กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#27 ยุคมืดของจักรวาลและดาวฤกษ์ดวงแรก
จักรวาลของเราเริ่มต้นด้วยการระเบิดครั้งใหญ่ที่เรียกว่าบิกแบงเมื่อประมาณ 13.7 พันล้านปีก่อน จักรวาลยุคต้นประกอบด้วยพลาสม่าที่ร้อนและมีความหนาแน่นสูงมากด้วยอนุภาคของแสง (โฟตอน) และอนุภาคของสสารที่มีประจุหรือไอออน (ion) เช่น โปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน จักรวาลช่วงเวลานี้มีลักษณะทึบแสง ต่อมาประมาณ 380,000 ปีหลังจากบิกแบง […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#26 ฮับเบิลค้นพบการขยายตัวของจักรวาล
เนบิวลา (Nebula) sci-news.com เนบิวล่า (Nebula) คือ กลุ่มของก๊าซและฝุ่นผงที่รวมตัวกันอยู่ในอวกาศ เมื่อเราใช้กล้องโทรทรรศน์ส่องดู จะเห็นเป็นก้อนหมอกเมฆขนาดใหญ่ที่เปร่งแสงสีสวยงามที่ปะปนอยู่ในกลุ่มดวงดาว เนบิวล่าส่วนใหญ่มีขนาดกว้างใหญ่ บางชนิดมีเส้นผ่านศูนย์กลางหลายร้อยปีแสง องค์ประกอบหลักของเนบิวลาคือแก๊สไฮโดรเจน เนบิวลาบางชนิดมาจากก๊าซและฝุ่นละอองที่เกิดจากการระเบิดของดาวฤกษ์ที่กำลังจะตาย เช่น ซูเปอร์โนวา […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#25 รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาลตอนที่ 4 CMB Reveals Cosmic Composition
รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล (Cosmic Microwave Background: CMB) เป็นการส่งผ่าน “พลังงานความร้อน” ในลักษณะเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า CMB เป็นรังสีที่เก่าแก่ที่สุดของจักรวาล มีอายุประมาณ 380,000 ปีหลังการเกิดระเบิดครั้งใหญ่บิกแบง (Big Bang) […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#24 รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาลตอนที่ 3 CMB Polarization
รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล (Cosmic Microwave Background: CMB) universeadventage.org ในช่วง 380,000 ปีแรกหลังการระเบิดบิกแบง (Big Bang) จักรวาลร้อนและมีความหนาแน่นสูงมาก จนสสารและอนุภาคของแสงหรือโฟตอนทั้งหมดดำรงอยู่ในสถานะพลาสม่า (plasma) ในช่วงเวลานี้โฟตอนไม่สามารถเดินทางผ่านพลาสม่าได้โดยไม่ถูกรบกวน […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#23 แหล่งกำเนิดและประเภทของคลื่นความโน้มถ่วง
คลื่นความโน้มถ่วง (Gravitational Waves) คลื่นความโน้มถ่วง (Gravitational waves) คือ ระลอกคลื่นในอวกาศ-เวลา (ripples in space-time) ซึ่งเกิดจากเหตุการณ์ที่รุนแรงในจักรวาล เช่น การรวมตัวของหลุมดำไบนารีหรือดาวนิวตรอนไบนารี คลื่นความโน้มถ่วงเป็นคำทำนายที่สำคัญของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#22 รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาลตอนที่ 2 CMB Anisotropy
จากทฤษฎีสภาวะคงที่ (Steady State Theory) จักรวาลไม่มีจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุด จักรวาลมีสภาพดังที่เป็นอยู่ในปัจจุบันนานแล้ว และจะคงอยู่ในสภาพนี้ตลอดไป นักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงหลายคนในยุคนั้น รวมทั้งไอน์สไตน์เชื่ออย่างยิ่งกับทฤษฎีนี้ slideshare.net การท้าทายแรกต่อทฤษฎีสภาวะคงที่ มาจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (Theory of […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#21 รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาลตอนที่ 1 CMB Discovery & CMB Temperature
