เอกภพ Univers โลกดาราศาสตร์ ดวงดาว และอวกาศ

นายอดิพงศ์ ท่วมจอก

ความหมายของเอกภพ

เอกภพ (Universe) หมายถึง ระบบรวมของดาราจักรที่มีอาณาเขตกว้าง

ใหญ่ ไ พศ าลมาก เ ชื่ อ กั น ว่ า ใ น เ อกภพมี ด า ร าจั ก ร ร วมอยู่ ป ร ะมาณ

10,000,000,000 ดาราจักร(หมื่นล้านดาราจักร) ในแต่ละดาราจักรจะ

ประกอบด้วยระบบของ ดาวฤกษ์(Stars) กระจุกดาว (Star clusters) เนบิวลา

(Nebulae) หรือหมอกเพลิง ฝุ่นธุลีคอสมิก (Cosmic dust) ก๊าซ และที่ว่าง

รวมกันอยู่

ความเป็นมาของเอกภพ

นักปราชญ์ในสมัยก่อนมีความเชื่อเกี่ยวกับเอกภพโดยเชื่อว่ามีความสัมพันธ์

กับศาสนา จึงมีการสร้างแบบจ าลองของเอกภพเป็น 2 ส่วนโดยจินตนาการ

ด้วยการใช้โดมแบ่งเอกภพด้านนอกเป็นโลกของเทพและด้านในเป็นโลกของ

มนุษย์ และหลังจากคริสต์ศตวรรษที่ 17 เป็นต้นมา ความรู้ทางดาราศาสตร์

ได้พัฒนาขึ้นจากการสังเกต การเก็บรวบรวมข้อมูล ของนักดาราศาสตร์

อุปกรณ์ที่ใช้ในการสังเกตดาราศาสตร์ ซึ่งแต่เดิมแนวคิดส่วนใหญ่มาจากการ

จินตนาการ และการคาดเดาก็ปรากฏชัดขึ้นบนพื้นฐานของดาราศาสตร์และ

วิทยาศาสตร์

ก าเนิดเอกภพ

การก าเนิดเอกภพไม่มีใครรู้ว่าก าเนิดมาตั้งแต่เมื่อใดและเริ่มจากอะไร

จนกระทั่งศตวรรษที่ 20 หรือ ค.ศ.1927 ได้มีทฤษฎีใช้อธิบายการก าเนิดและ

ความเป็นมาของเอกภพที่มีความชัดเจนและน่าเชื่อถือมากยิ่งขึ้น คือ ทฤษฎีการ

ระเบิดครั้งยิ่งใหญ่ หรือ BigBang ทฤษฎีนี้ท าให้เอกภพมีการขยายตัวออก ซึ่ง

ทฤษฎีนี้กล่าวว่า ก่อนการเกิด BigBang เอกภพเป็นพลังงานล้วน ๆ ซึ่ง

แสดงออกโดยอุณหภูมิที่สูงยิ่ง จุด BigBang เป็นจุดที่พลังงานเริ่มเปลี่ยนเป็น

สสารครั้งแรก เป็นจุดเร่ิมต้นนของเวลาและเอกภพ

ก าเนิดเอกภพ

ปัจจุบันเอกภพประกอบด้วยกาแล็กซีจ านวนแสน

ล้านกาแล็กซีระหว่างกาแล็กซีเป็นอวกาศที่กว้างไกล

เอกภพจึงมีขนาดใหญ่มาก โดยมีรัศมีไม่น้อยกว่า

13,700 – 15,000 ล้านปีแสง และมีอายุประมาณ

1 3 ,700–1 5 , 000 ล้ า นปี ภ า ย ใ น ก าแล็ ก ซี

ประกอบด้วย ดาวฤกษ์ รวมทั้งแหล่งก าเนิดดาวฤกษ์

เรียกว่า เนบิวลา (Nebula) ซึ่งโลกของเราเป็นดาว

เคราะห์ ในระบบสุริยะ ซึ่ ง เป็นสมาชิกหนึ่ งของ

กาแล็กซี

วิวัฒนาการของเอกภพ

วิวัฒนาการของเอกภพจึงควรเริ่มมาจากปริมาตรท่ีเล็กมากๆแต่มีสสารอยู่อย่าง อัดแน่น จู่ๆ ก็มี

