ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#12 บทที่ 2 อวกาศ-เวลา : การทดลองที่ปฏิเสธการดำรงอยู่ของอีเธอร์

ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#12 บทที่ 2 อวกาศ-เวลา : การทดลองที่ปฏิเสธการดำรงอยู่ของอีเธอร์

Posted: 26/12/2020 at 10:26 / A Brief History of Time, Universe

มีการเสนอว่ามีสารที่เรียกว่า “อีเธอร์ (ether)” ปรากฏอยู่ทุกหนทุกแห่งแม้ในพื้นที่ “ว่างเปล่า” คลื่นแสงควรเดินทางผ่านอีเธอร์เหมือนคลื่นเสียงเคลื่อนที่ผ่านอากาศ ดังนั้นความเร็วของพวกมันจึงควรสัมพันธ์กับอีเธอร์ แต่จะแตกต่างกันไปตามผู้สังเกตที่แตกต่างกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในขณะที่โลกเคลื่อนที่ผ่านอีเธอร์ขณะโคจรรอบดวงอาทิตย์ ความเร็วแสงที่เดินทางในทิศทางเดียวกันกับการเคลื่อนที่ของโลกรอบดวงอาทิตย์ผ่านอีเธอร์ (เมื่อเราเคลื่อนที่เข้าหาแหล่งกำเนิดแสง) ควรสูงกว่าความเร็วแสงที่เดินทางในทิศทางทำมุมฉากกับการเคลื่อนที่ของโลก (เมื่อเราเคลื่อนที่ออกจากแหล่งกำเนิดแสง) ในปี 1887 อัลเบิร์ต มิเชลสัน (ซึ่งต่อมากลายเป็นคนอเมริกันคนแรกที่ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์) และเอ็ดเวิร์ด มอร์ลีย์ ได้ทำการทดลองที่ School of Applied Science ในเมืองคลีฟแลนด์ พวกเขาเปรียบเทียบความเร็วของแสงที่เดินทางในทิศทางเดียวกันกับการเคลื่อนที่ของโลก กับความเร็วแสงที่เดินทางในทิศทางทำมุมฉากกับการเคลื่อนที่ของโลก พวกเขาประหลาดใจมากที่ได้ค่าเหมือนกันทุกประการ! ระหว่างปี 1887 ถึงปี 1905 มีความพยายามหลายครั้ง โดยเฉพาะนักฟิสิกส์ชาวดัตช์ เฮนดริก ลอเรนซ์ (Hendrik Lorentz) เพื่ออธิบายผลการทดลองของมิเชลสัน – มอร์ลีย์ ในแง่ของวัตถุที่หดตัวและนาฬิกาที่ช้าลงเมื่อเคลื่อนที่ผ่านอีเธอร์ อย่างไรก็ตามในบทความที่มีชื่อเสียงในปี 1905 อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ (Albert Einstein) เสมียนที่ไม่มีใครรู้จักมาก่อนซึ่งทำงานอยู่ที่สำนักงานสิทธิบัตรสวิสได้แนะนำ (ในทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ-ผู้เขียน) ว่าไม่จำเป็นต้องคิดเรื่องอีเธอร์หากคุณปฏิเสธแนวคิดเรื่องเวลาสัมบูรณ์ (absolute time) แนวคิดที่คล้ายกันนี้เกิดขึ้นใน […]

No Comments read more

ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#11 บทที่ 2 อวกาศ-เวลา : การวัดความเร็วแสงและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