lovinthings.com รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล (Cosmic Microwave Background) เรียกย่อๆว่า CMB เป็นการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่แผ่ปกคลุมทั่วทั้งจักรวาลอย่างสม่ำเสมอ การศึกษา CMB ทำให้นักจักรวาลวิทยาได้ข้อมูลสำคัญของจักรวาลยุคต้น เพราะมันเป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่เก่าแก่ที่สุด เกิดในช่วงเวลาของการรวมตัวเป็นอะตอม (recombination) 380,000 […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#20 การสังเคราะห์นิวเคลียสและการเกิดอะตอม (Nucleosynthesis & Recombination)
การสังเคราะห์นิวเคลียส (Nucleosynthesis) 3 นาทีหลังจาก Big Bang มีการสร้างนิวเคลียสแรกเกิดขึ้นจากกระบวนการที่เรียกว่า บิกแบงนิวคลีโอซินทีสิส “Big Bang nucleosynthesis” ซึ่งเป็นกระบวนการสังเคราะห์นิวเคลียสของอะตอมจากโปรตอนและนิวตรอนโดยปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน (nuclear fusion reaction) […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#19 สสาร-ปฏิสสาร (Matter-Antimatter)
The birth of matter-antimatter in early universe ในช่วงการพองตัว (Inflation) จักรวาลเต็มไปด้วยพลังงาน การขยายตัวอย่างรวดเร็วของจักรวาลทำให้อุณหภูมิของจักรวาลลดต่ำลง และเมื่อการพองตัวหยุดลง อุณหภูมิของจักรวาลสูงขึ้นมาอีกครั้งหนึ่ง (reheating) ทำให้จักรวาลมีความร้อนและมีความหนาแน่นอย่างยิ่งยวด […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#18 ทฤษฎีบิกแบง กำเนิดจักรวาล (Big Bang Theory)
ทฤษฎีบิกแบง “Big Bang Theory” เป็นทฤษฎีที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดในการอธิบายกำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล ซึ่งได้รับการสนับสนุนจากหลักฐานทางวิทยาศาสตร์และจากการสังเกตุทางดาราศาสตร์ต่างๆ ทฤษฎีนี้เกิดจากการค้นพบว่า galaxy ต่างๆกำลังเคลื่อนห่างออกไปจากตำแหน่งที่เคยอยู่ด้วยความเร็วสูงในทุกทิศทุกทาง ราวกับว่าพวกมันถูกขับเคลื่อนด้วยแรงระเบิดเมื่อครั้งโบราณ และจากการปรากฎของรังสีคอสมิก การสังเกตุนี้สนับสนุนแนวคิดที่ว่า “จักรวาลมีการขยายตัวอยู่ตลอดเวลา” และเมื่อนักวิทยาศาสตร์คำนวณอัตราเร็วของการขยายตัว ทำให้ทราบถึงอายุของจักรวาล […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#27 ยุคมืดของจักรวาลและดาวฤกษ์ดวงแรก
จักรวาลของเราเริ่มต้นด้วยการระเบิดครั้งใหญ่ที่เรียกว่าบิกแบงเมื่อประมาณ 13.7 พันล้านปีก่อน จักรวาลยุคต้นประกอบด้วยพลาสม่าที่ร้อนและมีความหนาแน่นสูงมากด้วยอนุภาคของแสง (โฟตอน) และอนุภาคของสสารที่มีประจุหรือไอออน (ion) เช่น โปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน จักรวาลช่วงเวลานี้มีลักษณะทึบแสง ต่อมาประมาณ 380,000 ปีหลังจากบิกแบง […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#26 ฮับเบิลค้นพบการขยายตัวของจักรวาล
เนบิวลา (Nebula) sci-news.com เนบิวล่า (Nebula) คือ กลุ่มของก๊าซและฝุ่นผงที่รวมตัวกันอยู่ในอวกาศ เมื่อเราใช้กล้องโทรทรรศน์ส่องดู จะเห็นเป็นก้อนหมอกเมฆขนาดใหญ่ที่เปร่งแสงสีสวยงามที่ปะปนอยู่ในกลุ่มดวงดาว เนบิวล่าส่วนใหญ่มีขนาดกว้างใหญ่ บางชนิดมีเส้นผ่านศูนย์กลางหลายร้อยปีแสง องค์ประกอบหลักของเนบิวลาคือแก๊สไฮโดรเจน เนบิวลาบางชนิดมาจากก๊าซและฝุ่นละอองที่เกิดจากการระเบิดของดาวฤกษ์ที่กำลังจะตาย เช่น ซูเปอร์โนวา […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#25 รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาลตอนที่ 4 CMB Reveals Cosmic Composition
รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล (Cosmic Microwave Background: CMB) เป็นการส่งผ่าน “พลังงานความร้อน” ในลักษณะเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า CMB เป็นรังสีที่เก่าแก่ที่สุดของจักรวาล มีอายุประมาณ 380,000 ปีหลังการเกิดระเบิดครั้งใหญ่บิกแบง (Big Bang) […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#24 รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาลตอนที่ 3 CMB Polarization
รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล (Cosmic Microwave Background: CMB) universeadventage.org ในช่วง 380,000 ปีแรกหลังการระเบิดบิกแบง (Big Bang) จักรวาลร้อนและมีความหนาแน่นสูงมาก จนสสารและอนุภาคของแสงหรือโฟตอนทั้งหมดดำรงอยู่ในสถานะพลาสม่า (plasma) ในช่วงเวลานี้โฟตอนไม่สามารถเดินทางผ่านพลาสม่าได้โดยไม่ถูกรบกวน […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#23 แหล่งกำเนิดและประเภทของคลื่นความโน้มถ่วง
คลื่นความโน้มถ่วง (Gravitational Waves) คลื่นความโน้มถ่วง (Gravitational waves) คือ ระลอกคลื่นในอวกาศ-เวลา (ripples in space-time) ซึ่งเกิดจากเหตุการณ์ที่รุนแรงในจักรวาล เช่น การรวมตัวของหลุมดำไบนารีหรือดาวนิวตรอนไบนารี คลื่นความโน้มถ่วงเป็นคำทำนายที่สำคัญของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#22 รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาลตอนที่ 2 CMB Anisotropy
จากทฤษฎีสภาวะคงที่ (Steady State Theory) จักรวาลไม่มีจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุด จักรวาลมีสภาพดังที่เป็นอยู่ในปัจจุบันนานแล้ว และจะคงอยู่ในสภาพนี้ตลอดไป นักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงหลายคนในยุคนั้น รวมทั้งไอน์สไตน์เชื่ออย่างยิ่งกับทฤษฎีนี้ slideshare.net การท้าทายแรกต่อทฤษฎีสภาวะคงที่ มาจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (Theory of […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#21 รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาลตอนที่ 1 CMB Discovery & CMB Temperature
lovinthings.com รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล (Cosmic Microwave Background) เรียกย่อๆว่า CMB เป็นการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่แผ่ปกคลุมทั่วทั้งจักรวาลอย่างสม่ำเสมอ การศึกษา CMB ทำให้นักจักรวาลวิทยาได้ข้อมูลสำคัญของจักรวาลยุคต้น เพราะมันเป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่เก่าแก่ที่สุด เกิดในช่วงเวลาของการรวมตัวเป็นอะตอม (recombination) 380,000 […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#20 การสังเคราะห์นิวเคลียสและการเกิดอะตอม (Nucleosynthesis & Recombination)
การสังเคราะห์นิวเคลียส (Nucleosynthesis) 3 นาทีหลังจาก Big Bang มีการสร้างนิวเคลียสแรกเกิดขึ้นจากกระบวนการที่เรียกว่า บิกแบงนิวคลีโอซินทีสิส “Big Bang nucleosynthesis” ซึ่งเป็นกระบวนการสังเคราะห์นิวเคลียสของอะตอมจากโปรตอนและนิวตรอนโดยปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน (nuclear fusion reaction) […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#19 สสาร-ปฏิสสาร (Matter-Antimatter)
The birth of matter-antimatter in early universe ในช่วงการพองตัว (Inflation) จักรวาลเต็มไปด้วยพลังงาน การขยายตัวอย่างรวดเร็วของจักรวาลทำให้อุณหภูมิของจักรวาลลดต่ำลง และเมื่อการพองตัวหยุดลง อุณหภูมิของจักรวาลสูงขึ้นมาอีกครั้งหนึ่ง (reheating) ทำให้จักรวาลมีความร้อนและมีความหนาแน่นอย่างยิ่งยวด […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#18 ทฤษฎีบิกแบง กำเนิดจักรวาล (Big Bang Theory)
