Newsletter subscribe
Tag: บิกแบง

ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#54 บทที่ 8 กำเนิดและชะตากรรมของจักรวาล : คำถาม

Posted: 02/12/2022 at 10:20   /   A Brief History of Time, Universe

ภาพของจักรวาลที่เริ่มต้นด้วยจักรวาลที่ร้อนมากและเย็นลงในขณะที่จักรวาลขยายตัว สอดคล้องกับหลักฐานเชิงสังเกตทั้งหมดที่เรามีในปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม มีคำถามสำคัญจำนวนหนึ่งที่ยังไม่ได้รับคำตอบ: ประการแรก เหตุใดจักรวาลยุคแรกจึงร้อนมาก  ประการที่สอง เหตุใดจักรวาลจึงมีความสม่ำเสมอเป็นเนื้อเดียวกันในสเกลใหญ่? ทำไมมันดูเหมือนกันทุกจุดในอวกาศและในทุกทิศทาง? โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เหตุใดอุณหภูมิของรังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล (cosmic microwave background: CMB) จึงใกล้เคียงกันมากเมื่อเรามองไปในทิศทางที่ต่างกัน มันเหมือนกับการถามคำถามกับนักเรียนจำนวนหนึ่ง หากพวกเขาทั้งหมดให้คำตอบเหมือนกันทุกประการ คุณสามารถมั่นใจได้ว่าพวกเขาได้สื่อสารกัน ในแบบจำลองที่อธิบายข้างต้น ในจักรวาลยุคแรกหลังจากบิกแบง แสงไม่สามารถเดินทางจากบริเวณหนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง แม้ว่าบริเวณนั้นจะอยู่ใกล้กัน ตามทฤษฏีสัมพัทธภาพ (Theory of relativity) ถ้าแสงไม่สามารถเดินทางจากบริเวณหนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งได้ ก็ไม่มีข้อมูลอื่นใดสามารถทำได้ ดังนั้นจึงไม่มีทางที่บริเวณต่างๆ ในจักรวาลยุคแรกจะมีอุณหภูมิเท่ากันได้ เว้นแต่จะมีเหตุผลที่ไม่สามารถอธิบายได้ว่าพวกมันเริ่มด้วยอุณหภูมิเท่ากัน ประการที่สาม เหตุใดจักรวาลจึงเริ่มต้นด้วยอัตราการขยายตัวที่เกือบวิกฤต ซึ่งแยกแบบจำลองที่ยุบตัวออกจากแบบจำลองที่ขยายตัวตลอดไป แม้กระทั่งตอนนี้ หมื่นล้านปีต่อมา ก็ยังคงขยายตัวในอัตราเกือบวิกฤต หากอัตราการขยายตัวในหนึ่งวินาทีหลังจากบิกแบงมีขนาดน้อยกว่าหนึ่งในแสนล้านล้าน จักรวาลก็คงจะยุบตัวลงก่อนที่จะมีขนาดปัจจุบัน ประการที่สี่ แม้ว่าจักรวาลจะมีความสม่ำเสมอและเป็นเนื้อเดียวกันมากในสเกลใหญ่ แต่ก็มีความหนาแน่นที่แตกต่างกันเล็กน้อยในบางภูมิภาค ทำให้เกิดเป็นดวงดาวและกาแล็กซี อะไรคือที่มาของความผันผวนของความหนาแน่นเหล่านี้?     Oliver Tree – Life Goes On     […]

No Comments read more

ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#50 บทที่ 8 กำเนิดและชะตากรรมของจักรวาล : The Big Crunch จุดจบของจักรวาล?

Posted: 31/10/2022 at 08:50   /   A Brief History of Time, Universe

ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ (Einstein’s theory of general relativity) ทำนายว่าอวกาศ-เวลา (space-time) เริ่มต้นที่ภาวะเอกฐานของบิกแบง (Big bang singularity) และจะสิ้นสุดลงที่ภาวะเอกฐานของบิกครันช์ (Big crunch singularity) (หากทั้งจักรวาลสลายตัว) หรือที่ภาวะเอกฐาน (singularity) ภายในหลุมดำ (ภูมิภาคท้องถิ่น เช่น ดาวยุบตัว) วัตถุใดๆ ก็ตามที่ตกลงไปในหลุมดำจะถูกทำลายที่ภาวะเอกฐาน และมีเพียงผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงของมวลสารเท่านั้นที่จะสัมผัสได้จากภายนอกหลุมดำ ในทางกลับกัน เมื่อพิจารณาผลกระทบของควอนตัม ดูเหมือนว่าในที่สุดมวลและพลังงานของสสารจะถูกส่งกลับคืนสู่จักรวาล และหลุมดำพร้อมกับภาวะเอกฐานในตัวมัน ก็จะระเหยออกไป และหายไปในที่สุด กลศาสตร์ควอนตัมสามารถมีผลกระทบอย่างมากต่อภาวะเอกฐานของบิกแบง (Big bang singularity) และภาวะเอกฐานของบิกครันช์ (Big crunch singularity) หรือไม่? เกิดอะไรขึ้นจริงๆ ในช่วงแรกหรือช่วงปลายของจักรวาลเมื่อสนามโน้มถ่วงรุนแรงจนไม่สามารถละเลยผลกระทบควอนตัมได้ ความจริงแล้วจักรวาลมีจุดเริ่มต้นหรือจุดสิ้นสุดหรือไม่? และถ้าเป็นเช่นนั้นพวกมันจะเป็นอย่างไร?   The Big Crunch จุดจบของจักรวาล? เราทุกคนรู้เกี่ยวกับทฤษฎีบิกแบง (Big Bang Theory) อยู่แล้ว […]

