เอกภพ

เอกภพ เอกภพ (universe)คือ หวงอวกาศอันกวา งใหญไพศาลซ่งึ ประกอบดว ยกาแลก็ ซีทีม่ ดี วงดาว อยรู วมกันนับแสนลา นดวงเนบิวลาหลมุ ดํารวมถงึ ทีว่ างระหวา งดวงดาวเอกภพมีความ หมายตรงตัววา โลกทีเ่ ป็นหน่ึงเดยี วนัน่ หมายถงึ ทกุ สง่ิ ทกุ อยา งในธรรมชาตลิ วนเป็นหน่ึง เดยี วกนั หรือมีตน กาํ เนิดจากสิง่ เดยี วกนั นัน่ เองก็พบเกิดข้ึนไดอ ยางไรนัน้ ยังมีไมมีคําตอบท่ี แนชดั แตนักวทิ ยาศาสตรส วนใหญเ ช่ือวาเอกภพเกดิ ข้นึ จากการขยายตวั ของจุดเลก็ ๆที่มี ความรอนและความหนาแนนสงู เม่อื ประมาณ 13,100ลานปีกอ น แนวคิดสําคญั เอกภพ คือ อวกาศอนั กวา งใหญ ที่ประกอบดวย ทุกสรรพสงิ่ ในธรรมชาติ เกิดจากการขยายตัวอยาง รวดเรว็ ตามทฤษฎบี ิกแบง เม่อื ประมาณ 13.700 ลานปี กอน โดยมีหลกั ฐานท่สี ําคัญสนับสนุน 2 ประการ ไดแ ก การขยายตัวของเอกภพและการคนพบ รังสไี มโครเวฟ พ้ืนหลงั

ทฤษฎบี ิกแบง ทฤษฎบี ิกแบง (big bang theory) เสนอโดย ฌอรณ เลอเมตร (Georges Lemaitre) นัก ดาราศาสตร ชาวเบลเย่ยี ม เม่ือ พ.ศ. 2470 โดยมแี นวคดิ วา เม่ือประมาณ 13,700 ลา นปี กอ น จุดเริ่มตนของเวลาและเอกภพ กําเนิดข้ึนจากจดุ เล็ก ๆ ท่มี ีสภาวะรอนจดั และมีความ หนาแนนสูงมากเกดิ การขยายตัว เม่ือเวลาผานไป เอกภพ มวี วิ ฒั นาการจนเกิดสสารตา ง ๆ เกดิ กาแล็กชี ดาวฤกษ ระบบสุรยิ ะ โลก รวมถึงสิ่งมชี วี ติ ตา ง ๆ บนโลก ฌอรณ เลอเมตร

ใน พ.ศ. 2491 ทฤษฎบี ิกแบงไตม กี ารพฒั นาตอ โดย จอรจ กามอฟ (George Gamow) นักฟิสกิ สซาวอเมริกนั ไตเสนอแนวคดิ เกยี่ วกับการเกิดธาตุและปริมาณของธาตุตาง ๆ ในเอกภพ โดยเสนอวา ธาตใุ นเอกภพเกดิ ข้นึ จากการ รวมกันของอนภุ าคมูลฐาน เชน ควารก โฟตอน อิเลก็ ตรอน นิวตริโน ในอตั ราสว นท่ีเหมาะสม ทําใหเกดิ ไอโซโทป ของ ธาตุไฮโตรเจน หลงั จากนัน้ เม่อื เกิดปฏกิ ิรยิ าเทอรม อนิวเคลียรฟ ิวชนั (thermonuclear fusion) จึงเกิดธาตทุ ่ีหนักข้ึน ในลาํ ดบั ถัดไป และเม่อื ศกึ ษาเก่ยี วกับปรมิ าณของธตุใน เอกภพ พบวา มธี าตุไฮโตรเจนประมาณรอยละ 75 และ ธาตฮุ ีเลยี มประมาณรอยละ 24 จะเหน็ ไดว า เอกภพประกอบดวยธาตุเบาเป็นสวนใหญ คอื ไฮโตรเจนและฮเี ลียม จอรจ กามอฟ