ทฤษฎีบิกแบง “Big Bang Theory” เป็นทฤษฎีที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดในการอธิบายกำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล ซึ่งได้รับการสนับสนุนจากหลักฐานทางวิทยาศาสตร์และจากการสังเกตุทางดาราศาสตร์ต่างๆ ทฤษฎีนี้เกิดจากการค้นพบว่า galaxy ต่างๆกำลังเคลื่อนห่างออกไปจากตำแหน่งที่เคยอยู่ด้วยความเร็วสูงในทุกทิศทุกทาง ราวกับว่าพวกมันถูกขับเคลื่อนด้วยแรงระเบิดเมื่อครั้งโบราณ และจากการปรากฎของรังสีคอสมิก การสังเกตุนี้สนับสนุนแนวคิดที่ว่า “จักรวาลมีการขยายตัวอยู่ตลอดเวลา” และเมื่อนักวิทยาศาสตร์คำนวณอัตราเร็วของการขยายตัว ทำให้ทราบถึงอายุของจักรวาล […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#23 บทที่ 3 จักรวาลที่กำลังขยายตัว : ทฤษฎีบิกแบง vs. ทฤษฎีสภาวะคงที่
แบบจำลองของฟรีดมันน์ทั้งหมดทั้งหมดมีคุณสมบัติที่ว่าในอดีต (ระหว่างสิบถึงสองหมื่นล้านปีก่อน) ระยะห่างระหว่างกาแล็กซีใกล้เคียงต้องเป็นศูนย์ ในเวลานั้นที่เราเรียกว่า “บิกแบง”ความหนาแน่นของจักรวาลและความโค้งของเวลา-อวกาศจะไม่มีที่สิ้นสุด เนื่องจากคณิตศาสตร์ไม่สามารถจัดการกับจำนวนอนันต์ได้จริงๆ จึงหมายความว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (ซึ่งเป็นพื้นฐานของการแก้ปัญหาของฟรีดมันน์) จึงทำนายว่ามีจุดหนึ่งในจักรวาลที่กฎของวิทยาศาสตร์พังทลายลง นักคณิตศาสตร์เรียกจุดนี้ว่า “singularity” ในความเป็นจริงทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ทั้งหมดของเราถูกกำหนดขึ้นจากสมมติฐานที่ว่าเวลา-อวกาศนั้นราบเรียบและเกือบจะแบน ดังนั้นพวกมันจึงแยกย่อยออกจากความเป็น singularity ของบิกแบงซึ่งความโค้งของเวลา-อวกาศนั้นไม่มีที่สิ้นสุด […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#22 บทที่ 3 จักรวาลที่กำลังขยายตัว : แบบจำลองจักรวาลของฟรีดมันน์
ตั้งแต่แรกเห็น หลักฐานทั้งหมดนี้แสดงให้เห็นว่าจักรวาลมีลักษณะเหมือนกันไม่ว่าเราจะมองไปทางใด โดยเฉพาะอย่างยิ่งมันอาจจะดูเหมือนว่าถ้าเราสังเกตกาแล็กซีอื่นๆ ทั้งหมดที่จะเคลื่อนออกไปจากเรา เราจะต้องอยู่ที่ศูนย์กลางของจักรวาล อย่างไรก็ตามมีคำอธิบายอื่น: จักรวาลอาจมีลักษณะเหมือนกันในทุกทิศทางตามที่เห็นจากกาแล็กซี่อื่นด้วย ซึ่งเป็นข้อสันนิษฐานที่สองของฟรีดมันน์ เราไม่มีหลักฐานทางวิทยาศาสตร์สำหรับสมมติฐานนี้ มันจะน่าทึ่งที่สุดถ้าจักรวาลมีลักษณะเหมือนกันในทุกทิศทางรอบตัวเรา ในแบบจำลองจักรวาลของอเล็กซานเดอร์ ฟรีดมันน์ (Alexander Friedmann) กาแล็กซี่ทั้งหมดเคลื่อนที่ออกจากกัน […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#21 บทที่ 3 จักรวาลที่กำลังขยายตัว : รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล
หลายปีก่อนการค้นพบของเอ็ดวิน ฮับเบิล ในปี 1922 ฟรีดมันน์ตั้งสมมติฐานง่ายๆ สองข้อเกี่ยวกับจักรวาลนั่นคือ จักรวาลมีลักษณะเหมือนกันไม่ว่าเราจะมองไปทางใด และสิ่งนี้จะเป็นจริงเช่นกันหากเราสังเกตจักรวาลจากที่ใดๆ จากแนวคิดทั้งสองนี้ ฟรีดมันน์แสดงให้เห็นว่าเราไม่ควรคาดหวังว่าจักรวาลจะหยุดนิ่ง ฟรีดมันน์คาดการณ์สิ่งที่ฮับเบิลพบ! สมมติฐานที่ว่าจักรวาลดูเหมือนกันในทุกทิศทางนั้นไม่ถูกต้องในสเกลละเอียด อย่างที่เราเห็นดาวดวงอื่นๆ ในกาแล็กซี่ของเราก่อตัวเป็นวงแสงที่แตกต่างกันทั่วท้องฟ้ายามค่ำคืนเรียกว่าทางช้างเผือก (Milky […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#20 บทที่ 3 จักรวาลที่กำลังขยายตัว : ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์และค่าคงที่ของจักรวาล
