่นที่ปรากฏบนพื้นผิวดวงจันทร์ ผลจากการปะทะนี้ส่วนหนึ่งอาจทำให้ดาวเคราะห์ก่อนเกิดแตกชิ้นส่วนออกมาและกลายไปเป็นดวงจันทร์ของมันก็ได้
เมื่อดาวเคราะห์เหล่านี้มีมวลมากพอ โดยรวมเอาสสารที่มีความหนาแน่นแบบต่าง ๆ เข้าไว้ด้วยกัน กระบวนการนี้ทำให้ดาวเคราะห์ก่อตัวเป็นดาวแบบต่าง ๆ คือแกนกลางเป็นหิน หรือโลหะ ล้อมรอบด้วยชั้นเปลือก และพื้นผิวภายนอก แกนกลางของดาวเคราะห์อาจเป็นของแข็งหรือของเหลวก็ได้ แกนกลางของดาวเคราะห์บางดวงสามารถสร้างสนามแม่เหล็กของตัวเองขึ้นมาได้ ซึ่งช่วยปกป้องชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ดวงนั้น ๆ จากผลกระทบของลมสุริยะ
ความร้อนภายในของดาวเคราะห์หรือดวงจันทร์เป็นผลจากการปะทะกันที่ทำให้เกิดโครงร่างและสารกัมมันตรังสี เช่น ยูเรเนียม ธอเรียม และ Al ดาวเคราะห์และดวงจันทร์บางดวงสะสมความร้อนไว้มากพอจะทำให้เกิดกระบวนการทางธรณีวิทยาเช่น ภูเขาไฟและแผ่นดินไหว ส่วนพวกที่สามารถสะสมชั้นบรรยากาศของตัวเองได้ ก็จะมีกระบวนการกัดกร่อนของลมและน้ำ ดาวเคราะห์ที่เล็กกว่าจะเย็นตัวลงเร็วกว่า และปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยาจะหยุดลงเว้นแต่หลุมบ่อจากการถูกชนเท่านั้น
ดาราศาสตร์ดาวฤกษ์
ดาวฤกษ์ถือกำเนิดขึ้นในย่านอวกาศที่มีฝุ่นและแก๊สอยู่หนาแน่น เรียกชื่อว่าเมฆโมเลกุลขนาดยักษ์ เมื่อเกิดภาวะที่ไม่เสถียร ส่วนประกอบของเมฆอาจแตกสลายไปภายใต้แรงโน้มถ่วง และทำให้เกิดเป็นดาวฤกษ์ก่อนเกิดขึ้น บริเวณที่มีความหนาแน่นของแก๊สและฝุ่นสูงมากพอ และร้อนมากพอ จะเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่น ซึ่งทำให้เกิดดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักขึ้น[30] ธาตุที่กำเนิดขึ้นในแกนกลางของดาวฤกษ์โดยมากเป็นธาตุที่หนักกว่าไฮโดรเจนและฮีเลียมทั้งสิ้น
คุณลักษณะต่าง ๆ ของดาวฤกษ์ขึ้นอยู่กับมวลเริ่มต้นของดาวฤกษ์นั้น ๆ ดาวฤกษ์ที่มีมวลมากจะมีความส่องสว่างสูง และจะใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนจากแกนกลางของมันเองไปอย่างรวดเร็ว เมื่อเวลาผ่านไป เชื้อเพลิงไฮโดรเจนเหล่านี้จะค่อย ๆ แปรเปลี่ยนกลายไปเป็นฮีเลียม ดาวฤกษ์ก็จะวิวัฒนาการไป การเกิดฟิวชั่นของฮีเลียมจะต้องใช้อุณหภูมิแกนกลางที่สูงกว่า ดังนั้นดาวฤกษ์นั้นก็จะขยายตัวใหญ่ขึ้น ขณะเดียวกันก็เพิ่มความหนาแน่นแกนกลางของตัวเองด้วย ดาวแดงยักษ์จะมีช่วงอายุที่สั้นก่อนที่เชื้อเพลิงฮีเลียมจะถูกเผาผลาญหมดไป ดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่าจะผ่านกระบวนการวิวัฒนาการได้มากกว่า โดยที่มีธาตุหนักหลอมรวมอยู่ในตัวเพิ่มมากขึ้น
