กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#39 จักรวาลมีขนาดใหญ่แค่ไหน?
Historic Views โลกเป็นศูนย์กลางของจักรวาล (ก่อนคริสตกาล) ภาพแกะสลัก Flammarion (1888) แสดงให้เห็นผู้แสวงบุญในยุคกลางที่แอบมองผ่านทรงกลมท้องฟ้าเพื่อดูสวรรค์ ชาวกรีกโบราณคิดว่าท้องฟ้าเป็นเพียงทรงกลมหรือโดมที่ล้อมรอบโลกและมีดวงดาวติดอยู่ ดวงดาวเคลื่อนจากตะวันออกไปตะวันตกผ่านด้านในของโดมหรือทรงกลม ทรงกลมนี้ถูกแบ่งออกเป็น 2 ส่วน บริเวณเหนือดวงจันทร์เป็นอาณาจักรสวรรค์ และบริเวณใต้ดวงจันทร์เป็นโลก […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#38 อายุของจักรวาล
นับตั้งแต่ทฤษฎีบิกแบงปรากฏ นักดาราศาสตร์ได้รู้ว่าจักรวาลมีจุดเริ่มต้น แต่การหาจำนวนเทียนที่จะวางบนเค้กวันเกิดของจักรวาลนั้นพิสูจน์แล้วว่าเป็นเรื่องยาก นักดาราศาสตร์ส่วนใหญ่ยอมรับว่าจักรวาลที่สังเกตได้นั้นมีอายุระหว่าง 13.7-13.8 พันล้านปี นักดาราศาสตร์ประเมินอายุของจักรวาลในสองวิธี: 1) โดยการมองหาดาวที่เก่าแก่ที่สุด และ 2) โดยการวัดอัตราการขยายตัวของจักรวาลและประมาณการกลับไปสู่บิกแบง “Nothing […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#37 โครงสร้างขนาดใหญ่ของจักรวาล
โครงสร้างขนาดใหญ่ของจักรวาล เมื่อมองขึ้นไปบนท้องฟ้ายามค่ำคืน ดูเหมือนว่าดวงดาวและกาแล็กซี่จะกระจัดกระจายไปอย่างไม่เป็นระเบียบ อย่างไรก็ตาม จริงๆ แล้ว จักรวาลไม่ใช่สถานที่ที่สับสนวุ่นวาย ในทางตรงกันข้าม จักรวาลประกอบด้วยโครงสร้างที่เป็นระเบียบในระดับต่างๆ กัน ตั้งแต่ระบบขนาดเล็กอย่างโลกและระบบสุริยะของเรา ไปจนถึงกาแล็กซีที่มีดาวนับล้านล้านดวง และสุดท้ายโครงสร้างที่ใหญ่มากซึ่งมีกาแล็กซีหลายพันล้านแห่ง แม้ว่าจะมีกาแล็กซีบางแห่งที่อยู่อย่างโดดเดี่ยว แต่ส่วนใหญ่จะอยู่รวมกันเป็นกลุ่มกาแล็กซี […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#36 ภาพลวงตาของดวงจันทร์
คุณเคยสังเกตหรือไม่ว่าดวงจันทร์ดูใหญ่กว่าเมื่ออยู่ใกล้ขอบฟ้า แต่หลายชั่วโมงต่อมาเมื่อคุณแหงนมองท้องฟ้ายามค่ำคืน คุณจะสังเกตเห็นว่าตอนนี้ดวงจันทร์ดูเล็กลงมาก ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า “ภาพลวงตาของดวงจันทร์ (Moon illusion)” ซึ่งจะเด่นชัดมากขึ้นในช่วงพระจันทร์เต็มดวง อันที่จริง ดวงจันทร์เมื่ออยู่ใกล้ขอบฟ้าไม่ได้มีขนาดใหญ่กว่าเมื่ออยู่สูงขึ้นไปบนท้องฟ้า ภาพลวงตาของดวงจันทร์ ปัญหากวนใจนับพันปี vox.com ภาพลวงตาของดวงจันทร์เป็นที่รู้จักกันและทำให้ผู้คนงุนงงมากว่า […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#35 กรวยแสง
ตลอดประวัติศาสตร์ แสงเป็นสัญญาณที่เชื่อมอดีต ปัจจุบัน และอนาคต และนำมาซึ่งจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของเวลา คุณสมบัติของแสง: แสงมีความเร็วคงที่ไม่เปลี่ยนแปลง ประมาณ 300,000 กม./วินาที มันไม่มีมวล แสงเดินทางเป็นเส้นตรง (แต่มันจะโค้งงอเมื่อเข้าใกล้วัตถุขนาดใหญ่) และไม่มีสิ่งใดเดินทางได้เร็วกว่าแสง ในทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษและสัมพัทธภาพทั่วไป […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#34 การซ้อนทับควอมตัมและจักรวาลคู่ขนาน
