Infographic

สร้างและออกแบบสื่อ Infographic ความรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

E-Book

รวบรวมหนังสือ/เอกสารอิเล็กทรอนิกส์ ที่ผู้อ่านสามารถอ่านผ่านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

Science and Technology Article

รวบรวมบทความ/สื่อตีพิมพ์ ด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และนวัตกรรม

Mobile Application

Mobile Application ภายใต้ความร่วมมือของหน่วยงานในสังกัดกระทรวง

ดาราศาสตร์

พบสารอินทรีย์สำคัญต่อสิ่งมีชีวิตบนดวงจันทร์ของดาวเสาร์

วันที่เผยแพร่: 
Tuesday, July 10, 2018
เจ้าของข้อมูล: 
https://www.bbc.com/thai/features-44642527
รายละเอียด: 

ดวงัจนทร์ของดาวเสาร์

มีการค้นพบโมเลกุลสารอินทรีย์ที่ซับซ้อนซึ่งมีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลัก ในละอองน้ำที่ถูกพ่นออกมาจากมหาสมุทรใต้พื้นผิวของดวงจันทร์ "เอนเซลาดัส" (Enceladus) ซึ่งเป็นบริวารของดาวเสาร์

สารประกอบอินทรีย์ดังกล่าว เดิมพบได้แต่บนโลกและพบในอุกกาบาตเป็นบางครั้งเท่านั้น แต่ในครั้งนี้นักวิทยาศาสตร์คาดว่า สารเคมีสำคัญที่มีความจำเป็นต่อสิ่งมีชีวิตดังกล่าวก่อตัวขึ้น จากปฏิกิริยาระหว่างน้ำและหินร้อนที่ก้นมหาสมุทรใต้พื้นผิวของเอนเซลาดัสเอง

ดร. แฟรงก์ โพสต์เบิร์ก จากมหาวิทยาลัยไฮเดลเบิร์กของเยอรมนี และคณะนักวิทยาศาสตร์นานาชาติ ตีพิมพ์ผลการศึกษาข้างต้นลงในวารสาร Nature โดยระบุว่าการค้นพบดังกล่าวมาจากข้อมูลที่รวบรวมโดยยานแคสสินีขณะบินผ่านดวงจันทร์เอนเซลาดัส ก่อนจะทำลายตัวเองด้วยการพุ่งเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของดาวเสาร์เมื่อปีที่แล้ว

"นี่เป็นการค้นพบสารอินทรีย์ที่ซับซ้อนครั้งแรกจากดาวเคราะห์ที่เต็มไปด้วยน้ำ โดยเป็นสารที่สำคัญและจำเป็นต่อการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิต แต่เรายังบอกไม่ได้ว่า สารอินทรีย์นี้มีความเกี่ยวข้องหรือมาจากสิ่งมีชีวิตบนดวงจันทร์เอนเซลาดัสหรือไม่" ดร. โพสต์เบิร์กกล่าว

ดวงจันทร์

รายงานการวิจัยระบุว่า สารอินทรีย์ดังกล่าวประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน และอาจรวมถึงไนโตรเจน มีความซับซ้อนยิ่งกว่ากรดอะมิโนหลายชนิด และหนักกว่ามีเทนราว 10 เท่า โดยพบในละอองของน้ำและน้ำแข็งจากไอพ่นขนาดยักษ์ที่พวยพุ่งขึ้นจากมหาสมุทรใต้พื้นผิวสู่ชั้นบรรยากาศบริเวณ "รอยแตกลายเสือ" (Tiger stripes) ที่ขั้วใต้ของดาว

เชื่อว่าใต้พื้นผิวของดวงจันทร์เอนเซลาดัสนั้นเป็นมหาสมุทรทั้งหมด โดยมีแกนกลางที่ร้อนและเป็นรูพรุนซ่อนอยู่ใต้มหาสมุทรที่ลึกถึง 50 กิโลเมตร ความร้อนที่แร่ธาตุบริเวณก้นมหาสมุทรได้รับอาจทำให้เกิดสารอินทรีย์ขึ้นได้

ดร. คริสโตเฟอร์ เกลน นักวิจัยอาวุโสจากสถาบัน Southwest Research Institute ของสหรัฐฯ หนึ่งในทีมวิจัยครั้งนี้ระบุว่า "เราได้พบน้ำในสถานะของเหลว แหล่งพลังงาน และโมเลกุลสารอินทรีย์ ซึ่งนับว่าเป็นปัจจัยที่ครบถ้วนต่อการก่อกำเนิดและการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตบนดวงจันทร์เอนเซลาดัส"

"แต่เราก็ยังไม่สามารถยืนยันได้แน่ชัดว่า มีสิ่งมีชีวิตอยู่บนดาวแห่งนี้หรือไม่ จนกว่าจะมีการตรวจสอบอีกครั้งด้วยอุปกรณ์ที่ทันสมัยขึ้น ในภารกิจสำรวจอวกาศครั้งต่อไป"

หมวดหมู่ OECD: 
Hits 4 ครั้ง

กาแล็กซีทางช้างเผือกเขมือบดาราจักรอื่นไปแล้ว 15 แห่ง

วันที่เผยแพร่: 
Tuesday, July 10, 2018
เจ้าของข้อมูล: 
https://www.bbc.com/thai/features-44563969
รายละเอียด: 

กาแล็กซี่

นับแต่กาแล็กซีทางช้างเผือก (Milky Way) ได้ถือกำเนิดขึ้นมาเมื่อ 1.35 หมื่นล้านปีก่อน ดาราจักรที่ถือเป็นบ้านของเราได้กลืนกินดาราจักรอื่น ๆ ที่อยู่ใกล้เคียงเข้าไปแล้วอย่างน้อย 15 แห่ง

รายงานวิจัยของทีมนักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยไฮเดลเบิร์กของเยอรมนี ซึ่งได้รับการตีพิมพ์เผยแพร่ในคลังเอกสารวิชาการออนไลน์ arXiv.org ระบุว่าหลักฐานที่พบใหม่ในกระจุกดาวทรงกลม (Globular cluster) ซึ่งกระจายอยู่ทั่วกาแล็กซีทางช้างเผือก ช่วยบ่งบอกถึงพฤติกรรมกลืนกินดาราจักรอื่น ๆ ในอดีตที่ผ่านมาได้

มีการศึกษาถึงอายุของกระจุกดาวทรงกลมเหล่านี้ รวมทั้งชนิดและปริมาณของโลหะหนักที่มีอยู่ในกระจุกดาวทรงกลมขนาดใหญ่ 61 แห่ง ทำให้ทราบถึงที่มาของพวกมัน ซึ่งน่าจะเป็นมวลสารจากดาราจักรอื่น ๆ ที่ถูกดูดกลืนเข้ามาเมื่อกว่าหมื่นล้านปีมาแล้ว

ดร. ดีเดอริก กราจ์เซน ผู้นำทีมนักดาราศาสตร์ดังกล่าวบอกว่า องค์ประกอบของกระจุกดาวทรงกลมเหล่านี้อุดมไปด้วยโลหะและก่อตัวขึ้นเมื่อกาแล็กซีทางช้างเผือกยังมีอายุน้อย แสดงว่าดาราจักรของเราได้กลืนกินดาราจักรที่มีขนาดใหญ่กว่าเข้าไปแล้วราว 12 แห่ง ในช่วงก่อกำเนิดจนถึง 1.2 หมื่นล้านปีแรก

ทีมนักดาราศาสตร์ยังได้ตรวจพบกระจุกดาวทรงกลมขนาดเล็กที่มีโลหะปะปนอยู่น้อยหลายแห่ง ซึ่งแสดงว่าในช่วงเวลาราวหนึ่งพันล้านปีมานี้ กาแล็กซีทางช้างเผือกได้กลืนกินดาราจักรเพื่อนบ้านเข้าไปอีก 3 แห่ง ซึ่งรวมถึงดาราจักรแคระแห่งหนึ่งที่กำลังถูกกลืนกินอยู่ในขณะนี้ด้วย

ทั้งนี้ กาแล็กซีทางช้างเผือกเป็นดาราจักรที่มีขนาดใหญ่เป็นอันดับสองในกลุ่มของดาราจักรท้องถิ่น (Local group) ซึ่งมีดาราจักรอื่น ๆ ราว 60 แห่งอยู่โดยรอบ ดาราจักรแคระอย่างเมฆแมเจลแลนใหญ่และเมฆแมเจลแลนเล็ก ซึ่งอยู่ห่างจากโลกไม่ถึง 2 แสนปีแสง อาจถูกกาแล็กซีทางช้างเผือกกลืนกินได้ในอนาคต