การสิ้นสุดชะตากรรมของดาวฤกษ์ก็ขึ้นอยู่กับมวลของมันเช่นกัน ดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ของเรามากกว่า 8 เท่าจะแตกสลายกลายไปเป็นซูเปอร์โนวา ขณะที่ดาวฤกษ์ที่เล็กกว่าจะกลายไปเป็นเนบิวลาดาวเคราะห์ และวิวัฒนาการต่อไปเป็นดาวแคระขาว ซากของซูเปอร์โนวาคือดาวนิวตรอนที่หนาแน่น หรือในกรณีที่ดาวฤกษ์นั้นมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ของเรากว่า 3 เท่า มันจะกลายไปเป็นหลุมดำ[31] สำหรับดาวฤกษ์ที่เป็นระบบดาวคู่อาจมีวิวัฒนาการที่แตกต่างออกไป เช่นอาจมีการถ่ายเทมวลแก่กันแล้วกลายเป็นดาวแคระขาวแบบคู่ซึ่งสามารถจะกลายไปเป็นซูเปอร์โนวาได้ การเกิดเนบิวลาดาวเคราะห์และซูเปอร์โนวาเป็นการกระจายสสารธาตุออกไปสู่สสารระหว่างดาว หากไม่มีกระบวนการนี้แล้ว ดาวฤกษ์ใหม่ ๆ (และระบบดาวเคราะห์ของมัน) ก็จะก่อตัวขึ้นมาจากเพียงไฮโดรเจนกับฮีเลียมเท่านั้น
ดาราศาสตร์ดาราจักร
ระบบสุริยะของเราโคจรอยู่ภายในดาราจักรทางช้างเผือก ซึ่งเป็นดาราจักรชนิดก้นหอยมีคาน และเป็นดาราจักรสมาชิกแห่งหนึ่งในกลุ่มท้องถิ่น ดาราจักรนี้เป็นกลุ่มแก๊ส ฝุ่น ดาวฤกษ์ และวัตถุอื่น ๆ อีกจำนวนมากที่หมุนวนไปรอบกัน โดยมีแรงโน้มถ่วงกระทำต่อกันทำให้ดึงดูดกันไว้ ตำแหน่งของโลกอยู่ที่แขนฝุ่นกังหันด้านนอกข้างหนึ่งของดาราจักร ดังนั้นจึงมีบางส่วนของทางช้างเผือกที่ถูกบังไว้และไม่สามารถมองเห็นได้
ที่ใจกลางของทางช้างเผือกมีลักษณะคล้ายดุมกังหันขนาดใหญ่ ซึ่งเชื่อว่าเป็นที่ตั้งของหลุมดำมวลยวดยิ่ง รอบ ๆ ดุมกังหันเป็นแขนก้นหอยชั้นต้นมี 4 ปลายหมุนอยู่รอบ ๆ แกน เป็นย่านที่มีการเกิดใหม่ของดาวฤกษ์ดำเนินอยู่ มีดาวฤกษ์แบบดารากร 1 ที่อายุเยาว์อยู่ในย่านนี้เป็นจำนวนมาก ส่วนจานของก้นหอยประกอบด้วยทรงกลมฮาโล อันประกอบด้วยดาวฤกษ์แบบดารากร 2 ที่มีอายุมากกว่า ทั้งยังเป็นที่ตั้งของกลุ่มดาวฤกษ์หนาแน่นที่เรียกกันว่า กระจุกดาวทรงกลม
ที่ว่างระหว่างดวงดาวมีสสารระหว่างดาวบรรจุอยู่ เป็นย่านที่มีวัตถุต่าง ๆ อยู่อย่างเบาบางมาก บริเวณที่หนาแน่นที่สุดคือเมฆโมเลกุล ซึ่งประกอบด้วยโมเลกุลของไฮโดรเจนและธาตุอื่น ๆ ที่เป็นย่านกำเนิดของดาวฤกษ์ ในช่วงแรกจะมีการก่อตัวเป็นเนบิวลามืดรูปร่างประหลาดก่อน จากนั้นเมื่อมีความหนาแน่นเพิ่มขึ้นมาก ๆ ก็จะเกิดการแตกสลายแล้วก่อตัวใหม่เป็นดาวฤกษ์ก่อนเกิด