การทดลองแบบ Double-slit ที่ยืนยันลักษณะทวิภาคของคลื่น-อนุภาคของแสงและสสาร ในกลศาสตร์ควอนตัมแสดงถึงความจริงที่ว่า “แสงและสสารแสดงพฤติกรรมของทั้งคลื่นและอนุภาค” ขึ้นอยู่กับสถานการณ์ สิ่งนี้เรียกว่า “ทวิภาคของคลื่น-อนุภาค (Wave–particle duality)” การศึกษาว่าแสงมีพฤติกรรมเป็นคลื่นหรืออนุภาคย้อนไปถึงศตวรรษที่ 17 ในยุคนั้นนักฟิสิกส์ส่วนใหญ่เห็นด้วยกับทฤษฎีแสงของนิวตัน ที่เชื่อว่าแสงประกอบขึ้นด้วยอนุภาคเล็กๆ ที่เรียกว่า […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#33 งานวิจัยสุดท้ายของสตีเฟน ฮอว์คิง: จักรวาลคู่ขนาน
แนวคิดเรื่อง “จักรวาลคู่ขนาน (Parallel universe)” เป็นทฤษฎีหนึ่งในแนวคิดมากมายในจักรวาลวิทยาสมัยใหม่ หลายแนวคิดนำไปสู่แนวคิดเกี่ยวกับพหุภพ (multiverse) ซึ่งเป็นแนวคิดที่ว่าจักรวาลของเราเป็นเพียงหนึ่งในจักรวาลจำนวนนับไม่ถ้วนที่ผุดขึ้นและออกจากการดำรงอยู่ เหมือนเช่นฟองสบู่ ทั้งหมดล่องลอยอยู่ในสิ่งที่เรียกว่า “พหุภพ (multiverse)” การมีอยู่ของจักรวาลคู่ขนานยังไม่ได้รับการพิสูจน์ แต่บทความสุดท้ายของ สตีเฟน […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#31 การแผ่รังสีฮอว์คิง
สตีเฟน ฮอว์คิง สตีเฟน ฮอว์คิง (Stephen Hawking) เป็นนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี นักจักรวาลวิทยา และนักเขียน ซึ่งเป็นผู้อำนวยการฝ่ายวิจัยของศูนย์จักรวาลวิทยาเชิงทฤษฎีที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ก่อนที่เขาจะเสียชีวิตเมื่อปี 2018 ผลงานทางวิทยาศาสตร์ของเขารวมถึงความร่วมมือกับโรเจอร์ เพนโรส (Roger […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#30 หลุมดำ
หลุมดำคืออะไร หลุมดำ (Black hole) เป็นวัตถุที่แปลกประหลาดและน่าสนใจที่สุดในอวกาศ พวกมันเป็นพื้นที่ของอวกาศ-เวลา (space-time) ในจักรวาลที่มีความหนาแน่นและความโน้มถ่วงสูงมากซึ่งไม่มีสิ่งใดสามารถหลุดรอดออกไปได้แม้แต่แสง เราไม่สามารถเข้าใจภายในของหลุมดำได้ เพราะหลุมดำเป็นสถานที่ที่กฎของฟิสิกส์ถูกทำลายลง แนวคิดเรื่องหลุมดำมีมานานหลายศตวรรษแล้ว ในปี 1783 จอห์น มิทเชล […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#29 ระบบสุริยะ
ระบบสุริยะที่เราเรียกว่าบ้านตั้งอยู่ในแขนก้นหอยด้านนอกของกาแล็กซี่ทางช้างเผือก (Milky Way galaxy) ระบบสุริยะของเราประกอบด้วยดวงอาทิตย์และวัตถุอื่นๆ ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์เนื่องจากแรงโน้มถ่วง เช่น ดาวเคราะห์ (planets) ได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#39 จักรวาลมีขนาดใหญ่แค่ไหน?
