กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#39 จักรวาลมีขนาดใหญ่แค่ไหน?
Historic Views โลกเป็นศูนย์กลางของจักรวาล (ก่อนคริสตกาล) ภาพแกะสลัก Flammarion (1888) แสดงให้เห็นผู้แสวงบุญในยุคกลางที่แอบมองผ่านทรงกลมท้องฟ้าเพื่อดูสวรรค์ ชาวกรีกโบราณคิดว่าท้องฟ้าเป็นเพียงทรงกลมหรือโดมที่ล้อมรอบโลกและมีดวงดาวติดอยู่ ดวงดาวเคลื่อนจากตะวันออกไปตะวันตกผ่านด้านในของโดมหรือทรงกลม ทรงกลมนี้ถูกแบ่งออกเป็น 2 ส่วน บริเวณเหนือดวงจันทร์เป็นอาณาจักรสวรรค์ และบริเวณใต้ดวงจันทร์เป็นโลก […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#38 อายุของจักรวาล
นับตั้งแต่ทฤษฎีบิกแบงปรากฏ นักดาราศาสตร์ได้รู้ว่าจักรวาลมีจุดเริ่มต้น แต่การหาจำนวนเทียนที่จะวางบนเค้กวันเกิดของจักรวาลนั้นพิสูจน์แล้วว่าเป็นเรื่องยาก นักดาราศาสตร์ส่วนใหญ่ยอมรับว่าจักรวาลที่สังเกตได้นั้นมีอายุระหว่าง 13.7-13.8 พันล้านปี นักดาราศาสตร์ประเมินอายุของจักรวาลในสองวิธี: 1) โดยการมองหาดาวที่เก่าแก่ที่สุด และ 2) โดยการวัดอัตราการขยายตัวของจักรวาลและประมาณการกลับไปสู่บิกแบง “Nothing […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#37 โครงสร้างขนาดใหญ่ของจักรวาล
โครงสร้างขนาดใหญ่ของจักรวาล เมื่อมองขึ้นไปบนท้องฟ้ายามค่ำคืน ดูเหมือนว่าดวงดาวและกาแล็กซี่จะกระจัดกระจายไปอย่างไม่เป็นระเบียบ อย่างไรก็ตาม จริงๆ แล้ว จักรวาลไม่ใช่สถานที่ที่สับสนวุ่นวาย ในทางตรงกันข้าม จักรวาลประกอบด้วยโครงสร้างที่เป็นระเบียบในระดับต่างๆ กัน ตั้งแต่ระบบขนาดเล็กอย่างโลกและระบบสุริยะของเรา ไปจนถึงกาแล็กซีที่มีดาวนับล้านล้านดวง และสุดท้ายโครงสร้างที่ใหญ่มากซึ่งมีกาแล็กซีหลายพันล้านแห่ง แม้ว่าจะมีกาแล็กซีบางแห่งที่อยู่อย่างโดดเดี่ยว แต่ส่วนใหญ่จะอยู่รวมกันเป็นกลุ่มกาแล็กซี […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#36 ภาพลวงตาของดวงจันทร์
คุณเคยสังเกตหรือไม่ว่าดวงจันทร์ดูใหญ่กว่าเมื่ออยู่ใกล้ขอบฟ้า แต่หลายชั่วโมงต่อมาเมื่อคุณแหงนมองท้องฟ้ายามค่ำคืน คุณจะสังเกตเห็นว่าตอนนี้ดวงจันทร์ดูเล็กลงมาก ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า “ภาพลวงตาของดวงจันทร์ (Moon illusion)” ซึ่งจะเด่นชัดมากขึ้นในช่วงพระจันทร์เต็มดวง อันที่จริง ดวงจันทร์เมื่ออยู่ใกล้ขอบฟ้าไม่ได้มีขนาดใหญ่กว่าเมื่ออยู่สูงขึ้นไปบนท้องฟ้า ภาพลวงตาของดวงจันทร์ ปัญหากวนใจนับพันปี vox.com ภาพลวงตาของดวงจันทร์เป็นที่รู้จักกันและทำให้ผู้คนงุนงงมากว่า […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#35 กรวยแสง
ตลอดประวัติศาสตร์ แสงเป็นสัญญาณที่เชื่อมอดีต ปัจจุบัน และอนาคต และนำมาซึ่งจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของเวลา คุณสมบัติของแสง: แสงมีความเร็วคงที่ไม่เปลี่ยนแปลง ประมาณ 300,000 กม./วินาที มันไม่มีมวล แสงเดินทางเป็นเส้นตรง (แต่มันจะโค้งงอเมื่อเข้าใกล้วัตถุขนาดใหญ่) และไม่มีสิ่งใดเดินทางได้เร็วกว่าแสง ในทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษและสัมพัทธภาพทั่วไป […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#34 การซ้อนทับควอมตัมและจักรวาลคู่ขนาน