วิวัฒนาการของเอกภพ 1.เริ่มตน การเกดิ บิกแบง เอกภพไดถอื กาํ เนิดข้นึ และเวลาเริม่ ตน ไปขางหน า เม่อื เวลา10 ^ - 36 วินาที เอกภพมือณุ หภมู สิ งู ถึง 10^ 27 เคลวนิ และขยายตัวออกอยางรวดเรว็ เรยี กวา อินเฟลซนั (infation ในชว งนี้มีเฉพาะรงั สคี อสมิกพลังงานสงู เทา นัน้ ยังไมมอี นภุ าคใด ๆ เกิดข้ึน 2.เม่อื เวลาผา นไป10 ^12 วนิ าที เกดิ อนุภาคมลู ฐานตาง ๆ ข้ึน ไดแ ก ควารก อเิ ลก็ ตรอน โฟตอน และนิวตริโน รวมถึงปฏอิ นุภาค อนภุ าคและปฏอิ นุภาค จะหักลางกนั และหายไป แตในขณะนัน้ มจี าํ นวนของอนภุ าคมากกกวาปฏิอนุภาค จงึ ทาํ ใหเกดิ สสารตา ง ๆ ในเอกภพ ไดดงั เชน ปัจจบุ นั 3.เม่อื เวลาผา นไป 10 ^-3 วนิ าที เอกภพมอี ุณหภูมิลดลงเหลอื 10 ^13 เคลวิน ควารก เรมิ่ รวมตวั กันเป็นอนภุ าคโปรตอนแลนิวตรอน 4.เม่ือเวลาผานไป 3 นาที เอกภพมีอณุ หภมู ิ 10^8 เคลวิน อนุภาคโปรตอนและนิวตรอน รวมตวั กนั เกดิ เป็นนิวเคลยี สของธาตุเบา คือนิวเคลยี ส ของธาตุไฮโดรเจนและฮเี ลยี ม 5.เม่ือเวลาผานไป 300.000 ปี เอกภพมีอณุ หภมู ิ 10.000 เคลวิน อิเลก็ ตรอนรวมตวั กับ โปรตอนและนิวตรอนทาํ ใหเ กิดอะตอมของธาตุไฮโดรเจนและฮเี ลยี ม ท่ีมเี สถียรภาพ และ ทําใหเ กดิ รงั สีไมโครเวฟพ้ืนหลงั ข้ึน ซ่งึ นับเป็นแสงแรกแหง เอกภพ 6.เม่ือเวลาผา นไป 100 ลา นปี เอกภพมือุณหภมู ิ 70 เคลวิน มีธาตแุ ละสสารตา ง ๆ หนา แนนมากข้นึ จึงมีแรงโน มถว งมากพอที่ทําใหเกิดกาแลก็ ซีและเกิดดาวฤกษภ ายในเนบิวลา ข้นึ ได 7.ในปัจจุบัน เวลาผา นไปประมาณ 13,700 ลา นปี เอกภพมีอุณหภมู ปิ ระมาณ 2.725 เคล วนิ มธี าตุหนักเกดิ ข้ึน เกดิ กาแลก็ ซตี างๆ หลุมดํา ระบบสรุ ิยะ รวมถงึ โลกและสิง่ มชี วี ติ ตาง ๆ

หลกั ฐานทีสนับสนุนทฤษฎบี ิก แบง การอธบิ ายความเป็นมาของเอกภพดว ยทฤษฎีบกิ แบงนัน้ มีความนาเช่ือถือมากกวา ทฤษฎ อ่ืน มหี ลกั ฐานสําคญั 2 ประการ 1. การขยายตัวของเอกภพ (expansion of the universe) เอด็ วิน พาวเวลล ฮบั เบิล (Edwin Powell Hubble) นักดาราศาสตรชาวอเมริกัน ไดศึกษาความสัมพนั ธ ระหวาง ระยะหางของกาแลก็ ซกี ับการเล่อื นทางแดงโดยใช ปรากฏการณดอปเพลอร (doppler effect) และเสนอเป็น กฏของฮบั เบลิ (Hubble's law) เม่ือ พ.ศ. 2473 จากหลกั การของ ดอปเพลอร ถา กาแลก็ ซเี คล่ือนที่ ออกจากผูสังเกต ความยาวคล่ืนแสงจากกาแล็กชีจะเพ่มิ มากข้ึน โดยเล่ือนไปทางแสงสีแดงซ่งึ มคี วามยาวคล่นื มาก เรยี กวา การเล่ือนทางแดง (redshift) แตถากาแลก็ ซี เคล่อื นท่เี ขา หาผูสังเกต ความยาวคล่นื แสงจะลดน อยลง โดย เล่อื นไปทางแสงสีน้ําเงินซ่งึ มคี วามยาวคล่ืนน อย เรียกวา การเล่ือนทางน้ําเงนิ (blueshift) เอด็ วนิ พาวเวลล ฮบั เบิล 2.การคนพบรงั สไี มโครเวฟพ้นื หลงั (microwave cosmic background) เม่ือ พ.ศ.2508 อารโ น เพนเซียส (Amo Penzias) และรอเบริ ต วิลสนั (Robert Wilson) นักฟิสกิ สช าว อเมรกิ นั ไดท ดสอบเคร่ืองรบั สญั ญาณที่ความไวสูง ซ่ึงตัง้ อยูท่ีหองทดลองของบรษิ ทั เบลล เทเลโฟน พบวา เคร่ืองรบั สัญญาณไตร บั สญั ญาณวิทยใุ นยานไมโครเวฟรบกวนอยูตลอดไม ทราบทศิ ทางและทมี่ าของแหลง กําเนิด ถึงแมวาจะทดลองหนั จานรับสัญญาณไปทศิ ทาง อ่ืนๆหรอื ทาํ ความสะอาดอปุ กรณเป็นอยา งดีแลว ยงั คงพบสัญญาณไมโครเวฟทีม่ ีความ สม่ําเสมออยตู ลอดเวลา เป็นไปไดว าสญั ญาณนี้กระจายอยทู วั่ ไปในเอกภพ ภายหลงั จงึ ตรวจสอบไดว าสญั ญาณดงั กลา วเป็นรงั สีพ้ืนหลงั ของเอกภพซ่ึงเกิดจากบิกแบง และมี อุณหภูมเิ ทากับอณุ หภมู ขิ องเอกภพ คือ 2.725 เคลวิน อารโ น เพนเซยี ส และรอเบิรต วลิ สัน

จัดทําโดย นายธีรเดช รศั มโี คม เลขท่ี5 ม.6/1 เสนอ อาจารยโ ยภิตา เขียวคา โรงเรียนบางปะหัน