รจกไอนสไตน

ศาสตราจารย ดร.ไพรช ธชยพงษสำานกงานพฒนาวทยาศาสตรและเทคโนโลย

27 ตลาคม 2549

2005 ปแหงฟสกสโลก

http://www.wyp2005.org/activities.html

•ปนเปนการฉลองครบรอบ“100 ปแหงความมหศจรรย (miraculous year)” ทไอนสไตน นกฟสกสผยงใหญไดตพมพบทความทโดงดงทางวชาการ 5 เรอง เมอ ค.ศ.1905 และหนงในบทความนนคอ “สมพทธภาพเฉพาะ(Special Relativity)”

1. สหพนธฟสกสพนฐานและประยกตสากล จงไดประกาศใหปนเปน“ปแหงฟสกสโลก(World Year of Physics)”

2. สหประชาชาตกไดประกาศให ค.ศ.2005นเปน “ปแหงฟสกสสากล(International Year of Physics)” เพอยกระดบความตระหนกดานฟสกสของประชาคมโลกดวย

บคคลแหงศตวรรษ

นตยสารไทม วนท 31 ธนวาคม ค.ศ.1999ยกยองใหไอนสไตนเปนบคคลแหงศตวรรษ

ชวตสวนตว

ภมหลงครอบครว

•ตนตระกลของไอนสไตนตงรกรากถนฐานทชนบทชอสวาเบย(Swabia)ตอนใตของประเทศเยอรมนกอนครสตศกราช 1750

•บดาเปนชนชนกลางชาวยวชอ เฮอรมานน ไอนสไตน พอคาผไมใครประสบความสำาเรจ แตจตใจออนโยนและชอบวรรณกรรมเยอรมน มารดาชอ พอลลน ไอนสไตน(นามสกลเดม คอช) มบคลกเขมแขงและมพรสวรรคทางเปยนโน

•อลเบรต ไอนสไตนเปนบตรคนแรกเกดทเมอง อลม(Ulm) ใน ค.ศ.1879 คนทสองเปนบตรชอ มาจา(Maja)เกดหลงไอนสไตน 2 ป

ภาพถายตอนอายนอยทสดเทาทคนหาได กบมาจานองสาว

บดา: เฮอรมานน ไอนสไตนมารดา: พอลลนไอนสไตน

การศกษา(1) •คนทวไปมกจะไดยนกนมาวาไอนสไตนเปนคนเรยนหนงสอไมเกง แตทจรงจะตรงกนขามไอนสไตนเปนคนเรยนหนงสอด •ไอนสไตนเขาเรยนทโรงเรยนมธยมในเยอรมน ทเมองมวนค แตออกตอนอาย 16 ปเพราะไมชอบบรรยากาศทเขมงวดคลายทหารของโรงเรยนดงกลาว •ตอมาไปเขาเรยนทโรงเรยน Aarauในสวตเซอรแลนดและจบดวยคะแนน 6 ซงเปนคะแนนสงสดของโรงเรยนในหลายวชาอาย14 ป

ทโรงเรยน Aarau คศ1896

The Board of Education of the Canton Aargau hereby certifies that: Mr. Albert Einstein of Ulm, born on March 14, 1879, attended the Argau Kantons schule, namely the third and fourth classes of the technical school. After taking the written and the oral-leaving examination held on September 18, 19,21,and 30, 1896 he received the following marks

Germans 5French 3English -Italian 5History 6Geography 4Algebra 6Geometry 6Descriptive Geometry 6Physics 6Chemistry 5Natural History 5Artistic Drawing 4Technical Drawing 4

Based on these marks, the above is granted the school-leaving certificate. Aarau, October3, 1896

ประกาศนยบตรตอนจบการศกษาชนมธยมโรงเรยน Aarau, Aargau,Canton, Switzerland, October 3,1896