การระเบิดออกอย่างรุนแรง ท าให้ปริมาตรเล็กๆ นั้นขยายตัวออกมาเป็นเอกภพดังเช่นในปัจจุบัน มี

ดังนี้

ขณะเกดิ Bigbang

มีสสารเกิดขึ้นในรูปของอนุภาคพื้นฐาน ชื่อ ควาร์ก (Quark) อิเล็กตรอน (Electron)

นิวทริโน และโฟตอน (Photon)

เมื่อเกิดอนุภาคก็มีการเกดิปฏอินุภาค ที่มีประจุไฟฟ้าตรงข้าม ยกเว้น นิวทริโน และ

แอนตินิวทริโนไม่มีประจุไฟฟ้า

เมื่อปฏิภาคกับอนุภาครวมกันเนื้อสารเกดิเป็นพลังงาน

หากอนุภาคเท่ากับปฏิภาคพอดี รวมกันจะไม่เกิดกาแล็กซี ดาวฤกษ์ และระบบสุริยะ

หลังเกิด Bigbang เพียง 10 -6 วินาท ี

อุณหภูมิของเอกภพลดลงเป็นสิบล้านล้านเควิน

ควาร์กเกิดการรวมตัว กลายเป็นโปรตอน (นิวเคลียสของไฮโดรเจน) ซึ่งมี ประจุไฟฟ้า

บวก 1 หน่วยและนิวตรอนซึ่งเป็นกลาง

หลังเกิด Bigbang 3 นาท ี

อุณหภูมิของเอกภพลดลงเป็นร้อยล้านเคลวิน

ท าให้โปรตอนและนิวตรอนเกิดการรวมตัวเป็นนวิเคลียสของฮีเลียม

ในช่วงแรก ๆ ท าให้เอกภพขยายตัวเร็วมาก

หลังเกิด Bigbang 300,000 ปี

อุณหภูมลิดลงเหลือ 10,000 เคลวิน นิวเคลียสของไฮโดรเจนและฮีเลียมดึงอิเล็กตรอน

เข้ามาสู่วงโคจร เกิดเป็นอะตอมไฮโดรเจนและฮีเลียม

กาแล็กซีต่างๆเกิด Bigbang อย่างนอ้ย 1,000 ปี

ภายในกาแล็กซีมีธาตุไฮโดรเจน และฮีเลียมเป็นสารเบื้องต้น

ท าให้เกิดเป็นดาวฤกษร์ุ่นแรกๆ ส่วนธาตุที่มีนิวเคลียสใหญ่กว่าคาร์บอนเกิดจากดาว

ฤกษ์ขนาดใหญ ่

บิกแบงและวิวัฒ

นาการขอ

งเอกภพ

ข้อสังเกตที่สนับสนุน Bigbang

ประการที่ 1: การขยายตัวของเอกภพ

เอ็ดวิน พ.ี ฮับเบิล นักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษพบว่า กาแล็กซีที่

เคลื่อนที่ห่างออกไปด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้นตามระยะทาง