การทดลองแบบ Double-slit ที่ยืนยันลักษณะทวิภาคของคลื่น-อนุภาคของแสงและสสาร ในกลศาสตร์ควอนตัมแสดงถึงความจริงที่ว่า “แสงและสสารแสดงพฤติกรรมของทั้งคลื่นและอนุภาค” ขึ้นอยู่กับสถานการณ์ สิ่งนี้เรียกว่า “ทวิภาคของคลื่น-อนุภาค (Wave–particle duality)” การศึกษาว่าแสงมีพฤติกรรมเป็นคลื่นหรืออนุภาคย้อนไปถึงศตวรรษที่ 17 ในยุคนั้นนักฟิสิกส์ส่วนใหญ่เห็นด้วยกับทฤษฎีแสงของนิวตัน ที่เชื่อว่าแสงประกอบขึ้นด้วยอนุภาคเล็กๆ ที่เรียกว่า […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#33 งานวิจัยสุดท้ายของสตีเฟน ฮอว์คิง: จักรวาลคู่ขนาน
แนวคิดเรื่อง “จักรวาลคู่ขนาน (Parallel universe)” เป็นทฤษฎีหนึ่งในแนวคิดมากมายในจักรวาลวิทยาสมัยใหม่ หลายแนวคิดนำไปสู่แนวคิดเกี่ยวกับพหุภพ (multiverse) ซึ่งเป็นแนวคิดที่ว่าจักรวาลของเราเป็นเพียงหนึ่งในจักรวาลจำนวนนับไม่ถ้วนที่ผุดขึ้นและออกจากการดำรงอยู่ เหมือนเช่นฟองสบู่ ทั้งหมดล่องลอยอยู่ในสิ่งที่เรียกว่า “พหุภพ (multiverse)” การมีอยู่ของจักรวาลคู่ขนานยังไม่ได้รับการพิสูจน์ แต่บทความสุดท้ายของ สตีเฟน […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#31 การแผ่รังสีฮอว์คิง
สตีเฟน ฮอว์คิง สตีเฟน ฮอว์คิง (Stephen Hawking) เป็นนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี นักจักรวาลวิทยา และนักเขียน ซึ่งเป็นผู้อำนวยการฝ่ายวิจัยของศูนย์จักรวาลวิทยาเชิงทฤษฎีที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ก่อนที่เขาจะเสียชีวิตเมื่อปี 2018 ผลงานทางวิทยาศาสตร์ของเขารวมถึงความร่วมมือกับโรเจอร์ เพนโรส (Roger […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#30 หลุมดำ
หลุมดำคืออะไร หลุมดำ (Black hole) เป็นวัตถุที่แปลกประหลาดและน่าสนใจที่สุดในอวกาศ พวกมันเป็นพื้นที่ของอวกาศ-เวลา (space-time) ในจักรวาลที่มีความหนาแน่นและความโน้มถ่วงสูงมากซึ่งไม่มีสิ่งใดสามารถหลุดรอดออกไปได้แม้แต่แสง เราไม่สามารถเข้าใจภายในของหลุมดำได้ เพราะหลุมดำเป็นสถานที่ที่กฎของฟิสิกส์ถูกทำลายลง แนวคิดเรื่องหลุมดำมีมานานหลายศตวรรษแล้ว ในปี 1783 จอห์น มิทเชล […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#29 ระบบสุริยะ
ระบบสุริยะที่เราเรียกว่าบ้านตั้งอยู่ในแขนก้นหอยด้านนอกของกาแล็กซี่ทางช้างเผือก (Milky Way galaxy) ระบบสุริยะของเราประกอบด้วยดวงอาทิตย์และวัตถุอื่นๆ ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์เนื่องจากแรงโน้มถ่วง เช่น ดาวเคราะห์ (planets) ได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#39 จักรวาลมีขนาดใหญ่แค่ไหน?