หมวดหมู่ OECD: 
Hits 3 ครั้ง

อวกาศเต็มไปด้วยละอองไขมันสกปรกและเป็นพิษ

วันที่เผยแพร่: 
Tuesday, July 10, 2018
เจ้าของข้อมูล: 
https://www.bbc.com/thai/international-44648688
รายละเอียด: 

ท้องฟ้ายามราตรีเผยให้เห็นทางช้างเผือก ที่หอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์ยุโรปประจำซีกโลกใต้ (ESO) ในประเทศชิลี

ห้วงอวกาศที่หนาวเย็นและดำมืดอาจจะดูเหมือนว่างเปล่าไม่มีสิ่งใดอยู่ แต่ทีมนักวิทยาศาสตร์จากออสเตรเลียและตุรกีพบว่า พื้นที่ว่างระหว่างดวงดาวโดยเฉพาะในกาแล็กซีทางช้างเผือกนั้น มีฝุ่นละอองของสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่มีคุณสมบัติแบบไขมันล่องลอยอยู่เต็มไปหมด

ศ. ทิม ชมิดต์ หนึ่งในทีมผู้วิจัยจากมหาวิทยาลัยนิวเซาท์เวลส์ของออสเตรเลีย เปิดเผยว่า พบโมเลกุลของสารอะลิฟาติกไฮโดรคาร์บอน (Aliphatic hydrocarbon ) ที่ล่องลอยในอวกาศ ในปริมาณมากกว่าที่เคยคาดกันไว้ โดยมีถึง 1 หมื่นล้านล้านล้านล้านล้านตันในกาแล็กซีทางช้างเผือก หรือเทียบเท่ากับปริมาณไขมันในเนยจำนวน 40 ล้านล้านล้านล้านล้านล้านก้อน (เลข 4 ตามด้วยเลขศูนย์ 37 ตัว)

"ในอนาคต ยานสำรวจที่เดินทางไปในห้วงอวกาศเป็นเวลานาน อาจจะถูกอนุภาคคาร์บอนที่คล้ายไขมันเหล่านี้จับตามช่องหน้าต่างจนสะสมเป็นคราบเหนียวได้" ศ. ชมิดต์ กล่าว

มีการตีพิมพ์ผลการค้นพบนี้ในวารสารรายเดือนของราชสมาคมดาราศาสตร์แห่งกรุงลอนดอน (MNRAS) โดยทีมผู้วิจัยระบุว่า อนุภาคฝุ่นละอองที่ล่องลอยอยู่ระหว่างดวงดาวนั้น ประกอบด้วยส่วนที่เป็นทั้งเถ้าเขม่า ซิลิกา และอนุภาคคาร์บอนที่คล้ายไขมัน โดยลมสุริยะคอยพัดให้ส่วนที่คล้ายไขมันล่องลอยไปมาอยู่ในระบบสุริยะของเรา

มีสัดส่วนของอนุภาคคาร์บอนที่เหมือนไขมันนี้อยู่เป็นจำนวน 100 อะตอม ต่อไฮโดรเจนทุก 1 ล้านอะตอมในกาแล็กซีทางช้างเผือก คิดเป็นปริมาณราว 25-50% ของคาร์บอนทั้งหมดในดาราจักรที่เราอาศัยอยู่

ผลการค้นพบนี้ ทำให้นักวิทยาศาสตร์ใกล้จะคำนวณปริมาณคาร์บอนทั้งหมดในห้วงอวกาศได้ โดยถือเป็นข้อมูลสำคัญในการทำความเข้าใจวัฏจักรของคาร์บอนในระดับจักรวาล ซึ่งมีผลต่อกระบวนการก่อตัวของดวงดาวและกำเนิดสิ่งมีชีวิต

"ไขมันจากอนุภาคคาร์บอนชนิดนี้ ไม่ใช่แบบเดียวกับเนยที่เราเอามาทาขนมปังรับประทาน แต่เป็นส่วนหนึ่งของฝุ่นละอองระหว่างดวงดาวที่สกปรกและเป็นพิษ โดยอนุภาคนี้จะเกิดขึ้นได้ในอวกาศและสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุมภายในห้องทดลองเท่านั้น" ศ. ชมิดต์ กล่าว

หมวดหมู่ OECD: 
Hits 4 ครั้ง

ภาพรวมของจักรวาล

วันที่เผยแพร่: 
Tuesday, May 15, 2018
เจ้าของข้อมูล: 
http://www.scimath.org/article-earthscience/item/342-universe
รายละเอียด: 

จักรวาล และ เอกภพ
           “จักรวาล” และ “เอกภพ” เป็นคำๆ ที่มีความหมายเหมือนกัน ตรงกับคำภาษาอังกฤษว่า “Universe” ซึ่งหมายถึง ทุกสรรพสิ่งทั้งหมดทั้งปวง  จักรวาลเป็นภาษาพูด เอกภพเป็นภาษาวิชาการ  แต่ในสังคมทั่วไปเรานิยมใช้คำว่า “จักรวาล” เช่น ท่องอวกาศสำรวจจักรวาล   เรามักใช้คำว่า “เอกภพ” ในโอกาสที่เน้นว่าทุกอย่างเป็นหนึ่งเดียวกัน เช่น เอกภพเกิดขึ้นเมื่อหนึ่งหมื่นห้าพันล้านปีมาแล้ว   ปัจจุบันเอกภพกำลังขยายตัว   

วิชาดาราศาสตร์
           ดาราศาสตร์ (Astronomy) เป็นวิชาที่ว่าด้วยการศึกษาธรรมชาติของวัตถุท้องฟ้า และค้นหาความจริงของจักรวาล โดยใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์   ดาราศาสตร์เป็นวิชาที่เก่าแก่ที่สุดของมนุษยชาติ  หากมองย้อนอดีต จะพบว่า ชาติมหาอำนาจและทุกอารยธรรม ล้วนให้ความสำคัญต่อเทห์วัตถุและปรากฎการณ์บนท้องฟ้า  ทุกศาสนามีบันทึกเรื่องราวเกี่ยวกับโลกและดวงดาว  โบราณสถานที่สำคัญไม่ว่าจะเป็น ปิรามิด ปราสาท สถูป เจดีย์ ล้วนวางตัวในแนวทิศตะวันออก – ตะวันตก อันเป็นสัญลักษณ์ของการให้ความเคารพต่อดวงอาทิตย์   การศึกษาเส้นทางการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และดวงดาวบนท้องฟ้า นำมาซึ่งพัฒนาการทางด้านคณิตศาสตร์   กลุ่มดาวจักราศี 12 กลุ่มที่ดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ผ่าน ถูกตั้งเป็นชื่อเดือน  ในขณะที่ดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และดาวเคราะห์ที่มองเห็นด้วยตาเปล่าอีกห้าดวง ถูกตั้งเป็นชื่อวันทั้งเจ็ดของสัปดาห์ 


ภาพที่ 1 ปิระมิด ซึ่งเรียงตัวแนว เหนือ-ใต้ ตะวันออก-ตะวันตก

           มนุษย์ใช้ตำแหน่งของดวงอาทิตย์และดวงดาวเป็นตัวกำหนดชั่วโมงและวัน  และใช้ช่วงเวลาที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นตัวกำหนดเดือนและปี  ซึ่งก็คือระบบนาฬิกาและระบบปฏิทินนั่นเอง  นับแต่โบราณมนุษย์ตระหนักดีถึงความสัมพันธ์ระหว่างวัตถุท้องฟ้ากับชีวิตประจำวัน  ชาวประมงออกเรือจับปลาต้องสังเกตตำแหน่งของดวงจันทร์ ซึ่งทำให้เกิดน้ำขึ้นน้ำลง   การทำการเกษตรและเลี้ยงสัตว์ต้องสังเกตตำแหน่งของดวงอาทิตย์และกลุ่มดาวในรอบปี ซึ่งเป็นตัวบ่งบอกฤดูกาล  ทหารออกรบตอนกลางคืน ต้องทราบเวลาขึ้นตกของดวงจันทร์ เพื่อใช้ความมืดในการอำพรางตัว  การทำงานและการพักผ่อนของมนุษย์ขึ้นอยู่กับเวลากลางวันกลางคืน ซึ่งถูกควบคุมด้วยการหมุนรอบตัวเองของโลก