Posted: 24/12/2020 at 11:41 / A Brief History of Time, Universe

มีสิ่งที่แตกต่างอย่างมากระหว่างแนวคิดของอริสโตเติลกับของกาลิเลโอและนิวตัน คืออริสโตเติลเชื่อในสภาวะที่อยู่กับที่ ซึ่งหมายความว่าวัตถุจะยังคงอยู่นิ่งหากไม่มีแรงกระทำกับมัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งอริสโตเติลคิดว่าโลกกำลังอยู่นิ่ง แต่กฎการเคลื่อนที่ของนิวตันบอกเราว่าไม่มีมาตรฐานเดียวในการอยู่กับที่ เราสามารถพูดได้ดีพอๆ กันว่าวัตถุ A อยู่กับที่ และวัตถุ B กำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ หรือวัตถุ B นั้นอยู่นิ่งและวัตถุ A กำลังเคลื่อนที่ ตัวอย่างเช่นหากเราละเลยความจริงที่ว่าโลกกำลังโคจรรอบดวงอาทิตย์ อาจกล่าวได้ว่าโลกอยู่กับที่ เราอาจพูดได้ว่ารถไฟกำลังเดินทางไปทางเหนือด้วยความเร็ว 90 ไมล์ต่อชั่วโมงหรือรถไฟกำลังหยุดนิ่ง คุณสามารถพูดได้อีกอย่างว่าโลกกำลังเคลื่อนที่ไปทางทิศใต้ด้วยความเร็ว 90 ไมล์ต่อชั่วโมง หากมีการทดลองกับวัตถุที่เคลื่อนที่บนรถไฟ กฎทั้งหมดของนิวตันยังคงใช้ได้กับกรณีนี้ ตัวอย่างเช่น การเล่นปิงปองบนรถไฟ เราจะพบว่าลูกบอลบนรถไฟที่กำลังวิ่งนั้นเป็นไปตามกฎของนิวตันเช่นเดียวกับลูกบอลบนโต๊ะข้างรางรถไฟ ดังนั้นจึงไม่มีทางบอกได้ว่ารถไฟกำลังวิ่งหรือพื้นโลกที่กำลังเคลื่อนที่ การขาดมาตรฐานที่สัมบูรณ์ของการอยู่กับที่ หมายความว่าเราไม่สามารถระบุได้ว่าสองเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในเวลาต่างกันเกิดขึ้นในตำแหน่งเดียวกันในอวกาศหรือไม่ ตัวอย่างเช่น สมมติว่าลูกปิงปองของเราบนรถไฟกระดอนขึ้นลงบนโต๊ะสองครั้งในจุดเดิมห่างกันหนึ่งวินาที สำหรับใครบางคนที่อยู่ข้างรางรถไฟ เขากลับเห็นการตีกลับของลูกปิงปองดูเหมือนจะเกิดขึ้นห่างกันประมาณ 40 เมตร เนื่องจากรถไฟมีการเคลื่อนที่ไปไกลระหว่างการตีกลับลูกปิงปอง การไม่อยู่กับที่อย่างสัมบูรณ์จึงหมายความว่าเราไม่สามารถให้เหตุการณ์มีตำแหน่งที่แน่นอนในอวกาศได้อย่างที่อริสโตเติลเชื่อ คนบนรถไฟและอีกคนหนึ่งบนรางรถไฟจะมองเห็นตำแหน่งของเหตุการณ์และระยะทางระหว่างเหตุการณ์นั้นจะแตกต่างกันไป เส้นทางที่วัตถุเคลื่อนที่ไปอาจมีลักษณะแตกต่างไปจากมุมมองของผู้สังเกตการณ์ที่อยู่ในสถานที่แตกต่างกัน (ภาพบน) ภาพจากมุมมองของผู้ที่ยืนอยู่ข้างทางรถไฟ (ภาพล่าง) ภาพจากมุมมองของผู้ที่อยู่บนรถไฟ (brieferhistoryoftime.com) นิวตันกังวลมากกับการขาดตำแหน่งสัมบูรณ์หรืออวกาศสัมบูรณ์ (absolute space) ตามที่เรียก เพราะมันไม่สอดคล้องกับความคิดของเขาที่มีต่อพระผู้เป็นเจ้า ในความเป็นจริงเขาปฏิเสธที่จะยอมรับการขาด […]

No Comments read more

ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#10 บทที่ 2 อวกาศ-เวลา : กฎการเคลื่อนที่และกฎความโน้มถ่วงสากลของนิวตัน