Historic Views โลกเป็นศูนย์กลางของจักรวาล (ก่อนคริสตกาล) ภาพแกะสลัก Flammarion (1888) แสดงให้เห็นผู้แสวงบุญในยุคกลางที่แอบมองผ่านทรงกลมท้องฟ้าเพื่อดูสวรรค์ ชาวกรีกโบราณคิดว่าท้องฟ้าเป็นเพียงทรงกลมหรือโดมที่ล้อมรอบโลกและมีดวงดาวติดอยู่ ดวงดาวเคลื่อนจากตะวันออกไปตะวันตกผ่านด้านในของโดมหรือทรงกลม ทรงกลมนี้ถูกแบ่งออกเป็น 2 ส่วน บริเวณเหนือดวงจันทร์เป็นอาณาจักรสวรรค์ และบริเวณใต้ดวงจันทร์เป็นโลก […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#38 อายุของจักรวาล
นับตั้งแต่ทฤษฎีบิกแบงปรากฏ นักดาราศาสตร์ได้รู้ว่าจักรวาลมีจุดเริ่มต้น แต่การหาจำนวนเทียนที่จะวางบนเค้กวันเกิดของจักรวาลนั้นพิสูจน์แล้วว่าเป็นเรื่องยาก นักดาราศาสตร์ส่วนใหญ่ยอมรับว่าจักรวาลที่สังเกตได้นั้นมีอายุระหว่าง 13.7-13.8 พันล้านปี นักดาราศาสตร์ประเมินอายุของจักรวาลในสองวิธี: 1) โดยการมองหาดาวที่เก่าแก่ที่สุด และ 2) โดยการวัดอัตราการขยายตัวของจักรวาลและประมาณการกลับไปสู่บิกแบง “Nothing […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#37 โครงสร้างขนาดใหญ่ของจักรวาล
โครงสร้างขนาดใหญ่ของจักรวาล เมื่อมองขึ้นไปบนท้องฟ้ายามค่ำคืน ดูเหมือนว่าดวงดาวและกาแล็กซี่จะกระจัดกระจายไปอย่างไม่เป็นระเบียบ อย่างไรก็ตาม จริงๆ แล้ว จักรวาลไม่ใช่สถานที่ที่สับสนวุ่นวาย ในทางตรงกันข้าม จักรวาลประกอบด้วยโครงสร้างที่เป็นระเบียบในระดับต่างๆ กัน ตั้งแต่ระบบขนาดเล็กอย่างโลกและระบบสุริยะของเรา ไปจนถึงกาแล็กซีที่มีดาวนับล้านล้านดวง และสุดท้ายโครงสร้างที่ใหญ่มากซึ่งมีกาแล็กซีหลายพันล้านแห่ง แม้ว่าจะมีกาแล็กซีบางแห่งที่อยู่อย่างโดดเดี่ยว แต่ส่วนใหญ่จะอยู่รวมกันเป็นกลุ่มกาแล็กซี […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#36 ภาพลวงตาของดวงจันทร์
คุณเคยสังเกตหรือไม่ว่าดวงจันทร์ดูใหญ่กว่าเมื่ออยู่ใกล้ขอบฟ้า แต่หลายชั่วโมงต่อมาเมื่อคุณแหงนมองท้องฟ้ายามค่ำคืน คุณจะสังเกตเห็นว่าตอนนี้ดวงจันทร์ดูเล็กลงมาก ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า “ภาพลวงตาของดวงจันทร์ (Moon illusion)” ซึ่งจะเด่นชัดมากขึ้นในช่วงพระจันทร์เต็มดวง อันที่จริง ดวงจันทร์เมื่ออยู่ใกล้ขอบฟ้าไม่ได้มีขนาดใหญ่กว่าเมื่ออยู่สูงขึ้นไปบนท้องฟ้า ภาพลวงตาของดวงจันทร์ ปัญหากวนใจนับพันปี vox.com ภาพลวงตาของดวงจันทร์เป็นที่รู้จักกันและทำให้ผู้คนงุนงงมากว่า […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#35 กรวยแสง
ตลอดประวัติศาสตร์ แสงเป็นสัญญาณที่เชื่อมอดีต ปัจจุบัน และอนาคต และนำมาซึ่งจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของเวลา คุณสมบัติของแสง: แสงมีความเร็วคงที่ไม่เปลี่ยนแปลง ประมาณ 300,000 กม./วินาที มันไม่มีมวล แสงเดินทางเป็นเส้นตรง (แต่มันจะโค้งงอเมื่อเข้าใกล้วัตถุขนาดใหญ่) และไม่มีสิ่งใดเดินทางได้เร็วกว่าแสง ในทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษและสัมพัทธภาพทั่วไป […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#34 การซ้อนทับควอมตัมและจักรวาลคู่ขนาน