Historic Views โลกเป็นศูนย์กลางของจักรวาล (ก่อนคริสตกาล) ภาพแกะสลัก Flammarion (1888) แสดงให้เห็นผู้แสวงบุญในยุคกลางที่แอบมองผ่านทรงกลมท้องฟ้าเพื่อดูสวรรค์ ชาวกรีกโบราณคิดว่าท้องฟ้าเป็นเพียงทรงกลมหรือโดมที่ล้อมรอบโลกและมีดวงดาวติดอยู่ ดวงดาวเคลื่อนจากตะวันออกไปตะวันตกผ่านด้านในของโดมหรือทรงกลม ทรงกลมนี้ถูกแบ่งออกเป็น 2 ส่วน บริเวณเหนือดวงจันทร์เป็นอาณาจักรสวรรค์ และบริเวณใต้ดวงจันทร์เป็นโลก […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#38 อายุของจักรวาล
นับตั้งแต่ทฤษฎีบิกแบงปรากฏ นักดาราศาสตร์ได้รู้ว่าจักรวาลมีจุดเริ่มต้น แต่การหาจำนวนเทียนที่จะวางบนเค้กวันเกิดของจักรวาลนั้นพิสูจน์แล้วว่าเป็นเรื่องยาก นักดาราศาสตร์ส่วนใหญ่ยอมรับว่าจักรวาลที่สังเกตได้นั้นมีอายุระหว่าง 13.7-13.8 พันล้านปี นักดาราศาสตร์ประเมินอายุของจักรวาลในสองวิธี: 1) โดยการมองหาดาวที่เก่าแก่ที่สุด และ 2) โดยการวัดอัตราการขยายตัวของจักรวาลและประมาณการกลับไปสู่บิกแบง “Nothing […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#37 โครงสร้างขนาดใหญ่ของจักรวาล
โครงสร้างขนาดใหญ่ของจักรวาล เมื่อมองขึ้นไปบนท้องฟ้ายามค่ำคืน ดูเหมือนว่าดวงดาวและกาแล็กซี่จะกระจัดกระจายไปอย่างไม่เป็นระเบียบ อย่างไรก็ตาม จริงๆ แล้ว จักรวาลไม่ใช่สถานที่ที่สับสนวุ่นวาย ในทางตรงกันข้าม จักรวาลประกอบด้วยโครงสร้างที่เป็นระเบียบในระดับต่างๆ กัน ตั้งแต่ระบบขนาดเล็กอย่างโลกและระบบสุริยะของเรา ไปจนถึงกาแล็กซีที่มีดาวนับล้านล้านดวง และสุดท้ายโครงสร้างที่ใหญ่มากซึ่งมีกาแล็กซีหลายพันล้านแห่ง แม้ว่าจะมีกาแล็กซีบางแห่งที่อยู่อย่างโดดเดี่ยว แต่ส่วนใหญ่จะอยู่รวมกันเป็นกลุ่มกาแล็กซี […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#36 ภาพลวงตาของดวงจันทร์
คุณเคยสังเกตหรือไม่ว่าดวงจันทร์ดูใหญ่กว่าเมื่ออยู่ใกล้ขอบฟ้า แต่หลายชั่วโมงต่อมาเมื่อคุณแหงนมองท้องฟ้ายามค่ำคืน คุณจะสังเกตเห็นว่าตอนนี้ดวงจันทร์ดูเล็กลงมาก ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า “ภาพลวงตาของดวงจันทร์ (Moon illusion)” ซึ่งจะเด่นชัดมากขึ้นในช่วงพระจันทร์เต็มดวง อันที่จริง ดวงจันทร์เมื่ออยู่ใกล้ขอบฟ้าไม่ได้มีขนาดใหญ่กว่าเมื่ออยู่สูงขึ้นไปบนท้องฟ้า ภาพลวงตาของดวงจันทร์ ปัญหากวนใจนับพันปี vox.com ภาพลวงตาของดวงจันทร์เป็นที่รู้จักกันและทำให้ผู้คนงุนงงมากว่า […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#35 กรวยแสง
ตลอดประวัติศาสตร์ แสงเป็นสัญญาณที่เชื่อมอดีต ปัจจุบัน และอนาคต และนำมาซึ่งจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของเวลา คุณสมบัติของแสง: แสงมีความเร็วคงที่ไม่เปลี่ยนแปลง ประมาณ 300,000 กม./วินาที มันไม่มีมวล แสงเดินทางเป็นเส้นตรง (แต่มันจะโค้งงอเมื่อเข้าใกล้วัตถุขนาดใหญ่) และไม่มีสิ่งใดเดินทางได้เร็วกว่าแสง ในทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษและสัมพัทธภาพทั่วไป […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#34 การซ้อนทับควอมตัมและจักรวาลคู่ขนาน
