Sunday, May 18, 2008

อวกาศ จักรวาล

อวกาศ
ในขณะที่พวกเรามองเข้าไปในความมืดบนท้องฟ้าในยามค่ำคืน พวกเรากำลังมองเข้าไปในความล้ำลึกของจักรวาลที่พวกเราไม่อาจเข้าใจได้  ดาวฤกษ์ (Stars) ดาวเคราะห์ (Planets) และแกแลกซี (Galaxy) แผ่กว้างยาวเหยียดไปในอวกาศ  ไม่ใช่กว้างไกลเท่าที่เราจะมองเห็นได้เท่านั้น แต่มันกว้างไกลกว่าที่เราจะจินตนาการได้


จักรวาล
จักรวาล คือ ทุกสิ่งทุกอย่างที่มีอยู่ในอวกาศ ทั้งสสาร (Matter) พลังงาน (Energy) และกาลเวลา (Time)  จักรวาลกว้างใหญ่ไพศาลมากจนดูเหมือนจะไม่สามารถคำนวณได้ แต่พวกเราก็รู้ได้ว่า มันยังขยายตัวออกอย่างต่อเนื่อง  ตั้งแต่เริ่มต้นก่อตัวมา 13.8  พันล้านปี (หนึ่งหมื่นสามพันแปดร้อยล้านปี) ที่ผ่านมา ในเหตุการณ์ระเบิดที่เรียกว่า บิ๊กแบง (Big Bang)
เทหวัตถุในท้องฟ้า (ดวงดาว - CELESTIAL BODIES)

ดาวเคราะห์น้อย (Asteroid)

ก้อนหินนี้ ซึ่งเหลือมาจากการก่อตัวของระบบสุริยะที่เรียกว่าดาวเคราะห์น้อย มันมีขนาดตั้งแต่ก้อนหินจนเท่าดวงดาว ใกล้เคียงกับขนาดของดาวคนแคระ
จักรวาลว่างเปล่า อย่างน้อยที่สุด 99.999999999999 เปอร์เซ็นต์  มีแต่เทหวัตถุประเภทต่าง ๆ ล่องลอยในพื้นที่ว่างอันมืดและกว้างใหญ่ไพศาล ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ เรียกว่า ดวงดาว (celestial bodies)  เทหวัตถุเหล่านั้นเรียงราย ตั้งแต่เม็ดธุลีจนถึงดาวเคราะห์ ดาวฤกษ์ และแกแลกซี ระบบสุริยะของพวกเรา ประกอบไปด้วยดาวฤกษ์ (ดวงอาทิตย์) และดาวเคราะห์บริวารขนาดใหญ่ รวมทั้งพระจันทร์ ก่อตัวขึ้นมาจากกลุ่มแก๊สกลุ่มเดียวกัน ซึ่งให้กำเนิดดวงอาทิตย์  เมื่อไม่นานมานี้ พบว่าดาวเคราะห์หลายดวงอยู่รอบ ๆ ดาวฤกษ์ดวงอื่น ๆ หลายร้อยดวง  แสดงว่า ระบบสุริยะของพวกเราอาจจะเป็นระบบหนึ่งในหลายพันล้านในแกแลกซีของเรา

ความเข้าใจจักรวาล
คนส่วนมากเคยคิดว่าจักรวาลเป็นรูปทรงกลมยักษ์  แต่ในปัจจุบัน พวกเราก็รู้ว่ามันไม่ได้ง่ายขนาดนั้น  บางทีจักรวาลอาจจะไม่มีศูนย์กลางหรือขอบด้านนอก พวกเรามองเห็นจักรวาลเพียงเศษเสี้ยวหนึ่งเท่านั้น  จักรวาลทั้งหมด อาจจะกว้างใหญ่ไพศาลมากกว่านี้ บางทีอาจจะไม่มีที่สิ้นสุด (ในพระไตรปิฎกกล่าวไว้ว่า แสนโกฏิจักรวาล หรือ อนันตจักรวาล)

พวกเรากำลังมองย้อนไปในอดีต
เนื่องจากแสงต้องใช้เวลาในการเดินทาง ในขณะที่พวกเรามองขึ้นไปในอวกาศ พวกเรากำลังมองย้อนกลับไปในอดีต วัตถุที่อยู่ไกลที่สุดที่มองเห็นได้ คือ แกแลกซี ซึ่งถ่ายภาพได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล  (the Hubble Telescope ) พวกเราเห็นวัตถุเหล่านั้นเมื่อ 13 พันล้านปีที่ผ่านมา จักรวาลขยายออกไปไกลกว่านี้  พวกเราไม่สามารถมองเห็นวัตถุ (ดาว) เหล่านั้นได้ไกลกว่านี้ เนื่องจากแสงของวัตถุเหล่านั้นเดินทางมาไม่ถึงพวกเรา
วิธีที่ 1 จักรวาลแบบปิด
จักรวาลที่หนาแน่นจะโค้งงอตัวเองเป็นรูปทรงแบบปิด การเดินทางเป็นเส้นตรง จะนำคุณกลับไปยังจุดเริ่มต้น