การทดลองแบบ Double-slit ที่ยืนยันลักษณะทวิภาคของคลื่น-อนุภาคของแสงและสสาร ในกลศาสตร์ควอนตัมแสดงถึงความจริงที่ว่า “แสงและสสารแสดงพฤติกรรมของทั้งคลื่นและอนุภาค” ขึ้นอยู่กับสถานการณ์ สิ่งนี้เรียกว่า “ทวิภาคของคลื่น-อนุภาค (Wave–particle duality)” การศึกษาว่าแสงมีพฤติกรรมเป็นคลื่นหรืออนุภาคย้อนไปถึงศตวรรษที่ 17 ในยุคนั้นนักฟิสิกส์ส่วนใหญ่เห็นด้วยกับทฤษฎีแสงของนิวตัน ที่เชื่อว่าแสงประกอบขึ้นด้วยอนุภาคเล็กๆ ที่เรียกว่า […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#33 งานวิจัยสุดท้ายของสตีเฟน ฮอว์คิง: จักรวาลคู่ขนาน
แนวคิดเรื่อง “จักรวาลคู่ขนาน (Parallel universe)” เป็นทฤษฎีหนึ่งในแนวคิดมากมายในจักรวาลวิทยาสมัยใหม่ หลายแนวคิดนำไปสู่แนวคิดเกี่ยวกับพหุภพ (multiverse) ซึ่งเป็นแนวคิดที่ว่าจักรวาลของเราเป็นเพียงหนึ่งในจักรวาลจำนวนนับไม่ถ้วนที่ผุดขึ้นและออกจากการดำรงอยู่ เหมือนเช่นฟองสบู่ ทั้งหมดล่องลอยอยู่ในสิ่งที่เรียกว่า “พหุภพ (multiverse)” การมีอยู่ของจักรวาลคู่ขนานยังไม่ได้รับการพิสูจน์ แต่บทความสุดท้ายของ สตีเฟน […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#31 การแผ่รังสีฮอว์คิง
สตีเฟน ฮอว์คิง สตีเฟน ฮอว์คิง (Stephen Hawking) เป็นนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี นักจักรวาลวิทยา และนักเขียน ซึ่งเป็นผู้อำนวยการฝ่ายวิจัยของศูนย์จักรวาลวิทยาเชิงทฤษฎีที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ก่อนที่เขาจะเสียชีวิตเมื่อปี 2018 ผลงานทางวิทยาศาสตร์ของเขารวมถึงความร่วมมือกับโรเจอร์ เพนโรส (Roger […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#30 หลุมดำ
หลุมดำคืออะไร หลุมดำ (Black hole) เป็นวัตถุที่แปลกประหลาดและน่าสนใจที่สุดในอวกาศ พวกมันเป็นพื้นที่ของอวกาศ-เวลา (space-time) ในจักรวาลที่มีความหนาแน่นและความโน้มถ่วงสูงมากซึ่งไม่มีสิ่งใดสามารถหลุดรอดออกไปได้แม้แต่แสง เราไม่สามารถเข้าใจภายในของหลุมดำได้ เพราะหลุมดำเป็นสถานที่ที่กฎของฟิสิกส์ถูกทำลายลง แนวคิดเรื่องหลุมดำมีมานานหลายศตวรรษแล้ว ในปี 1783 จอห์น มิทเชล […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#29 ระบบสุริยะ
ระบบสุริยะที่เราเรียกว่าบ้านตั้งอยู่ในแขนก้นหอยด้านนอกของกาแล็กซี่ทางช้างเผือก (Milky Way galaxy) ระบบสุริยะของเราประกอบด้วยดวงอาทิตย์และวัตถุอื่นๆ ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์เนื่องจากแรงโน้มถ่วง เช่น ดาวเคราะห์ (planets) ได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#42 บทที่ 6 หลุมดำ : สมมติฐานการเซ็นเซอร์จักรวาล
งานที่โรเจอร์ เพนโรส (Roger Penrose) และผมร่วมกันศึกษาในระหว่างปี 1965 ถึง 1970 ได้แสดงให้เห็นว่า ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (Theory of general relativity) จะต้องมีความหนาแน่นและความโค้งของอวกาศ-เวลาเป็นอนันต์ที่ภาวะเอกฐาน […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#41 บทที่ 6 หลุมดำ : ผลงานของออพเพนไฮเมอร์