           การเรียนรู้ของมนุษย์เริ่มต้นจากประสบการณ์และประสาทสัมผัส  เชื่อในสิ่งที่ตาเห็นก่อน แล้วจึงค่อยคิดหาเหตุผลมาอธิบายในภายหลัง  ด้วยเหตุนี้มนุษย์ในยุคโบราณจึงเชื่อว่า โลกคือศูนย์กลางของเอกภพ  กาลต่อมามีการสร้างกล้องดูดาวจึงพบหลักฐานซึ่งสามารถยืนยันว่า โลกหมุนรอบดวงอาทิตย์   มนุษย์ในอดีตต้องการทราบว่าขอบโลกอยู่ที่ไหน มนุษย์ในปัจจุบันต้องการทราบว่า ขอบของเอกภพอยู่ที่ใด  มีสิ่งมีชีวิตอยู่บนดาวดวงอื่นหรือไม่   อนาคตของเอกภพจะเป็นอย่างไร  การเดินทางระหว่างดวงดาวจะทำได้อย่างไร 

โลกแบน หรือโลกกลม
           มนุษย์ในยุคก่อนประวัติศาสตร์คิดว่า โลกแบน ทั้งนี้เป็นเพราะพวกเขามองเห็นว่า โลกเป็นพื้นที่กว้างใหญ่สุดสายตา มีดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ผ่านเวลากลางวัน มีดวงจันทร์และดวงดาวเคลื่อนที่ผ่านเวลากลางคืน 


ภาพที่ 2  แบบจำลอง โลกคือศูนย์กลางจักรวาล

           หกร้อยปีก่อนคริสต์กาล พิธากอรัส นักปราชญ์ชาวกรีก ได้สร้างแบบจำลองของเอกภพ โดยมีโลกเป็นศูนย์กลาง ถูกห้อมล้อมไว้ด้วยทรงกลมขนาดใหญ่เรียกว่า “ทรงกลมท้องฟ้า” ซึ่งบรรจุ ดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ ดาวเคราะห์ 5 ดวง และดาวฤกษ์จำนวนมากมาย  สามร้อยปีต่อมา อริสโตเติล นักปราชญ์ชาวกรีก กล่าวว่า ดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ เป็นทรงกลมที่โคจรรอบโลก  ขณะที่ อริสตาชุส นักปราชญ์แห่งเมืองอเล็กซานเดรีย (ปัจจุบันอยู่ในประเทศอียิปต์) กล่าวว่า ดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางของจักรวาล มีโลก ดวงจันทร์ และดาวเคราะห์ทั้งหลายโคจรล้อมรอบ  ต่อมาอีกหนึ่งศตวรรษ อีราโทสธีนิส พบว่ามุมของแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบพื้นผิวโลก ณ เวลาเดียวกันของแต่ละตำบล ไม่ใช่มุมเดียวกัน เนื่องจากโลกกลม เขาคำนวณได้ว่า ดวงอาทิตย์ใหญ่กว่าโลก และโลกใหญ่กว่าดวงจันทร์ 

ตำแหน่งของโลกในเอกภพ
           ค.ศ. 125 คลอเดียส ปโตเลมี นักปราชญ์ชาวกรีก ได้แต่งตำราดาราศาสตร์ฉบับแรกของโลกชื่อ “อัลมาเจสต์” ระบุว่า โลกเป็นทรงกลมอยู่ตรงใจกลางของจักรวาล การที่เราเห็นดาวเคราะห์ทั้งเจ็ด (รวมดวงอาทิตย์ และดวงจันทร์) เคลื่อนไปข้างหน้า แต่บางครั้งก็เคลื่อนที่ย้อนทาง (Retrograde) สวนกับกลุ่มดาวจักราศี เป็นเพราะดาวเคราะห์ทั้งเจ็ด เคลื่อนที่อยู่บนวงกลมขนาดเล็กซึ่งเรียกว่า “เอปิไซเคิล” (Epicycle) 


ภาพที่ 3 แบบจำลองของปโตเลมี

           ค.ศ.1514 โคเปอร์นิคัส ได้อธิบายว่า การที่เราเห็นดาวเคราะห์เคลื่อนที่ถอยหลังเป็นเพราะ โลกซึ่งเป็นดาวเคราะห์วงใน เคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์เร็วกว่าดาวเคราะห์ชั้นนอกเช่น ดาวอังคาร  เขาเสนอทฤษฎีดวงอาทิตย์คือศูนย์กลางของระบบสุริยะ  ในเวลาต่อมากาลิเลโอส่องกล้องดูดาวพฤหัสบดี และดาวศุกร์ จึงค้นพบหลักฐานที่ว่า ดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางของระบบสุริยะ และโจฮานเนส เคปเลอร์ ค้นพบว่า ดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นรูปวงรี     ปลายคริสต์ศตวรรษที่ 17 ไอแซค นิวตัน ค้นพบว่า ดวงดาวทั้งหลายดึงดูดกันด้วยแรงโน้มถ่วง  ปัจจุบันนักดาราศาสตร์ค้นพบระบบสุริยะของดาวฤกษ์ดวงอื่น (Extra Solar System) มากกว่า 200 ระบบ 

           ปลายคริสตศตวรรษที่ 18  วิลเลียม เฮอส์เชล ผู้ค้นพบดาวยูเรนัส ใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ตรวจนับดาวในทางช้างเผือก เขาสันนิษฐานว่า ดวงอาทิตย์อยู่ที่ตำแหน่งใจกลางของกาแล็กซีทางช้างเผือก   จนกระทั่งปี ค.ศ.1920 ฮาร์โลว์ แชพลีย์ ศึกษากระจุกดาวเปิดซึ่งอยู่ล้อมรอบกาแล็กซี จึงสามารถพิสูจน์ได้ว่า ตำแหน่งของดวงอาทิตย์อยู่ค่อนมาทางแขนของกาแล็กซี  


ภาพที่ 4 แบบจำลองทางช้างเผือกของ เฮอร์เชล ซึ่งมีดวงอาทิตย์อยู่ตรงกลาง

           ค.ศ.1905  อัลเบิร์ต ไอสไตน์ ประกาศทฤษฎีสัมพัทธภาพเฉพาะ E = Mc2 พลังงานและมวลเป็นสิ่งเดียวกัน พลังงานจำนวนมหาศาลอัดรวมกันเป็นสสารได้ นั่นคือ นิวเคลียร์ฟิวชัน พลังงานต้นกำเนิดของดาวฤกษ์ สิบปีต่อมาเขาประกาศทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ว่าด้วย มวลทำให้ภูมิศาสตร์ของอวกาศโค้ง และอธิบายว่า ดาวเคราะห์เคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ มิใช่เป็นเพราะ แรงโน้มถ่วงระหว่างดาวอย่างที่นิวตันอธิบาย แต่เป็นเพราะว่า มวลของดวงอาทิตย์ทำให้อวกาศโค้ง ดาวเคราะห์จึงจำต้องเคลื่อนที่เป็นวงโค้งไปรอบๆ  


ภาพที่ 4 อวกาศโค้ง

           ค.ศ.1929  เอ็ดวิน ฮับเบิล จำแนกกาแล็กซีออกเป็นหลายประเภท และพบว่า สเปคตรัมของกาแล็กซีส่วนใหญ่มีปรากฏการณ์การเลื่อนทางแดง (Redshift)  นั่นหมายถึง กาแล็กซีกำลังเคลื่อนที่ออกจากโลก นั่นก็คือ เอกภพ (จักรวาล) กำลังขยายตัว   
           ค.ศ.1989  ยานอวกาศโคบี (COBE) พบว่า รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของเอกภพ (Cosmic Microwave Background Radiation) มีอุณหภูมิไม่เท่ากัน เป็นหลักฐานยืนยันว่า เอกภพเย็นตัวลงไม่เท่ากันทุกตำบล กาแล็กซีจึงเกิดขึ้นเป็นกระจุกๆ ไม่กระจายตัวเท่าๆ กัน ในเอกภพ 