ในช่วงทศวรรษที่ 1920 เมื่อนักดาราศาสตร์เริ่มมองดูสเปกตรัมของดาวฤกษ์ในกาแล็กซี่อื่น พวกเขาพบบางสิ่งที่แปลกประหลาดที่สุด: มีชุดสีที่ขาดหายไปในลักษณะเดียวกันกับดาวฤกษ์ในกาแล็กซี่ของเรา แต่พวกมันทั้งหมดถูกเลื่อนไปทางปลายสีแดงของสเปกตรัมแสง เพื่อให้เข้าใจถึงผลกระทบนี้ก่อนอื่นเราต้องเข้าใจ Doppler Effects ก่อน อย่างที่เราเคยเห็น แสงที่มองเห็นได้ (visible light) ประกอบด้วยคลื่นในสนามแม่เหล็กไฟฟ้า […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#19 บทที่ 3 จักรวาลที่กำลังขยายตัว : สเปคตรัมแสงของดาวฤกษ์
ดาวฤกษ์อยู่ห่างไกลมากจนดูเหมือนว่าเป็นเพียงจุดแสงเท่านั้น เราไม่สามารถมองเห็นขนาดหรือรูปร่างของมันได้ แล้วเราจะแยกดาวประเภทต่างๆ ออกจากกันได้อย่างไร? สำหรับดาวส่วนใหญ่มีลักษณะเฉพาะอย่างเดียวที่เราสามารถสังเกตได้นั่นคือสีของแสงดาว นิวตันค้นพบว่าถ้าแสงจากดวงอาทิตย์ผ่านชิ้นแก้วรูปสามเหลี่ยมที่เรียกว่า “ปริซึม” มันจะแตกออกเป็นสีส่วนประกอบ (สเปกตรัม) เหมือนสีรุ้ง โดยการโฟกัสกล้องโทรทรรศน์ไปที่ดาวฤกษ์หรือกาแล็กซี่แต่ละดวง เราจะสามารถสังเกตสเปกตรัมของแสงจากดาวหรือจักรวาลนั้นได้ในทำนองเดียวกัน ดาวที่แตกต่างกันมีสเปกตรัมแสงที่แตกต่างกัน แต่ความสว่างสัมพัทธ์ของสีที่ต่างกัน มักจะเป็นสิ่งที่เราคาดหวังว่าจะพบในแสงที่เปล่งออกมาจากวัตถุที่เรืองแสงสีแดงร้อน […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#18 บทที่ 3 จักรวาลที่กำลังขยายตัว : กาแล็กซี่ทางช้างเผือก
หากใครมองท้องฟ้าในคืนที่ปลอดโปร่งและไม่มีแสงจันทร์ วัตถุที่สว่างที่สุดที่เราเห็นน่าจะเป็นดาวเคราะห์ เช่น วีนัส ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี และดาวเสาร์ นอกจากนี้ยังมีดาวอีกจำนวนมากซึ่งเหมือนกับดวงอาทิตย์ของเราเองแต่อยู่ไกลจากเรามาก ในความเป็นจริงดาวตรึงเหล่านี้ (Fixed stars) บางดวงดูเหมือนจะเปลี่ยนตำแหน่งเล็กน้อยเมื่อเทียบกันและกัน ขณะที่โลกหมุนรอบดวงอาทิตย์ เราจะเห็นพวกมันจากตำแหน่งที่แตกต่างกันกับพื้นหลังของดาวที่อยู่ห่างไกลมากขึ้น นี่เป็นความโชคดีเพราะช่วยให้เราสามารถวัดระยะทางของดาวเหล่านี้จากเราได้โดยตรง […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#17 บทที่ 2 อวกาศ-เวลา : การยืดออกของเวลา
การคาดการณ์อีกประการหนึ่งของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปคือเวลาควรจะช้าลงเมื่อเข้าใกล้วัตถุขนาดใหญ่เช่นโลก เนื่องจากมีความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานของแสงและความถี่ของมัน (นั่นคือจำนวนคลื่นของแสงต่อวินาที) ยิ่งพลังงานมากความถี่ก็จะยิ่งสูงขึ้น เมื่อแสงเดินทางขึ้นไปในสนามโน้มถ่วงของโลก มันจะสูญเสียพลังงานเพื่อหนีจากสนามโน้มถ่วงของโลก ทำให้ความถี่ของมันก็จะลดลง (ซึ่งหมายความว่าระยะเวลาระหว่างยอดคลื่นลูกหนึ่งและยอดคลื่นถัดไปจะเพิ่มขึ้น) สำหรับผู้สังเกตการณ์ที่อยู่เหนือพื้นโลกดูเหมือนว่าทุกสิ่งที่อยู่ด้านล่างเกิดขึ้นช้ากว่าจุดที่ผู้สังเกตการณ์อยู่ การทำนายนี้ได้รับการทดสอบในปี 1962 โดยใช้นาฬิกาคู่หนึ่งที่มีความแม่นยำสูงซึ่งติดตั้งที่ด้านบนและด้านล่างของหอส่งน้ำ พบว่านาฬิกาที่อยู่ด้านล่างซึ่งอยู่ใกล้พื้นโลกทำงานช้ากว่านาฬิกาที่อยู่ด้านบนตามคำทำนายในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ในปัจจุบันความแตกต่างของความเร็วของนาฬิกาที่ระดับความสูงต่างกันเหนือพื้นโลกมีความสำคัญในทางปฏิบัติอย่างยิ่งต่อระบบนำทางสำหรับดาวเทียม หากใครละเลยการคาดการณ์ของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#16 บทที่ 2 อวกาศ-เวลา : การส่ายของดาวพุธและการเลี้ยวเบนของแสง
