5.3 กาแล็กซี

 

          กาแล็กซี (GALAXY) คือ ระบบที่กว้างใหญ่ไพศาล ประกอบด้วยดาวฤกษ์ กระจุกดาวฤกษ์ ก๊าซและฝุ่นท้องฟ้า ที่เรียกว่า เนบิวลา และที่ว่างเปล่า รวมกันอยู่ภายใต้ระบบเดียวกัน เพราะมีแรงโน้มถ่วงซึ่งกันและกัน

เอกภพมีกาแล็กซีหรือดาราจักรประมาณหนึ่งแสนล้านกาแล็กซี จึงจำแนกลักษณะของกาแล็กซี ได้ 4 พวกดังนี้1. กาแล็กซีกลมรีรูปไข่ ( ELLIPTICAL GALAXIES ) มีลักษณะกลมกลางสว่างเป็นรูปไข่ที่มีความแบนต่างกันตั้งแต่ อี7 ( แบนมาก ) ถึง อี0 ( ไม่แบนเลย )2. กาแล็กซีก้นหอย หรือ แบบกังหัน ( SPIRAL GALAXIES ) มีบริเวณตรงกลางสว่างและมีแขน แยกออกเป็น 3 ระดับ ดังนี้ 1 ) จุดตรงกลางสว่าง มีแขนหลายแขนใกล้ชิดกัน เรียกว่า สไปรัล เอส เอ 2 ) จุดกลางสว่างไม่มาก มีแขนหลวมๆ เรียกว่า สไปรัล เอส บี เช่น กาแล็กซีทางช้างเผือกและแอนโดรเมด้า 3 ) จุดกลางไม่เด่นชัด มีแขนแยกออกจากกัน เรียกว่า สไปรัล เอส ซี

            

3. กาแล็กซีก้นหอยคาน ( BARRED SPIRAL GALAXIES ) มีลักษณะที่มีแกนเป็นศูนย์กลาง ที่ปลายของแกนทั้งสองข้างมีแขนต่อออกไปเป็นกังหัน แบ่งได้เป็น 3 ระดับ ดังนี้ 1 ) แกนกลางและแขนสว่างชัดเจน เรียกว่า เอส บี เอ 2 ) แกนกลางสว่างไม่มาก และ มีแขนหลวมๆ เรียกว่า เอส บี บี 3 ) แกนกลางไม่ชัดเจน และ มีแขนหลวมๆที่แยกจากกัน เรียกว่า เอส บี ซี

4. กาแล็กซีไร้รูปร่าง ( IRREGULAR GALAXIES ) มีลักษณะที่แตกต่างไปจาก 3 แบบข้างต้น มีอยู่น้อยมากในเอกภพ เช่น กาแล็กซีแมกเจลแลนใหญ่และเล็ก

5.2 กำเนิดเอกภพ

การกำเนิดเอกภพ

ภาพเอกภพ

          .สิ่งที่ตื่นเต้นล่าสุดกับการกำเนิดของเอกภพก็คือความรู้ที่ว่ากำเนิดที่แท้จริงของเอกภพไม่ใช่บิกแบง (การระเบิดใหญ่) แต่มีเหตุการณ์หลายขั้นตอนเกิดขึ้นก่อนหน้านั้น และเมื่อย้อนเวลาขึ้นไปอีกเราก็ได้รู้ว่าเอกภพเกิดขึ้นมาจาก ศูนย์ เมื่อคิดจากสามัญสำนึกธรรมดา ก็ไม่น่าจะแปลกอะไรเลย แต่เมื่อคิดย้อนกลับจากปัจจุบันไปสู่อดีตเราจะพบกับเอกภพที่มีทั้งสภาพ ที่มีความหนาแน่นและความร้อนสูงเป็นอนันต์ (ซึ่งฮอว์คิงและเพนโรสเรียกสภาพนี้ว่าจุดซิงกูลาริตี) ซึ่งในสภาพนั้นเราจะไม่สามารถบอกได้ (ทางทฤษฎี) เลยว่าก่อนหน้านั้นเอกภพมีความเป็นมาอย่างไร นั่นก็คือเท่าที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถบอกได้ได้ง่ายนักว่าเอกภพเกิดมาจาก ศูนย์ ตราบใดที่พิสูจน์ทางทฤษฎีไม่ได้ ถึงจะเชื่อก็บอกไม่ได้ แต่ในปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์สามารถบอกได้แล้ว นั่นก็แสดงว่า (มนุษย์) ได้สามารถตีผ่านจุดซิงกูลาริตีได้แล้ว ซึ่งนับเป็นความก้าวหน้าที่น่าตื่นเต้น   