กาแล็กซีที่อยู่ไกลยิ่งเคลื่อนท่ีห่างออกไปเร็วกว่ากาแล็กซีที่อยู่ใกล้ นั่น

คือ เอกภพก าลังขยายตัว

ท าให้นักดาราศาสตร์ค านวณอายุของเอกภพได ้

การเค

ลื่อนที่ของกาแล็กซ ี

ข้อสังเกตที่สนับสนุน Bigbang

ประการที่ 2 :อุณหภูมิพื้นหลังของเอกภพปัจจุบันลดลงเหลือ 2.73 เคลวิน

เป็นการค้นพบโดยบังเอิญของนักวิทยาศาสตร์ 2 คน คือ อาร์โน เพน

เซียส และโรเบิร์ต วิลสัน ทดลองระบบเครื่องสัญญาณของกล้อง

โทรทรรศน์วิทยุ ปรากฏว่ามีสัญญาณรบกวน ตลอดเวลา ทั้งกลางวัน

กลางคืน หรือฤดูต่างๆ ต่อมาจึงทราบว่าเป็นสัญญาณที่เหลืออยู่ใน

อวกาศ เทียบกับการแผ่รังสีของวัตถุด าที่มีอุณภูมิ 3 เคลวิน

โรเบิร์ต ดิกกี พี.เจ.อี.พีเบิลส์ เดวิด โรลล์ และเดวิด วิลคินสัน ได้

ท านายว่าการแผ่รังสีจากบิกแบงที่เหลืออยู่น่าจะตรวจสอบได้โดยกล้อง

โทรทรรศน์วิทยุ

ความหมายของกาแล็กซี

กาแลก็ซ ีคือ อาณาจักรหรือระบบของดาวฤกษ์จ านวนนับแสนล้านดวง อยู่รวมกันด้วย

แรงโน้มถ่วงระหว่างดวงดาวกับหลุมด าที่มีมวลมหาศาล ซึ่งอยู่ ณ ศูนย์กลางของกาแล็กซี

โดยมีเนบิวลาซึ่งเป็นกลุ่มแก๊สและฝุ่นละอองที่เกาะอยู่ในที่ว่างบางแห่งระหว่างดาวฤกษ์