อดมศกษาและการเรมตนชวต

• ไอนสไตนอาย17 ปครงเปนนกศกษาอายนอยทสด เขาเลอกเรยนฟสกสแผนกคณตศาสตร มนกเรยนรวมชนเรยนอก 4 คนซงม มารเซล กรอสมานน อาย 18 ปและ มเลวา มารค อาย 21 ปอยดวย

• ตอมา กรอสมานน มบทบาทในการแนะนำาคณตศาสตรทตอนไอนสไตนคนหาสมพทธภาพทวไปและ มเลวา ไดเปนภรรยาคนแรก

• ไอนสไตนมกมปญหากบอาจารยผสอนเสมอและจะใสใจเฉพาะวชาทสนใจเทานน• ตอนจบในค.ศ.1900 คะแนนไมดพอทจะสมครทำางานเปนอาจารยอยางทตองการ

ทำาใหไมมงานประจำาทำาเปนเวลานานราว 2 ป

ตนเดอนตลาคม ค.ศ.1896 ไอนสไตนเขาศกษาระดบอดมศกษาท Zurich PolytechnicInstitute ประเทศสวตเซอรแลนดซงเปนมหาวทยาลยทสอนดวยภาษาเยอรมนทโดงดงดานฟสกสและคณตศาสตร

ETH Zurich มาจาก Eidgenössische Technische Hochschule Zürich

ชวตการแตงงาน

•ไอนสไตนมชวตครอบครวทไมราบรนขณะศกษาอยทโปลเทคนคแหงซรคไดมความรกกบมเลวา มารคเพอนนกเรยน •ปแรกๆแหงความสมพนธเตมไปดวยความอบอนและดดดม มเลวาใหกำาเนดบตรคนแรกชอลเซล(Lieserl)เมอค.ศ.1902โดยไมไดแตงงานกนจนอกหนงปตอมา •รองรอยของลเซลหลงอาย2ขวบแลวสญหายไป สงสยกนวาอาจมคนรบไปเลยงดหรอเสยชวตตอนอายนอย ทงคมบตรอก2คนชอ ฮนส อลเบรต(Hans Albert)ในค.ศ.1904และเอดดวด(Eduad)ในค.ศ.1922 •ราว ค.ศ.1909 ความสมพนธเรมมปญหาหางเหนกน ยงเมอไอนสไตนยายไปอยเบอรลนเมอ ค.ศ.1914 ทงคจงแยกกนอยและในทสดกหยากนในค.ศ.1919

แตงงานครงทสอง • ในค.ศ.1912ไอนสไตนเรมมความ สมพนธกบลกพลกนองชอ เอลซา โลเวนธาล(Elsa Lowenthal)และหลงจากหยากบมเลวาไมนานกแตงงานกน

• เอลซามบตรจากการแตงงานมากอน 2 คนชอมารโก(Margot)และอลเซ(Ilse)

• แมนวาจะไมเฉลยวฉลาดเทามเลวาแตเอลซาชนชมกบความสำาเรจของไอนสไตน และคอยปกปองดแลไมใหไอนสไตนซงเรมมชอเสยงมากขนทกวนถกรบกวนจากสาธารณะชนมากเกนไป ใหมเวลาทำาการศกษาวจยและสวนตวทเพยงพอ

• มการกลาววาไอนสไตนไมใชสามทซอสตยนกแตเขากใหความระมดระวงตอความรสกของเอลซามากและไอนสไตนกมความสขกบความอบอนทเอลซาชวยสรางขนมาให

• ทงคยายไปอยทปรนสตนในค.ศ.1933พรอมดวยเลขานการของไอนสไตนชอเฮเลน ดกาส(Helen Dukas)และตอมามาจานองสาวไอนสไตนและมาโกลกสาวเอลซาไดยายมาอยดวย

• เอลซาเสยชวตเมอค.ศ.1936 ไอนสไตนมชวตทสงบทำางานอยสถาบนการศกษาขนสงทมหาวทยาลยปรนสตน มชวตพกผอนฤดรอนกบเพอนและครอบครว ไอนสไตนเสยชวตเมอค.ศ.1955 รวมอายได 76 ป