จันทรเสกขาร์ได้แสดงให้เห็นว่าหลักการกีดกันไม่สามารถหยุดการยุบตัวของดาวฤกษ์ที่มีมวลมากเกินกว่าขีดจำกัดของจันทรเสกขาร์ได้ (Chandrasekhar limit) แต่ปัญหาของการทำความเข้าใจว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับดาวดวงนั้นตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ผลงานในปี 1939 ของหนุ่มชาวอเมริกัน โรเบิร์ต ออพเพนไฮเมอร์ (Robert Oppenheimer) ได้นำแนวคิดนี้ไปไกลกว่านี้ แม้ว่าทฤษฎีของเขาจะไม่สามารถพิสูจน์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ในสมัยของเขาได้ จากนั้นสงครามโลกครั้งที่สองก็เกิดขึ้นและออพเพนไฮเมอร์เองก็มีส่วนเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดในโครงการระเบิดปรมาณู หลังสงคราม […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#40 บทที่ 6 หลุมดำ : ขีดจำกัดจันทรเสกขาร์
เพื่อทำความเข้าใจว่าหลุมดำก่อตัวได้อย่างไร เราต้องเข้าใจวงจรชีวิตของดาวเสียก่อน ดาวฤกษ์ก่อตัวขึ้นเมื่อก๊าซจำนวนมาก (ส่วนใหญ่เป็นไฮโดรเจน) เริ่มยุบตัวภายใต้แรงโน้มถ่วงของตัวมันเอง ขณะที่หดตัว อะตอมของก๊าซจะชนกันบ่อยขึ้นเรื่อยๆ และเร็วขึ้นเรื่อยๆ ก๊าซจะร้อนขึ้น ในที่สุดก๊าซจะร้อนมาก จนเมื่ออะตอมของไฮโดรเจนชนกัน พวกมันจะไม่กระเด้งออกจากกันอีกต่อไป แต่จะหลอมรวมตัวกันเป็นฮีเลียมแทน ความร้อนที่ปล่อยออกมาในปฏิกิริยานี้ ซึ่งเหมือนกับการระเบิดของระเบิดไฮโดรเจน […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#39 บทที่ 6 หลุมดำ : ดาวมืด
คำว่าหลุมดำมีต้นกำเนิดมาไม่นาน มันถูกประกาศในปี 1969 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน จอห์น วีลเลอร์ (John Wheeler) เพื่อเป็นคำอธิบายภาพเกี่ยวกับแนวคิดที่ย้อนกลับไปอย่างน้อยสองร้อยปี จนถึงช่วงเวลาที่มีทฤษฎีเกี่ยวกับแสงสองทฤษฎี ทฤษฎีหนึ่งของนิวตัน – แสงประกอบด้วยอนุภาค; อีกทฤษฎีหนึ่ง – […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#38 บทที่ 5 อนุภาคมูลฐานและแรงแห่งธรรมชาติ : สมมาตร CPT
แม้ว่าการสังเกตการสลายตัวของโปรตอนที่เกิดขึ้นเองทำได้ยาก แต่ก็อาจเป็นไปได้ว่าการมีอยู่ของมนุษย์เราเป็นผลมาจากกระบวนการย้อนกลับของการผลิตโปรตอน หรือพูดง่ายๆ ก็คือ ของควาร์ก จักรวาลเริ่มต้นด้วยการมีจำนวนควาร์กและแอนติคาวร์กเท่ากัน สสารบนโลกประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอนเป็นส่วนใหญ่ซึ่งประกอบขึ้นจากควาร์ก ไม่มีแอนติโปรตอนหรือแอนตินิวตรอนที่สร้างขึ้นจากแอนติควาร์ก ยกเว้นบางตัวที่นักฟิสิกส์สร้างขึ้นมาในเครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่ เรามีหลักฐานจากรังสีคอสมิกว่าไม่มีแอนติโปรตอนหรือแอนตินิวตรอนในกาแล็กซี่ของเรา ยกเว้นคู่ของอนุภาค/ปฏิอนุภาคจำนวนเล็กน้อยที่ถูกสร้างขึ้นในการชนกันที่พลังงานสูงในเครื่องเร่งอนุภาค หากจักรวาลของเรามีปฏิสสารจำนวนมาก เราจะพบการแผ่รังสีในปริมาณมากที่มีผลมาจากการชนกันของสสารกับปฏิสสาร ทำลายล้างซึ่งกันและกันและปล่อยพลังงานออกมา […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#37 บทที่ 5 อนุภาคมูลฐานและแรงแห่งธรรมชาติ : ทฤษฎีเอกภาพที่ยิ่งใหญ่