Posted: 22/12/2020 at 10:32 / A Brief History of Time, Universe

นิวตันใช้การวัดของกาลิเลโอเป็นพื้นฐานของกฎการเคลื่อนที่ (Laws of motion) ในการทดลองของกาลิเลโอ วัตถุที่กลิ้งไปตามทางลาดชันจะถูกกระทำจากแรงเดียวกัน (น้ำหนักของมัน) ซึ่งส่งผลทำให้มันเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอ สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าผลกระทบที่แท้จริงที่เกิดจากแรงคือการเปลี่ยนแปลงความเร็วในการเคลื่อนที่ นอกจากนี้ยังหมายความว่าเมื่อใดก็ตามที่ไม่มีแรงใดๆ มากระทำต่อวัตถุโดย มันจะยังคงเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงด้วยความเร็วเท่าเดิม แนวคิดนี้ระบุไว้อย่างชัดเจนเป็นใน Newton’s Principia Mathematica ตีพิมพ์ในปี 1687 เรียกว่ากฎข้อแรกของการเคลื่อนที่ของนิวตัน จะเกิดอะไรขึ้นกับวัตถุเมื่อมีแรงกระทำ กฎข้อที่สองของการเคลื่อนที่ของนิวตันระบุว่า วัตถุจะเร่งความเร็วหรือเปลี่ยนแปลงความเร็วในอัตราที่เป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงที่มากระทำ (ตัวอย่างเช่นความเร่งของการเคลื่อนที่เป็นสองเท่าถ้าแรงที่มากระทำเป็นสองเท่า) ยิ่งมวลของวัตถุมากขึ้น ความเร่งจะยิ่งน้อยลง (แรงเดียวกันที่กระทำต่อร่างกายที่มีมวลสองเท่าจะทำให้เกิดความเร่งครึ่งหนึ่ง) ตัวอย่างที่คุ้นเคยคือ รถยนต์: ยิ่งเครื่องยนต์มีพลังมากเท่าไหร่อัตราเร่งก็จะยิ่งมากขึ้น แต่รถก็ยิ่งหนักเท่านั้น อัตราเร่งน้อยลงสำหรับเครื่องยนต์เดียวกัน นอกจากกฎการเคลื่อนที่แล้วนิวตันยังค้นพบกฎที่จะอธิบายถึงแรงโน้มถ่วง ซึ่งระบุว่าวัตถุหนึ่งดึงดูดกับวัตถุอื่นๆ ด้วยแรงดึงดูดที่มีขนาดเป็นสัดส่วนโดยตรงกับมวลของวัตถุทั้งสอง ดังนั้นแรงระหว่างวัตถุสองชิ้นจะแข็งแกร่งเป็นสองเท่าหากวัตถุหนึ่ง (วัตถุ A) มีมวลเพิ่มขึ้นสองเท่า กล่าวได้ว่าแรงรวมระหว่างวัตถุ A และ B จะเป็นสองเท่าของแรงเดิม และหากวัตถุหนึ่งมีมวลสองเท่าและอีกวัตถุหนึ่งมีมวลสามเท่า แรงจะมีความแข็งแกร่งเป็นหกเท่า มาดูกันว่าทำไมวัตถุทั้งหมดถึงตกลงมาด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้นในอัตราเดียวกัน: ตัวที่มีน้ำหนักสองเท่าจะมีแรงโน้มถ่วงสองเท่าที่ดึงมันลงมา แต่มันจะมีมวลเป็นสองเท่าด้วย ตามกฎข้อที่สองของนิวตัน ผลกระทบทั้งสองนี้จะยกเลิกซึ่งกันและกันดังนั้นความเร่งจะเท่ากันในทุกกรณี กฎแรงโน้มถ่วงของนิวตันยังบอกเราด้วยว่า ยิ่งวัตถุอยู่ห่างกันเท่าใด แรงก็ยิ่งน้อยลง กฎแรงโน้มถ่วงของนิวตันระบุว่าแรงดึงดูดของดาวฤกษ์นั้นเท่ากับหนึ่งในสี่ของดาวฤกษ์ที่คล้ายกันซึ่งอยู่ห่างออกไปในระยะทางครึ่งหนึ่ง กฎนี้ช่วยให้เราสามารถทำนายวงโคจรของโลก […]

No Comments read more

ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#9 บทที่ 2 อวกาศ-เวลา : กาลิเลโอ vs. อริสโตเติล การเคลื่อนที่