No Comments read more

ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#24 บทที่ 3 จักรวาลที่กำลังขยายตัว : Big Bang และ Singularity

Posted: 27/03/2021 at 11:50   /   A Brief History of Time, Universe

ในปี 1963 นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย Evgenii Lifshitz และ Isaac Khalatnikov พยายามที่จะล้มทฤษฎีบิกแบงซึ่งมีจุดเริ่มต้นของเวลา พวกเขาเสนอว่าบิกแบงอาจเป็นลักษณะเฉพาะของแบบจำลองของฟรีดมันน์ (Friedmann) เพียงอย่างเดียว ซึ่งเป็นเพียงการประมาณการของจักรวาลที่แท้จริงเท่านั้น บางทีในบรรดาแบบจำลองทั้งหมดที่คล้ายกับจักรวาลจริง มีเพียงแบบจำลองของ Friedmann เท่านั้นที่มี singularity ตามแบบจำลองของ Friedmann กาแล็กซี่ทั้งหมดเคยอยู่ที่เดียวกัน และต่อมาได้เคลื่อนที่ออกจากกันโดยตรง นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียแย้งว่า กาแล็กซี่ในจักรวาลไม่เพียงเคลื่อนที่ออกจากกันโดยตรง แต่ยังมีความเร็วด้านข้างเล็กน้อย ดังนั้นในความเป็นจริงพวกมันไม่เคยอยู่ในสถานที่เดียวกันมาก่อน (พวกเขาโต้แย้งว่าจักรวาลไม่ได้เริ่มต้นมาจากจุด singularity – ผู้เขียน) เพียงอยู่ใกล้ๆ กันในตอนเริ่มต้นเท่านั้น บางทีจักรวาลที่กำลังขยายตัวในปัจจุบันไม่ได้มาจาก singularity แต่มาจากช่วงการหดตัวก่อนหน้านี้ในขณะที่จักรวาลถล่ม อนุภาคในนั้นอาจไม่ได้ชนกันทั้งหมด แต่ได้เคลื่อนที่ผ่านมาแล้วก็ห่างจากกัน ทำให้เกิดการขยายตัวของจักรวาลในปัจจุบัน (สรุป: นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียไม่เห็นด้วยกับทฤษฎีบิกแบงที่ว่าจักรวาลเริ่มมาจากการระเบิดบิกแบงของจุด singularity – ผู้เขียน) แล้วเราจะบอกได้อย่างไรว่าจักรวาลที่แท้จริงควรเริ่มต้นด้วยการระเบิดบิกแบงหรือไม่? สิ่งที่ Lifshitz และ Khalatnikov ทำคือศึกษาแบบจำลองของจักรวาลที่คล้ายกับแบบจำลองของ Friedmann แต่คำนึงถึงความผิดปกติและความเร็วแบบ random ของกาแล็กซี่ในจักรวาลจริง พวกเขาแสดงให้เห็นว่าแบบจำลองดังกล่าวสามารถเริ่มต้นด้วยบิกแบง แม้ว่ากาแล็กซี่จะไม่เคลื่อนที่ออกจากกันโดยตรง แต่พวกเขาอ้างว่าสิ่งนี้ยังคงเป็นไปได้เฉพาะในแบบจำลองพิเศษบางแบบที่กาแล็กซี่ทั้งหมดเคลื่อนที่ด้วยวิธีการที่เหมาะสม […]

No Comments read more

กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#25 รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาลตอนที่ 4 CMB Reveals Cosmic Composition

Posted: 10/11/2020 at 22:40   /   Origin and Evolution of The Universe, Universe

รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล (Cosmic Microwave Background: CMB) เป็นการส่งผ่าน “พลังงานความร้อน” ในลักษณะเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า CMB เป็นรังสีที่เก่าแก่ที่สุดของจักรวาล มีอายุประมาณ 380,000 ปีหลังการเกิดระเบิดครั้งใหญ่บิกแบง (Big Bang) หรือประมาณ 13.8 ล้านปีก่อน ก่อนหน้านี้จักรวาลมีความร้อนและหนาแน่นมากจนทึบแสงทั้งหมด เมื่อจักรวาลเย็นลง (อุณหภูมิของจักรวาลอยู่ที่ 3,000 เคลวิน) มากพอที่จะทำให้โปรตอนและอิเล็กตรอนรวมตัวกันเป็นอะตอมของธาตุไฮโดรเจน (75%) และฮีเลียม (25%) ทำให้จักรวาลในช่วงนี้กลายมาเป็นโปร่งใส เนื่องจากอนุภาคของแสงหรือโฟตอนไม่กระเจิงจากการชนกับอิเล็กตรอนอิสระอีกต่อไป แสงสามารถเดินทางผ่านอวกาศนับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา แสงบางส่วนมุ่งหน้ามายังโลกและเรียกแสงนี้ว่า รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล หรือ CMB ที่มีความถี่อยู่ในย่านความถี่ของคลื่นไมโครเวฟ ถูกตรวจจับได้โดยกล้องโทรทรรศน์วิทยุ (radio telescope)     Ellie Goulding – Burn (Youtube)   แผนที่ท้องฟ้าของ CMB   (a) COBE : 1990 map, angular resolution […]

No Comments read more