ฟิสิกส์เรื่องเอกภพและกาแล็กซี

กาแล็กซีและเอกภพ
กาแล็กซี่

1. กาแล็กซีรูปเกลียวหรือกาแล็กซีแบบกังหัน ( Spiral Galaxies )กาแล็กซี่ชนิดนี้จะมีรูปร่างลักษณะกลมแบนมีส่วนที่คล้ายแขนยืดออกมา ซึ่งดูแล้วจะมีลักษณะคล้ายกังหันที่กำลังหมุน ภายในเต็มไปด้วยมวลสสารของดวงดาว และประกอบไปด้วยกระจุกดาวจำนวนมาก ซึ่งเพียงพอต่อการก่อตัวเป็นดาวดวงใหม่ โดยดวงดาวที่มีอายุน้อยมักจะพบมากบริเวณ แขนของกาแล็กซี่แบบกังหัน ส่วนกลุ่มดาวเก่าแก่มักมีกระจุกดาวแบบทรงกลมอยู่ในบริเวณกระเปาะ ของกาแล็กซี่ การแล็กซี่ทางช้างเผื่อกอันเป็นที่ตั้งของโลกก็ถูกจัดให้เป็นกาแล็กซี่แบบนี้

2. กาแล็กซีรูปกลมรี ( Elliptical Galaxies )

กาแล็กซี่ในแบบนี้มักจะมีทั้งรูปร่างกลมและรี กาแล็กซี่แบบนี้มักจะประอบไปด้วยดาวที่มีอายุมาก บางดวงใกล้จะใกล้จะดับ ศูนย์กลางของกาแล็กซี่จะเคลื่อนที่ช้าๆ แทบจะสังเกตไมใออกว่ามันกำลังเคลื่อนที่อยู่ โดยรูปร่างของมันมีตั้งแต่กลมไปจนถึงรี มวลรัศมีคล้ายกระเปาะของกาแล็กซี่แบบกังหัน โดยรูปร่างจะมีความสัมพันธ์กับการหมุนของมันหากหมุนช้าก็จะมีรูปร่างค่อน ข้างกลม แต่หากหมุนเร็วก็จะมีรูปร่างค่อนข้างรี

3. กาแล็กซีคานรูปเกลียว( Barred Spiral Galaxies )

มีลักษณะคล้ายกาแล็กซี่แบบกังหันแต่ตรงกลางเป้นกระเปาะกลมมีแขนที่ยื่นออกมา ในแนวขวางพาดผ่านกาแล็กซี่ซึ่งดูคล้ายกับคาน โดยแถบแนวขวางดังกล่าวเกิดจากการเคลื่อนไหวของกลุ่มก๊าซดวงดาวภายใน Barred Spiral Galaxies เอง

4.กาแล็กซีคล้ายเลนซ์ ( Lenticular Galaxies )มีลักษณะคล้ายกาแล็กซี่แบบกังหันแต่ไม่มีลักษณะของการเคลื่อนที่แบบดวงแบบ กาแล็กซี่กังหัน มักถูกเรียกอีกชื่อว่ากาแล็กซี่รูปเกลียว ดาวส่วนใหญ่ในกาแล็กซี่นี้เป็นดาวเก่าแก่ที่ไม่มีการพัฒนาแล้ว จะมีดาวเกิดใหม่ในกาแล็กซี่นี้เป็นจำนวนน้อย ส่วนใหญ่จะมีลักษณะกลมแบนดูคล้ายเลนส์

5. กาแล็กซีไร้รูปร่าง ( Irregular Galaxies )