ไอนสไตนกบลกสาวบญธรรมมาโกระหวางพธรบสญชาตอเมรกน ณ เทรนตน นวเจอรซ 1 ตลาคม ค.ศ.1940

ไอนสไตนกบเอลซาบนเรอ เอส เอส รอตเตอรดมขณะเดนทางไปสหรฐอเมรกา มนาคม ค.ศ. 1921

Letters shed light on Einstein's many love CBS News: 10 July 2006

• จดหมายเขยนระหวาง ค.ศ.1912-1955 เกบรกษาไวท Albert Einstein Archives ทมหาวทยาลยเฮบบรทกรงเยรซาเลม

• จดหมายจำานวนทงสน 1,400 ฉบบ 3,500 หนาซงรวมถงจดหมายตดตอระหวางไอนสไตนกบภรรยาทงสองและลก เนอหาเปนเรองความสมพนธทไอนสไตนมนอกสมรส(extra-marital affairs) ทฤษฎสมพทธภาพ รางวลโนเบลและครอบครว

• ไอนสไตนพรรณนาในจดหมายถงความสมพนธทมกบสตรชอ มากาเรตเต( Margarete) เอสเตลลา(an Estella) โ ทน(Toni) 2 คนและอเธล(Ethel ) นอกจากนเชอกนวาเขามความสมพนธกบเลขานการณทชอวาเบตต นอยมานน(Betty Neumann)ในค.ศ.1923

ไอนสไตนกบการเมอง• ในค.ศ.1952 เมอประธานาธบดคนแรก

ของอสราเอลเชม ไวสแมน(Chaim Weizmann)เสยชวต ไอนสไตนไดรบการเสนอจากประชาชนผานการสอบถามความเหนทางหนงสอพมพใหเปนประธานาธบดคนตอไป นายก รฐมนตรเดวด เบนกเรยน(David Ben-Gurion)รบขอเสนอดงกลาวและมอบหมายใหแอบบา อบาน(Abba Eban)ทตอสราเอลประจำาสหรฐอเมรกาไปทาบถามแตไดรบการปฏเสธอยางสภาพวาชวตตนเองถนดดานงานทเกยวกบวตถแตไมถนดดานบคคลและงานทเปนทางการ

• ในหนงสอ “ The Universe in a Nutshell” สตเฟน ฮอกงอางคำากลาวของไอนสไตนในเรองนวา “Politics is for the moment but an equation is for eternity”

เดวด เบนกเรยนไปเยยมไอนสไตนทปรนสตน 13 พ.ค. ค.ศ.1951

หนาศาลาวาการเมองเทลวฟ 8 ก.ค. ค.ศ.1923

ไอนสไตนกบการพกผอน

• ไอนสไตนพกผอนดวยการเลนเรอใบและไวโอลน

• โมซารทเปนคตกวอดมคตของไอนสไตนชอบ คตกวดานดนตรบารอคเชนบาคและววาลด ชอบชเบตรและเบโธเฟนสมยแรกๆแตไมชอบวากเนอร

ไอนสไตนและเดกๆ •ไอนสไตนเปนทรกของเดกๆทวโลก เดกๆเขยนจดหมายถงไอนสไตนถามคำาถามตางๆและบางคนยงเสนอความเหนเกยวกบวทยาศาสตรเชนการสรางจรวดเดนทางไปดาวดาวองคารหรอดาวพระศกรและชกชวนใหไอนสไตนเดนทางไปดวยกนเปนตน หลายคนแนบภาพวาด รปภาพและของขวญเลกๆ นอยๆไอนสไตนมความสขกบการสะสมและตอบจดหมายเหลาน•เมอตอนอายมากแลวขณะอาศยอยทปรนสตน ไอนสไตนจะทกทายเดกๆและอมเดกเลกๆ ทมาหอมลอมดวยความสนใจในอากปกรยาและการแตงกายทแตกตางจากคนทวไป ผมสขาวทฟ การไมใสถงเทา เสอคลมทหลวมและหมวกขนแกะเปนตน

Dear Mr. Einstein,I am a little girl of six. I saw your picture in the paper. I think you ought to have your hair cut, so you can look better.

