หลักการกีดกันของเพาลี

Tag: หลักการกีดกันของเพาลี

ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#40 บทที่ 6 หลุมดำ : ขีดจำกัดจันทรเสกขาร์

Posted: 11/12/2021 at 08:19 / A Brief History of Time, Universe

เพื่อทำความเข้าใจว่าหลุมดำก่อตัวได้อย่างไร เราต้องเข้าใจวงจรชีวิตของดาวเสียก่อน ดาวฤกษ์ก่อตัวขึ้นเมื่อก๊าซจำนวนมาก (ส่วนใหญ่เป็นไฮโดรเจน) เริ่มยุบตัวภายใต้แรงโน้มถ่วงของตัวมันเอง ขณะที่หดตัว อะตอมของก๊าซจะชนกันบ่อยขึ้นเรื่อยๆ และเร็วขึ้นเรื่อยๆ ก๊าซจะร้อนขึ้น ในที่สุดก๊าซจะร้อนมาก จนเมื่ออะตอมของไฮโดรเจนชนกัน พวกมันจะไม่กระเด้งออกจากกันอีกต่อไป แต่จะหลอมรวมตัวกันเป็นฮีเลียมแทน ความร้อนที่ปล่อยออกมาในปฏิกิริยานี้ ซึ่งเหมือนกับการระเบิดของระเบิดไฮโดรเจน เป็นสิ่งที่ทำให้ดาวส่องแสง นอกจากนี้ ความร้อนที่เพิ่มขึ้นนี้ยังไปเพิ่มแรงดันของก๊าซ ซึ่งจะไปต้านทานแรงโน้มถ่วง เมื่อแรงโน้มถ่วงสมดุลกับความดันก๊าซทั้งหมด การยุบตัวของดาวจึงยุติลง คล้ายกับบอลลูน—มีความสมดุลระหว่างความดันของอากาศภายในซึ่งพยายามทำให้บอลลูนขยายตัว กับความตึงเครียดในยางซึ่งพยายามทำให้บอลลูนมีขนาดเล็กลง ดวงดาวจะคงสภาพเช่นนี้ไปอีกนาน โดยความร้อนจากปฏิกิริยานิวเคลียร์จะสมดุลกับแรงโน้มถ่วง อย่างไรก็ตาม ในที่สุดดาวฤกษ์ก็จะหมดพลังงานไฮโดรเจนและเชื้อเพลิงนิวเคลียร์อื่นๆ ยิ่งดาวใช้เชื้อเพลิงมากเท่าไหร่ ก็ยิ่งหมดเร็วขึ้นเท่านั้น เนื่องจากยิ่งดาวมีมวลมากเท่าใด ดาวฤกษ์ยิ่งต้องร้อนมากเท่านั้น เพื่อสร้างสมดุลกับแรงโน้มถ่วงของดาว และยิ่งร้อนมากเท่าไหร่ เชื้อเพลิงก็ยิ่งหมดเร็วขึ้นเท่านั้น ดวงอาทิตย์ของเราน่าจะมีเชื้อเพลิงเพียงพอสำหรับอีกห้าพันล้านปีหรือมากกว่านั้น แต่ดาวมวลสูงสามารถใช้เชื้อเพลิงหมดได้ในเวลาเพียงหนึ่งร้อยล้านปี ซึ่งน้อยกว่าอายุของจักรวาลมาก เมื่อดาวฤกษ์หมดเชื้อเพลิง มันจะเริ่มเย็นลงและหดตัวลง สามารถอ่านการกำเนิดและวงจรชีวิตของดาวฤกษ์ได้ในบทความข้างล่างนี้ กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#28 การกำเนิดและวงจรชีวิตของดาวฤกษ์ Diane Warren, G-Eazy and Santana – She’s Fire ในปี […]

No Comments read more

ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#31 บทที่ 5 อนุภาคมูลฐานและแรงแห่งธรรมชาติ : การมองดูอะตอมและการหมุนของอนุภาค

Posted: 01/08/2021 at 11:18 / A Brief History of Time, Universe

ตอนนี้เรารู้แล้วว่าอะตอมหรือโปรตอนและนิวตรอนภายในอะตอมยังสามารถแบ่งแยกได้อีก ดังนั้นคำถามคือ อะไรคืออนุภาคมูลฐานที่แท้จริง ซึ่งเป็นหน่วยการสร้างพื้นฐานที่ใช้สร้างทุกสิ่งทุกอย่าง เนื่องจากความยาวคลื่นของแสงนั้นใหญ่กว่าขนาดของอะตอมมาก เราจึงไม่สามารถ “มอง” ส่วนต่างๆ ของอะตอมในลักษณะปกติได้ เราจำเป็นต้องใช้สิ่งที่มีความยาวคลื่นน้อยกว่ามาก ดังที่เราเห็นในบทที่แล้ว กลศาสตร์ควอนตัมบอกเราว่าจริงๆ แล้วอนุภาคทั้งหมดเป็นคลื่น และยิ่งพลังงานของอนุภาคสูงเท่าใด ความยาวคลื่นที่สอดคล้องกันก็จะยิ่งเล็กลงเท่านั้น ดังนั้นคำตอบที่ดีที่สุดที่เราสามารถให้สำหรับคำถามของเรานั้น ขึ้นอยู่กับว่าเรามีพลังงานของอนุภาคสูงแค่ไหน เพราะสิ่งนี้เป็นตัวกำหนดว่าเราจะสามารถมองเห็นสิ่งเล็กๆได้ขนาดไหน พลังงานของอนุภาคเหล่านี้มักจะวัดเป็นหน่วยที่เรียกว่า อิเล็กตรอนโวลต์ (ในการทดลองของทอมสันกับอิเล็กตรอน เราเห็นว่าเขาใช้สนามไฟฟ้าเร่งอิเล็กตรอน พลังงานที่อิเล็กตรอนได้รับจากสนามไฟฟ้า 1 โวลต์ เรียกว่า อิเล็กตรอนโวลต์) ในศตวรรษที่ 19 มีเพียงพลังงานของอนุภาคที่ผู้คนรู้วิธีใช้เท่านั้นคือ พลังงานต่ำ 2-3 อิเล็กตรอนโวลต์ที่เกิดจากปฏิกิริยาเคมี เช่น การเผาไหม้ แต่ก่อนเชื่อกันว่าอะตอมเป็นหน่วยที่เล็กที่สุด ในการทดลองของรัทเทอร์ฟอร์ด อนุภาคแอลฟามีพลังงานเป็นล้านอิเล็กตรอนโวลต์ ไม่นานมานี้เราได้เรียนรู้วิธีใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อให้พลังงานแก่อนุภาคตั้งแต่แรกเริ่มนับล้านอิเล็กตรอนโวลต์ และจากนั้นก็เพิ่มเป็นพันๆ ล้านอิเล็กตรอนโวลต์ ทำให้เรารู้ว่าอนุภาคที่เชื่อว่าเป็น “อนุภาคมูลฐาน” เมื่อสามสิบปีก่อนนั้น อันที่จริงประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กกว่า นักวิทยาศาสตร์ตั้งเป้าที่จะควบคุมพลังงานที่สูงกว่าที่เคย เพื่อดูอนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่าที่เคย สิ่งนี้เป็นไปได้อย่างแน่นอน แต่เรามีเหตุผลทางทฤษฎีบางประการที่เชื่อว่าเรามีความรู้เกี่ยวกับองค์ประกอบพื้นฐานของธรรมชาติและได้พบอนุภาคที่เล็กที่สุดแล้ว การมองดูอะตอม กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง (Optical microscope) มีมานานหลายปีแล้ว […]

No Comments read more