มวลของดวงอาทิตย์โค้งงออวกาศ-เวลาในลักษณะที่แม้ว่าโลกจะเดินตามเส้นทางตรงในอวกาศ-เวลาใน 4 มิติ แต่ดูเหมือนว่าเราจะเคลื่อนที่ไปตามวงโคจรวงกลมในอวกาศ 3 มิติ ความจริงที่ว่าวงโคจรของดาวเคราะห์ที่ทำนายโดยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปนั้นเกือบจะเหมือนกับที่ทำนายโดยทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของนิวตัน อย่างไรก็ตามในกรณีของดาวพุธซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด จะได้รับผลกระทบของความโน้มถ่วงที่รุนแรงที่สุดและมีวงโคจรที่ค่อนข้างยาว ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปคาดการณ์ว่าแกนยาวของวงรีควรหมุนรอบดวงอาทิตย์ด้วยอัตราประมาณ 1 องศาใน 10,000 ปี แม้ว่าผลกระทบนี้จะมีขนาดเล็ก […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอวฺ์คิง#15 บทที่ 2 อวกาศ-เวลา : ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์
ในที่สุดในปี 1905 ไอน์สไตน์ได้ประกาศทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (Theory of General Relativity) ไอน์สไตน์ได้เสนอแนะว่าความโน้มถ่วง (gravity) ไม่ใช่แรงเหมือนแรงอื่นๆ แต่เป็นผลมาจากข้อเท็จจริงที่ว่า อวกาศ-เวลา (space-time) ไม่ได้แบนอย่างที่เคยสันนิษฐานไว้ก่อนหน้านี้ แต่มันโค้งหรือ […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#14 บทที่ 2 อวกาศ-เวลา : อวกาศ-เวลาและกรวยแสง
ทฤษฎีสัมพัทธภาพได้เปลี่ยนแนวคิดเรื่องอวกาศและเวลาไปตลอดกาล ในทฤษฎีของนิวตัน ผู้สังเกตการณ์ต่างๆจะวัดเวลาที่แสงใช้ในการเดินทางจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งได้ค่าเดียวกัน (เนื่องจากเป็นเวลาสัมบูรณ์) แต่วัดระยะทางที่แสงเดินทางได้ค่าแตกต่างกัน (เนื่องจากไม่ใช่อวกาศสัมบูรณ์) เนื่องจากความเร็วของแสงเป็นเพียงระยะทางที่เดินทางหารด้วยเวลา (v = d/t) ดังนั้นผู้สังเกตการณ์ต่างๆ จะวัดความเร็วแสงได้ค่าแตกต่างกัน ในทางกลับกัน ในทฤษฎีสัมพัทธภาพ ผู้สังเกตการณ์ทั้งหมดจะวัดความเร็วแสงได้ค่าเท่ากัน […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#23 บทที่ 3 จักรวาลที่กำลังขยายตัว : ทฤษฎีบิกแบง vs. ทฤษฎีสภาวะคงที่
แบบจำลองของฟรีดมันน์ทั้งหมดทั้งหมดมีคุณสมบัติที่ว่าในอดีต (ระหว่างสิบถึงสองหมื่นล้านปีก่อน) ระยะห่างระหว่างกาแล็กซีใกล้เคียงต้องเป็นศูนย์ ในเวลานั้นที่เราเรียกว่า “บิกแบง”ความหนาแน่นของจักรวาลและความโค้งของเวลา-อวกาศจะไม่มีที่สิ้นสุด เนื่องจากคณิตศาสตร์ไม่สามารถจัดการกับจำนวนอนันต์ได้จริงๆ จึงหมายความว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (ซึ่งเป็นพื้นฐานของการแก้ปัญหาของฟรีดมันน์) จึงทำนายว่ามีจุดหนึ่งในจักรวาลที่กฎของวิทยาศาสตร์พังทลายลง นักคณิตศาสตร์เรียกจุดนี้ว่า “singularity” ในความเป็นจริงทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ทั้งหมดของเราถูกกำหนดขึ้นจากสมมติฐานที่ว่าเวลา-อวกาศนั้นราบเรียบและเกือบจะแบน ดังนั้นพวกมันจึงแยกย่อยออกจากความเป็น singularity ของบิกแบงซึ่งความโค้งของเวลา-อวกาศนั้นไม่มีที่สิ้นสุด […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#22 บทที่ 3 จักรวาลที่กำลังขยายตัว : แบบจำลองจักรวาลของฟรีดมันน์