Cordially yours, Ann G. Kocin.

บนปลายชวต

เฮเลน ดกาส สนขชโก(Chico)และไอนสไตนทบานพก 112 ถนนเมอรเซอร ปรนสตน ค.ศ.1950

• ภาพกระดานดำาในหองทำางานท

สถาบนศกษาขนสง มหาวทยาลย ปรนสตนหลงการเสยชวต เมอค.ศ.

1955

สมพทธภาพเฉพาะ(Special relativity)

ความแปลกประหลาดของแสงขอท 1:“แสงจะมความเรวคงทเสมอไมวาแหลงกำาเนดแสงจะเคลอนทดวยความเรวเทาไรหรอแหลงรบแสงจะเคลอนทดวยความเรวเทาไร”

•แสง 300,000 กม./วนาท•ดวงอาทตยหมนรอบกาแลกซ 250 กม./วนาท•โลกโคจรรอบดวงอาทตย 30 กม./วนาท•เครองบนคอนคอรด 0.59 กม./วนาท•เครองบนโบอง 747-400 0.25 กม./วนาท

ความแปลกประหลาดของแสงขอท 2:“ไมมความเรวใดทเรวกวาแสง”

กาลเลโอ นวตนและไอนสไตน

• นวตนเชอวาวตถใดๆมเวลาเดยว ความยาวเดยวและ มวลเดยว ซงจะตรงกบสามญสำานกของชวตประจำาวน

• แตไอนสไตนบอกวาไมจรง ไอนสไตนบอกวา เวลา ความยาว และมวลเปนเรองทสมพทธกนขนอยกบวาเวลา ความยาวและมวลของวตถนนเคลอนทดวยความเรวเทาไร

• ไอนสไตนบอกวาเวลาความยาวและมวล(นำาหนก)จะตางกนหากมการเคลอนทดวยความเรวสมพทธทแตกตางกน โดยเฉพาะอยางยงหากความเรวนนใกลความเรวแสงมากกจะยงตางกนมาก

(1) เวลาจะชาลง(2) ความยาวจะลดลง(3) มวลจะมากขน

• แตทเราไมทราบมากอนเพราะในชวตประจำาวนคนเราไมเคยเคลอนท

ใกลความเรวแสง

การพสจนและการประโยชน การทดลองของ Haefelle and Keating•แสงเรวเปนลานเทาของเครองบนโบอง747ฉะนนผโดยสารจงไมสามารถวดความแตกตางของเวลาโดยใชนาฬกาธรรมดาได•อยางไรกดมนษยสรางนาฬกาจากอะตอมของธาตซเซยมซงวดไดละเอยดถง 1 ใน 1015

ของวนาท•ในค.ศ.1971 นกวจยของสหรฐอเมรกาชอHaefelle และ Keating ไดนำานาฬกาดงกลาวขนไปไวบนเครองบนนาน 48 ชวโมงและพบวาชากวานาฬกาชนดเดยวกนทอยบนผวโลก

Global positioning system (GPS)•เปนระบบดาวเทยมทสามารถกำาหนดตำาแหนง ภมศาสตรบนผวโลกแมนยำาถง5 เมตร • ดาวเทยมมจำานวน 24 ดวงแบงเปน 6 วงโคจรๆละ 4 ดวง จดในลกษณะทสามารถ “เหน” ดาว เทยมไดอยางนอย 4 ดวงไมวาจะอยทไหนบนผวโลก• ดาวเทยมโคจรรอบโลกทระดบประมาณ 26,600 กโลเมตรและหากไมมการแกไขความคลาดเคลอนของนาฬกาบนดาวเทยมใหตรงกบนาฬกาบนผวโลกแลวจะผดไปประมาณวนละ38.5ไมโครวนาทซงเมอแปลงเปนระยะทางแลวจะคลาดเคลอนไปราว11กโลเมตรตอวน!!