รูปที่ 5.2 แสดงภาพถ่ายของการชนกันระหว่างโปรตอนพลังงานสูงกับแอนติโปรตอน ความสำเร็จของการรวมตัวของแรงแม่เหล็กไฟฟ้าและแรงนิวเคลียร์อย่างอ่อน ทำให้เกิดความพยายามที่จะรวมแรงทั้งสองนี้เข้ากับแรงนิวเคลียร์อย่างเข้ม จนกลายเป็นสิ่งที่เรียกว่า ทฤษฎีเอกภาพที่ยิ่งใหญ่ (หรือ GUTs) ชื่อนี้ค่อนข้างเกินจริง: ทฤษฎีนี้ไม่ได้ยิ่งใหญ่ขนาดนั้น และไม่ได้รวมเป็นหนึ่งเดียวอย่างสมบูรณ์ เนื่องจากไม่ได้รวมแรงโน้มถ่วงเข้าไปด้วย และไม่ใช่ทฤษฎีที่สมบูรณ์จริงๆ เพราะมีค่าพารามิเตอร์จำนวนหนึ่งซึ่งไม่สามารถทำนายจากทฤษฎีนี้ได้ […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#36 บทที่ 5 อนุภาคมูลฐานและแรงแห่งธรรมชาติ : แรงพื้นฐานทั้งสี่ – Strong Nuclear Force
แรงประเภทที่สี่คือแรงนิวเคลียร์อย่างเข้ม ซึ่งยึดควาร์กไว้ด้วยกันในโปรตอนและนิวตรอน และยึดโปรตอนและนิวตรอนไว้ด้วยกันในนิวเคลียสของอะตอม เชื่อกันว่าแรงนี้ถูกพาโดยอนุภาคที่มีสปิน -1 ที่เรียกว่า กลูออน (gluon) ซึ่งมีปฏิสัมพันธ์กับตัวมันเองและกับควาร์กเท่านั้น แรงนิวเคลียร์อย่างเข้มมีคุณสมบัติที่น่าสนใจที่เรียกว่า การกักขัง (confinement) : มันมักจะจับอนุภาคเข้าด้วยกันเป็นองค์ประกอบที่ไม่มีสี ควาร์กไม่สามารถอยู่ตัวเดียวโดยอิสระได้ […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#35 บทที่ 5 อนุภาคมูลฐานและแรงแห่งธรรมชาติ : แรงพื้นฐานทั้งสี่ – Weak Nuclear Force
แรงประเภทที่สามเรียกว่าแรงนิวเคลียร์อย่างอ่อน ซึ่งมีหน้าที่ในการสลายตัวของธาตุกัมมันตภาพรังสีและกระทำกับอนุภาคที่มีการหมุนหรือสปิน ½ ทั้งหมด แต่ไม่ส่งผลต่ออนุภาคที่มีสปิน 0, 1 หรือ 2 อย่างเช่น โฟตอนและกราวิตอน แรงนิวเคลียร์อย่างอ่อนยังไม่เป็นที่เข้าใจกันจนถึงปี 1967 เมื่อ อับดัส […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#34 บทที่ 5 อนุภาคมูลฐานและแรงแห่งธรรมชาติ : แรงพื้นฐานทั้งสี่ – Electromagnetic Force
หมวดหมู่ถัดไปคือแรงแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งทำปฏิกิริยากับอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า เช่น อิเล็กตรอนและควาร์ก แต่ไม่ทำปฏิกิริยากับอนุภาคที่ไม่มีประจุ เช่น กราวิตอน แรงแม่เหล็กไฟฟ้าแข็งแกร่งกว่าแรงโน้มถ่วงมาก: แรงแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างอิเล็กตรอนสองตัว มีค่าใหญ่กว่าแรงโน้มถ่วง หนึ่งล้านล้านล้านล้านล้านล้านล้าน (1 กับศูนย์สี่สิบสองตัว) เท่า อย่างไรก็ตาม […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#33 บทที่ 5 อนุภาคมูลฐานและแรงแห่งธรรมชาติ : แรงพื้นฐานทั้งสี่ – Gravitational Force
ในกลศาสตร์ควอนตัม อนุภาคที่มีการหมุน (spin) 0, 1 หรือ 2 เป็นตัวนำพาแรงหรือปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคสสารทั้งหมด อนุภาคของสสารเช่น อิเล็กตรอนหรือควาร์ก จะปล่อยอนุภาคนำพาแรงต่างๆ ออกมา การปล่อยนี้ทำให้อนุภาคสสารมีการหดตัวและเปลี่ยนความเร็ว อนุภาคนำพาแรง (force-carrying […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#42 บทที่ 6 หลุมดำ : สมมติฐานการเซ็นเซอร์จักรวาล
งานที่โรเจอร์ เพนโรส (Roger Penrose) และผมร่วมกันศึกษาในระหว่างปี 1965 ถึง 1970 ได้แสดงให้เห็นว่า ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (Theory of general relativity) จะต้องมีความหนาแน่นและความโค้งของอวกาศ-เวลาเป็นอนันต์ที่ภาวะเอกฐาน […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#41 บทที่ 6 หลุมดำ : ผลงานของออพเพนไฮเมอร์