ตั้งแต่แรกเห็น หลักฐานทั้งหมดนี้แสดงให้เห็นว่าจักรวาลมีลักษณะเหมือนกันไม่ว่าเราจะมองไปทางใด โดยเฉพาะอย่างยิ่งมันอาจจะดูเหมือนว่าถ้าเราสังเกตกาแล็กซีอื่นๆ ทั้งหมดที่จะเคลื่อนออกไปจากเรา เราจะต้องอยู่ที่ศูนย์กลางของจักรวาล อย่างไรก็ตามมีคำอธิบายอื่น: จักรวาลอาจมีลักษณะเหมือนกันในทุกทิศทางตามที่เห็นจากกาแล็กซี่อื่นด้วย ซึ่งเป็นข้อสันนิษฐานที่สองของฟรีดมันน์ เราไม่มีหลักฐานทางวิทยาศาสตร์สำหรับสมมติฐานนี้ มันจะน่าทึ่งที่สุดถ้าจักรวาลมีลักษณะเหมือนกันในทุกทิศทางรอบตัวเรา ในแบบจำลองจักรวาลของอเล็กซานเดอร์ ฟรีดมันน์ (Alexander Friedmann) กาแล็กซี่ทั้งหมดเคลื่อนที่ออกจากกัน […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#21 บทที่ 3 จักรวาลที่กำลังขยายตัว : รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล
หลายปีก่อนการค้นพบของเอ็ดวิน ฮับเบิล ในปี 1922 ฟรีดมันน์ตั้งสมมติฐานง่ายๆ สองข้อเกี่ยวกับจักรวาลนั่นคือ จักรวาลมีลักษณะเหมือนกันไม่ว่าเราจะมองไปทางใด และสิ่งนี้จะเป็นจริงเช่นกันหากเราสังเกตจักรวาลจากที่ใดๆ จากแนวคิดทั้งสองนี้ ฟรีดมันน์แสดงให้เห็นว่าเราไม่ควรคาดหวังว่าจักรวาลจะหยุดนิ่ง ฟรีดมันน์คาดการณ์สิ่งที่ฮับเบิลพบ! สมมติฐานที่ว่าจักรวาลดูเหมือนกันในทุกทิศทางนั้นไม่ถูกต้องในสเกลละเอียด อย่างที่เราเห็นดาวดวงอื่นๆ ในกาแล็กซี่ของเราก่อตัวเป็นวงแสงที่แตกต่างกันทั่วท้องฟ้ายามค่ำคืนเรียกว่าทางช้างเผือก (Milky […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#20 บทที่ 3 จักรวาลที่กำลังขยายตัว : ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์และค่าคงที่ของจักรวาล
ในช่วงทศวรรษที่ 1920 เมื่อนักดาราศาสตร์เริ่มมองดูสเปกตรัมของดาวฤกษ์ในกาแล็กซี่อื่น พวกเขาพบบางสิ่งที่แปลกประหลาดที่สุด: มีชุดสีที่ขาดหายไปในลักษณะเดียวกันกับดาวฤกษ์ในกาแล็กซี่ของเรา แต่พวกมันทั้งหมดถูกเลื่อนไปทางปลายสีแดงของสเปกตรัมแสง เพื่อให้เข้าใจถึงผลกระทบนี้ก่อนอื่นเราต้องเข้าใจ Doppler Effects ก่อน อย่างที่เราเคยเห็น แสงที่มองเห็นได้ (visible light) ประกอบด้วยคลื่นในสนามแม่เหล็กไฟฟ้า […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#19 บทที่ 3 จักรวาลที่กำลังขยายตัว : สเปคตรัมแสงของดาวฤกษ์
ดาวฤกษ์อยู่ห่างไกลมากจนดูเหมือนว่าเป็นเพียงจุดแสงเท่านั้น เราไม่สามารถมองเห็นขนาดหรือรูปร่างของมันได้ แล้วเราจะแยกดาวประเภทต่างๆ ออกจากกันได้อย่างไร? สำหรับดาวส่วนใหญ่มีลักษณะเฉพาะอย่างเดียวที่เราสามารถสังเกตได้นั่นคือสีของแสงดาว นิวตันค้นพบว่าถ้าแสงจากดวงอาทิตย์ผ่านชิ้นแก้วรูปสามเหลี่ยมที่เรียกว่า “ปริซึม” มันจะแตกออกเป็นสีส่วนประกอบ (สเปกตรัม) เหมือนสีรุ้ง โดยการโฟกัสกล้องโทรทรรศน์ไปที่ดาวฤกษ์หรือกาแล็กซี่แต่ละดวง เราจะสามารถสังเกตสเปกตรัมของแสงจากดาวหรือจักรวาลนั้นได้ในทำนองเดียวกัน ดาวที่แตกต่างกันมีสเปกตรัมแสงที่แตกต่างกัน แต่ความสว่างสัมพัทธ์ของสีที่ต่างกัน มักจะเป็นสิ่งที่เราคาดหวังว่าจะพบในแสงที่เปล่งออกมาจากวัตถุที่เรืองแสงสีแดงร้อน […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#18 บทที่ 3 จักรวาลที่กำลังขยายตัว : กาแล็กซี่ทางช้างเผือก
หากใครมองท้องฟ้าในคืนที่ปลอดโปร่งและไม่มีแสงจันทร์ วัตถุที่สว่างที่สุดที่เราเห็นน่าจะเป็นดาวเคราะห์ เช่น วีนัส ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี และดาวเสาร์ นอกจากนี้ยังมีดาวอีกจำนวนมากซึ่งเหมือนกับดวงอาทิตย์ของเราเองแต่อยู่ไกลจากเรามาก ในความเป็นจริงดาวตรึงเหล่านี้ (Fixed stars) บางดวงดูเหมือนจะเปลี่ยนตำแหน่งเล็กน้อยเมื่อเทียบกันและกัน ขณะที่โลกหมุนรอบดวงอาทิตย์ เราจะเห็นพวกมันจากตำแหน่งที่แตกต่างกันกับพื้นหลังของดาวที่อยู่ห่างไกลมากขึ้น นี่เป็นความโชคดีเพราะช่วยให้เราสามารถวัดระยะทางของดาวเหล่านี้จากเราได้โดยตรง […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#17 บทที่ 2 อวกาศ-เวลา : การยืดออกของเวลา