เมื่อมีดาวฤกษ์มวลมากปรากฏขึ้นมากเข้า มันจะเปลี่ยนเมฆโมเลกุลให้กลายเป็นบริเวณเอชทูซึ่งเป็นย่านเรืองแสงเต็มไปด้วยแก๊สและพลาสมา ลมดาวฤกษ์กับการระเบิดซูเปอร์โนวาของดาวเหล่านี้จะทำให้กลุ่มเมฆกระจายตัวกันออกไป แล้วเหลือแต่เพียงกลุ่มของดาวฤกษ์จำนวนหนึ่งที่เกาะกลุ่มกันเป็นกระจุกดาวเปิดอายุน้อย ๆ เมื่อเวลาผ่านไปกระจุกดาวเหล่านี้ก็จะค่อย ๆ กระจายห่างกันออกไป แล้วกลายไปเป็นประชากรดาวดวงหนึ่งในทางช้างเผือก
ดาราศาสตร์ดาราจักรนอกระบบ
ดาราจักรส่วนใหญ่จะถูกจัดกลุ่มตามรูปร่างลักษณะที่ปรากฏ เข้าตามหลักเกณฑ์ของการจัดประเภทดาราจักร ซึ่งมีกลุ่มใหญ่ ๆ ได้แก่ ดาราจักรชนิดก้นหอย ดาราจักรชนิดรี และดาราจักรไร้รูปแบบ
ลักษณะของดาราจักรคล้ายคลึงกับชื่อประเภทที่กำหนด ดาราจักรชนิดรีจะมีรูปร่างในภาคตัดขวางคล้ายคลึงกับรูปวงรี ดาวฤกษ์จะโคจรไปแบบสุ่มโดยไม่มีทิศทางที่แน่ชัด ดาราจักรประเภทนี้มักไม่ค่อยมีฝุ่นระหว่างดวงดาวหลงเหลือแล้ว ย่านกำเนิดดาวใหม่ก็ไม่มี และดาวฤกษ์ส่วนใหญ่จะมีอายุมาก เรามักพบดาราจักรชนิดรีที่บริเวณใจกลางของกระจุกดาราจักร หรืออาจเกิดขึ้นจากการที่ดาราจักรขนาดใหญ่สองแห่งปะทะแล้วรวมตัวเข้าด้วยกันก็ได้
ดาราจักรชนิดก้นหอยมักมีรูปทรงค่อนข้างแบน เหมือนแผ่นจานหมุน และส่วนใหญ่จะมีดุมหรือมีแกนรูปร่างคล้ายคานที่บริเวณใจกลาง พร้อมกับแขนก้นหอยสว่างแผ่ออกไปเป็นวง แขนก้นหอยนี้เป็นย่านของฝุ่นที่เป็นต้นกำเนิดของดาวฤกษ์ ดาวฤกษ์อายุน้อยมวลมากจะทำให้แขนนี้ส่องสว่างเป็นสีฟ้า ส่วนที่รอบนอกของดาราจักรมักเป็นกลุ่มของดาวฤกษ์อายุมาก ดาราจักรทางช้างเผือกของเราและดาราจักรแอนดรอเมดาก็เป็นดาราจักรชนิดก้นหอย
ดาราจักรไร้รูปแบบมักมีรูปร่างปรากฏไม่แน่ไม่นอน ไม่ใช่ทั้งดาราจักรชนิดรีหรือชนิดก้นหอย ประมาณหนึ่งในสี่ของจำนวนดาราจักรทั้งหมดที่พบเป็นดาราจักรชนิดไร้รูปแบบนี้ รูปร่างอันแปลกประหลาดของดาราจักรมักทำให้เกิดปฏิกิริยาแรงโน้มถ่วงแปลก ๆ ขึ้นด้วย
ดาราจักรกัมมันต์คือดาราจักรที่มีการเปล่งสัญญาณพลังงานจำนวนมากออกมาจากแหล่งกำเนิดอื่นนอกเหนือจากดาวฤกษ์ ฝุ่น และแก๊ส แหล่งพลังงานนี้เป็นย่านเล็ก ๆ แต่หนาแน่นมากซึ่งอยู่ในแกนกลางดาราจักร โดยทั่วไปเชื่อกันว่ามีหลุมดำมวลยวดยิ่งอยู่ที่นั่นซึ่งเปล่งพลังงานรังสีออกมาเมื่อมีวัตถุใด ๆ ตกลงไปในนั้น ดาราจักรวิทยุคือดาราจักรกัมมันต์ชนิดหนึ่งที่ส่องสว่างมากในช่วงสเปกตรัมของคลื่นวิทยุ มันจะเปล่งลอนของแก๊สออกมาเป็นจำนวนมาก ดาราจักรกัมมันต์ที่แผ่รังสีพลังงานสูงออกมาได้แก่ ดาราจักรเซย์เฟิร์ต เควซาร์ และเบลซาร์ เชื่อว่าเควซาร์เป็นวัตถุที่ส่องแสงสว่างมากที่สุดเท่าที่เป็นที่รู้จักในเอกภพ