มวลมากขนและความยาวลดลง

•เครองเรงอนภาคสามารถใชพลงงานจากสนามไฟฟาและแมเหลกปอนใหอนภาคเชนอเลกตรอน,โปรตอนหรอนวตรอนใหมความเรวใกลแสงเพอใหดงกลาวชนกนเกดเปนอนภาคอนๆเพอทำาการศกษาวจย•เมอความเรวใกลแสงความยาวจะหดสนลงและมวลจะมากขนทำาใหหนกจนไมอาจเคลอนทเรวเกนแสงได •มวลมาจากไหน? จากพลงงานทปอนให!!

FermiLab, Chicago (ภายใน)

FermiLab, Chicago (ภายนอก)

E=mc2•นวตรอนเพยงตวเดยวยงดวยพลงงานในยาน อเลกตรอนโวลทจะทำาให uranium 235กลายเปนuranium236ทไมเสถยรและแยกตวออกเปนkrypton89และbarium144พรอมทงปลดปลอยพลงงานออกมา215เมกกะอเลกตรอนโวลทหรอนนคอ 215 ลานเทา

•พลงงานนมาจากความแตกตางของมวลระหวางuranium236และkrypton89กบbarium144คำานวณไดตามสตร E=mc2

Hiroshima 1945 nuclear power plant

สมพทธภาพทวไป(General relativity)

กฎแหงการโนมถวงของนวตน

วตถทงหลายในจกรวาลดงดดซงกนและกนหากวตถหนงมมวล M1 และวตถทสองมมวลM2 อยหางกนระยะ r แรงดงดดซงกนและกนจะเปน F=M1M2/r2

F=M1M2/r2

M1 M2

การโคงงอของ “เวลาอวกาศ”

• มวลและพลงานทำาใหเกดการโคง(warp) ของ “เวลาอวกาศ(spacetime)”

• การโคงงอดงกลาวกำาหนดการเคลอนทของมวลและพลงงาน

•นวตนอธบายวาโลกหมนรอบดวงอาทตยเพราะแรงดงดดระหวางดวงอาทตยและโลก •แตไอนสไตนอธบายวาโลกหมนรอบดวงอาทตยเพราะดวงอาทตยบด “เวลาอวกาศ”ใหโคงงอเปนผลใหโลกตองเดนทางตามวถโคงงอของ“เวลาอวกาศ”

บทพสจน1: การเคลอนของวงโคจรดาวพธ

• ดาวพธโคจรรอบดวงอาทตยเปนรปวงร โดยวงรดงกลาวมไดซำารอยเดมแตจะเคลอนทไปเรอยในทศเดยวกบการหมนรอบดวงอาทตย

• การเคลอนของวงโคจรดงกลาวเปนผลมาจากแรงโนมถวงของดาวพฤหสบดและดาวเคราะหอนซงวดไดวามคา 5600 พลปดาหรอ1/3600 องศา (1องศาม 60 ลปดาและ 1 ลปดาม60พลปดา)ตอหนงศตวรรษ

• เมอใชคณตศาสตรของนวตนกอธบายไดเพยง5557 พลปดาตอศตวรรษ ขาดไป 43 พลปดาทอธบายไมไดซงนกวทยาศาสตรพยายามหาเหตผลมานานแตไมสำาเรจ

• อยางไรกดเมอใชคณตศาสตรของ “ทฤษฎสมพทธภาพทวไป” ไอนสไตนสามารถคำานวณอธบาย 43 พลปดาทเหลอไดอยางแมนยำา