ภาพที่ 5 อุณหภูมิของรังสีไมโครเวฟพื้นหลังของเอกภพ

           ปัจจุบันนักดาราศาสตร์ค้นพบว่า เอกภพประกอบด้วยกาแล็กซีจำนวนมหาศาล กระจายตัวอยู่เป็นกระจุกๆ  กาแล็กซีส่วนใหญ่กำลังเคลื่อนที่ออกจากโลก แสดงว่าเอกภพกำลังขยายตัว เมื่อคำนวณอัตราการขยายตัวของเอกภพย้อนกลับ จึงได้ผลลัพธ์ว่า เอกภพกำเนิดขึ้นจากจุดๆ หนึ่ง (Singularity) เมื่อประมาณ 13,000 ล้านปีมาแล้ว นักดาราศาสตร์พยายามค้นหาขอบจักรวาล แต่ดูเหมือนว่า ธรรมชาติไม่ต้องการให้เรารู้อนาคต ยิ่งส่องกล้องลึกเข้าไปในอวกาศมากเท่าใด ก็ยิ่งเห็นภาพลึกไปในอดีตมากเท่านั้น  เพราะว่าแสงต้องใช้เวลาในการเดินทาง (เช่น กระจุกดาวลูกไก่อยู่ห่างจากโลก 400 ปีแสง ภาพที่เราเห็นในปัจจุบันคือแสงของกระจุกดาวลูกไก่เมื่อ 400 ปีที่แล้ว)  

           กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (Hubble Telescope) ถ่ายภาพกาแล็กซีที่ไกลที่สุด ระยะห่างหลายพันปีแสง พบว่าในอดีตนั้นกาแล็กซีเคยอยู่ใกล้กันจริง แสดงว่า เอกภพในยุคนั้นมีขนาดเล็ก ซึ่งยืนยันทฤษฎีบิ๊กแบง (Big Bang) เอกภพกำเนิดขึ้นจากจุดๆ หนึ่ง แล้วก็เกิดการระเบิดใหญ่ (Big Bang) ขึ้นมา นี่คือจุดกำเนิดของสรรพสิ่งและกาลเวลา  เวลาต่อมาเอกภพขยายตัวและเย็นตัวลง พลังงานอัดแน่นเป็นสสาร กำเนิดเป็นกาแล็กซีและดาวขึ้นมา

หมวดหมู่ OECD: 
Hits 51 ครั้ง

ตำแหน่งของโลกในจักรวาล

วันที่เผยแพร่: 
Tuesday, May 15, 2018
เจ้าของข้อมูล: 
http://www.scimath.org/article-earthscience/item/345-earth6
รายละเอียด: 

 

โลก (The Earth) 
โลกของเรามีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 12,756 กิโลเมตร โลกอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ 150 ล้านกิโลเมตร แสงอาทิตย์ต้องใช้เวลาเดินทางนาน 8 นาที กว่าจะถึงโลก 

ระบบสุริยะ (Solar System)
ประกอบด้วยดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์อยู่ตรงศูนย์กลาง มีดาวเคราะห์ 9 ดวง เป็นบริวารโคจรล้อมรอบ ดาวเคราะห์แต่ละดวงอาจมีดวงจันทร์เป็นบริวารโคจรล้อมรอบอีกทีหนึ่ง  ดาวพลูโตอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ 6 พันล้านกิโลเมตร  แสงอาทิตย์ต้องใช้เวลาเดินทางนาน 5 ชั่วโมงครึ่ง กว่าจะถึงดาวพลูโต

ดาวฤกษ์เพื่อนบ้าน  (Stars)
ดาวฤกษ์แต่ละดวงอาจมีระบบดาวเคราะห์เป็นบริวาร เช่นเดียวกับระบบสุริยะของเรา   ดาวฤกษ์แต่ละดวงอยู่ห่างกันเป็นระยะทางหลายล้านล้านกิโลเมตร   ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ที่สุดของดวงอาทิตย์ชื่อ “ปร๊อกซิมา เซนทอรี” (Proxima Centauri) อยู่ห่างออกไป 40 ล้านล้านกิโลเมตร หรือ  4.2 ปีแสง  ดาวฤกษ์ซึ่งมองเห็นเป็นดวงสว่างบนท้องฟ้า ส่วนมากจะอยู่ห่างไม่เกิน  2,000 ปีแสง

กาแล็กซี (Galaxy)
กาแล็กซีคืออาณาจักรของดวงดาว   กาแล็กซีของเราชื่อ “กาแล็กซีทางช้างเผือก” (The Milky Way Galaxy) มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 แสนปีแสง ประกอบด้วยดาวฤกษ์ประมาณ 1 พันล้านดวง ดวงอาทิตย์ของเราอยู่ห่างจากใจกลางของกาแล็กซีเป็นระยะทางประมาณ 3 หมื่นปีแสง (2 ใน 3 ของรัศมี)

กระจุกกาแล็กซี (Cluster of galaxies) 
กาแล็กซีอยู่รวมกันเป็น กลุ่ม (Group) หรือกระจุก (Cluster)  “กลุ่มกาแล็กซีของเรา” (The local group) มีจำนวนมากกว่า 10 กาแล็กซี  กาแล็กซีเพื่อนบ้านของเรามีชื่อว่า “กาแล็กซีแอนโดรมีดา”(Andromeda galaxy)  อยู่ห่าง 2.3 ล้านปีแสง  กลุ่มกาแล็กซีท้องถิ่นมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 ล้านปีแสง

ซูเปอร์คลัสเตอร์ (Supercluster)
ซูเปอร์คลัสเตอร์ ประกอบด้วยกระจุกกาแล็กซีหลายกระจุก  “ซูเปอร์คลัสเตอร์ของเรา” (The local supercluster) มีกาแล็กซีประมาณ 2 พันกาแล็กซี  ตรงใจกลางเป็นที่ตั้งของ “กระจุกเวอร์โก”  (Virgo cluster) ซึ่งประกอบด้วยกาแล็กซีประมาณ 50 กาแล็กซี อยู่ห่างออกไป 65 ล้านปีแสง  กลุ่มกาแล็กซีท้องถิ่นของเรา กำลังเคลื่อนที่ออกจากกระจุกเวอร์โก ด้วยความเร็ว 400 กิโลเมตร/วินาที

เอกภพ (Universe) 
“เอกภพ” หรือ “จักรวาล” หมายถึง อาณาบริเวณโดยรวมซึ่งบรรจุทุกสรรพสิ่งทั้งหมด  นักดาราศาสตร์ยังไม่ทราบว่า ขอบของเอกภพสิ้นสุดที่ตรงไหน  แต่พวกเขาพบว่ากระจุกกาแล็กซีกำลังเคลื่อนที่ออกจากกัน นั่นแสดงให้เห็นว่าเอกภพกำลังขยายตัว   เมื่อคำนวณย้อนกลับนักดาราศาสตร์พบว่า เมื่อก่อนทุกสรรพสิ่งเป็นจุด ๆ เดียว เอกภพถือกำเนิดขึ้นด้วย ”การระเบิดใหญ่” (Big Bang) เมื่อประมาณ 13,000 ล้านปีมาแล้ว

หมายเหตุ: (1 ปีแสง = ระยะทางซึ่งแสงใช้เวลานาน 1 ปี หรือ 9.5 ล้านล้านกิโลเมตร)

หมวดหมู่ OECD: 
Hits 50 ครั้ง

ดาวเคราะห์น้อย

วันที่เผยแพร่: 
Tuesday, May 15, 2018
เจ้าของข้อมูล: 
http://www.scimath.org/article-earthscience/item/352-asteroids
รายละเอียด: 

าวเคราะห์น้อย (Asteroids หรือ Minor planets) เกิดขึ้นในยุคที่เกิดระบบสุริยะเมื่อ 4,600 ล้านปีที่แล้ว ปัจจุบันมีวัตถุที่นักดาราศาสตร์ได้สังเกตพบและตั้งชื่อไว้อยู่ถึง 20,000 ดวง มีวัตถุที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 100 กิโลเมตร อยู่ประมาณ 200 ดวง ที่เหลือเป็นอุกกาบาตขนาดเล็กมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1 กิโลเมตร  ดาวเคราะห์น้อยโดยทั่วไปมีรูปร่างไม่แน่นอนและเต็มไปด้วยหลุมบ่อ  แถบดาวเคราะห์น้อย (Asteroid Belt) พบอยู่ระหว่างวงโคจรของดาวอังคารและดาวพฤหัสบดี  สันนิษฐานว่าเกิดมาพร้อม ๆ กับดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ  มีทฤษฎีหนึ่งอธิบายว่าดาวเคราะห์น้อยในบริเวณนี้ไม่สามารถรวมตัวกันเป็นดาว เคราะห์ขนาดใหญ่ได้ เนื่องจากถูกรบกวนโดยแรงโน้มถ่วงอันมหาศาลของดาวพฤหัสบดี