Posted: 20/12/2020 at 11:07 / A Brief History of Time, Universe

แนวคิดในปัจจุบันของเราเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ ให้ย้อนกลับไปในสมัยกาลิเลโอและนิวตัน ก่อนหน้านี้ผู้คนเชื่ออริสโตเติลซึ่งกล่าวว่าวัตถุนั้นอยู่นิ่งตามธรรมชาติและจะเคลื่อนไหวก็ต่อเมื่อมีแรงกระทำกับมัน ตามตรรกะนั้น วัตถุที่หนักกว่าควรตกลงสู่พื้นโลกเร็วกว่าวัตถุที่เบากว่าเมื่อหล่นลงมา เพราะวัตถุหนักจะมีแรงดึงมากกว่าสู่พื้นโลก คำสอนของอริสโตเติลยังกล่าวอีกว่า เราสามารถเข้าใจจักรวาลทั้งหมดได้เพียงแค่ใช้ตรรกะ ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องมีการตรวจสอบ กาลิเลโอเป็นคนแรกที่สนใจที่จะตรวจสอบทฤษฎีเกี่ยวกับวัตถุที่มีน้ำหนักแตกต่างกันที่ตกลงมาด้วยความเร็วที่ต่างกัน ว่ากันว่ากาลิเลโอแสดงให้เห็นว่าความเชื่อของอริสโตเติลเป็นเท็จโดยทิ้งสิ่งของลงมาจากหอเอนเมืองปิซา แต่จริงๆแล้วเขากลิ้งลูกบอลที่มีน้ำหนักต่างกันลงจากเนินเขาและวัดความเร็ว สถานการณ์จะคล้ายกับของหนักที่ตกลงมาในแนวตั้ง ซึ่งสังเกตได้ง่ายกว่าเนื่องจากความเร็วต่ำกว่า จากการวัดแสดงให้เห็นว่าวัตถุแต่ละตัวมีความเร่งในอัตราเดียวกันไม่ว่าจะมีน้ำหนักเท่าใดก็ตาม ยกตัวอย่างเช่น ถ้าคุณปล่อยลูกบอลบนทางลาดที่ลดลงหนึ่งเมตรในทุกๆสิบเมตร ลูกบอลจะกลิ้งลงทางลาดด้วยความเร็วประมาณหนึ่งเมตรต่อวินาทีหลังจากผ่านไปหนึ่งวินาที สองเมตรต่อวินาทีหลังจากผ่านไปสองวินาที และต่อไปไม่ว่าลูกบอลจะหนักแค่ไหน แน่นอนว่าตะกั่วจะตกเร็วกว่าขนนก แต่การที่ขนนกตกช้ากว่าเพราะถูกชะลอตัวโดยแรงต้านของอากาศ หากการทิ้งสิ่งของให้ตกลงมาในที่มีความต้านทานอากาศน้อย เช่น การทิ้งตะกั่วสองชิ้นที่มีน้ำหนักแตกต่างกันให้ตกลงมา พวกมันจะตกลงมาด้วยอัตราเร็วเดียวกัน บนดวงจันทร์ซึ่งไม่มีอากาศที่จะทำให้สิ่งต่างๆ ตกช้าลง นักบินอวกาศ David R.Scott ได้ทดลองให้เห็นว่าขนนกและตะกั่วตกลงมากระแทกพื้นในเวลาเดียวกัน Major Lazer – Cold Water (feat. Justin Bieber & MØ) (YouTube) ฟิสิกส์ของอริสโตเติล wired.com ฟิสิกส์ของอริสโตเติล (384–322 ปีก่อนคริสตกาล) เป็นรูปแบบของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ แนวคิดหลักทางฟิสิกส์ของอริสโตเติล ได้แก่ […]

No Comments read more

ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#8 บทที่ 1 ภาพของจักรวาลของเรา : ทฤษฎีเดียวที่สามารถอธิบายทุกสิ่งในจักรวาล (A Theory of Everything)