บทพสจน 2:การโคงของแสงเมอใกลดวงอาทตย

•ทฤษฎสมพทธภาพพยากรณวาการโคงงอของ “อวกาศเวลา” จะหกเหแสง ดงนนแสงเมอเดนทางใกลมวลขนาดใหญเชนดวงอาทตยกจะหกเห หากเปนจรงกจะทำาใหเราสามารถมองเหนดวงดาวทอยดานหลงดวงอาทตยได•ในค.ศ.1919เอดดงตนนกดาราศาสตรชาวองกฤษผโดงดงในยคนนไดจดคณะสำารวจสองคณะ คณะแรกนำาโดยเอดดงตนเองไปอฟรกาตะวนตกสวนอกคณะหนงไปยงประเทศบราซลเพอตรวจหาดาวดานหลงดวงอาทตยขณะทเกดสรยปราคาเตมดวงวาปรากฏใหเหนหรอไม ซงพบวาเปนจรงและวดมมหกเหไดวามคา 1.75 พลปดาตรงกบการคำานวณของไอนสไตน•นวตนมไดตระหนกถงเรองนและหากเราใชคณตศาสตรของนวตนคำานวณกจะไดมมหกเหเพยงครงเดยวของทเอดดงตนวดได

www.etsu.edu/physics/ plntrm/relat/conseq.htm

ทฤษฎสมพทธภาพทวไปผานการทดสอบดวยยานอวกาศคาสสน

physicsweb.org/ article/news/7/9/14 24 September 2003

•นกฟสกสทางดาราศาสตรชาวอตาลชอ บรโน เบอรโตต(Bruno Bertottoi)และคณะแหงมหาวทยาลยพาเวย(Pavia)ณกรงโรมและโบโลนไดใชโอาสทโลกดวงอาทตยและยานอวกาศคาสสน(Cassini)(ซงกำาลงเดนทางไปยงดาวเสาร) อยในแนวเดยวกนพสจนทฤษฎสมพทธภาพอกครงดวยความแมนยำาถง 20 ใน1 ลานสวนวาการบดโคงของ “อวกาศเวลา” อนเนองจากความโนมถวงของดวงอาทตยทำาใหคลนวทยหกเหได โดยการสงคลนดงกลาวไปมาระหวางเสาอากาศขนาด 4 เมตรของยานคาสสนและสถานบนพนดนทเมองโกลดสโตน มลรฐคาลฟอรเนย (B Bertotti et al. 2003 Nature 425 374).

ชอเสยงระดบโลก

•ไอนสไตนกบ ชาล แชปลน ทรอบปฐมฤกษการฉายภาพยนตรเรอง “City Lights”ฮอลลวด 30 มกราคมค.ศ.1931 •หลงจากทมฝงชนมาเฝาบคคลสำาคญทงสองมากมาย แชปปลน ไดกลาวกบไอนสไตนวา “คนปรบมอใหผมเพราะทกคนเขาใจผมและคนปรบมอใหคณเพราะไมมใครเขาใจคณ”

ไอนสไตนในขบวนรถแหบนถนนในนวยอรค 4 เมษายน ค.ศ.1921

ใครสรางโลก?เอกภพมาจากไหน?Big Bang คออะไร?

อะตอมบรรพกาล

•เลอแมตร(Lemaitre) (1894-1966) เปนทงพระครสตชาวเบลเยยมและนกคนควาเอกภพ ทำางานอยทหอดดาวของสำานกวาตกน

•ใน ค.ศ.1927 เลอแมตรเสนอวาหากใชคณตศาสตรของไอนสไตนแลวเชอวาจะทำาใหไดคำาตอบวาจกรวาลนนเรมตนในบรรพกาลจากจดทเลกมากขนาดเปนอะตอมเรยกวา “อะตอมบรรพกาล(primeval atom)” •ในสองปตอมาเขาดใจมากทไดขาววามหลกฐานการคนพบทางวทยาศาสตรวาเอกภพกำาลงขยายตว