ภาพที่ 1  ดาวเคราะห์น้อย

            ดาวเคราะห์น้อยตลอด เวลา 30 ปีที่ผ่านมา นักดาราศาสตร์ได้ใช้สเปกโตรสโคปในการศึกษาองค์ประกอบทางเคมีและแร่ธาตุต่างๆ บนดาวเคราะห์น้อย โดยการวิเคราะห์แสงสะท้อนจากพื้นผิวดาว นอกจากนี้ยังตรวจสอบชิ้นอุกกาบาตที่ตกลงมาสู่พื้นโลก พบว่าประมาณ 1 ใน 3 ของบรรดาอุกกาบาตที่ศึกษาพบ มีสีเข้มและมีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นคาร์บอน ให้ชื่อว่าเป็นอุกกาบาตประเภทคาร์บอนาเซียสคอนไดรท์ (carbonaceous chondrites: C-type)  อีกประมาณ 1 ใน 6 พบว่า มีสีค่อนข้างแดงแสดงว่ามีส่วนประกอบที่เป็นเหล็ก จึงเรียกว่า ประเภทหินปนเหล็ก (stony-iron bodies: S-type)

            ดาวเคราะห์น้อยมีดาว เคราะห์น้อยบางดวงที่มีวงโคจรที่ไม่อยู่ในระนาบอิคลิปติกและมีวงโคจรอยู่ไม่ ไกลกว่า 195 ล้านกิโลเมตร ซึ่งทำให้มันมีโอกาสที่จะโคจรมาพบกับโลกได้ในวันหนึ่งในอนาคต ดังนั้นนักดาราศาสตร์ไม่เพียงแต่ค้นหาดาวเคราะห์น้อยดวงใหม่เท่านั้น แต่ต้องติดตามการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์น้อยเหล่านั้นที่มีวงโคจรอยู่ใกล้ เคียงกับโลก ซึ่งจำแนกพวกนี้เป็นดาวเคราะห์น้อยใกล้โลก (Near Earth Asteroids: NEAs)

            ดาวเคราะห์น้อยนอกจาก นี้ยังมีวัตถุบางชิ้นที่อาจเกิดขึ้นในขณะที่มีการก่อตัวของดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ นักวิทยาศาสตร์พบชิ้นส่วนอุกกาบาต ALH 84001 ที่พบบนพื้นโลกบริเวณขั้วโลก ที่น่าจะมีต้นกำเนิดจากดาวอังคาร  อีกทั้งยังพบร่องรอยขององค์ประกอบของเซลล์สิ่งมีชีวิตที่ยังพิสูจน์ไม่ได้ ว่าเป็นเซลล์สิ่งมีชีวิตจากนอกโลก หรือจากพื้นผิวโลกแทรกเข้าไปในรอยร้าวของอุกกาบาตนั้น

หมวดหมู่ OECD: 
Hits 50 ครั้ง

ทรงกลมท้องฟ้า

วันที่เผยแพร่: 
Tuesday, May 15, 2018
เจ้าของข้อมูล: 
http://www.scimath.org/article-earthscience/item/675-55
รายละเอียด: 

คนในสมัยโบราณเชื่อว่า ดวงดาวทั้งหมดบนท้องฟ้าอยู่ห่างจากโลกเป็นระยะทางเท่าๆ กัน โดยดวงดาวเหล่านั้นถูกตรึงอยู่บนผิวของทรงกลมขนาดใหญ่เรียกว่า “ทรงกลมท้องฟ้า” (Celestial sphere) โดยมีโลกอยู่ที่ศูนย์กลางของทรงกลม   ทรงกลมท้องฟ้าหมุนรอบโลกจากทิศตะวันออกไปยังทิศตะวันตก โดยที่โลกหยุดนิ่งอยู่กับที่ไม่เคลื่อนไหว  

              นักปราชญ์ในยุคต่อมาทำการศึกษาดาราศาสตร์กันมากขึ้น จึงพบว่า ดวงดาวบนท้องฟ้าอยู่ห่างจากโลกเป็นระยะทางที่แตกต่างกัน กลางวันและกลางคืนเกิดจากการหมุนรอบตัวเองของโลก มิใช่การหมุนของทรงกลมท้องฟ้า ดังที่เคยเชื่อกันในอดีต  อย่างไรก็ตามในปัจจุบันนักดาราศาสตร์ยังคงใช้ทรงกลมท้องฟ้า เป็นเครื่องมือในการระบุตำแหน่งทางดาราศาสตร์ ทั้งนี้เป็นเพราะหากเราจินตนาการให้โลกเป็นศูนย์กลาง โดยมีทรงกลมท้องฟ้าเคลื่อนที่หมุนรอบ จะทำให้ง่ายต่อการระบุพิกัดหรือเปรียบเทียบตำแหน่งของวัตถุบนท้องฟ้าและสังเกตการเคลื่อนที่ของวัตถุ เหล่านั้นได้ง่ายขึ้น

จินตนาการจากอวกาศ


ภาพที่ 1 ทรงกลมท้องฟ้า 

              • หากต่อแกนหมุนของโลกออกไปบนท้องฟ้าทั้งสองด้าน เราจะได้จุดสมมติเรียกว่า “ขั้วฟ้าเหนือ” (North celestial pole) และ “ขั้วฟ้าใต้” (South celestial pole) โดยขั้วฟ้าทั้งสองจะมีแกนเดียวกันกับแกนการหมุนรอบตัวเองของโลก และขั้วฟ้าเหนือจะชี้ไปประมาณตำแหน่งของดาวเหนือ ทำให้เรามองเห็นว่า ดาวเหนือไม่มีการเคลื่อนที่ 
              • หากขยายเส้นศูนย์สูตรโลกออกไปบนท้องฟ้าโดยรอบ เราจะได้เส้นสมมติเรียกว่า “เส้นศูนย์สูตรฟ้า” (Celestial equator)   เส้นศูนย์สูตรฟ้าแบ่งท้องฟ้าออกเป็น “ซีกฟ้าเหนือ” (Northern hemisphere) และ “ซีกฟ้าใต้” (Southern hemisphere) เช่นเดียวกับที่เส้นศูนย์สูตรโลกแบ่งโลกออกเป็นซีกโลกเหนือ และซีกโลกใต้


ภาพที่ 2 เส้นสมมติบนทรงกลมท้องฟ้า 

จินตนาการจากพื้นโลก

              • ในความเป็นจริงเราไม่สามารถมองเห็นทรงกลมท้องฟ้าได้ทั้งหมด  เนื่องจากเราอยู่บนพื้นผิวโลก จึงมองเห็นทรงกลมท้องฟ้าได้เพียงครึ่งเดียว และเรียกแนวที่ท้องฟ้าสัมผัสกับพื้นโลกรอบตัวเราว่า “เส้นขอบฟ้า” (Horizon)  ซึ่งเป็นเสมือน เส้นรอบวงบนพื้นราบ ที่มีตัวเราเป็นจุดศูนย์กลาง 
              • หากลากเส้นโยงจากทิศเหนือมายังทิศใต้ โดยผ่านจุดเหนือศรีษะ จะได้เส้นสมมติซึ่งเรียกว่า “เส้นเมอริเดียน”  (Meridian) 
              • หากลากเส้นเชื่อมทิศตะวันออก-ทิศตะวันตก โดยให้เส้นสมมตินั้นเอียงตั้งฉากกับขั้วฟ้าเหนือตลอดเวลา จะได้ “เส้นศูนย์สูตรฟ้า”  ซึ่งแบ่งท้องฟ้าออกเป็นซีกฟ้าเหนือและซีกฟ้าใต้  หากทำการสังเกตการณ์จากประเทศไทย ซึ่งอยู่บนซีกโลกเหนือจะมองเห็นซีกฟ้าเหนือมีอาณาบริเวณมากกว่าซีกฟ้าใต้เสมอ

การเคลื่อนที่ของทรงกลมท้องฟ้า 
              เมื่อมองจากพื้นโลกเราจะเห็นทรงกลมท้องฟ้าเคลื่อนที่จากทิศตะวันออกไปยังทิศตะวันตก  อย่างไรก็ตามเนื่องจากโลกของเราเป็นทรงกลม ดังนั้นมุมมองของการเคลื่อนที่ของทรงกลมท้องฟ้า ย่อมขึ้นอยู่กับตำแหน่งละติจูด(เส้นรุ้ง) ของผู้สังเกตการณ์  เป็นต้นว่า
              • ถ้าผู้สังเกตการณ์อยู่บนเส้นศูนย์สูตร หรือละติจูด 0°    ขั้วฟ้าเหนือจะอยู่ที่ขอบฟ้าด้านทิศเหนือพอดี  (ภาพที่ 3) 
              • ถ้าผู้สังเกตการณ์อยู่ที่ละติจูดสูงขึ้นไป เช่น ละติจูด 13°    ขั้วฟ้าเหนือจะอยู่สูงจากขอบฟ้า 13° (ภาพที่ 4) 
              • ถ้าผู้สังเกตการณ์อยู่ที่ขั้วโลกเหนือ หรือละติจูด 90°   ขั้วฟ้าเหนือจะอยู่สูงจากขอบฟ้า 90° (ภาพที่ 5) 

