Lua Peet: บทที่5 เอกภพ

เอกภพ (universe) คือ ระบบรวมของกาแล็กซี ซึ่งมีอยู่ประมาณ 100,000 ล้าน
กาแล็กซี ระหว่างกาแล็กซีเป็นอวกาศที่เวิ้งว้างกว้างไกล เอกภพมีรัศมีไม่น้อยกว่า 15,000
ล้านปีแสง มีอายุประมาณ 15,000 ล้านปี เอกภพจึงเป็นปริมณฑลอันกว้างใหญ่ไพศาล
ไม่มีขอบเขต ทุกสิ่งทุกอย่างต้องอยู่ในเอกภพทั้งสิ้น

กําเนิดเอกภพ
ทฤษฎีกำเนิดเอกภพ ที่ได้รับความเชื่อถือมาก ในหมู่นักดาราศาสตร์ คือ ทฤษฎีระเบิดใหญ่ หรือ Big Bang เป็นการระเบิดครั้งยิ่งใหญ่จากพลังงานบางอย่าง สาดกระจายมวลสารทั้งหลาย ออกไปทุกทิศทาง แล้วเริ่มเย็นตัวลงจับกลุ่มเป็น ก้อนก๊าซ ขนาดใหญ่ จนยุบตัวลงเป็น กาแล็กซีและดาวฤกษ์ ได้ก่อรูปขึ้นมาใน กาแล็กซีเหล่านั้นประมาณหนึ่งหมื่นล้านปี หลังจากการระเบิดใหญ่ ที่เกลียวของของ กาแล็กซีทางช้างเผือก ดวงอาทิตย์ โลก และดาวเคราะห์ดวงอื่น ได้ถือกำเนิดขึ้นเป็นระบบสุริยะ

เอกภพวิทยาในอดีต

นักปราชญ์ในอดีตรู้จัดเอกภพมาตั้งแต่สมัยโบราณ โดยจะมีรูปแบบที่แตกต่างกันตามความเชื่อและความสามารถในการสังเกต จินตนาการ โดยแนวความคิดต่างๆ จะรวมเรียกว่า แบบจำลองเอกภพ

1. แบบจำลองเอกภพของชาวสุเมเรียนและแบบจำลองเอกภพของชาวบาบิโลน

ชาวสุเมเรียนบันทึกตำแหน่งของดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ โดยมีโลกแบนอยู่กับที่และเป็นศูนย์กลางของการเคลื่อนที่ทั้งหมดพร้อมกับมีการตั้งชื่อกลุ่มคาวหลายกลุ่มในท่องฟ้า และได้อธิบายการเคลื่อนที่ของดาวต่างๆ ตามความเชื่อที่ว่าเทพเจ้าปกครองโลก ท้องฟ้าและแหล่งน้ำบันดาลให้เป็นไป ชาวบาบิโดลนอาศัยพื้นฐานของชาวสุเมเรียนมาใช้ในการอธิบายการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์และการเปลี่ยนแปลงฤดูกาลบนโลกได้อย่างถูกต้อง

2. แบบจำลองเอกภพของกรีก

ชาวกรีกได้ประยุกต์ความรู้ทางคณิตศาสตร์ในเรื่องจำนวนและเรขาคณิตในการพัฒนาแบบจำลองเอกภพ “อริส โตเติล” เป็นชาวกรีกคนแรกที่พบว่า โลกมีลักษณะเป็นทรงกลม นอกจากนี้ “อริส ตาร์คัส” เป็นบุคคลแรกที่ระบุว่า โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นจุดศูนย์กลาง และโลกจะโคจรครบรอบ1 ปี ในเวลา 1 ปี ทำให้แบบจำลองของชาวกรีกมีลักษณะที่อธิบายได้ทางเรขาคณิต