โครงสร้างขนาดใหญ่ของจักรวาลประกอบด้วยกลุ่มและกระจุกดาราจักรจำนวนมาก โครงสร้างนี้มีการจัดลำดับชั้นโดยที่ระดับชั้นที่ใหญ่ที่สุดคือ มหากระจุกของดาราจักร เหนือกว่านั้นมวลสารจะมีการโยงใยกันในลักษณะของใยเอกภพและกำแพงเอกภพ ส่วนที่ว่างระหว่างนั้นมีแต่สุญญากาศ
เอกภพ
เอกภพ เป็นที่ว่างที่มีอาณาเขตกว้างใหญ่ไพศาลจนไม่สามารถกำหนดขอบเขตได้ ในเอกภพประกอบไปด้วยหลายๆ กลุ่มดาว หรือเรียกว่า กาแลคซี่ (Galaxy) ภายในกาแลคซี่ประกอบไปด้วยดวงดาวมากมายหลายร้อยล้านดวง ทั้งดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ ฝุ่นและกลุ่มเนบิวลา เช่นเดียวกับกลุ่มดาวที่โลกเราอยู่คือ กาแลคซี่ทางช้างเผือก (Milky Way)
สาเหตุที่เราเรียกว่ากาแลคซี่ทางช้างเผือก เนื่องจากเมื่อเรามองจากโลกไปยังกาแลคซี่ดังกล่าวเราจะมองเห็นท้องฟ้าเป็นทางขาวคล้ายเมฆพาดยาวบนท้องฟ้าในเวลากลางคืน นักวิทยาศาสตร์คาดว่าทางช้างเผือกนี้มีดวงดาวอยู่ประมาณแสนล้านดวง สำหรับระบบสุริยะจักรวาลเป็นส่วนหนึ่งของทางช้างเผือก มีดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลาง มีดวงดาวต่าง ๆ หรือเทห์ฟากฟ้า ดวงดาวทุกดวงจะมีความเกี่ยวพันกันอยู่กับดวงดาวดวงหนึ่งโดยเฉพาะ เช่น ดวงจันทร์กับโลก โลกกับดวงอาทิตย์ เทห์ฟากฟ้าที่ประกอบกันอยู่ในระบบสุริยะจักรวาล ได้แก่ ดาวเคราะห์ ดาวบริวาร ดาวเคราะห์น้อย ดาวหาง ดาวตก อุกกาบาต เป็นต้น
ปัจจุบันนักดาราศาสตร์เชื่อว่าเอกภพประกอบด้วยกาแล็กซี่ถึง หนึ่งแสนล้านกาแล็กซี่ โดยกาแล็กซี่แมกเจนแลนใหญ่อยู่ใกล้กาแล็กซี่ทางช้างเผือกของเรามากที่สุด ด้วยระยะทางที่แสงใช้ระยะทางในการเดินทางถึง 170,000 ปี
เอกภพทั้งหมดถือกำเนิดขึ้นมาได้อย่างไรเป็นปริศนาที่นักดาราศาสตร์พยายามค้นหาคำตอบมาเนิ่นนานแล้ว ปัจจุบันคำอธิบายที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดคือ ทฤษฎีบิ๊กแบง
ทฤษฎีบิ๊กแบงระบุว่าการระเบิดครั้งยิ่งใหญ่เมื่อประมาณ 15,000 ล้านปีก่อนเป็นต้นกำเนิดของเอกภพและสรรพสิ่งทั้งหมด หลังการระเบิดเอกภพขยายตัวออกทุกทิศทางพร้อมกับอุณหภูมิที่ค่อยๆ ลดลง เมื่อเวลาผ่านไปนับล้านปีกลุ่มอนุภาคเล่นอิเล็กตรอนและโปรตรอนเริ่มรวมตัวกันเป็นกาแล็กซี่ต่อมาฝุ่นภายในกาแล็กซี่จึงรวมตัวกับแก๊สไฮโดรเจนและฮีเลียมเกิดเป็นดาวฤกษ์ซึ่งเปล่งแสงได้จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดขึ้นภายใน