จันทรเสกขาร์ได้แสดงให้เห็นว่าหลักการกีดกันไม่สามารถหยุดการยุบตัวของดาวฤกษ์ที่มีมวลมากเกินกว่าขีดจำกัดของจันทรเสกขาร์ได้ (Chandrasekhar limit) แต่ปัญหาของการทำความเข้าใจว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับดาวดวงนั้นตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ผลงานในปี 1939 ของหนุ่มชาวอเมริกัน โรเบิร์ต ออพเพนไฮเมอร์ (Robert Oppenheimer) ได้นำแนวคิดนี้ไปไกลกว่านี้ แม้ว่าทฤษฎีของเขาจะไม่สามารถพิสูจน์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ในสมัยของเขาได้ จากนั้นสงครามโลกครั้งที่สองก็เกิดขึ้นและออพเพนไฮเมอร์เองก็มีส่วนเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดในโครงการระเบิดปรมาณู หลังสงคราม […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#40 บทที่ 6 หลุมดำ : ขีดจำกัดจันทรเสกขาร์
เพื่อทำความเข้าใจว่าหลุมดำก่อตัวได้อย่างไร เราต้องเข้าใจวงจรชีวิตของดาวเสียก่อน ดาวฤกษ์ก่อตัวขึ้นเมื่อก๊าซจำนวนมาก (ส่วนใหญ่เป็นไฮโดรเจน) เริ่มยุบตัวภายใต้แรงโน้มถ่วงของตัวมันเอง ขณะที่หดตัว อะตอมของก๊าซจะชนกันบ่อยขึ้นเรื่อยๆ และเร็วขึ้นเรื่อยๆ ก๊าซจะร้อนขึ้น ในที่สุดก๊าซจะร้อนมาก จนเมื่ออะตอมของไฮโดรเจนชนกัน พวกมันจะไม่กระเด้งออกจากกันอีกต่อไป แต่จะหลอมรวมตัวกันเป็นฮีเลียมแทน ความร้อนที่ปล่อยออกมาในปฏิกิริยานี้ ซึ่งเหมือนกับการระเบิดของระเบิดไฮโดรเจน […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#39 บทที่ 6 หลุมดำ : ดาวมืด
คำว่าหลุมดำมีต้นกำเนิดมาไม่นาน มันถูกประกาศในปี 1969 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน จอห์น วีลเลอร์ (John Wheeler) เพื่อเป็นคำอธิบายภาพเกี่ยวกับแนวคิดที่ย้อนกลับไปอย่างน้อยสองร้อยปี จนถึงช่วงเวลาที่มีทฤษฎีเกี่ยวกับแสงสองทฤษฎี ทฤษฎีหนึ่งของนิวตัน – แสงประกอบด้วยอนุภาค; อีกทฤษฎีหนึ่ง – […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#38 บทที่ 5 อนุภาคมูลฐานและแรงแห่งธรรมชาติ : สมมาตร CPT
แม้ว่าการสังเกตการสลายตัวของโปรตอนที่เกิดขึ้นเองทำได้ยาก แต่ก็อาจเป็นไปได้ว่าการมีอยู่ของมนุษย์เราเป็นผลมาจากกระบวนการย้อนกลับของการผลิตโปรตอน หรือพูดง่ายๆ ก็คือ ของควาร์ก จักรวาลเริ่มต้นด้วยการมีจำนวนควาร์กและแอนติคาวร์กเท่ากัน สสารบนโลกประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอนเป็นส่วนใหญ่ซึ่งประกอบขึ้นจากควาร์ก ไม่มีแอนติโปรตอนหรือแอนตินิวตรอนที่สร้างขึ้นจากแอนติควาร์ก ยกเว้นบางตัวที่นักฟิสิกส์สร้างขึ้นมาในเครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่ เรามีหลักฐานจากรังสีคอสมิกว่าไม่มีแอนติโปรตอนหรือแอนตินิวตรอนในกาแล็กซี่ของเรา ยกเว้นคู่ของอนุภาค/ปฏิอนุภาคจำนวนเล็กน้อยที่ถูกสร้างขึ้นในการชนกันที่พลังงานสูงในเครื่องเร่งอนุภาค หากจักรวาลของเรามีปฏิสสารจำนวนมาก เราจะพบการแผ่รังสีในปริมาณมากที่มีผลมาจากการชนกันของสสารกับปฏิสสาร ทำลายล้างซึ่งกันและกันและปล่อยพลังงานออกมา […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#37 บทที่ 5 อนุภาคมูลฐานและแรงแห่งธรรมชาติ : ทฤษฎีเอกภาพที่ยิ่งใหญ่