3. แบบจำลองเอกภพของกาลิเลโอ

กาลิเลโอเป็นชาวอิตาลี เป็นคนแรกที่ได้ใช้กล้องโทรทัศน์ เพื่อการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ แบบจำลองของกาลิเลโอเชื่อว่า ดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางของระบบสุริยะ โดยมีดาวเคราะห์ต่างๆ เคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์เป็นวงกลม แบบจำลองของเขาเป็นแบบจำลองที่มีขนาดไม่จำกัด ซึ่งเชื่อว่ายังมีวัตถุอื่นที่อยู่ไกลกว่าดาวเสาร์ ต่อมา “เซอร์ ไอแซก นิวตัน” ค้นพบว่า ลักษณะการโคจรของดาวเคราะห์เกิดจากผลของแรงโน้ม ทำให้ปัจจุบันนักดาราศาสตร์ยอมรับกฎการเคลื่อนที่ดาวเคราะห์ 3 ข้อ ของเคปเลอร์

กาแล็กซี

คือ อาณาจักรหรือระบบของดาวฤกษ์จำนวนนับแสนล้านดวง อยู่รวมกันด้วยแรงโน้มถ่วงระหว่างมวลสารทั้งหมดที่อยู่ภายในกาแล็กซีกับหลุมดำมวลยวดยิ่งที่แก่นกลางของกาแล็กซี กาแล็กซีต่างๆ เกิดขึ้นหลังบิกแบงประมาณ 1000 ล้านปี กาแล็กซีที่สำคัญซึ่งมีระบบสุริยะเป็นสมาชิกอยู่ ได้แก่ แอนโดรเมลา เป็นต้น นักดาราศาสตร์แบ่งกาแล๊กซีออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆคือ

1.กาแล็กซีปกติ ซึ่งกาแล็กซีปกตินี้จะแบ่งออกได้เป็น 3 กลุ่ม

- กาแล็กซีรี มีรูปร่างค่อนข้างเรียบ มีการกระจายแสงของดาวฤกษ์อย่างสม่ำเสมอ ใช้รหัสว่า E

- กาแล็กซีชนิดกังหัน เป็นกาแล็กซีที่มีใจกลางสว่าง ตรงกลางมีดาวฤกษ์หนาแน่น เรียกว่า ใจกลางกาแล็กซี ใช้รหัสว่า S

- กาแล็กซีลูกสะบ้า มีรูปร่างคล้ายเลนส์ อยู่ระหว่างกาแล็กซีรีและกาแล็กซีชนิดกังหัน มีใจกลางสว่าง ใช้รหัสว่า SO

2. กาแล็กซีไม่มีรูปร่าง

ทฤษฎีบิกเเบง

ทฤษฎี “บิกแบง” เป็นทฤษฎีกำเนิดเอกภพที่เป็นที่ยอมรับอย่างกว้างขวางในปัจจุบัน ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของเอกภพและเวลาได้อธิบายว่า เอกภพเริ่มจากพลังงานเปลี่ยนสสาร จากขนาดเล็กเป็นขนาดใหญ่ จากอุณหภูมิสูงเป็นอุณหภูมิต่ำ สสารที่เกิดขึ้นครั้งแรกเป็นอนุภาคมูลฐานชนิดต่างๆ จาก นั้นอนุภาคเหล่านี้จึงรวมตัวกันกลายเป็นอะตอมของไฮโดรเจนและฮีเลียม ซึ่งมีวิวัฒนาการต่อเนื่องจนกลายเป็นกาแล็กซี เนบิวลา ดาวฤกษ์ ระบบสุริยะ โลก ดวงจันทร์ มนุษย์และสิ่งมีชัวิตต่างๆ

หลักฐานสนับสนุน Big Bang

การขยายตัวของเอกภพจาก การศึกษากาแล็กซีที่มีขนอดใหญ่้ที่สุด ที่อยู่ใหล้โลก คือ กาแล็กซีแอนโดรมีนา ซึ่งอยู่ห่างจากโลกประมาณ 2 ล้านปีแสง และกาแล็กซีอื่น ๆ พบว่า แต่ละกาแล็กซีกำลังเคลื่อนตัวออกห่างกันไปเรื่อย ๆ ทุกทิศทาง นักวิทยาศาสตร์ตรวจสอบได้จากการเปลี่ยนแปลงเส้นสเปกตรัมของแสง ที่ได้รับที่บ่งบอกว่าากำลังเคลื่อนที่ออกไป นันเป็นสิ่งที่แสดงให้เห็น ว่า เอกภพก็มีการขยายตัวออกไปเรื่อย ๆ เช่นเดียวกัน