วิธีที่ 2 จักรวาลแบบเปิด
ถ้าจักรวาลไม่หนาแน่นมากพอ ก็อาจจะยืดเป็นรูปทรงแบบเปิด ไม่มีขนาดสิ้นสุด ไม่มีขอบด้านนอก

วัตถุที่อยู่ไกลที่สุด

แสงจากกาแลกซีสลัว ๆ ในภาพนี้ มาจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ใช้เวลา 13 พันล้านปี เดินทางมาถึงโลก
รูปทรงของอวกาศ
อวกาศทั้ง 3 มิติจะโค้งงอเข้าไปสู่มิติที่ 4 ด้วยแรงดึงดูของสสารในจักรวาล ซึ่งพวกเราไม่สามารถมองเห็นได้  เมื่อเป็นการยากที่จะมองเห็นภาพได้ เหล่านักวิทยาศาสตร์ จึงใช้การอุปมาด้วยแผ่นยาง 2 มิติ เพื่ออธิบายความคิดนี้ มวลของจักรวาลจะงอแผ่นยางนี้ด้วยวิธีหนึ่งในบรรดา 3 วิธี ขึ้นอยู่กับว่าวิธีใดที่จักรวาลจะถูกอัดแน่นด้วยสสาร  ปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่คิดว่า รูปทรงของจักรวาลจะแบน
วิธีที่ 3  จักวาลแบบแบน
เพียงปริมาณที่เหมาะสมของสสารจะทำให้จักรวาลมีรูปทรงแบบแบน แบบนี้อาจจะไม่มีขนาดสิ้นสุด ไม่มีขอบด้านนอกเช่นกัน

สสารคืออะไร?
ธาตุไฮโดรเจนและฮีเลียม เป็นส่วนประกอบของสสารถึง 98 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งพวกเราสามารถมองเห็นได้ในจักรวาล แต่ดูเหมือนจะไม่เพียงพอที่จะเป็นดาวฤกษ์และแกแลกซีก็ถูกดึงดูดโดยแรงโน้มถ่วง ดัวยเหตุนี้ นักวิทยาศาสตร์จึงคิดว่า แกแลกซีมีแต่ความมืดมิด ซึ่งพวกเราไม่สามารถจะมองเห็นได้  มีพลังงานลึกลับที่ทำให้จักรวาลขยายออกไป ที่รู้กันจักว่า พลังงานความมืด


โลกและดวงจันทร์
โลกกว้าง 7,926 ไมล์ (12,756 กิโลเมตร) เพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดของเราในอวกาศ คือ ดวงจันทร์ โคจรรอบโลกเป็นระยะทาง 238,855 ไมล์ (384,400 กิโลเมตร) ถ้าโลกมีขนาดเท่าลูกฟุตบอล  ดวงจันทร์จะมีขนาดเท่ากับแคนตาลูป อยู่ห่างออกไปประมาณ 69 ฟุต (21 เมตร)


ระบบสุริยะ
ดาวเคราะห์ 8 ดวงที่เป็นบริวารของดวงอาทิตย์ ครองพื้นที่ในอวกาศกว้าง 5.6 พันล้านไมล์ (9 พันล้านกิโลเมตร)  ถ้าโลกคือลูกฟุตบอล จะใช้ระยะเวลา 5 วัน เดินทางข้ามส่วนนี้ของระบบสุริยะ  ดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุด จะใช้ระยะเวลาเดินทาง 58 ปีขึ้นไป


ดาวฤกษ์ที่เป็นเพื่อนบ้าน
ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด คือ ดาวแคระแดงในกลุ่มดาวคนครึ่งม้า (พร็อกซิมาคนครึ่งม้า - Proxima Centauri) ซึ่งอยู่ไกลออกไป มากกว่า 4 ปีแสง  ห่างออกไป 50 ปีแสง จากดวงอาทิตย์ มีดาวฤกษ์ประมาณ 2,000 ดวง  ดาวฤกษ์เหล่านี้อยู่เป็นหมู่ดาวเพื่อนบ้านของพวกเรา ซึ่งเป็นส่วนเล็ก ๆ ของแกแลกซีทางช้างเผือก (Milky Way)

มาตราส่วนของอวกาศ
จักรวาลกว้างใหญ่ไพศาลมากจนพวกเราไม่สามารถเข้าใจขนาดของมันได้อย่างลึกซึ้ง โดยไม่มีการสร้างขอบเขตของมาตราส่วน ในภาพชุดนี้ แต่ละระยะแสดงจุดเล็ก ๆ ของภาพทางด้านขวาของภาพ 


ที่มา:
1. DK Smithsonian, Knowledge Encyclopedea, First American Edition, 2013 Published in the United States.
2. Wikipedia, The Free Encyclopedia