การทดลองแบบ Double-slit ที่ยืนยันลักษณะทวิภาคของคลื่น-อนุภาคของแสงและสสาร ในกลศาสตร์ควอนตัมแสดงถึงความจริงที่ว่า “แสงและสสารแสดงพฤติกรรมของทั้งคลื่นและอนุภาค” ขึ้นอยู่กับสถานการณ์ สิ่งนี้เรียกว่า “ทวิภาคของคลื่น-อนุภาค (Wave–particle duality)” การศึกษาว่าแสงมีพฤติกรรมเป็นคลื่นหรืออนุภาคย้อนไปถึงศตวรรษที่ 17 ในยุคนั้นนักฟิสิกส์ส่วนใหญ่เห็นด้วยกับทฤษฎีแสงของนิวตัน ที่เชื่อว่าแสงประกอบขึ้นด้วยอนุภาคเล็กๆ ที่เรียกว่า […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#33 งานวิจัยสุดท้ายของสตีเฟน ฮอว์คิง: จักรวาลคู่ขนาน
แนวคิดเรื่อง “จักรวาลคู่ขนาน (Parallel universe)” เป็นทฤษฎีหนึ่งในแนวคิดมากมายในจักรวาลวิทยาสมัยใหม่ หลายแนวคิดนำไปสู่แนวคิดเกี่ยวกับพหุภพ (multiverse) ซึ่งเป็นแนวคิดที่ว่าจักรวาลของเราเป็นเพียงหนึ่งในจักรวาลจำนวนนับไม่ถ้วนที่ผุดขึ้นและออกจากการดำรงอยู่ เหมือนเช่นฟองสบู่ ทั้งหมดล่องลอยอยู่ในสิ่งที่เรียกว่า “พหุภพ (multiverse)” การมีอยู่ของจักรวาลคู่ขนานยังไม่ได้รับการพิสูจน์ แต่บทความสุดท้ายของ สตีเฟน […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#31 การแผ่รังสีฮอว์คิง
สตีเฟน ฮอว์คิง สตีเฟน ฮอว์คิง (Stephen Hawking) เป็นนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี นักจักรวาลวิทยา และนักเขียน ซึ่งเป็นผู้อำนวยการฝ่ายวิจัยของศูนย์จักรวาลวิทยาเชิงทฤษฎีที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ก่อนที่เขาจะเสียชีวิตเมื่อปี 2018 ผลงานทางวิทยาศาสตร์ของเขารวมถึงความร่วมมือกับโรเจอร์ เพนโรส (Roger […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#30 หลุมดำ
หลุมดำคืออะไร หลุมดำ (Black hole) เป็นวัตถุที่แปลกประหลาดและน่าสนใจที่สุดในอวกาศ พวกมันเป็นพื้นที่ของอวกาศ-เวลา (space-time) ในจักรวาลที่มีความหนาแน่นและความโน้มถ่วงสูงมากซึ่งไม่มีสิ่งใดสามารถหลุดรอดออกไปได้แม้แต่แสง เราไม่สามารถเข้าใจภายในของหลุมดำได้ เพราะหลุมดำเป็นสถานที่ที่กฎของฟิสิกส์ถูกทำลายลง แนวคิดเรื่องหลุมดำมีมานานหลายศตวรรษแล้ว ในปี 1783 จอห์น มิทเชล […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#29 ระบบสุริยะ
ระบบสุริยะที่เราเรียกว่าบ้านตั้งอยู่ในแขนก้นหอยด้านนอกของกาแล็กซี่ทางช้างเผือก (Milky Way galaxy) ระบบสุริยะของเราประกอบด้วยดวงอาทิตย์และวัตถุอื่นๆ ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์เนื่องจากแรงโน้มถ่วง เช่น ดาวเคราะห์ (planets) ได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#34 บทที่ 5 อนุภาคมูลฐานและแรงแห่งธรรมชาติ : แรงพื้นฐานทั้งสี่ – Electromagnetic Force