วาระสุดท้ายของดาวฤกษ์ทุกดวงจะมาถึงเมื่อไฮโดรเจนซึ่งเป็นเชื้อเพลิงหลักเริ่มหมดลง ดาวฤกษ์จะสว่างวาบขึ้นพร้อมกับขยายตัวกระทั่งรัศมีเพิ่มขึ้นกว่าร้อยเท่าเรียกว่าดาวยักษ์แดง ปรากฏการณ์เช่นนี้จะเกิดขึ้นกับดวงอาทิตย์ในอีก 5,000 ล้านปีข้างหน้าซึ่งเมื่อเวลานั้นมาถึงโลกจะถูกเผาไหม้เป็นเถ้าถ่านอย่างไม่อาจหลีกเลี่ยง หลังจากขยายตัวเป็นดาวยักษ์แดง ดาวฤกษ์จะเข้าสู่วาระสุดท้ายโดยการหดตัวอย่างรุนแรง หากเป็นดาวฤกษ์ที่มีมวลสารน้อย เช่นดวงอาทิตย์ พื้นผิวส่วนนอกจะกลายสภาพเป็นก๊าซแผ่ออกสู่ห้วงอวกาศส่วนแกนกลางจะเย็นลงพร้อมกับหดตัวอย่างรุนแรงกลายสภาพเป็นดาวแคระขาว ซึ่งมวลสารของดวงดาว 1 ช้อนโต๊ะจะมีน้ำหนักประมาณ 1,000 ตัน แต่หากดวงดาวมีมวลมากพออาจระเบิดเป็น Supernova แกนกลางที่เหลือจะกลายเป็นดาวนิวตรอนซึ่งมีความหนาแน่นสูงมากจนมวลสาร 1 ช้อนโต๊ะหนักนับพันล้านตันและหากดาวดวงนั้นมีมวลมากกว่า 3 เท่าของดวงอาทิตย์อาจเกิดการหดตัวอย่างแรงที่สุดจนกลายสภาพเป็นหลุมดำหรือ Black Hole ที่มีแรงดึงดูดมหาศาลจนแม้แต่แสงก็ไม่อาจหลบหนีการดูดกลืนเข้าสู่หลุมดำได้
การก่อเกิด เปลี่ยนแปลง และเสื่อมสลายของดาวฤกษ์เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นตลอดเวลา มวลสารและพลังงานของดวงดาวที่แตกดับกลับกลายเป็นองค์ประกอบของดาวดวงใหม่หมุนเวียต่อไปไม่สิ้นสุด สิ่งใดดำรงอยู่ก่อนการก่อเกิดเอกภพวาระสุดท้ายของเอกภพเป็นเช่นไรรวมทั้งมีชีวิตอยู่บนดาวดวงอื่นหรือไม่ทั้งหมดนี้คือปริศนาที่ยังรอคำตอบจากนักบุกเบิกห้วงอวกาศรุ่นต่อไป
ระบบสุริยะจักรวาล (Solar System)
กำนิดของระบบสุริยะจักรวาลสืบเนื่องมาจากการระเบิดของดวงดาวขนาดใหญ่ (Supernova Explosion) เป็นสาเหตุทำให้เกิดการรวมตัวเป็นกลุ่มก้อนของฝุ่นและก๊าซ ส่วนในเป็นการรวมตัวของฝุ่นและก๊าซ เมื่ออุณหภูมิลดลง แรงโน้มถ่วงจะดึงดูดให้ฝุ่นและก๊าซมีการอัดตัวกันแน่น เกิดความร้อนและปฏิกริยานิวเคลียร์ที่แกนของก๊าซไฮโดรเจนเปลี่ยนเป็นก๊าซฮีเลียมและเกิดเป็นพลังงานมหาศาล ส่วนนี้กลายเป็นดวงอาทิตย์ ส่วนฝุ่นและก๊าซส่วนที่เหลือ เมื่อเย็นตัวลงกลายเป็นดาวเคราะห์หมุนรอบดวงอาทิตย์ ซึ่งดาวเคราะห์เหล่านี้ประกอบไปด้วยของแข็ง เช่น ดิน หิน และปกคลุมด้วยก๊าซ ส่วนดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากๆ เป็นกลุ่มก้อนก๊าซที่มีขนาดใหญ่มาก