Hubble Constant

•หลกฐานดงกลาวมาจากนกดาราศาสตรชาวสหรฐอเมรกาชอ เอดวน ฮบเบล(1889-1953)ใชชวตสวนใหญศกษาเรองกาแลกซและไดพบความสมพนธระหวางความเรวทกาแลกซถอยหนออกไปจากโลกกบระยะหางของกาแลกซจากโลกวาเปนความสมพนธเชงเสนกลาวคอยงหางยงหนเรว•กฎของฮบเบล(1929) กลาววาความสมพนธระหวางความเรวของการถอยหน v และระยะหาง d ของกาแลกซเขยนเปนสตรไดวา v=H 0d คา H0 เรยกวาคาคงตวของฮบเบล•H0จงเปนอตราการการถอยหนของกาแลกซหรอนนกคออตราการ ขยายตวของเอกภพ ซงมคาประมาณ 22 กม/วนาท/ลานปแสง •การคนพบของฮบเบลจงเปนหลกฐานแรกของการพสจนทฤษฎ Big Bang

%10±

Big Bangและรปแบบการขยายตวของเอกภพ

หลกฐานทสอง(1)

• ราว ค.ศ.1964 เพนเซยส(Penzias)และวลสน(Wilson)นกวจยของหองปฏบตการเบลลใชเสาอากาศรปรางคลายเขาสตว(horn)ตรวจวดสญญาณจากนอกโลกและพบสญญาณรบกวนทนารำาคาญใจปรากฏตลอดเวลาไมวาจะหนไปทศไหนหรอเวลาใด

• หลงจากตรวจสอบแลวจงทราบวาเปนสญญาณทหลงเหลอ(fossil)มาจาก Big Bang นบเปนหลกฐานทสองทสนบสนนทฤษฎกำาเนดของเอกภพและโลก

• ทนททกำาเนดอณหภมเอกภพจะสงมากราว10 32องศาเคลวนแลจากนนจะคอยเยนลงจนปจจบนหลงจากราว15,000ลานปจะอยท 2.7 องศาเคลวน รงสของเอกภพจงเปลยนจากแกมมา แสง ใกลสแดงและไมโครเวฟในทสด

• นกวทยาศาสตรเรยกรงสทหลงเหลอนวา “ฉากหลงของไมโครเวฟจกรวาล”(CMB: Cosmic Microwave Background )

หลกฐานทสอง(2)• อยางไรกดยงมขอโตแยงจากผไมเหนดวยกบ

ทฤษฎBig Bangวาสญญาณทเพนเซยสและวลสนพบนนยงไมใชขอพสจนเตมรปแบบ เพราะสญญาณไมควรจะสมำาเสมอ เนองจากนอกโลกเราความหนาแนนของสสารจะไมเทากน หากหนาแนนมากเชนดวงดาวหรอกาแลกซกควรใหความถหนงและหากเปนทวางซงหนาแนนนอยกวากควรจะเปนอกความถหนง

• ตอมานกวทยาศาสตรทมหาวทยาลยแคลฟอรเนยเบรกเลยชอ สมท(Smoot)และแมทเธอร(Mather) แหงศนยการบนกอดดารดของนาซา(NASA Goddard Space Flight Center)ซงสนใจเรองนเชอวาตองวดจากระยะเหนอบรรยากาศเนองจากความชนของโลกจะสงคลนไมโครเวฟรบกวนจนไมอาจวดได

• ในค.ศ.1989 ดาวเทยมของนาซาชอCOBE (Cosmic Background Explorer)ถกสงขนไปเพอการนเกบสญณาณตลอด1990,1991 และหลงจากการวเคราะหไดพสจนออกมาเปนภาพความแปรเปลยนของคลนไมโครเวฟแสดงทผวทรงกลมเสมอนหนงวาCOBEอยทจดศนยกลางของทรงกลมดงกลาวเมอวนท23 เมษายน ค.ศ. 1992

• นบเปนขอพสจนของทฤษฎ Big Bangกำาเนดเอกภพและโลก

รางวลโนเบล:การยอมรบBig Bang

แลวเอกภพจะจบอยางไร?•นกวทยาศาสตรมอธบายอนาคตเปนสามลกษณะ:1.ขยายตวตอไปอยางไมหยดยงและเราจะพบจดอวสานแบบเยน(ice death)2.คลายขอ1แตเปนไปอยางชากวา3.หยดขยายและเรมหดตวลงไปสจดตงตนใหม(hot death หรอ big crunch)•ทงนขนอยกบวาพลงงานทผลกดนใหขยายตวจะถกคานหรอไมดวยมวลทมอยในเอกภพพลงงานนเรยกวาพลงงานมด(dark energy)และมวลเรยกวามวลมด(dark matter)ทกำาลงคนหากนอย•อยางไรกดคงไมเกดในอกหลายพนลานปถงตอนนนมนษยอาจมคำาตอบใหแลวกไดหากเราไมหยดคนควาหาความร!!!!