หมวดหมู่ถัดไปคือแรงแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งทำปฏิกิริยากับอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า เช่น อิเล็กตรอนและควาร์ก แต่ไม่ทำปฏิกิริยากับอนุภาคที่ไม่มีประจุ เช่น กราวิตอน แรงแม่เหล็กไฟฟ้าแข็งแกร่งกว่าแรงโน้มถ่วงมาก: แรงแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างอิเล็กตรอนสองตัว มีค่าใหญ่กว่าแรงโน้มถ่วง หนึ่งล้านล้านล้านล้านล้านล้านล้าน (1 กับศูนย์สี่สิบสองตัว) เท่า อย่างไรก็ตาม […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#33 บทที่ 5 อนุภาคมูลฐานและแรงแห่งธรรมชาติ : แรงพื้นฐานทั้งสี่ – Gravitational Force
ในกลศาสตร์ควอนตัม อนุภาคที่มีการหมุน (spin) 0, 1 หรือ 2 เป็นตัวนำพาแรงหรือปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคสสารทั้งหมด อนุภาคของสสารเช่น อิเล็กตรอนหรือควาร์ก จะปล่อยอนุภาคนำพาแรงต่างๆ ออกมา การปล่อยนี้ทำให้อนุภาคสสารมีการหดตัวและเปลี่ยนความเร็ว อนุภาคนำพาแรง (force-carrying […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#32 บทที่ 5 อนุภาคมูลฐานและแรงแห่งธรรมชาติ : สสารและปฏิสสาร
ความเข้าใจที่ถูกต้องเกี่ยวกับอิเล็กตรอนและอนุภาคที่มีการหมุน (สปิน) -½ อื่นๆ ยังไม่เกิดขึ้น จนกระทั่งปี 1928 เมื่อทฤษฎีหนึ่งได้ถูกเสนอโดย Paul Dirac ซึ่งเป็นผู้ได้รับเลือกให้ดำรงตำแหน่ง Lucasian Professorship of Mathematics […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#31 บทที่ 5 อนุภาคมูลฐานและแรงแห่งธรรมชาติ : การมองดูอะตอมและการหมุนของอนุภาค
ตอนนี้เรารู้แล้วว่าอะตอมหรือโปรตอนและนิวตรอนภายในอะตอมยังสามารถแบ่งแยกได้อีก ดังนั้นคำถามคือ อะไรคืออนุภาคมูลฐานที่แท้จริง ซึ่งเป็นหน่วยการสร้างพื้นฐานที่ใช้สร้างทุกสิ่งทุกอย่าง เนื่องจากความยาวคลื่นของแสงนั้นใหญ่กว่าขนาดของอะตอมมาก เราจึงไม่สามารถ “มอง” ส่วนต่างๆ ของอะตอมในลักษณะปกติได้ เราจำเป็นต้องใช้สิ่งที่มีความยาวคลื่นน้อยกว่ามาก ดังที่เราเห็นในบทที่แล้ว กลศาสตร์ควอนตัมบอกเราว่าจริงๆ แล้วอนุภาคทั้งหมดเป็นคลื่น และยิ่งพลังงานของอนุภาคสูงเท่าใด ความยาวคลื่นที่สอดคล้องกันก็จะยิ่งเล็กลงเท่านั้น […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#30 บทที่ 5 อนุภาคมูลฐานและแรงแห่งธรรมชาติ : ควาร์ก
มาถึงตอนนี้ มีข้อสงสัยแล้วว่าอะตอมเหล่านี้ไม่สามารถแบ่งแยกได้ เมื่อหลายปีก่อน เจ. เจ. ทอมสัน (J.J. Thomson) แห่งวิทยาลัยทรินิตีในเคมบริดจ์ ได้สาธิตการมีอยู่ของอนุภาคของสสารที่เรียกว่า “อิเล็กตรอน” ซึ่งมีมวลน้อยกว่าหนึ่งในพันของอะตอมที่เบาที่สุด (อะตอมของธาตุไฮโดรเจน-ผู้เขียน) เจ. เจ. […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#29 บทที่ 5 อนุภาคมูลฐานและแรงแห่งธรรมชาติ : การค้นพบการมีอยู่ของอะตอม
อริสโตเติล (Aristotle) เชื่อว่าสสารทั้งหมดในจักรวาลประกอบด้วยองค์ประกอบพื้นฐานสี่อย่าง—ดิน อากาศ ไฟ และน้ำ โดยอยู่ภายใต้อิทธิพลของแรง 2 ชนิด: 1) แรงโน้มถ่วง (gravity) ซึ่งทำให้ดินและน้ำจะตกลงมา และ 2) […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#28 บทที่ 4 หลักความไม่แน่นอน : อินทิเกรตตามเส้นทางของไฟน์แมน