ระบบสุริยะจักรวาลเป็นระบบที่มีดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลาง ปัจจุบันมีดาวพระเคราะห์ 8 ดวง (เมื่อวันที่ 24 สิงหาคม พ.ศ. 2549 ที่ประชุมสหพันธ์ดาราศาสตร์สากลที่กรุงปราก สาธารณรัฐเช็ก ได้มีมติปลดออกดาวพลูโตจากการเป็นดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ คงเหลือดาวเคราะห์เพียง 8 ดวง) และดวงจันทร์มากกว่า 48 ดวง นอกจากนั้นยังประกอบไปด้วย ดาวเคราะห์น้อย ดาวหาง ดาวตก อุกกาบาต เป็นบริวารโคจรรอบๆ ดวงอาทิตย์ สำหรับดาวเคราะห์ที่สำคัญของระบบสุริยะจักรวาล และดวงอาทิตย์ มีรายละเอียดดังนี้
อ้างอิง
https://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%94%E0%B8%B2%E0%B8%A3%E0%B8%B2%E0%B8%A8%E0%B8%B2%E0%B8%AA%E0%B8%95%E0%B8%A3%E0%B9%8C
https://www.scimath.org/lesson-physics/item/7293-universe-7293
https://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B9%80%E0%B8%AD%E0%B8%81%E0%B8%A0%E0%B8%9E
แบบฝึกหัด
1.เพราะเหตุใดนักดาราศาสตร์ส่วนใหญ่จึงเห็นด้วยกับทฤษฎีบิกแบง ที่ใช้อธิบายกำเนิดเอกภาพ
.....................................................................................................................................................................
2.เอกภพประกอบด้วยระบบที่เล็กกว่า มีอะไรบ้าง
.....................................................................................................................................................................
3.มีธาตุอะไรมากที่สุดในเอกภาพ
......................................................................................................................................................................
4.กาแล็กซีคืออะไร และมีกี่ประเภท อะไรบ้าง
.......................................................................................................................................................................
5.ทางช้างเผือกกับกาแล็กซีทางช้างเผือก เหมือนกันหรือต่างกันอย่างไร
.......................................................................................................................................................