Posted: 17/12/2020 at 12:38 / A Brief History of Time, Universe

ในการพูดคุยเกี่ยวกับธรรมชาติของจักรวาล เพื่อหารือเกี่ยวกับคำถามต่างๆ เช่น จักรวาลมีจุดเริ่มต้นหรือไม่ อันดับแรกต้องรู้ว่าทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์คืออะไร ฉันจะใช้มุมมองที่เข้าใจง่ายว่า ทฤษฎีเป็นเพียงแบบจำลองของจักรวาลและกฎเกณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับปริมาณในแบบจำลองกับสิ่งที่เราสังเกตได้ มันมีอยู่ในจิตใจของเราเท่านั้น (ไม่ว่าจะหมายถึงอะไรก็ตาม) ทฤษฎีจะเป็นทฤษฎีที่ดีได้หากเป็นไปตามข้อกำหนดสองประการ (1) อธิบายเหตุการณ์อย่างถูกต้องตามแบบจำลอง (2) ทำนายผลลัพธ์หรือการสังเกตในอนาคตได้อย่างแม่นยำ ตัวอย่างเช่น อริสโตเติลเชื่อทฤษฎีของ Empedocles ว่า ทุกสิ่งถูกสร้างขึ้นจากธาตุทั้งสี่ ดิน อากาศ ไฟ และน้ำ นั้นเรียบง่าย แต่ไม่ได้ทำนายผลลัพธ์ใดๆ ในทางตรงข้ามทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของนิวตันเป็นไปตามแบบจำลองที่ง่ายกว่า ที่ว่าร่างกายดึงดูดกันด้วยแรงที่ได้สัดส่วนกับมวลของมัน และแปรผกผันกับกำลังสองของระยะห่างระหว่างมวล ซึ่งทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของนิวตันสามารถทำนายการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และดาวเคราะห์ ได้อย่างแม่นยำ Stephen Hawking ชี้ให้เห็นว่าทฤษฎีทางกายภาพทั้งหมดเป็นเพียงทฤษฎีชั่วคราว ทฤษฎีเหล่านี้เป็นสมมติฐานที่เราไม่สามารถพิสูจน์ได้ แม้ว่าการทดลองก่อนหน้านี้จะสนับสนุนสมมติฐานของเรา แต่เราก็ไม่สามารถพูดได้อย่างมั่นใจว่าการทดลองครั้งต่อไปจะเห็นด้วยเช่นกัน ในทางกลับกันเราสามารถมีทฤษฎีที่พิสูจน์ไม่ได้ หากเราพบข้อสังเกตเพียงข้อเดียวที่ไม่เห็นด้วยกับการคาดการณ์ของมัน Hawking อ้างถึงนักปรัชญาวิทยาศาสตร์ Karl Popper ซึ่ง Popper เน้นย้ำว่าทฤษฎีที่ดีจะต้องมีความโดดเด่นด้วยข้อเท็จจริงที่ว่า จะต้องทำการคาดการณ์ที่เราสามารถหักล้างโดยหลักการ หรือเป็นเท็จโดยการสังเกต เป็นแนวคิดที่เรียบง่าย แต่เป็นสิ่งที่ควรคำนึงถึง โดยปกติแล้วทฤษฎีใหม่ส่วนใหญ่เป็นส่วนขยายของทฤษฎีก่อนหน้านี้ ตัวอย่างเช่น […]

No Comments read more

พืชดัดแปลงพันธุกรรม (GM Crops)#5 ถั่วเหลืองดัดแปลงพันธุกรรม

Posted: 15/12/2020 at 14:47 / Agriculture, พืชจีเอ็ม

สิ่งมีชีวิตที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมเกิดขึ้นโดยใช้วิธีการทางเทคโนโลยีขั้นสูงในการแทรกยีนหนึ่งหรือหลายยีนจากสิ่งมีชีวิตหนึ่งชนิด (พืช สัตว์ หรือจุลินทรีย์) ไปยังสิ่งมีชีวิตอื่น (ในกรณีนี้ถั่วเหลือง) ในพืชดัดแปลงพันธุกรรมหรือพืชจีเอ็ม (Genetically modified crops; GM crops) ยีนที่แทรกมักจะเป็นยีนที่ต้านทานสารกำจัดวัชพืชหรือต้านทานศัตรูพืช ดังนั้นจากการโฆษณาทางการตลาดระบุว่าเกษตรกรสามารถใช้สารกำจัดวัชพืชหรือยาฆ่าแมลงน้อยลง เป็นการประหยัดต้นทุนและลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม ผู้ส่งเสริมพืชจีเอ็มอ้างว่าเทคโนโลยีนี้ปลอดภัยอย่างสิ้นเชิง – ปลอดภัยสำหรับการบริโภคและปลอดภัยต่อโลก ถั่วเหลืองดัดแปลงพันธุกรรมหรือถั่วเหลืองจีเอ็ม (Genetically modified soybean; GM soybean) คือถั่วเหลืองที่ได้รับการดัดแปลงหรือตัดแต่งพันธุกรรมด้วยวิธีการทางพันธุวิศวกรรม (genetic engineering) ในห้องทดลอง มอนซานโต (Monsanto) บริษัทเทคโนโลยีชีวภาพทางการเกษตรข้ามชาติที่ตั้งอยู่ในสหรัฐอเมริกา ซึ่งเป็นผู้ผลิต Roundup สารกำจัดวัชพืชที่มีส่วนผสมของไกลโฟเสต Monsanto ยังเป็นผู้ผลิตเมล็ดพันธุ์ดัดแปลงพันธุกรรมที่ใหญ่ที่สุดในโลก ในปี 1996 Monsanto ได้เปิดตัวถั่วเหลืองดัดแปลงพันธุกรรมที่ทนต่อไกลโฟเสต “Roundup Ready (พันธุ์แรกมีชื่อว่า GTS 40-3-2)” สู่ตลาดสหรัฐอเมริกา ในช่วงไม่กี่ปีหลังจากนั้น Roundup Ready ฝ้าย ข้าวโพด และพืชอื่นๆ ก็เปิดตัวเช่นกัน แม้ว่าราคาพืชผลจะต่ำกว่า […]