วิธีที่ดีในการมองเห็นทวิภาคของคลื่น/อนุภาค คือ sum over histories ที่ถูกเสนอโดย Richard Feynman นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน ในแนวทางนี้อนุภาคไม่ควรมีการเดินทางเส้นทางเดียวใน อวกาศ – เวลาเหมือนในทฤษฎีคลาสสิก อนุภาคควรเดินทางจาก A […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#32 ความขัดแย้งของข้อมูลหลุมดำ
ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (Theory of general relativity) ซึ่งอธิบายว่าความโน้มถ่วงทำงานอย่างไร เป็นแนวคิดที่ว่าวัตถุขนาดใหญ่ของจักรวาล เช่น ดาวเคราะห์ ดาวฤกษ์ และกาแล็กซี่ จะทำให้อวกาศ-เวลารอบตัวโค้งงอ และนั่นเป็นตัวกำหนดว่าวัตถุเหล่านี้มีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไรในอวกาศ ส่วนกลศาสตร์ควอนตัม (Quantum […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#27 บทที่ 4 หลักความไม่แน่นอน : แบบจำลองอะตอม
ปรากฏการณ์การแทรกสอดระหว่างอนุภาค มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความเข้าใจของเราเกี่ยวกับโครงสร้างของอะตอม ซึ่งเป็นหน่วยพื้นฐานของเคมีและชีววิทยาและโครงสร้างพื้นฐานที่เราและทุกสิ่งรอบตัวถูกสร้างขึ้น ในตอนต้นของศตวรรษนี้มีแนวคิดว่าอะตอมเป็นเหมือนดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์โดยมีอิเล็กตรอน (อนุภาคที่มีกระแสไฟฟ้าลบ) โคจรรอบนิวเคลียสกลางซึ่งมีกระแสไฟฟ้าบวก แรงดึงดูดระหว่างกระแสไฟฟ้าบวกและลบควรจะทำให้อิเล็กตรอนอยู่ในวงโคจรในลักษณะเดียวกับที่แรงดึงดูดระหว่างดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ที่ทำให้ดาวเคราะห์อยู่ในวงโคจร ปัญหานี้คือกฎของกลศาสตร์และไฟฟ้า ก่อนที่กลศาสตร์ควอนตัมทำนายว่าอิเล็กตรอนจะสูญเสียพลังงานและหมุนวนเข้าด้านในจนกว่าจะชนกับนิวเคลียส นั่นหมายความว่าอะตอมและสสารทั้งหมดควรยุบตัวลงอย่างรวดเร็วจนมีความหนาแน่นสูงมาก Niels Bohr นักวิทยาศาสตร์ชาวเดนมาร์กพบวิธีแก้ปัญหาบางส่วนในปี 1913 เขาเสนอว่าบางทีอิเล็กตรอนสามารถโคจรในระยะทางที่กำหนดเท่านั้นซึ่งจะทำให้สมดุลทั้งหมด […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#26 บทที่ 4 หลักความไม่แน่นอน : ทวิภาคของคลื่น-อนุภาคของแสงและสสาร
โดยทั่วไปกลศาสตร์ควอนตัมไม่ได้ทำนายผลลัพธ์ที่แน่นอนเพียงอย่างเดียวสำหรับการสังเกต แต่จะคาดการณ์ผลลัพธ์ที่เป็นไปได้ที่แตกต่างกันจำนวนหนึ่งและบอกให้เราทราบว่าแต่ละอย่างมีความเป็นไปได้มากน้อยเพียงใด กล่าวคือถ้ามีการวัดแบบเดียวกันในระบบที่คล้ายคลึงกันจำนวนมากซึ่งแต่ละระบบเริ่มต้นด้วยวิธีเดียวกัน เราจะพบว่าผลลัพธ์ของการวัดจะเป็น A ในบางกรณีเป็น B เราสามารถคาดเดาจำนวนครั้งโดยประมาณว่าผลลัพธ์จะเป็น A หรือ B แต่ไม่สามารถทำนายผลลัพธ์เฉพาะของการวัดแต่ละครั้งได้ กลศาสตร์ควอนตัมจึงนำองค์ประกอบที่ไม่อาจหลีกเลี่ยงได้ของ “ความไม่สามารถคาดเดาได้ (Unpredictability)” […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#34 บทที่ 5 อนุภาคมูลฐานและแรงแห่งธรรมชาติ : แรงพื้นฐานทั้งสี่ – Electromagnetic Force