              เราสามารถสรุปได้ว่า ถ้าผู้สังเกตการณ์อยู่ที่ละติจูดเท่าใด  ขั้วฟ้าเหนือจะอยู่สูงจากขอบฟ้าเท่ากับละติจูดนั้น 


ภาพที่ 3 ละติจูด 00 N

              ผู้สังเกตการณ์อยู่ที่เส้นศูนย์สูตร (ละติจูด 00
              ดาวเหนืออยู่บนเส้นขอบฟ้าพอดี 
              ดาวขึ้น – ตก ในแนวในตั้งฉากกับพื้นโลก


ภาพที่ 4 ละติจูด 130 N

              ผู้สังเกตการณ์อยู่ที่ กรุงเทพ ฯ (ละติจูด 130 N) 
              ดาวเหนืออยู่สูงเหนือเส้นขอบฟ้า 130
              ดาวขึ้น – ตก ในแนวเฉียงไปทางใต้ 130


ภาพที่ 5 ละติจูด 900  N

              ผู้สังเกตการณ์อยู่ที่ขั้วโลกเหนือ (ละติจูด 900 N) 
              ดาวเหนืออยู่สูงเหนือเส้นขอบฟ้า 900
              ดาวเคลื่อนที่ในแนวขนานกับพื้นโลก

หมวดหมู่ OECD: 
Hits 50 ครั้ง

ปรากฏการณ์ชาโดว์แบนด์

วันที่เผยแพร่: 
Sunday, April 15, 2018
เจ้าของข้อมูล: 
http://www.narit.or.th/index.php/astronomy-article/3514-shadow-band
รายละเอียด: 

ในขณะเกิดสุริยุปราคาเต็มดวงนั้นมีปรากฏการณ์หนึ่งที่น่าสนใจ แต่ไม่ค่อยเป็นที่รู้จักเกิดขึ้นก่อนที่ดวงจันทร์จะบังดวงอาทิตย์อย่างสมบูรณ์และหลังจากการบังกันอย่างสมบูรณ์เกิดขึ้นไม่นานนัก  ปรากฏการณ์ดังกล่าวคือ ชาโดว์แบนด์ (Shadow Band) ซึ่งจะสังเกตเห็นได้เมื่อดวงอาทิตย์ปรากฏเป็นเสี้ยวบางมากๆ โดยแสงอาทิตย์ในขณะนั้นจะปรากฏเป็นแถบสว่างมากสลับกับสว่างน้อยเป็นริ้วๆเหมือนทางม้าลาย และมีการเคลื่อนตัวอย่างระลอกคลื่นในทิศทางตั้งฉากกับแถบไปบนพื้นดิน บนกำแพงและผนังอาคารบ้านเรือน ผู้ที่สนใจศึกษาปรากฏการณ์นี้จะนำผ้าใบสีขาวเรียบๆหรือกระดาษที่มีขนาดใหญ่ราวๆ 1-2 ตารางเมตรไปรองรับเพื่อใช้เป็นฉากในการสังเกต

 

        ในปี ค.ศ. 1911 Robert W. Wood นักฟิสิกส์ชาวอเมริกันอธิบายปรากฏการณ์นี้ไว้ในหนังสือ physical optics ว่ามันเป็นปรากฏการณ์ในลักษณะเดียวกับที่เรามองเห็นดาวบนท้องฟ้าในเวลากลางคืนเกิดการกะพริบ

        เหตุที่เรามองเห็นดาวในยามค่ำคืนกะพริบนั้น เนื่องจากชั้นบรรยากาศโลกนั้นมีอุณหภูมิแตกต่างกันทำให้มันทำตัวเหมือนเลนส์เว้นและเลนส์นูนกระจายตัวอยู่เหนือผิวโลก ส่วนที่รวมแสงจะทำให้แสงดาวสว่างขึ้นเล็กน้อย และส่วนที่กระจายแสงจะทำให้แสงดาวลดความสว่างลง เมื่อกระแสอากาศมีความเคลื่อนไหวย่อมทำให้เราเห็นแสงดาวมีความเปลี่ยนแปลงความสว่างไปมาจนเห็นดาวกะพริบ

        ชาโดว์แบนด์ก็คือ แถบแสงสว่างสลับมืดที่เกิดจากการรวมแสงและกระจายแสงของชั้นบรรยากาศโลก ซึ่งการถ่ายภาพหรือวีดีโอแถบเหล่านี้ไม่ง่าย เพราะ ความแตกต่างของความสว่างระหว่างแถบนั้นมีค่าไม่มากนัก (low contrast)  นอกจากนี้ยังเคลื่อนไหวเปลี่ยนแปลงค่อนข้างเร็ว

กล่าวโดยสรุปได้ว่าหากโลกไม่มีชั้นบรรยากาศ ดาวบนท้องฟ้าย่อมไม่กะพริบ และ ไม่มีปรากฏการณ์ชาโดว์แบนด์

        ในปี ค.ศ. 1970 นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยบอลสเตท (Ball State University) แบ่งเป็น 5 กลุ่มแยกย้ายไปทำการสังเกตปรากฏการณ์ชาโดว์แบนด์ด้วยฉากสีขาว ทุกกลุ่มพบว่าแถบชาโดว์แบนด์วางตัวขนานไปกับเส้นคอร์ดที่เชื่อมระหว่างเสี้ยวดวงอาทิตย์ และพบว่าแถบชาโดว์แบนด์เคลื่อนที่ในทิศทางเข้าหาเงาดวงจันทร์ก่อนจะเกิดการบังอย่างสมบูรณ์ และ เคลื่อนที่ออกจากเงาดวงจันทร์หลังจากเกิดการบังอย่างสมบูรณ์ พวกเขาพยายามจับเวลาเพื่อหาความเร็วการเคลื่อนที่ของแถบเหล่านี้ ทว่าแต่ละกลุ่มกลับวัดความเร็วได้ไม่เท่ากัน (2-3 เมตรต่อวินาที) และวัดความกว้างของแต่ละแถบได้ไม่เท่ากันอีกด้วย

        จริงๆแล้วก่อนนั้นนั้น A. Healy นักศึกษาจาก Wesleyan University ทำการสังเกตความเข้มของแสงสีน้ำเงินและเหลืองที่ปรากฏในชาโดว์แบนด์ เมื่อวันที่ 12 พฤจิกายน ปี ค.ศ. 1966  ด้วยอุปกรณ์ที่ใช้หลักการโฟโตอิเล็กทริก

        ผลลัพธ์ที่ได้น่าสนใจมาก เพราะ ขณะที่สุริยุปราคาใกล้จะเต็มดวง ความกว้างของแถบชาโดว์แบนด์จะน้อยลง และจะค่อยๆเพิ่มขึ้นหลังจากการบังกันเกิดขึ้นอย่างสมบูรณ์แล้ว

        ยิ่งไปกว่านั้นคือ ขณะที่เกิด second contact ซึ่งเป็นจังหวะที่ดวงจันทร์เพิ่งจะบังดวงอาทิตย์อย่างสมบูรณ์ เมื่อวัดในช่วงแสงสีน้ำเงิน แถบมืดจะมีความกว้าง 6 เซนติเมตร แต่แถบมืดจะกว้าง 8 เซนติเมตร หากวัดในช่วงแสงสีเหลือง

        นักวิทยาศาสตร์ตระหนักได้ในตอนนั้นว่าปรากฏการณ์ชาโดว์แบนด์มีความซับซ้อนกว่าที่เคยคิดกัน

 

 

        ทีมนักวิทยาศาสตร์จาก ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดขององค์การนาซา (Nasa’ Goddard Space Flight) ทำการสังเกตการณ์ชาโดว์แบนด์อย่างละเอียดในเดือนมีนาคม ปี ค.ศ. 1970