เป็นกาแล็กซี่ที่มีรูปร่างแตกต่างกับกาแล็กซี่ในชนิดอื่นๆ ไม่มีรูปร่างที่แน่ชัด

กำเนิดเอกภพ
การเกิดเอกภพ

มนุษย์เป็นสิ่งมีชีวิตเล็กๆ ที่เพิ่งถือกำเนิดขึ้นเมื่อสี่ล้านปีก่อนบนดาวเคราะห์อายุ 4,600 ล้านปีดวงนี้
โลกเป็นดาวเคราะห์ดวงที่ 3 ในบรรดาดาวเคราะห์ทั้ง 9 ของระบบสุริยะ ระบบสุริยะของเราอยู่ใสกาแล็กซี่ทางช้างเผือก ซึ่งเมื่อมองจากด้านข้างจะมีรูปร่างเหมือนจานสองใบประกบกัน และดูเหมือนกังหันเมื่อมองจากด้านบน
กาแล็กซี่ทางช้างเผือกมีเส้นผ่าศูนย์กลาง 100,000 ปีแสง ซึ่งหมายความว่าหากเราสามารถเดินทางด้วยความเร็วเท่ากับแสงจะต้องใช้เวลาถึง 100,000 ปีในการเดินทางจากขอบกาแล็กซี่ด้านหนึ่งไปยังอีกด้านหนึ่ง
ดวงอาทิตย์เป็นหนึ่งในดาวฤกษ์จำนวนหนึ่งแสนล้านดวงของกาแล็กซี่ทางช้างเผือก โดยดวงดาวที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่าทั้งหมดอยู่ในกาแล็กซี่เดียวกันนี้
ปัจจุบันนักดาราศาสตร์เชื่อว่าเอกภพประกอบด้วยกาแล็กซี่ถึง หนึ่งแสนล้านกาแล็กซี่ โดยกาแล็กซี่แมกเจนแลนใหญ่อยู่ใกล้กาแล็กซี่ทางช้างเผือกของเรามากที่สุด ด้วยระยะทางที่แสงใช้ระยะทางในการเดินทางถึง 170,000 ปี
เอกภพทั้งหมดถือกำเนิดขึ้นมาได้อย่างไรเป็นปริศนาที่นักดาราศาสตร์พยายามค้นหาคำตอบมาเนิ่นนานแล้ว ปัจจุบันคำอธิบายที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดคือทฤษฎีบิ๊กแบง
ทฤษฎีบิ๊กแบงระบุว่าการระเบิดครั้งยิ่งใหญ่เมื่อประมาณ 15,000 ล้านปีก่อนเป็นต้นกำเนิดของเอกภพและสรรพสิ่งทั้งหมด หลังการระเบิดเอกภพขยายตัวออกทุกทิศทางพร้อมกับอุณหภูมิที่ค่อยๆ ลดลง เมื่อเวลาผ่านไปนับล้านปีกลุ่มอนุภาคเล่นอิเล็กตรอนและโปรตรอนเริ่มรวมตัวกันเป็นกาแล็กซี่ต่อมาฝุ่นภายในกาแล็กซี่จึงรวมตัวกับแก๊สไฮโดรเจนและฮีเลียมเกิดเป็นดาวฤกษ์ซึ่งเปล่งแสงได้จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดขึ้นภายใน