หมวดหมู่ถัดไปคือแรงแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งทำปฏิกิริยากับอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า เช่น อิเล็กตรอนและควาร์ก แต่ไม่ทำปฏิกิริยากับอนุภาคที่ไม่มีประจุ เช่น กราวิตอน แรงแม่เหล็กไฟฟ้าแข็งแกร่งกว่าแรงโน้มถ่วงมาก: แรงแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างอิเล็กตรอนสองตัว มีค่าใหญ่กว่าแรงโน้มถ่วง หนึ่งล้านล้านล้านล้านล้านล้านล้าน (1 กับศูนย์สี่สิบสองตัว) เท่า อย่างไรก็ตาม […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#33 บทที่ 5 อนุภาคมูลฐานและแรงแห่งธรรมชาติ : แรงพื้นฐานทั้งสี่ – Gravitational Force
ในกลศาสตร์ควอนตัม อนุภาคที่มีการหมุน (spin) 0, 1 หรือ 2 เป็นตัวนำพาแรงหรือปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคสสารทั้งหมด อนุภาคของสสารเช่น อิเล็กตรอนหรือควาร์ก จะปล่อยอนุภาคนำพาแรงต่างๆ ออกมา การปล่อยนี้ทำให้อนุภาคสสารมีการหดตัวและเปลี่ยนความเร็ว อนุภาคนำพาแรง (force-carrying […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#32 บทที่ 5 อนุภาคมูลฐานและแรงแห่งธรรมชาติ : สสารและปฏิสสาร
ความเข้าใจที่ถูกต้องเกี่ยวกับอิเล็กตรอนและอนุภาคที่มีการหมุน (สปิน) -½ อื่นๆ ยังไม่เกิดขึ้น จนกระทั่งปี 1928 เมื่อทฤษฎีหนึ่งได้ถูกเสนอโดย Paul Dirac ซึ่งเป็นผู้ได้รับเลือกให้ดำรงตำแหน่ง Lucasian Professorship of Mathematics […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#31 บทที่ 5 อนุภาคมูลฐานและแรงแห่งธรรมชาติ : การมองดูอะตอมและการหมุนของอนุภาค
ตอนนี้เรารู้แล้วว่าอะตอมหรือโปรตอนและนิวตรอนภายในอะตอมยังสามารถแบ่งแยกได้อีก ดังนั้นคำถามคือ อะไรคืออนุภาคมูลฐานที่แท้จริง ซึ่งเป็นหน่วยการสร้างพื้นฐานที่ใช้สร้างทุกสิ่งทุกอย่าง เนื่องจากความยาวคลื่นของแสงนั้นใหญ่กว่าขนาดของอะตอมมาก เราจึงไม่สามารถ “มอง” ส่วนต่างๆ ของอะตอมในลักษณะปกติได้ เราจำเป็นต้องใช้สิ่งที่มีความยาวคลื่นน้อยกว่ามาก ดังที่เราเห็นในบทที่แล้ว กลศาสตร์ควอนตัมบอกเราว่าจริงๆ แล้วอนุภาคทั้งหมดเป็นคลื่น และยิ่งพลังงานของอนุภาคสูงเท่าใด ความยาวคลื่นที่สอดคล้องกันก็จะยิ่งเล็กลงเท่านั้น […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#30 บทที่ 5 อนุภาคมูลฐานและแรงแห่งธรรมชาติ : ควาร์ก
มาถึงตอนนี้ มีข้อสงสัยแล้วว่าอะตอมเหล่านี้ไม่สามารถแบ่งแยกได้ เมื่อหลายปีก่อน เจ. เจ. ทอมสัน (J.J. Thomson) แห่งวิทยาลัยทรินิตีในเคมบริดจ์ ได้สาธิตการมีอยู่ของอนุภาคของสสารที่เรียกว่า “อิเล็กตรอน” ซึ่งมีมวลน้อยกว่าหนึ่งในพันของอะตอมที่เบาที่สุด (อะตอมของธาตุไฮโดรเจน-ผู้เขียน) เจ. เจ. […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#29 บทที่ 5 อนุภาคมูลฐานและแรงแห่งธรรมชาติ : การค้นพบการมีอยู่ของอะตอม
อริสโตเติล (Aristotle) เชื่อว่าสสารทั้งหมดในจักรวาลประกอบด้วยองค์ประกอบพื้นฐานสี่อย่าง—ดิน อากาศ ไฟ และน้ำ โดยอยู่ภายใต้อิทธิพลของแรง 2 ชนิด: 1) แรงโน้มถ่วง (gravity) ซึ่งทำให้ดินและน้ำจะตกลงมา และ 2) […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#28 บทที่ 4 หลักความไม่แน่นอน : อินทิเกรตตามเส้นทางของไฟน์แมน