        ผลลัพธ์ที่ได้นั้นมีความซับซ้อนอย่างยิ่งเมื่อพวกเขาพบว่าแถบชาโดว์แบนด์นั้นมีสองชนิดเคลื่อนไหวซ้อนกันอยู่โดยแถบใหญ่กว้าง 30 เซนติเมตร แถบเล็กกว้าง 4 เซนติเมตร แถบใหญ่อยู่ห่างกัน 2 เมตร ส่วนแถบเล็กห่างกัน 8 เซนติเมตร แถบใหญ่เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 16 เมตร/วินาที ส่วนแถบเล็กเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 3 เมตรต่อวินาที

        ที่น่าแปลกไปกว่านั้นคือ เมื่อสังเกตในช่วงแสงสีต่างๆพบว่าแสงสีน้ำเงินปรากฏขึ้นก่อนและปรากฏขึ้นนานกว่าแสงสีเขียว ไม่มีคลื่นอินฟราเรดในแถบใดๆ และแถบเหล่านี้เป็นแสงแบบไม่โพลาไรซ์ 

        นอกจากนี้พวกเขายังพบว่าแถบชาโดว์แบนด์นั้นเคลื่อนที่จากตะวันตกไปยังทิศตะวันออกตลอดเวลา ซึ่งเมื่อใช้เครื่อง Radiosonde (อุปกรณ์ที่ใช้ติดไปกับบอลลูนเพื่อเก็บข้อมูลของบรรยากาศ ทั้งความดัน อุณหภูมิ ความชื้น กระแสลม หรือแม้แต่ปริมาณรังสีคอสมิกที่ความสูงระดับต่างๆ)ทำการวัดทิศทางและความเร็วลมตั้งแต่ระดับความสูงต่ำๆไปจนถึงระดับความสูง 40 กิโลเมตร ก็พบว่ากระแสลมพัดจากทิศตะวันตกไปยังทิศตะวันออกทุกๆระดับความสูง

        ทีมนักวิทยาศาสตร์จากองค์การนาซาใช้ความรู้เรื่องทางเดินของแสงมาคำนวณหาตำแหน่งของชั้นบรรยากาศที่ทำให้เกิดชาโดว์แบนด์ก็พบว่าแถบกว้างนั้นเกิดที่ระดับความสูงไม่เกิน 3,500 เมตร ส่วนแถบเล็กนั้นเกิดที่ระดับความสูงไม่เกิน 150 เมตร ผลการคำนวณสอดคล้องกับข้อมูลกระแสลมที่ระดับความสูงต่างๆรวมทั้งความเร็วของชาโดว์แบนด์ที่ปรากฏเป็นอย่างดี

        พวกเขาจึงสรุปได้ว่า ชั้นบรรยากาศโลกที่มีความหนาแน่นแตกต่างกัน ทำให้แสงจากดวงอาทิตย์ขณะที่ปรากฏเป็นเสี้ยวบางปรากฏเป็นแถบชาโดว์แบนด์

ส่วนคำถามที่ว่าเหตุใดแสงสีน้ำเงินปรากฏนานกว่าแสงสีเขียวนั้น เหล่านักวิทยาศาสตร์ยังไม่ได้ทำการคำนวณเพื่ออธิบายให้ชัดเจน

        ในปี ค.ศ. 1980 ทีมนักวิทยาศาสตร์ชาวอินเดียสองทีมได้ทำการสังเกตชาโดว์แบนด์ที่เกิดขึ้นคนละสถานที่กัน ทีมหนึ่งพบว่าคาบการเปลี่ยนแปลงของแถบชาโดว์แบนมีค่า 3 และ 1.7 วินาทีซึ่งมากกว่าครั้งก่อนๆที่มีการวัดได้ ส่วนอีกทีมวัดค่าความกว้างของแถบได้ 4.2 เซนติเมตร และระยะห่างระหว่างแถบได้ 14.2 เซนติเมตร ซึ่งค่าไม่ได้หนีกับค่าที่นักวิทยาศาสตร์ทางนาซาวัดได้ก่อนหน้านี้

        การสังเกตการณ์ครั้งนี้เป็นสิ่งที่บ่งชี้ว่าลักษณะของชาโดว์แบนด์นั้นแตกต่างไปตามการเกิดสุริยุปราคาแต่ละครั้งขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ความเร็มลม และตัวแปรอื่นๆที่เกี่ยวข้องกับบรรยากาศของโลกในขณะนั้น

        อย่างไรก็ตาม การที่แถบชาโดว์แบนด์ที่สว่างมากกับสว่างน้อยมีความเข้มที่แตกต่างกันมากขึ้นๆเมื่อดวงจันทร์ค่อยๆบังดวงอาทิตย์เต็มดวงมากขึ้น รวมทั้งอุณหภูมิของชั้นบรรยากาศมีความสัมพันธ์กับชาโดว์แบนด์อย่างไรนั้นยังไม่มีใครอธิบายได้ พูดง่ายๆว่าชาโดว์แบนด์นั้นเป็นหนึ่งในปรากฏการณ์ธรรมชาติที่ยังไม่มีทฤษฎีที่ใช้อธิบายได้อย่างครอบคลุม

หมวดหมู่ OECD: 
Hits 98 ครั้ง

Messier 2 (M2)

วันที่เผยแพร่: 
Sunday, April 15, 2018
เจ้าของข้อมูล: 
http://www.narit.or.th/index.php/astronomy-article/3548-messier-2
รายละเอียด: 

Messier 2 (M2)  

เป็นกระจุกดาวทรงกลม (Globular Cluster)ที่ประกอบไปด้วยดาวฤกษ์ประมาณ 150,000 ดวงเกาะกลุ่มกันภายใต้แรงโน้มถ่วงของกันและกัน เกิดเป็นระบบดวงฤกษ์ขนาดใหญ่มีลักษณะคล้ายทรงกลม อยู่บริเวณกลุ่มดาวราศีกุมภ์ (Aquarius) อยู่ห่างจากโลก 33,000 ปีแสง   มีเส้นผ่านศูนย์กลางถึง 175 ปีแสง 

 

        นักดาราศาสตร์คาดว่ามี  M2 มีอายุประมาณ 13,000 ล้านปี ประกอบไปด้วยดาวฤกษ์ที่มีสีเหลืองไปจนถึงสีแดงเป็นส่วนใหญ่  มันเป็นหนึ่งในกระจุกดาวทรงกลมที่มีขนาดใหญ่และเก่าแก่ที่สุดในกาแล็กซีทางช้างเผือก  เราสามารถสังเกตเห็นได้ด้วยกล้องสองตาและกล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็ก แต่จะเห็นเป็นเพียงหมอกจาง ๆ สีขาว ไม่เพียงพอให้เห็นดาวฤกษ์แต่ละดวงแยกออกจากกัน  

 

        Messier 2 ถูกพบครั้งแรกในปี ค.ศ.1746 โดยนักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Jean-Dominique Maraldi และ Jacques Cassini  ในขณะที่เขาทั้งคู่กำลังสังเกตการณ์ดาวหางอยู่ แล้วเข้าใจผิดว่าเป็นเนบิวลา  ต่อมาในปี ค.ศ.1760  Charles Messier  ที่กำลังศึกษาดาวหางได้บันทึกว่า M2  เป็นเนบิวลาชนิดหนึ่งที่ไม่มีดาวฤกษ์อยู่ภายใน

 

        จนกระทั่งปี ค.ศ.1783  William Herschel  เป็นนักดาราศาสตร์คนแรกใช้กล้องโทรทรรศน์ที่มีกำลังแยกภาพสูงจนสามารถมองเห็นดาวฤกษ์แต่ละดวงได้ เขาพบว่าเป็นระบบขนาดใหญ่ที่ประกอบไปด้วยดาวฤกษ์จำนวนมาก

หมวดหมู่ OECD: 
Hits 103 ครั้ง

หลุมดำ

วันที่เผยแพร่: 
Wednesday, March 14, 2018
เจ้าของข้อมูล: 
http://www.lesa.biz/astronomy/star/black-hole
รายละเอียด: 

ปี ค..1905 อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ (Albert Einstein) นักดาราศาสตร์ชาวยิว ประกาศทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ(Special Relativity) ว่า แสงเดินทางในอวกาศด้วยความเร็วคงที่ด้วยความเร็ว 3 x 108 เมตร/วินาที และไม่ขึ้นอยู่กับทิศทางการเคลื่อนที่ของผู้สังเกตการณ์  ขณะที่สังคมในยุคนั้นถือว่า ความเร็ว ระยะทาง/เวลา ไอสไตน์กล่าวว่า ความเร็วแสงคงที่ แต่เวลาและระยะทางยืดหดได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความเร็วของผู้สังเกตการณ์ ถ้าผู้สังเกตการณ์เดินทางเข้าใกล้ความเร็วแสง ระยะทางจะหดสั้น กาลเวลาจะช้าลง ดังที่แสดงในกราฟในภาพที่ 1
 