การคาดการณ์อีกประการหนึ่งของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปคือเวลาควรจะช้าลงเมื่อเข้าใกล้วัตถุขนาดใหญ่เช่นโลก เนื่องจากมีความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานของแสงและความถี่ของมัน (นั่นคือจำนวนคลื่นของแสงต่อวินาที) ยิ่งพลังงานมากความถี่ก็จะยิ่งสูงขึ้น เมื่อแสงเดินทางขึ้นไปในสนามโน้มถ่วงของโลก มันจะสูญเสียพลังงานเพื่อหนีจากสนามโน้มถ่วงของโลก ทำให้ความถี่ของมันก็จะลดลง (ซึ่งหมายความว่าระยะเวลาระหว่างยอดคลื่นลูกหนึ่งและยอดคลื่นถัดไปจะเพิ่มขึ้น) สำหรับผู้สังเกตการณ์ที่อยู่เหนือพื้นโลกดูเหมือนว่าทุกสิ่งที่อยู่ด้านล่างเกิดขึ้นช้ากว่าจุดที่ผู้สังเกตการณ์อยู่ การทำนายนี้ได้รับการทดสอบในปี 1962 โดยใช้นาฬิกาคู่หนึ่งที่มีความแม่นยำสูงซึ่งติดตั้งที่ด้านบนและด้านล่างของหอส่งน้ำ พบว่านาฬิกาที่อยู่ด้านล่างซึ่งอยู่ใกล้พื้นโลกทำงานช้ากว่านาฬิกาที่อยู่ด้านบนตามคำทำนายในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ในปัจจุบันความแตกต่างของความเร็วของนาฬิกาที่ระดับความสูงต่างกันเหนือพื้นโลกมีความสำคัญในทางปฏิบัติอย่างยิ่งต่อระบบนำทางสำหรับดาวเทียม หากใครละเลยการคาดการณ์ของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#16 บทที่ 2 อวกาศ-เวลา : การส่ายของดาวพุธและการเลี้ยวเบนของแสง
มวลของดวงอาทิตย์โค้งงออวกาศ-เวลาในลักษณะที่แม้ว่าโลกจะเดินตามเส้นทางตรงในอวกาศ-เวลาใน 4 มิติ แต่ดูเหมือนว่าเราจะเคลื่อนที่ไปตามวงโคจรวงกลมในอวกาศ 3 มิติ ความจริงที่ว่าวงโคจรของดาวเคราะห์ที่ทำนายโดยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปนั้นเกือบจะเหมือนกับที่ทำนายโดยทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของนิวตัน อย่างไรก็ตามในกรณีของดาวพุธซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด จะได้รับผลกระทบของความโน้มถ่วงที่รุนแรงที่สุดและมีวงโคจรที่ค่อนข้างยาว ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปคาดการณ์ว่าแกนยาวของวงรีควรหมุนรอบดวงอาทิตย์ด้วยอัตราประมาณ 1 องศาใน 10,000 ปี แม้ว่าผลกระทบนี้จะมีขนาดเล็ก […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอวฺ์คิง#15 บทที่ 2 อวกาศ-เวลา : ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์
ในที่สุดในปี 1905 ไอน์สไตน์ได้ประกาศทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (Theory of General Relativity) ไอน์สไตน์ได้เสนอแนะว่าความโน้มถ่วง (gravity) ไม่ใช่แรงเหมือนแรงอื่นๆ แต่เป็นผลมาจากข้อเท็จจริงที่ว่า อวกาศ-เวลา (space-time) ไม่ได้แบนอย่างที่เคยสันนิษฐานไว้ก่อนหน้านี้ แต่มันโค้งหรือ […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#14 บทที่ 2 อวกาศ-เวลา : อวกาศ-เวลาและกรวยแสง
ทฤษฎีสัมพัทธภาพได้เปลี่ยนแนวคิดเรื่องอวกาศและเวลาไปตลอดกาล ในทฤษฎีของนิวตัน ผู้สังเกตการณ์ต่างๆจะวัดเวลาที่แสงใช้ในการเดินทางจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งได้ค่าเดียวกัน (เนื่องจากเป็นเวลาสัมบูรณ์) แต่วัดระยะทางที่แสงเดินทางได้ค่าแตกต่างกัน (เนื่องจากไม่ใช่อวกาศสัมบูรณ์) เนื่องจากความเร็วของแสงเป็นเพียงระยะทางที่เดินทางหารด้วยเวลา (v = d/t) ดังนั้นผู้สังเกตการณ์ต่างๆ จะวัดความเร็วแสงได้ค่าแตกต่างกัน ในทางกลับกัน ในทฤษฎีสัมพัทธภาพ ผู้สังเกตการณ์ทั้งหมดจะวัดความเร็วแสงได้ค่าเท่ากัน […]