วาระสุดท้ายของดาวฤกษ์ทุกดวงจะมาถึงเมื่อไฮโดรเจนซึ่งเป็นเชื้อเพลิงหลักเริ่มหมดลง ดาวฤกษ์จะสว่างวาบขึ้นพร้อมกับขยายตัวกระทั่งรัศมีเพิ่มขึ้นกว่าร้อยเท่าเรียกว่าดาวยักษ์แดง ปรากฏการณ์เช่นนี้จะเกิดขึ้นกับดวงอาทิตย์ในอีก 5,000 ล้านปีข้างหน้าซึ่งเมื่อเวลานั้นมาถึงโลกจะถูกเผาไหม้เป็นเถ้าถ่านอย่างไม่อาจหลีกเลี่ยง หลังจากขยายตัวเป็นดาวยักษ์แดง ดาวฤกษ์จะเข้าสู่วาระสุดท้ายโดยการหดตัวอย่างรุนแรง หากเป็นดาวฤกษ์ที่มีมวลสารน้อย เช่นดวงอาทิตย์ พื้นผิวส่วนนอกจะกลายสภาพเป็นก๊าซแผ่ออกสู่ห้วงอวกาศส่วนแกนกลางจะเย็นลงพร้อมกับหดตัวอย่างรุนแรงกลายสภาพเป็นดาวแคระขาว ซึ่งมวลสารของดวงดาว 1 ช้อนโต๊ะจะมีน้ำหนักประมาณ 1,000 ตัน แต่หากดวงดาวมีมวลมากพออาจระเบิดเป็น Supernova แกนกลางที่เหลือจะกลายเป็นดาวนิวตรอนซึ่งมีความหนาแน่นสูงมากจนมวลสาร 1 ช้อนโต๊ะหนักนับพันล้านตันและหากดาวดวงนั้นมีมวลมากกว่า 3 เท่าของดวงอาทิตย์อาจเกิดการหดตัวอย่างแรงที่สุดจนกลายสภาพเป็นหลุมดำหรือ Black Hole ที่มีแรงดึงดูดมหาศาลจนแม้แต่แสงก็ไม่อาจหลบหนีการดูดกลืนเข้าสู่หลุมดำได้
การก่อเกิด เปลี่ยนแปลง และเสื่อมสลายของดาวฤกษ์เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นตลอดเวลา มวลสารและพลังงานของดวงดาวที่แตกดับกลับกลายเป็นองค์ประกอบของดาวดวงใหม่หมุนเวียต่อไปไม่สิ้นสุด สิ่งใดดำรงอยู่ก่อนการก่อเกิดเอกภพวาระสุดท้ายของเอกภพเป็นเช่นไรรวมทั้งมีชีวิตอยู่บนดาวดวงอื่นหรือไม่ทั้งหมดนี้คือปริศนาที่ยังรอคำตอบจากนักบุกเบิกห้วงอวกาศรุ่นต่อไป
เกร็ดดาราศาสตร์
หากเทียบอายุ 15,000 ล้านปีของเอกภพเป็นเวลา 24 ชั่วโมงมนุษย์ก็คือสิ่งมีชีวิตที่มีการเกิดและดับทุก 0.0005 วินาทีและหากเทียบรัศมี 100,000 ปีแสงของกาแล็กซี่ทางช้างเผือกเป็นระยะทาง 1 กิโลเมตรมนุษย์ก็จะมีขนาดเพียง 1 ใน 5,000 ล้าน มม.เท่านั้นนี่คือความเล็กน้อยด้อยค่าของมนุษย์เมื่อเทียบกับเอกภพอันยิ่งใหญ่

กำเนิดเอกภพ(Big Bang)
ปัจจุบันเอกภพประกอบดัวยกาแล็กซีจำนวนเป็นแสนล้านกาแล็กซีระหว่างกาแล็กซีเป็นอวกาศที่เวิ้งว้างกว้างไกล เอกภพจึงมีขนาดใหญ่โดยมีรัศมีไม่น้อยกว่า 13,700 ล้านปีแสง ภายในกาแล็กซีแต่ละแห่งประกอบด้วยดาวฤกษ์จำนวนมากโลกของเราเป็นดาวเคราะห์หืดวงหนึ่งในระบบสุริยะ ซึ่งเป็นสมาชิกของกาแล็กซีของเรา บิกแบงเป็นทฤษฎีที่อธิบายถึงการระเบิดครั้งยิ่งใหญ่ที่ทำให้พลังงานส่วนหนึ่งเปลี่ยนเป็นสสารมีวิวัฒนาการต่อเนื่องจนเกิดเป็นกาแล็กซี เนบิวลา ดาวฤกษ์ ระบบสุริยะ โลก ดวงจันทร์ และสิ่งมีชีวิตต่างๆ ในปัจจุบัน