Newsletter subscribe
Tag: Doppler Effect

ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#20 บทที่ 3 จักรวาลที่กำลังขยายตัว : ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์และค่าคงที่ของจักรวาล

Posted: 25/01/2021 at 07:38   /   A Brief History of Time, Universe

ในช่วงทศวรรษที่ 1920 เมื่อนักดาราศาสตร์เริ่มมองดูสเปกตรัมของดาวฤกษ์ในกาแล็กซี่อื่น พวกเขาพบบางสิ่งที่แปลกประหลาดที่สุด: มีชุดสีที่ขาดหายไปในลักษณะเดียวกันกับดาวฤกษ์ในกาแล็กซี่ของเรา แต่พวกมันทั้งหมดถูกเลื่อนไปทางปลายสีแดงของสเปกตรัมแสง  เพื่อให้เข้าใจถึงผลกระทบนี้ก่อนอื่นเราต้องเข้าใจ Doppler Effects ก่อน อย่างที่เราเคยเห็น แสงที่มองเห็นได้ (visible light) ประกอบด้วยคลื่นในสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ความยาวคลื่น (หรือระยะห่างจากยอดคลื่นหนึ่งไปยังยอดคลื่นถัดไป) ของแสงมีขนาดเล็กมากตั้งแต่ 4 ถึง 70 ล้านส่วนของ 1 เมตร ความยาวคลื่นแสงที่แตกต่างกันคือสิ่งที่ตามนุษย์มองว่าเป็นสีที่ต่างกัน โดยที่ความยาวคลื่นที่ยาวที่สุดจะปรากฏที่ปลายสีแดงของสเปกตรัมแสง และความยาวคลื่นสั้นที่สุดจะปรากฏที่ปลายสีน้ำเงิน ทีนี้ลองนึกภาพแหล่งกำเนิดแสงที่ระยะห่างคงที่จากเรา เช่น ดาวฤกษ์เปล่งคลื่นแสงที่ความยาวคลื่นคงที่ เห็นได้ชัดว่าความยาวคลื่นของคลื่นที่เราได้รับจะเหมือนกับความยาวคลื่นที่ปล่อยออกมา (สนามโน้มถ่วงของกาแล็กซี่ไม่ใหญ่พอที่จะมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญ) สมมติว่าตอนนี้แหล่งกำเนิดแสงเริ่มเคลื่อนเข้าหาเรา เมื่อแหล่งกำเนิดปล่อยยอดคลื่นถัดไป มันจะอยู่ใกล้เรามากขึ้น ดังนั้นระยะห่างระหว่างยอดคลื่นจะน้อยกว่าเมื่อดาวอยู่กับที่ นั่นหมายความว่าความยาวคลื่นของคลื่นที่เราได้รับนั้นสั้นกว่าเมื่อดาวอยู่กับที่ ในทำนองเดียวกัน ถ้าแหล่งกำเนิดกำลังเคลื่อนที่ออกไปจากเรา ความยาวคลื่นของคลื่นที่เราได้รับจะยาวขึ้น ในกรณีของแสงหมายความว่าดาวกำลังเคลื่อนที่ออกไปจากเรา จะมีการเคลื่อนสเปกตรัมแสงไปที่ปลายสีแดงของสเปกตรัม (red-shifted เลื่อนไปทางแดง) และดาวที่เคลื่อนที่เข้าหาเราจะมีการเปลี่ยนสเปกตรัมเป็นสีน้ำเงิน (blue-shifted เลื่อนไปทางน้ำเงิน) ความสัมพันธ์ระหว่างความยาวคลื่นและความเร็วเรียกว่า “Doppler effect” นี้เป็นประสบการณ์ในชีวิตประจำวัน ฟังรถที่แล่นบนถนน: ขณะที่รถเข้าใกล้ เครื่องยนต์จะส่งเสียงในระดับเสียงที่สูงขึ้น (ซึ่งสอดคล้องกับความยาวคลื่นที่สั้นกว่าและความถี่ของคลื่นเสียงที่สูงกว่า) […]

No Comments read more

กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#22 รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาลตอนที่ 2 CMB Anisotropy

Posted: 12/09/2020 at 23:47   /   Origin and Evolution of The Universe, Universe

จากทฤษฎีสภาวะคงที่ (Steady State Theory) จักรวาลไม่มีจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุด จักรวาลมีสภาพดังที่เป็นอยู่ในปัจจุบันนานแล้ว และจะคงอยู่ในสภาพนี้ตลอดไป นักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงหลายคนในยุคนั้น รวมทั้งไอน์สไตน์เชื่ออย่างยิ่งกับทฤษฎีนี้   slideshare.net การท้าทายแรกต่อทฤษฎีสภาวะคงที่ มาจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (Theory of General Relativity) ที่ไอน์สไตน์ประกาศในปี 1915 ซึ่งทฤษฎีนี้อธิบายว่า มวลสารและพลังงานทำให้เกิดความโค้งของที่อวกาศ-เวลา ซึ่งความโค้งนี้คือความโน้มถ่วง ตอนที่ไอน์สไตน์พยายามสร้างทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป เขาพบว่าทฤษฎีของเขาดูเหมือนจะคาดการณ์การยุบตัวของจักรวาล โดยความโน้มถ่วงจะดึงดวงดาวและสสารอื่นๆเข้าด้วยกัน เป็นสาเหตุทำให้จักรวาลเกิดถล่มตัว (collapse) ลงอย่างช้าๆในตัวของมันเอง ซึ่งบ่งชี้ว่า สสาร พลังงานและเวลา มีจุดเริ่มต้น นั่นหมายความว่าจักรวาลมีจุดกำเนิด ไอน์สไตน์เรียกการค้นพบนี้ว่า “เป็นสิ่งน่ารำคาญ” เขาต้องการให้จักรวาลคงอยู่ด้วยตัวของมันเอง ไม่ขึ้นกับสาเหตุภายนอก เขาจึงเพิ่มค่าคงที่ทางดาราศาสตร์ที่เรียกว่า “Fudge factor (ปัจจัยเหลวไหล)” ลงไปในสมการของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของเขาเพื่อดึงความโน้มถ่วงกลับมา Fudge factor นี้ที่เขาเพิ่มเข้าไปจะอนุญาตให้จักรวาลรักษาสภาพคงที่ไว้ จะได้ไม่ไปขัดแย้งกับ Steady State Theory ที่เขาเชื่ออยู่ในขณะนั้น ประการหนึ่ง ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์มีการส่อความทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่สำคัญ เช่น การมีหลุมดำ (black […]

No Comments read more