ภาพที่ เมื่อผู้สังเกตการณ์เคลื่อนที่ใกล้ความเร็วแสง เวลาจะช้าลง

        แม้ว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของไอน์สไตน์ ฟังดูไม่น่าเชื่อ แต่ทฤษฎีนี้ก็ถูกพิสูจน์แล้วว่า เวลาในยานอวกาศเดินช้ากว่าเวลาบนโลก อนุภาคในอวกาศมีอายุขัยยาวนานกว่าอนุภาคบนโลก   ปี ค.ศ.1917​ ไอน์สไตน์ นำเสนอทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (General Relativity) ว่า อวกาศประกอบด้วย มิติ คือ อวกาศและกาลเวลา (Space-time) มวลทำให้อวกาศโค้ง ดาวที่มีมวลมากจะฉุดรั้งให้อวกาศโค้งและกาลเวลายืดออกไป ในลักษณะคล้ายภาพที่ 2

ภาพที่ อวกาศโค้ง

        ไอน์สไตน์อธิบายว่า ดาวเคราะห์ทั้งหลายโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นเพราะว่าอวกาศรอบๆ ดวงอาทิตย์โค้ง นักดาราศาสตร์ในยุคก่อนนั้นแปลกใจว่า อะไรเป็นสาเหตุให้วงโคจรของดาวพุธรอบดวงอาทิตย์แกว่ง ดังที่แสดงในภาพที่ 3 ขณะที่นักวิทยาศาสตร์ในยุคนั้นตั้งข้อสันนิษฐานว่า มีดาวเคราะห์ที่มีนามสมมติว่า "วัลแคน" (Valcan) โคจรรอบดวงอาทิตย์ใกล้กว่าดาวพุธ เรามองไม่เห็นวัลแคนเพราะแสงสว่างจากดวงอาทิตย์รบกวน แต่แรงโน้มถ่วงของวัลแคนรบกวนเส้นทางโคจรของวัลแคน ไอน์สไตน์แก้ข้อสมมติฐานนี้โดยเสนอว่า ดาวเคราะห์วัลแคนไม่มีอยู่จริง เราสังเกตเห็นว่า วงโคจรของดาวพุธแกว่งเป็นเพราะว่า ดาวพุธเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์เป็นวงโคจรรูปรี ซึ่งทาบอยู่บนอวกาศโค้ง  หากใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปแทนค่าในสมการวงโคจรของดาวพุธ ก็จะทราบตำแหน่งที่แท้จริงของดาวพุธ  
 

ภาพที่ วงโคจรของดาวพุธ

 
       ไอน์สไตน์อธิบายว่า สภาพภูมิศาสตร์ของอวกาศไม่ใช่ราบเรียบเป็นเส้นตรง หรือเป็นทรงกลมที่สมบูรณ์ หากแต่คดโค้งไม่สม่ำเสมอ ขึ้นอยู่กับมวลในแต่ละตำแหน่งของจักรวาล ซึ่งจะฉุดให้กาลเวลายืดหดไปด้วย แสงเดินทางเป็นเส้นตรงเมื่ออวกาศเป็นแผ่นระนาบ  แต่ถ้าอวกาศโค้ง แสงก็จะเดินทางเป็นเส้นโค้งด้วย ดาวฤกษ์ที่มีมวลเท่าดวงอาทิตย์ทำให้อวกาศโค้งเพียงเล็กน้อย 
(ภาพที่ แต่ดาวนิวตรอนทำให้อวกาศโค้งมาก แสงที่เดินทางออกจากดาวนิวตรอนจึงเป็นเดินทางเป็นเส้นโค้ง (ภาพที่ ข และ คและแสงที่เดินทางออกจากหลุมดำ  จะตกกลับลงมาที่เดิม ไม่สามารถหลุดพ้นออกไปได้ (ภาพที่ )

 

ภาพที่ มวลของดาวทำให้แสงเดินทางเป็นเส้นโค้ง

        เมื่อดาวฤกษ์ที่มีมวลตั้งต้นมากกว่า 18 เท่าของมวลดวงอาทิตย์หมดสิ้นอายุขัย แก่นของมันจะยุบตัวลงอย่างรวดเร็วและฉุดให้อวกาศโค้งไปด้วย ดังภาพที่ 5  กาลเวลาจะช้าลง นักวิทยาศาสตร์เรียกภาวะเช่นนี้ว่า "หลุมดำ"  เพราะว่าหลุมดำไม่แผ่รังสีใดๆ ออกมา
 

ภาพที่ ความโค้งของอวกาศรอบหลุมดำ

        แม้ว่าหลุมดำจะไม่สามารถแผ่รังสีใดๆ ออกมา แต่นักดาราศาสตร์ทราบตำแหน่งของหลุมดำ ได้จากการสังเกตการแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของจานแก๊สรวมมวลรอบๆ หลุมดำ ยกตัวอย่างเช่น ระบบดาวคู่ Cygnus X-1 ในกลุ่มดาวหงส์ ดาวดวงหนึ่งในระบบดาวคู่ยุบตัวลงเป็นหลุมดำ แล้วดึงดูดแก๊สจากดาวคู่เข้ามาหมุนวนเป็นจานรวมมวล แล้วหล่นเข้าไปในหลุมดำ  แก๊สในจานรวมมวลอัดแน่นกันจนเกิดอุณหภูมิสุงและแผ่รังสีเอ็กซ์และคลื่นวิทยุบางความถี่ออกมา  ดังภาพที่ 6  นักดาราศาสตร์จึงทราบว่า บริเวณนั้นมีหลุมดำอยู่  

 

ภาพที่ การแผ่รังสีเอ็กซ์ของระบบดาวคู่

        ยิ่งเราเข้าใกล้หลุมดำ ความโค้งของอวกาศจะทำให้เราเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเข้าใกล้แสง และกาลเวลาจะช้าลง (ทฤษฎีสัมพัทธ์ภาพพิเศษของไอน์สไตน์) ขอบของหลุมดำเรียกว่า “เส้นขอบเหตุการณ์” (Event Horizon) ดังภาพที่ 7  ถัดจากเส้นขอบเหตุการณ์เข้าไปยังจุดศูนย์กลาง (Singularity) กาลเวลาจะหยุดนิ่ง  การเดินทางออกจากหลุมดำ จำเป็นต้องใช้ความเร็วหลุดพ้นซึ่งมีค่ามากกว่าความเร็วแสง ซึ่งนั่นหมายความว่า ไม่มีสิ่งใดหลุดพ้นออกมาจากหลุมดำได้ เพราะไม่มีอะไรเคลื่อนที่เร็วกว่าแสง (ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ อธิบายว่า สสารและพลังงานคือสิ่งเดียวกัน สสารคือพลังงานที่พักอยู่ แสงคือสสารที่เคลื่อนที่เร็วที่สุดในจักรวาล) 

 
ภาพที่ เส้นขอบเหตุการณ์

        หลุมดำที่เกิดขึ้นจากดาวฤกษ์ยุบตัวมีขนาดเล็ก (ดาวแคระขาวมีขนาดใกล้เคียงกับโลก ดาวนิวตรอนมีขนาดประมาณ 10 กิโลเมตร หลุมดำอาจมีขนาดเล็กกว่า 1 กิโลเมตร) อย่างไรก็ตามหลุมดำที่ศูนย์กลางของกาแล็กซีมีขนาดใหญ่หลายปีแสง เนื่องจากกาแล็กซีเป็นศูนย์กลางของระบบดาวฤกษ์จำนวนล้านล้านดวง กาแล็กซีมีมวลมหาศาล ใจกลางของกาแล็กซีเป็นศูนย์รวมของแรงโน้มถ่วง ดังนั้นหลุมดำที่ใจกลางของแกแล็กซีจึงมีขนาดใหญ่ตามไปด้วย  ภาพที่ 8 เป็นรูปถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล เผยให้เห็นจานรวมมวลขนาดใหญ่ของกาแล็กซี M87 ซึ่งพ่นแก๊สร้อนออกมาจากหลุมดำ

 

ภาพที่ 8 หลุมดำที่ใจกลางกาแล็กซี M87
หมวดหมู่ OECD: 
Hits 209 ครั้ง
Subscribe to RSS - ดาราศาสตร์