No Comments read more

การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (Climate Change)#3 ละอองลอย (Aerosols)

Posted: 12/12/2020 at 16:50 / Climate Change, Science

หายใจลึกๆ แม้ว่าอากาศจะดูปลอดโปร่ง แต่แน่นอนว่าเราได้สูดดมอนุภาคของแข็งและละอองของเหลวหลายสิบล้านชิ้นเข้าไป อนุภาคเล็กๆ ที่แพร่หลายในอากาศเหล่านี้เรียกว่า “ละอองลอย (aerosols)” และสามารถพบได้ในอากาศเหนือ มหาสมุทร ทะเลทราย ภูเขา ป่าไม้ หิมะ พวกมันล่องลอยอยู่ในชั้นบรรยากาศของโลกตั้งแต่ชั้นสตราโตสเฟียร์จนถึงพื้นผิวโลก และมีขนาดตั้งแต่ไม่กี่นาโนเมตรซึ่งน้อยกว่าความกว้างของไวรัสที่เล็กที่สุด ไปจนถึงหลายสิบไมโครเมตรซึ่งมีขนาดประมาณเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นผมมนุษย์ แม้จะมีขนาดเล็ก แต่ก็มีผลกระทบอย่างมากต่อสภาพอากาศและสุขภาพของเรา ผู้เชี่ยวชาญในแต่ละด้านเรียกและอธิบายละอองลอยแตกต่างกัน ตามรูปร่าง ขนาด และองค์ประกอบทางเคมี หน่วยงานกำกับดูแลตลอดจนนักอุตุนิยมวิทยามักเรียกละอองลอยว่าฝุ่นละออง PM 2.5 หรือ PM 10 ขึ้นอยู่กับขนาดของมัน ในบางสาขาของวิศวกรรมพวกเขาเรียกว่าอนุภาคนาโน สื่อมักใช้คำในชีวิตประจำวันที่บอกถึงแหล่งที่มาของละออง เช่น ควัน ขี้เถ้า และเขม่า ละอองลอย (aerosols) – อนุภาคของแข็งและของเหลวขนาดเล็กในอากาศมีอยู่ทั่วไปในชั้นบรรยากาศ ทำให้ท้องฟ้าขมุกขมัว ภาพถ่ายกรุงเทพในวันที่ค่าฝุ่น PM 2.5 เกินมาตรฐาน (news.mthai.com) ละอองลอย (aerosols) ส่วนใหญ่ประมาณ 90 เปอร์เซ็นต์โดยมวลมีต้นกำเนิดตามธรรมชาติ เช่น การระเบิดของภูเขาไฟจะปล่อยเถ้าถ่านจำนวนมากขึ้นไปในอากาศพร้อมทั้งก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์และก๊าซอื่นๆ ไฟป่าทำให้คาร์บอนออร์แกนิกไหม้ พืชบางชนิดสามารถผลิตก๊าซที่ทำปฏิกิริยากับสารอื่นในอากาศเพื่อให้เกิดละอองลอย […]

No Comments read more

ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#7 บทที่ 1 ภาพของจักรวาลของเรา : การขยายตัวของจักรวาลบ่งชี้จักรวาลมีจุดกำเนิด