          ทฤษฎีเกี่ยวกับกำเนิดและความเป็นมาของเอกภพเป็นสาขาวิจัยสำคัญอันหนึ่งของดาราศาสตร์ ทฤษฎีเอกภพนั้นดั้งเดิมมีรากฐานมาจาก ทฤษฎีสัมพัทธภาพ ของไอน์สไตน์ ทฤษฎีนี้ช่วยให้ความรู้เกี่ยวกับเอกภพของเราก้าวหน้าอย่างมากก็จริง แต่ทางทฤษฎีนี้ก็มีจุดอ่อนที่สำคัญ จุดหนึ่งเกี่ยวกับกำเนิดของเอกภพ ตราบใดที่คิดจากฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพ เราจะไม่สามารถแก้ปัญหาเกี่ยวกับกำเนิดของเอกภพได้เลย เพราะฉะนั้นในสมัยก่อนถ้าเราถามนักวิทยศาสตร์ที่ศึกษาเกี่ยวกับเอกภพว่า เอกภพเกิดขึ้นมาได้อย่างไร ? ผู้ถูกถามมักจะกระอักกระอ่วนแล้วก็ตอบแบบห้ามถามต่อว่า มีแต่พระเจ้าเท่านั้นที่รู้ นั่นก็คือไม่มีใครตอบได้นั่นเอง แต่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ทฤษฎ๊ของอนุภาคพื้นฐานที่จำเป็นมากในการคิดเกี่ยวกับกำเนิดเอกภพ ได้พัฒนาก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว ช่วยให้เราสามารถพบทางแก้ปริศนาของเอกภพแนวทางใหม่นี้ได้

 

          เหตุผลที่ทฤษฎีของอนุภาคพื้นฐานเข้ามาเกี่ยวข้องก็เพราะเอกภพซึ่งปัจจุบัน กว้างใหญ่ไพศาลนั้น ตอนที่กำเนิดทุกสิ่งทุกอย่างยังรวมตัวอัดแน่น ทั้งความหนาแน่นและอุณหภูมิจะสูงเป็นอนันต์ ในสภาพเช่นนั้นสสารทั้งหลาย จะแยกตัวออกเป็นอนุภาคพื้นฐานที่สุดในระดับควาร์ก และนี่ก็คือเหตุผลที่ทฤษฎีอนุภาคพื้นฐานต้องเข้ามาเกี่ยวข้องในการศึกษาเกี่ยวกับกำเนิดของ เอกภพ ประวัติการศึกษาการกำเนิดของเอกภพ เริ่มจากไอน์สไตน์ เราอาจกล่าวได้ว่าการศึกษาเอกภพปัจจุบันนั้นมีต้นกำเนิดรากฐานมาจาก ทฤษฎีสัมพัทธภาพ ของ ไอน์สไตน์ ไอน์สไตน์เป็นผู้ที่ทำให้เกิด การศึกษาเกี่ยวกับเอกภพนั้นเป็นวิทยาศาสตร์ แทนที่จะเป็นเพียงความเชื่อหรือศาสนา ซึ่งก่อนหน้านั้นเรามักจะคิดเพียงว่าเอกภพเป็นสถานที่ให้ดาว และกาแลกซี่อยู่ ไม่ได้เป็นจุดสำคัญของการศึกษาค้นคว้า ในปี 1917 ไอน์สไตน์ได้ใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพในการศึกษาเกี่ยวกับเอกภพ ที่จริงในปี 1917 เป็นเพียงปีเดียวให้หลังจากที่เขาประกาศทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของเขาเท่านั้น ซึ่งแสดงว่าเขาเริ่มสนใจการศึกษาเอกภพทันที่ที่ทฤษฎีของเขาเสร็จ นั่นเอง

        

pvk

 

5.1 เอกภพวิทยาในอดีต

เอกภพวิทยาคืออะไร

เอกภพโดยทั่วไปแล้วมีนิยามว่า คือ โครงสร้างที่มีขนาดใหญ่ที่สุดที่จะสามารถส่งผลกระทบถึงมนุษย์ได้ และเอกภพวิทยาก็คือวิชาที่ศึกษาถึงโครงสร้างและการวิวัฒนาการของโครงสร้างที่ใหญ่ที่สุดทั้งหมดนั้นโดยภาพรวม นักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาเรื่องของเอกภพนี้จะถูกเรียกว่า “นักเอกภพวิทยา” ในปัจจุบันนักเอกภพวิทยากำลังสนใจศึกษาว่าเอกภพนั้นถือกำเนิดขึ้นมาได้อย่างไร อนุภาคมูลฐานชนิดต่างๆและโครงสร้างอื่นๆที่ประกอบกันเป็นเอกภพนั้นถือกำเนิดขึ้นมาได้อย่างไร เอกภพมีการวิวัฒนาการอย่างไร และการวิวัฒนาการของเอกภพนี้จะมีจุดสิ้นสุดหรือไม่ การที่เราศึกษาวิชาเอกภพวิทยานั้นจึงเปรียบเสมือนว่าเรากำลังมองภาพรวมของเอกภพทั้งในอดีต ปัจจุบัน และอนาคตของเอกภพ

