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#28 การกำเนิดและวงจรชีวิตของดาวฤกษ์
วงจรชีวิตของดวงดาว นักวิทยาศาสตร์พูดถึงวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ เมื่อพูดถึงการกำเนิดชีวิตและการตายของดวงดาว อายุของดาวฤกษ์แต่ละดวงนั้นยาวนานเกินกว่าที่มนุษย์จะสังเกตเห็นวิวัฒนาการของดาวดวงเดียวได้ นักวิทยาศาสตร์ศึกษาวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ได้อย่างไร? สิ่งนี้เป็นไปได้ เนื่องจากมีดาวจำนวนมากในกาแล็กซี่ของเรา ดังนั้นเราจึงสามารถเห็นพวกมันจำนวนมากในช่วงต่างๆ ของชีวิต ด้วยวิธีนี้นักดาราศาสตร์สามารถสร้างภาพรวมของกระบวนการวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ได้ ในบทความนี้จะอธิบายว่าดวงดาวเกิดมาอย่างไร? วิวัฒนาการอย่างไร? และตายอย่างไร? ขั้นตอนที่ […]
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#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#28 การกำเนิดและวงจรชีวิตของดาวฤกษ์
วงจรชีวิตของดวงดาว นักวิทยาศาสตร์พูดถึงวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ เมื่อพูดถึงการกำเนิดชีวิตและการตายของดวงดาว อายุของดาวฤกษ์แต่ละดวงนั้นยาวนานเกินกว่าที่มนุษย์จะสังเกตเห็นวิวัฒนาการของดาวดวงเดียวได้ นักวิทยาศาสตร์ศึกษาวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ได้อย่างไร? สิ่งนี้เป็นไปได้ เนื่องจากมีดาวจำนวนมากในกาแล็กซี่ของเรา ดังนั้นเราจึงสามารถเห็นพวกมันจำนวนมากในช่วงต่างๆ ของชีวิต ด้วยวิธีนี้นักดาราศาสตร์สามารถสร้างภาพรวมของกระบวนการวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ได้ ในบทความนี้จะอธิบายว่าดวงดาวเกิดมาอย่างไร? วิวัฒนาการอย่างไร? และตายอย่างไร? ขั้นตอนที่ […]
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 […]
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#25 บทที่ 4 หลักความไม่แน่นอน : การแผ่รังสีของวัตถุดำ
บทที่ 4 หลักความไม่แน่นอน ความสำเร็จของทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์โดยเฉพาะทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของนิวตัน ทำให้ Marquis de Laplace นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสในช่วงต้นศตวรรษที่สิบเก้าโต้แย้งว่า จักรวาลถูกการกำหนดไว้อย่างสมบูรณ์ Laplace แนะนำว่าควรมีกฎทางวิทยาศาสตร์ชุดหนึ่งที่จะช่วยให้เราสามารถทำนายทุกสิ่งที่จะเกิดขึ้นในจักรวาลได้ หากเรารู้สถานะที่สมบูรณ์ของจักรวาลในเวลาเดียวกัน ตัวอย่างเช่น ถ้าเรารู้ตำแหน่งและความเร็วของดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ในคราวเดียว […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#24 บทที่ 3 จักรวาลที่กำลังขยายตัว : Big Bang และ Singularity
ในปี 1963 นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย Evgenii Lifshitz และ Isaac Khalatnikov พยายามที่จะล้มทฤษฎีบิกแบงซึ่งมีจุดเริ่มต้นของเวลา พวกเขาเสนอว่าบิกแบงอาจเป็นลักษณะเฉพาะของแบบจำลองของฟรีดมันน์ (Friedmann) เพียงอย่างเดียว ซึ่งเป็นเพียงการประมาณการของจักรวาลที่แท้จริงเท่านั้น บางทีในบรรดาแบบจำลองทั้งหมดที่คล้ายกับจักรวาลจริง มีเพียงแบบจำลองของ […]
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#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#25 บทที่ 4 หลักความไม่แน่นอน : การแผ่รังสีของวัตถุดำ
บทที่ 4 หลักความไม่แน่นอน ความสำเร็จของทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์โดยเฉพาะทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของนิวตัน ทำให้ Marquis de Laplace นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสในช่วงต้นศตวรรษที่สิบเก้าโต้แย้งว่า จักรวาลถูกการกำหนดไว้อย่างสมบูรณ์ Laplace แนะนำว่าควรมีกฎทางวิทยาศาสตร์ชุดหนึ่งที่จะช่วยให้เราสามารถทำนายทุกสิ่งที่จะเกิดขึ้นในจักรวาลได้ หากเรารู้สถานะที่สมบูรณ์ของจักรวาลในเวลาเดียวกัน ตัวอย่างเช่น ถ้าเรารู้ตำแหน่งและความเร็วของดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ในคราวเดียว […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#24 บทที่ 3 จักรวาลที่กำลังขยายตัว : Big Bang และ Singularity
ในปี 1963 นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย Evgenii Lifshitz และ Isaac Khalatnikov พยายามที่จะล้มทฤษฎีบิกแบงซึ่งมีจุดเริ่มต้นของเวลา พวกเขาเสนอว่าบิกแบงอาจเป็นลักษณะเฉพาะของแบบจำลองของฟรีดมันน์ (Friedmann) เพียงอย่างเดียว ซึ่งเป็นเพียงการประมาณการของจักรวาลที่แท้จริงเท่านั้น บางทีในบรรดาแบบจำลองทั้งหมดที่คล้ายกับจักรวาลจริง มีเพียงแบบจำลองของ […]
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 […]