Posted: 12/12/2020 at 16:30 / A Brief History of Time, Universe

คำถามที่ว่าจักรวาลมีจุดเริ่มต้นในเวลาหรือไม่และมีพื้นที่จำกัดหรือไม่ นักปรัชญา อิมมานูเอล คานท์ ได้พิจารณาคำถามนี้อย่างมากมายในผลงานชิ้นสำคัญของเขา (และคลุมเครือมาก) ชื่อ “Critique of Pure Reason (การวิจารณ์ด้วยเหตุผลบริสุทธิ์)” ที่ตีพิมพ์ในปี 1781 เขาเรียกคำถามเหล่านี้ว่า antinomies ซึ่งหมายถึงความขัดแย้งด้วยเหตุผลอันบริสุทธิ์ เพราะเขารู้สึกว่าทั้งสองความคิดที่ว่าจักรวาลมีจุดเริ่มต้นและเป็นนิรันดร์ – มีข้อโต้แย้งที่น่าสนใจ คานท์ให้เหตุผลว่า ถ้าจักรวาลมีจุดเริ่มต้น ก็จะมีช่วงเวลาที่ไม่มีที่สิ้นสุดก่อนก่อนหน้านั้น ดังนั้นทำไมจักรวาลจึงควรเริ่มต้นในช่วงเวลาใดเวลาหนึ่ง ในความเป็นจริงทั้ง thesis และ antithesis เป็นข้อโต้แย้งเดียวกัน ทั้งสองตั้งอยู่บนสมมติฐานที่ว่า เวลายังคงย้อนกลับไปตลอดกาลไม่ว่าจักรวาลจะดำรงอยู่ตลอดไปหรือไม่ก็ตาม ดังที่เราจะเห็นแนวคิดเรื่องเวลาไม่มีความหมายก่อนจุดเริ่มต้นของจักรวาล สิ่งนี้ถูกชี้ให้เห็นเป็นครั้งแรกโดยเซนต์ออกัสติน เมื่อถูกถามว่า “พระเจ้าทำอะไรก่อนที่จะสร้างจักรวาล” ออกัสตินไม่ตอบ: “เขากำลังเตรียมนรกสำหรับคนที่ถามคำถามเช่นนี้” แต่เขาบอกว่าเวลาเป็นสมบัติของจักรวาลที่พระเจ้าสร้างขึ้นและเวลานั้นไม่เคยมีมาก่อนการเริ่มต้นของจักรวาล หมายเหตุ: นักปรัชญาชาวเยอรมันชื่อ อิมมานูเอล คานท์ (Immanuel Kant) ได้ตีพิมพ์ “Critique of Pure Reason (การวิจารณ์ด้วยเหตุผลบริสุทธิ์)” ในปี 1781 ซึ่งมีความยาวมากและยากแก่การเข้าใจเนื่องจากเป็นร้อยแก้วและคำศัพท์ที่ซับซ้อน R3HAB […]

No Comments read more

การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (Climate Change)#2 ภาวะโลกร้อน