แบบทดสอบ
1. แก๊สไฮโดรเจนและฮีเลียมของเนบิวลาดั้งเดิมเกิดขึ้นจากข้อใด
ก. บิกแบง
ข. ซูเปอร์โนวา
ค. ดาวนิวตรอน
ง. การระเบิดของเนบิวลา
2.กาแล็กซีทางช้างเผือกมีรูปร่างเป็นกาแล็กซีแบบใด
ก. รูปไข่
ข. กังหัน
ค. ไร้รูปทรง
ง. กังหันมีแกน
3. การเกิดระบบสุริยะมวลสารส่วนใหญ่จะกลายไปเป็นสิ่งใด
ก. โลก
ข. ดาวเคราะห์
ค. ดวงอาทิตย์
ง. ดาวเคราะห์น้อย
4. ปัจจุบันทฤษฎีที่ได้รับการยอมรับในการอธิบายการกำเนิดของเอกภพคือ ทฤษฏีข้อใด
ก. กาลเวลา
ข. สภาวะคงที่
ค. การระเบิดครั้งใหญ่
ง. การออสซิลเวลของเอกภพ
5. ระบบสุริยะอยู่ในกาแล็กซีใด
ก. ทางช้างเผือก
ข. แอนโดรเมดา
ค. แมกเจลแลนเล็ก
ง. แมกเจลแลนใหญ่
6. ข้อใดต่อไปนี้มีขนาดใหญ่ที่สุด
ก. เอกภพ
ข. เนบิวลา
ค. ระบบสุริยะ
ง. กาแล็กซีทางช้างเผือก
7. ดาวเคราะห์ยักษ์ ได้แก่ข้อใด
ก. โลก
ข. ดาวเสาร์
ค. ดาวยูเรนัส
ง. ดาวพฤหัสบดี
8.อนุภาคโปรตอน และอิเล็กตรอน ที่หลุดออกจากดวงอาทิตย์มาสู่โลก ทำให้เกิดสิ่งใด
ก. ลมสุริยะ
ข. คลื่นแม่เหล็ก
ค. แสงเหนือ-แสงใต้
ง. คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
9.ดาวเคราะห์น้อยโคจรอยู่ระหว่างดาวเคราะห์ดวงใด
ก. ดาวศุกร์กับโลก
ข. ดาวอังคารกับโลก
ค. ดาวพุธกับดาวศุกร์
ง. ดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดี
10.ข้อใด ไม่จัด เป็นดาวเคราะห์แบบโลก
ก. ดาวพุธ
ข. ดาวศุกร์
ค. ดาวอังคาร
ง. ดาวพฤหัสบดี
เฉลยแบบฝึกหัด
1. ตอบ ทฤษฎีบิกแบงมีหลักฐานหรือปรากฏการณ์ที่สนับสนุนอยู่ 2 อย่าง
1) การขยายตัวของเอกภพ
2) อุณหภูมิพื้นหลังของเอกภพ ปัจจุบันลดลงเหลือ 2 - 73 เคลวิน
จากหลักฐานทั้ง 2 ข้อ จึงทำให้นักดาราศาสตร์เห็นด้วยกับทฤษฎีบิกแบง
2. ตอบ เอกภพประกอบด้วยระบบสุริยะและระบบกาแล็กซี
3. ตอบ ธาตุที่มีมากที่สุดในเอกภพคือ ธาตุไฮโดรเจน
4. ตอบ กาแลคซี (Galaxy) ซึ่งประกอบด้วย ดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ อุกกาบาต ฝุ่นผงและ แก็สในอวกาศ กาแลคซีเมื่อแบ่งโดยใช้รูปร่างเป็นเกณฑ์แบ่งออก 4 ประเภท คือ
1 กาแล็กซี่รูปวงกลมรี
2.กาแล็กซีรูปก้นหอย
3.กาแล็กซีรูปก้นหอยคาน
4.กาแล็กซีไร้รูปร่าง
5. ตอบ ทางช้างเผือก เกิดจากดาวฤกษ์หลายหมื่นล้านดวงที่มาอยู่รวมกัน เห็นเป็นแนวฝ้าขาวจางๆ ขนาดกว้างประมาณ 15๐ พาดผ่านเป็นทางยาวรอบท้องฟ้า
กาแล็กซี ทางช้างเผือก ประกอบด้วยดาวฤกษ์ 200,000 ล้านดวงและเมฆฝุ่นกับแก๊สที่เรียกว่า เนบิวลา รวมทั้งระบบสุริยะ ทางช้างเผือกเป็นส่วนหนึ่งของกาแล็กซีทางช้างเผือก
เฉลยแบบทดสอบ
1. ก. บิกแบง
2. ง. กังหันมีแกน
3. ค. ดวงอาทิตย์
4. ค. การระเบิดครั้งใหญ่
5. ก. ทางช้างเผือก
6. ก. เอกภพ
7. ง. ดาวพฤหัสบดี
8. ก. ลมสุริยะ
9. ง. ดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดี
10 ง. ดาวพฤหัสบดี
แบบฝึกหัด อ้งอิงจาก https://writer.dek-d.com/Ming/story/viewlongc.php?id=697963&chapter=5
แบบทดสอบ อ้างอิงจาก https://madamhussy.blogspot.com/2014/02/blog-post.html
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น