หลมดำา(Black Hole)

ค.ศ.1916 :

คารล ชวาซไชลด(Karl Schwarzchild ) นกดาราศาสตรชาวเยอรมนใชสมการของไอนสไตนพสจนทฤษฎของหลมดำา

หลมดำามาจากไหน?(1)

• ปกตปฏกรยานวเคลยรจะเปนพลงงานผลกดนใหดาวฤกษขยายตวขณะเดยวกนแรงโนมถวงอนเนองจากมวลจะพยายามใหยบตว

• ตราบใดทการเผาผลาญยงมอยกจะเกดสมดลทำาใหไมยบตว แตเมอหมดพลงงานแรงโนมถวงกจะทำาใหยบตว

• ออปเพนไฮเมอร(Oppenheimer) และสไนเดอร ( Snyder )นกฟสกสชาวอเมรกนพบวาหากดาวฤกษทมวลสงกวาดวงอาทตย 3.2 เทาแลวไมมอะไรทจะไปหยดไมใหยบตวลงไปดงกลาวได

หลมดำามาจากไหน?(1)

หลมดำาอยทไหน?พบบางหรอยง?

Cygnus X-1(the Swan)ซงอยในกาแลกซทางชางเผอกของเรา หางจากโลกประมาณ 7,000 ปแสงเปนทเชอวามหลมดำาอย นกดาราศาสตรไดตรวจพบรงสเอกซซงเปนคณสมบตทหลมดำาสงออกมาขณะทดดมวลจากดาวคของตน(binary stars)

หลมดำามวลสงกลางกาแลกซ

Cyg_A

Black Hole Jet

radiotelescope บรเวณกลางของกาแลกซจำานวนหนง(ประมาณ30%ของกาแลกซในจกรวาล)จะสงคลนวทยหรอรงสเอกซหรอแสงทสวางมาก ตรวจพบไดดวยกลองโทรทศนทสรางขนเปนพเศษ เปนหลกฐานวามหลมดำาอยบรเวณกลางกาแลกซดงกลาว

หลมดำายกษฉกดวงดาวออกจากกน

5 ปของดาวเทยมจนทรา

ดาวเทยมจนทรา

ภาพรายงานเมอ 2/12/2004

•องคการนาซาสงดาวเทยมจนทราซงมกลองโทรทศนรงสเอกซขนไปโคจรสำารวจอวกาศเมอวนท23 กรกฎาคม ค.ศ.1999 •ภาพทไดจากกลองโทรทศนแสงธรรมดาจะปรากฏความปกตสงบของดวงดาวและกาแลกซ แตภาพจากรงสเอกซจะเปดเผยความลกลบของมนโดยเฉพาะอยางยงพฤตกรรมของวตถทอยรอบหลมดำามวลสงบรเวณกลางกาแลกซทมอณหภภมสงเปนลานองศาจะสามารถเปลงรงสเอกซออกมา •ประโยชนอนมหาศาลของดาวเทยมดวงนคอทำาใหเกดความใจหลมดำาอยางทไมเคยมมากอนเชนความเรวของการหมนรอบตว พฤตกรรมของการบรโภคแบบฉกดวงดาวออกจากกน พบหลมดำามวลสง2หลมในกาแลกซเดยวกน สรมารถประเมน จำานวนหลมดำาในเอกภพ หลมดำาทมโอกาสชนกนเปนตน•อายของดาวเทยมจนทราประมาณ 5 ป

ขอบคณ