ก าเนิดกาแล็กซี

กาแล็กซีก าเนิดขึ้นหลังจากบิกแบง 1,000

ล้านปีเกิดจากกลุ่มแก๊สซึ่งยึดเหนี่ยวด้วยแรงโน้ม

ถ่วงแยกเป็นกลุ่มๆ แต่ละกลุ่มก่อก าเนิดเป็นดาว

ฤกษ์จ านวนมากซึ่งเป็นสมาชิกของกาแล็กซี

กาแล็กซีที่ระบบสุริยะสังกัดอยู่ คือ กาแล็กซีทาง

ช้างเผือก นอกจากนี้ยังมีกาแล็กซีอื่น ๆ ได้แก่

กาแล็กซีเอนโดรเมดา กาแล็กซีแมกเจลแลนใหญ่

และกาแล็กซีแมกเจลแลนเล็ก

กาแล็กซีทางช้างเผอืก

กาแล็กซีทางช้างเผือก คือ ดาวฤกษ์จ านวนมากที่อยู่ไปทางเดียวกันโดยห่างจากโลก

ต่างกันนักดาราศาสตร์ทราบรูปร่างของทางช้างเผือก โดยศึกษาจากดาวฤกษ์ที่อยู่ใน

กาแล็กซี

การสังเกตทางช้างเผือก

การสังเกตทางช้างเผือก จะสังเกตได้จะมี

ดาวฤกษ์บริเวณทางช้างเผือกและใกล้เคียง

ด้านซ้ายมือจะสังเกตเห็นกลุ่มดาวนายพราน

ขวามือบนของกลุ่มดาวนายพราน คือ กลุ่ม

ดาววัว ซึ่งมีดาวลูกไก่อยู่ในกลุ่มนี้ด้วย ด้าน

ซ้ายมือจะเห็นกาแล็กซีแอนโรเมดา เหนือ

กาแล็กซีแอนโดรเมดา คือ กลุ่มดาวค้างคาว

ดาวฤกษ์ ระบบสุริยะ อยู่ในกาแล็กซี

ทางช้างเผือก โดยระบบสุริยะอยู่ที่แขนของ

กาแล็กซีด้านกลุ่มดาวนายพราน อยู่ห่างจาก

ศูนย์กลางกาแล็กซีประมาณ 30,000 ปีแสง

ดังนั้น กาแล็กซีทางช้างเผือกจึงมีขนาดใหญ่ มี

รูปร่างคล้ายกังหัน มีบริเวณกลางสว่าง มีแขน

โค้งรอบนอกหลายแขน ระยะขอบหนึ่งผ่านจุด

ศูนย์กลางไปยังขอบหนึ่งยาว 100,000 ปีแสง

ถ้ามองจากด้านบน จะเห็นเมือกังหัน แต่ดูจาก

ด้านข้างจะคล้ายเลนส์นูนหรือจานข้าวประกบกัน

กาลแล็กซีเพื่อนบ้าน

1. กาแล็กซีแมกเจลแลนใหญ่ : อยู่ห่างจากกาแล็กซีทางช้างเผือกออกไปประมาณ

163,000 ปีแสง

กาแล็กซีเพื่อนบ้าน

2. กาแล็กซีแมกเจลแลนเล็ก

อยู่ห่างจากกาแล็กซีทางช้างเผือกประมาณ

196,000 ปีแสง

ทั้งกาแล็กซีแมกเจลแลนใหญ่ กาแล็กซีแมก

เจลแลนเล็ก เป็นชื่อที่ตั้ ง เป็นเกียรติแก่

เฟอร์ดินานด์ แมกเจลแลน นักส ารวจชาว

โปรตุเกส

กาแล็กซีทั้งสองมีลักษณะคล้ายเมฆ จัดเป็น

กาแล็กซีที่ไร้รูปร่าง อยู่ทางขอบฟ้าทางทิศใต ้

กาแล็กซีเพื่อนบ้าน 3. กาแลก็ซแีอนโดรเมดา

มีรูปร่างคล้ายก้นหอยหรือกังหัน

เส้นผ่าศูนย์กลาง 105 ปีแสง

มีดาวฤกษ์รวมกันอยู่ 400,000 ล้านดวง

กาแล็กซีแอนโรเมดามีลักษณะกลมขาวมัวๆใจกลางเป็นดาวสีแดง และดาว ที่มีอายุ

มาก

บริเวณมีนบิวลา สว่าง กลุ่มแก๊สและฝุ่น กระจุกดาวทรงกลมประกอบดว้ยดาวสีน้ า

เงิน

กาแล็กซีแอนโดรเม

ดา

ประเภทของกาแล็กซี

นักดาราศาสตร์แบ่งกาแล็กซีเป็น 4 ประเภท คือ

1. กาแล็กซีกลมรีแบบรูปไข่

มีรูปร่างหลายแบบตั้งแต่เป็นจานจนถึงกลมรี

รูปร่างของกาแล็กซีแบนมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับการหมุนรอบตัวเอง

ถ้าหมุนช้ารูปร่างกลม ถ้าหมุนเร็วรูปร่างแบน

กาแลก็ซีกลมรีแบบรูปไข่

กาแล็กซีกลมรีแบบรูปไข่

ประเภทของกาแล็กซี

2. กาแล็กซีก้นหอยหรือแบบกังหันธรรมดา

รูปทรงเป็นจานแบน ตรงกลางมีส่วนโป่ง มีดาวเป็นจ านวนมาก มีลักษณะตรง

กลางสว่างและมีแขนกังหัน แยกเป็น 3 ระดับ

จุดกลางสว่าง มีความหนาแน่นมาก มีแขนหลายแขน ใกล้ชิดกับศูนย์กลาง รูปร่าง

ชัดเจน เรียกว่า สไปรัลเอสเอ

จุดศูนย์กลางไม่สว่างมาก มีแขนหลวม ๆขยายออกเล็กน้อย เรียกว่า สไปรัลเอสบี

เช่น กาแล็กซีทางช้างเผือก และกาแล็กซีทางช้างเผือก

จุดกลางไม่เดนชัด ความสว่างและความหนาแน่นกระจายไปทั่วศูนย์กลาง มีแขน

กระจายชัดเจน เรียกว่า สไปรัลเอสซี

กาแล็กซีกน้หอยหรือแบบกังหันธรรม

ดา

ประเภทของกาแล็กซี

3. กาแล็กซีก้นหอยคานหรือกังหันมีแกนหรือกังหันบาร์หรือบาร์สไปรัล

เป็นกาแล็กซีที่แกนหรือคาน เป็นศูนย์กลางและแกนสว่าง มีแขนที่อยู่ปลายทั้ง 2 ข้าง

แขนที่ต่อออกไปเป็นกังหัน แบ่งเป็น 3 ระดับ

แกนกลางสว่างชัดเจน มีคามหนาแน่นมาก แขนใกล้ชิดศูนย์กลาง การกระจายของ

แขนน้อย เรียกว่า เอสบีเอ

แกนกลางไม่สว่างมาก มีแขนหลวมๆขยายออกเล็กน้อย เรียกว่า เอสบีบี

แกนกลางไม่ชัด มีแขนหลวมๆที่แยกจากกันชัดเจน เรียกว่า เอสบีซ ี

กังหันบาร์หรือบาร์สไปรัล

ประเภทของกาแล็กซี

4. กาแล็กซีไร้รูปร่าง ไม่มีแกนกลาง ไม่มีแขนที่โค้งเป็นก้นหอย ไม่มีระนาบของความ

สมมาตร เช่น กาแล็กซีแมกเจลแลนใหญ่ กาแล็กซีแมเจลแลนเล็ก ที่มองเห็นด้วยตา

เปล่าทางซีกโลกใต้