แบบจำลองต่างๆของเอกภพ

          เนื่องจากเอกภพจะมีความหมายถึงโครงสร้างที่ใหญ่ที่สุดที่จะสามารถส่งผลกระทบถึงมนุษย์ได้ ดังนั้นนักปราชญ์และนักเอกภพวิทยาในอดีตจึงได้นิยามเอกภพเอาไว้ในรูปแบบที่ต่างๆกันตามความสามารถที่จะสังเกตการณ์หรือจินตนาการถึงโครงสร้างที่ใหญ่ที่สุดในแต่ละยุคแต่ละสมัย ในหัวข้อนี้เราจะมาศึกษาประวัติศาสตร์ว่าตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบันนั้นได้มีผู้ที่ศึกษาเรื่องเกี่ยวกับเอกภพอย่างไรบ้าง โดยเราจะเรียกแนวความคิดต่างๆที่ได้เกิดขึ้นเพื่อใช้อธิบายเอกภพในอดีตว่าเป็นแบบจำลองของเอกภพ ซึ่งแบบจำลองเหล่านี้อาจจะเป็นแบบจำลองที่เกิดจากการสังเกตการณ์จริง หรืออาจจะเป็นเพียงแนวความคิดความเชื่อที่ไม่มีผลจากการสังเกตการณ์สนับสนุนก็ได้ ซึ่งอาจะไม่สอดคล้องกับธรรมชาติจริงๆได้ การศึกษาถึงแบบจำลองต่างๆของเอกภพนับตั้งแต่อดีตถึงปัจจุบันนั้นจะช่วยทำให้เราได้เข้าใจถึงจินตนาการเรื่องของเอกภพของนักปราชญ์และนักเอกภพวิทยานับตั้งแต่อดีตมาจนถึงปัจจุบัน และความรู้นี้อาจจะช่วยทำให้เราสามารถจินตนาการถึงเอกภพตามความรู้และความเข้าใจของนักดาราศาสตร์และนักเอกภพวิทยาในปัจจุบันได้ดีขึ้น นอกจากนั้นการเรียนรู้ถึงแนวความคิดหรือจินตนาการของบุคคลอื่นอาจจะทำให้เราสามารถฝึกฝนจินตนาการของเราให้กว้างไกลและสามารถจินตนาการได้ใกล้ความจริงในธรรมชาติได้ดียิ่งขึ้นด้วย


แบบจำลองต่างๆของเอกภพ

          เนื่องจากเอกภพจะมีความหมายถึงโครงสร้างที่ใหญ่ที่สุดที่จะสามารถส่งผลกระทบถึงมนุษย์ได้ ดังนั้นนักปราชญ์และนักเอกภพวิทยาในอดีตจึงได้นิยามเอกภพเอาไว้ในรูปแบบที่ต่างๆกันตามความสามารถที่จะสังเกตการณ์หรือจินตนาการถึงโครงสร้างที่ใหญ่ที่สุดในแต่ละยุคแต่ละสมัย ในหัวข้อนี้เราจะมาศึกษาประวัติศาสตร์ว่าตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบันนั้นได้มีผู้ที่ศึกษาเรื่องเกี่ยวกับเอกภพอย่างไรบ้าง โดยเราจะเรียกแนวความคิดต่างๆที่ได้เกิดขึ้นเพื่อใช้อธิบายเอกภพในอดีตว่าเป็นแบบจำลองของเอกภพ ซึ่งแบบจำลองเหล่านี้อาจจะเป็นแบบจำลองที่เกิดจากการสังเกตการณ์จริง หรืออาจจะเป็นเพียงแนวความคิดความเชื่อที่ไม่มีผลจากการสังเกตการณ์สนับสนุนก็ได้ ซึ่งอาจะไม่สอดคล้องกับธรรมชาติจริงๆได้ การศึกษาถึงแบบจำลองต่างๆของเอกภพนับตั้งแต่อดีตถึงปัจจุบันนั้นจะช่วยทำให้เราได้เข้าใจถึงจินตนาการเรื่องของเอกภพของนักปราชญ์และนักเอกภพวิทยานับตั้งแต่อดีตมาจนถึงปัจจุบัน และความรู้นี้อาจจะช่วยทำให้เราสามารถจินตนาการถึงเอกภพตามความรู้และความเข้าใจของนักดาราศาสตร์และนักเอกภพวิทยาในปัจจุบันได้ดีขึ้น นอกจากนั้นการเรียนรู้ถึงแนวความคิดหรือจินตนาการของบุคคลอื่นอาจจะทำให้เราสามารถฝึกฝนจินตนาการของเราให้กว้างไกลและสามารถจินตนาการได้ใกล้ความจริงในธรรมชาติได้ดียิ่งขึ้นด้วย
(ยังมีต่อนะครับ)