Posted: 10/12/2020 at 06:18 / Climate Change, Science

“การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (Climate change)” และ “ภาวะโลกร้อน (Global warming)” มักใช้แทนกันได้ แต่มีความหมายที่แตกต่างกัน แม้ว่าผู้คนมักจะใช้คำเหล่านี้สลับกัน แต่ภาวะโลกร้อนเป็นเพียงลักษณะหนึ่งของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ “ภาวะโลกร้อน” หมายถึงการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเฉลี่ยของโลก ส่วนใหญ่เนื่องมาจากความเข้มข้นของก๊าซเรือนกระจกในชั้นบรรยากาศที่เพิ่มขึ้น “การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ” หมายถึงการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของพื้นที่ต่างๆ ทั่วโลกในช่วงเวลาอันยาวนาน ซึ่งรวมถึงปริมาณฝน อุณหภูมิ และรูปแบบลม นักวิทยาศาสตร์ทราบเกี่ยวกับปรากฏการณ์เรือนกระจกตั้งแต่ปี 1824 เมื่อ Joseph Fourier นักคณิตศาสตร์และนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสแสดงให้เห็นว่าก๊าซเรือนกระจกในบรรยากาศเพิ่มอุณหภูมิพื้นผิวโลกได้อย่างไร เขาคำนวณว่าโลกจะหนาวเย็นกว่านี้มากหากไม่มีก๊าซเรือนกระจก ปรากฏการณ์เรือนกระจกตามธรรมชาตินี้เป็นสิ่งที่ช่วยให้สภาพอากาศของโลกน่าอยู่ หากไม่มีก๊าซเหล่านี้พื้นผิวโลกจะมีอุณหภูมิเย็นลงกว่านี้มาก ในปี 1895 Svante Arrhenius นักเคมีชาวสวีเดนค้นพบว่ามนุษย์เป็นตัวการในการเพิ่มสภาวะเรือนกระจกโดยการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่ชั้นบรรยากาศ เขาเริ่มต้นการวิจัยสภาพภูมิอากาศ 100 ปีซึ่งทำให้เรามีความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับภาวะโลกร้อน ระดับของก๊าซเรือนกระจกเพิ่มขึ้นและลดลงตลอดประวัติศาสตร์ของโลก แต่ในช่วงสองสามพันปีที่ผ่านมาค่อนข้างคงที่ อุณหภูมิเฉลี่ยทั่วโลกยังคงค่อนข้างคงที่ในช่วงเวลานั้นจนถึงการปฏิวัติอุตสาหกรรม การปฏิวัติอุตสาหกรรมเริ่มขึ้นในปลายทศวรรษที่ 1700 และต้นทศวรรษที่ 1800 ในสหราชอาณาจักรและแพร่กระจายไปทั่วโลก เราเริ่มเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลจำนวนมาก ทั้งก๊าซธรรมชาติ ถ่านหิน และน้ำมัน เพื่อใช้ในรถยนต์ รถบรรทุก และโรงงาน รวมทั้งการตัดไม้ทำลายป่าเพื่อจัดหาท่อนไม้เป็นเชื้อเพลิง นี่เป็นเพียงจุดเริ่มต้นของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสู่ชั้นบรรยากาศซึ่งดักจับความร้อนจากดวงอาทิตย์ และทำให้อุณหภูมิพื้นผิวโลกและอากาศสูงขึ้น […]

No Comments read more

กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#27 ยุคมืดของจักรวาลและดาวฤกษ์ดวงแรก

Posted: 07/12/2020 at 10:41 / Origin and Evolution of The Universe, Universe

จักรวาลของเราเริ่มต้นด้วยการระเบิดครั้งใหญ่ที่เรียกว่าบิกแบงเมื่อประมาณ 13.7 พันล้านปีก่อน จักรวาลยุคต้นประกอบด้วยพลาสม่าที่ร้อนและมีความหนาแน่นสูงมากด้วยอนุภาคของแสง (โฟตอน) และอนุภาคของสสารที่มีประจุหรือไอออน (ion) เช่น โปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน จักรวาลช่วงเวลานี้มีลักษณะทึบแสง ต่อมาประมาณ 380,000 ปีหลังจากบิกแบง จักรวาลเย็นตัวลง อะตอมของไฮโดรเจนและฮีเลียมได้เริ่มก่อตัว เป็นเหตุการณ์ที่เรียกว่า Recombination อะตอมเกือบทั้งหมดซึ่งส่วนใหญ่เป็นอะตอมไฮโดรเจนมีสภาวะเป็นกลาง (อะตอมของไฮโดรเจนที่มีโปรตอนหนึ่งตัวและอิเล็กตรอนหนึ่งตัวซึ่งไม่มีประจุโดยรวม) ซึ่งทำให้แสงเดินทางได้อย่างอิสระเป็นครั้งแรก เนื่องจากแสงนี้ไม่ได้กระจัดกระจายเนื่องจากอิเล็กตรอนอิสระอีกต่อไป จักรวาลไม่ทึบแสงอีกต่อไป! ในช่วงเวลานี้เกิด “รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล (Cosmic Microwave Background; CMB)” ที่ทำให้จักรวาลมีลักษณะโปร่งใส อย่างไรก็ตาม หลังจากที่ CMB ถูกตราตรึงบนจักรวาล จักรวาลกลับมากลายเป็นทึบแสงอีกครั้งดังคำอธิบายข้างล่าง ยุคมืดของจักรวาล (Cosmic Dark Ages) การแผ่รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล (Cosmic Microwave Background Radiation; CMB) เป็นการส่งผ่าน “พลังงานความร้อน” ในลักษณะเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (electromagnetic wave) มันเป็นรังสีที่เก่าแก่ที่สุดในจักรวาลที่เกิดเมื่อ 380,000 […]

No Comments read more