รูปที่ 5.2 แสดงภาพถ่ายของการชนกันระหว่างโปรตอนพลังงานสูงกับแอนติโปรตอน ความสำเร็จของการรวมตัวของแรงแม่เหล็กไฟฟ้าและแรงนิวเคลียร์อย่างอ่อน ทำให้เกิดความพยายามที่จะรวมแรงทั้งสองนี้เข้ากับแรงนิวเคลียร์อย่างเข้ม จนกลายเป็นสิ่งที่เรียกว่า ทฤษฎีเอกภาพที่ยิ่งใหญ่ (หรือ GUTs) ชื่อนี้ค่อนข้างเกินจริง: ทฤษฎีนี้ไม่ได้ยิ่งใหญ่ขนาดนั้น และไม่ได้รวมเป็นหนึ่งเดียวอย่างสมบูรณ์ เนื่องจากไม่ได้รวมแรงโน้มถ่วงเข้าไปด้วย และไม่ใช่ทฤษฎีที่สมบูรณ์จริงๆ เพราะมีค่าพารามิเตอร์จำนวนหนึ่งซึ่งไม่สามารถทำนายจากทฤษฎีนี้ได้ […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#36 บทที่ 5 อนุภาคมูลฐานและแรงแห่งธรรมชาติ : แรงพื้นฐานทั้งสี่ – Strong Nuclear Force
แรงประเภทที่สี่คือแรงนิวเคลียร์อย่างเข้ม ซึ่งยึดควาร์กไว้ด้วยกันในโปรตอนและนิวตรอน และยึดโปรตอนและนิวตรอนไว้ด้วยกันในนิวเคลียสของอะตอม เชื่อกันว่าแรงนี้ถูกพาโดยอนุภาคที่มีสปิน -1 ที่เรียกว่า กลูออน (gluon) ซึ่งมีปฏิสัมพันธ์กับตัวมันเองและกับควาร์กเท่านั้น แรงนิวเคลียร์อย่างเข้มมีคุณสมบัติที่น่าสนใจที่เรียกว่า การกักขัง (confinement) : มันมักจะจับอนุภาคเข้าด้วยกันเป็นองค์ประกอบที่ไม่มีสี ควาร์กไม่สามารถอยู่ตัวเดียวโดยอิสระได้ […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#35 บทที่ 5 อนุภาคมูลฐานและแรงแห่งธรรมชาติ : แรงพื้นฐานทั้งสี่ – Weak Nuclear Force
แรงประเภทที่สามเรียกว่าแรงนิวเคลียร์อย่างอ่อน ซึ่งมีหน้าที่ในการสลายตัวของธาตุกัมมันตภาพรังสีและกระทำกับอนุภาคที่มีการหมุนหรือสปิน ½ ทั้งหมด แต่ไม่ส่งผลต่ออนุภาคที่มีสปิน 0, 1 หรือ 2 อย่างเช่น โฟตอนและกราวิตอน แรงนิวเคลียร์อย่างอ่อนยังไม่เป็นที่เข้าใจกันจนถึงปี 1967 เมื่อ อับดัส […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#34 บทที่ 5 อนุภาคมูลฐานและแรงแห่งธรรมชาติ : แรงพื้นฐานทั้งสี่ – Electromagnetic Force
หมวดหมู่ถัดไปคือแรงแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งทำปฏิกิริยากับอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า เช่น อิเล็กตรอนและควาร์ก แต่ไม่ทำปฏิกิริยากับอนุภาคที่ไม่มีประจุ เช่น กราวิตอน แรงแม่เหล็กไฟฟ้าแข็งแกร่งกว่าแรงโน้มถ่วงมาก: แรงแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างอิเล็กตรอนสองตัว มีค่าใหญ่กว่าแรงโน้มถ่วง หนึ่งล้านล้านล้านล้านล้านล้านล้าน (1 กับศูนย์สี่สิบสองตัว) เท่า อย่างไรก็ตาม […]
ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#33 บทที่ 5 อนุภาคมูลฐานและแรงแห่งธรรมชาติ : แรงพื้นฐานทั้งสี่ – Gravitational Force
ในกลศาสตร์ควอนตัม อนุภาคที่มีการหมุน (spin) 0, 1 หรือ 2 เป็นตัวนำพาแรงหรือปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคสสารทั้งหมด อนุภาคของสสารเช่น อิเล็กตรอนหรือควาร์ก จะปล่อยอนุภาคนำพาแรงต่างๆ ออกมา การปล่อยนี้ทำให้อนุภาคสสารมีการหดตัวและเปลี่ยนความเร็ว อนุภาคนำพาแรง (force-carrying […]