วิธีที่ดีในการมองเห็นทวิภาคของคลื่น/อนุภาค คือ sum over histories ที่ถูกเสนอโดย Richard Feynman นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน ในแนวทางนี้อนุภาคไม่ควรมีการเดินทางเส้นทางเดียวใน อวกาศ – เวลาเหมือนในทฤษฎีคลาสสิก อนุภาคควรเดินทางจาก A […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#32 ความขัดแย้งของข้อมูลหลุมดำ
ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (Theory of general relativity) ซึ่งอธิบายว่าความโน้มถ่วงทำงานอย่างไร เป็นแนวคิดที่ว่าวัตถุขนาดใหญ่ของจักรวาล เช่น ดาวเคราะห์ ดาวฤกษ์ และกาแล็กซี่ จะทำให้อวกาศ-เวลารอบตัวโค้งงอ และนั่นเป็นตัวกำหนดว่าวัตถุเหล่านี้มีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไรในอวกาศ ส่วนกลศาสตร์ควอนตัม (Quantum […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#27 บทที่ 4 หลักความไม่แน่นอน : แบบจำลองอะตอม
ปรากฏการณ์การแทรกสอดระหว่างอนุภาค มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความเข้าใจของเราเกี่ยวกับโครงสร้างของอะตอม ซึ่งเป็นหน่วยพื้นฐานของเคมีและชีววิทยาและโครงสร้างพื้นฐานที่เราและทุกสิ่งรอบตัวถูกสร้างขึ้น ในตอนต้นของศตวรรษนี้มีแนวคิดว่าอะตอมเป็นเหมือนดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์โดยมีอิเล็กตรอน (อนุภาคที่มีกระแสไฟฟ้าลบ) โคจรรอบนิวเคลียสกลางซึ่งมีกระแสไฟฟ้าบวก แรงดึงดูดระหว่างกระแสไฟฟ้าบวกและลบควรจะทำให้อิเล็กตรอนอยู่ในวงโคจรในลักษณะเดียวกับที่แรงดึงดูดระหว่างดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ที่ทำให้ดาวเคราะห์อยู่ในวงโคจร ปัญหานี้คือกฎของกลศาสตร์และไฟฟ้า ก่อนที่กลศาสตร์ควอนตัมทำนายว่าอิเล็กตรอนจะสูญเสียพลังงานและหมุนวนเข้าด้านในจนกว่าจะชนกับนิวเคลียส นั่นหมายความว่าอะตอมและสสารทั้งหมดควรยุบตัวลงอย่างรวดเร็วจนมีความหนาแน่นสูงมาก Niels Bohr นักวิทยาศาสตร์ชาวเดนมาร์กพบวิธีแก้ปัญหาบางส่วนในปี 1913 เขาเสนอว่าบางทีอิเล็กตรอนสามารถโคจรในระยะทางที่กำหนดเท่านั้นซึ่งจะทำให้สมดุลทั้งหมด […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#26 บทที่ 4 หลักความไม่แน่นอน : ทวิภาคของคลื่น-อนุภาคของแสงและสสาร
โดยทั่วไปกลศาสตร์ควอนตัมไม่ได้ทำนายผลลัพธ์ที่แน่นอนเพียงอย่างเดียวสำหรับการสังเกต แต่จะคาดการณ์ผลลัพธ์ที่เป็นไปได้ที่แตกต่างกันจำนวนหนึ่งและบอกให้เราทราบว่าแต่ละอย่างมีความเป็นไปได้มากน้อยเพียงใด กล่าวคือถ้ามีการวัดแบบเดียวกันในระบบที่คล้ายคลึงกันจำนวนมากซึ่งแต่ละระบบเริ่มต้นด้วยวิธีเดียวกัน เราจะพบว่าผลลัพธ์ของการวัดจะเป็น A ในบางกรณีเป็น B เราสามารถคาดเดาจำนวนครั้งโดยประมาณว่าผลลัพธ์จะเป็น A หรือ B แต่ไม่สามารถทำนายผลลัพธ์เฉพาะของการวัดแต่ละครั้งได้ กลศาสตร์ควอนตัมจึงนำองค์ประกอบที่ไม่อาจหลีกเลี่ยงได้ของ “ความไม่สามารถคาดเดาได้ (Unpredictability)” […]
