Page 19 - วิทยาศาสตร์เทคโนโลยี และสิ่งแวดล้อมเพื่อชีวิต
P. 19
เอกภพและระบบสรุ ิยะ 6-9
2. ปรากฏการณ์ที่สนับสนุนทฤษฎีบิกแบง
แรงในธรรมชาติท้ัง 4 ประเภท มีอยู่ในปัจจุบัน เป็นแรงท่ีมีมาแล้วตั้งแต่เริ่มเกิดเอกภพ ดังนั้น
ปรากฏการณ์แรงธรรมชาติท้ัง 4 จึงเป็นปรากฏการณ์ที่เป็นไปตามทฤษฎีบิกแบง อย่างไรก็ตามยังมี
ปรากฏการณ์อีกอย่างน้อย 2 อย่างท่ีสนับสนุน หรือเป็นไปตามทฤษฎีบิกแบง ได้แก่ การขยายตัวของ
เอกภพ และอุณหภูมิของเอกภพซง่ึ ในปัจจบุ ันลดลงเหลือประมาณ 3 เคลวิน
2.1 การขยายตัวของเอกภพ ตง้ั แตเ่ กดิ บกิ แบง ขนาดของเอกภพไดเ้ พม่ิ ขน้ึ อยา่ งรวดเรว็ ในระยะ
แรก จนไดช้ ือ่ ว่าเปน็ การขยายตัวแบบเฟ้อ แต่นักดาราศาสตร์ไม่สามารถยอ้ นกลบั ไปสงั เกตการขยายตัว
ในขณะนัน้ ได้ ปจั จบุ ันสามารถสังเกตการขยายของเอกภพได้โดยดจู ากกาแล็กซี จากการไดศ้ ึกษาสำ� รวจ
การแลกซตี า่ งๆ นกั ดาราศาสตรช์ าวอเมรกิ นั ชอื่ เอดวนิ พี ฮบั เบลิ (Edwin P. Hubble) พบวา่ กาแลก็ ซี
ทง้ั หลายเคลอื่ นทหี่ า่ งออกจากกนั กาแลก็ ซที อ่ี ยไู่ กลจะเคลอ่ื นทห่ี า่ งออกไปดว้ ยความเรว็ ทสี่ งู กวา่ กาแลก็ ซี
ทอ่ี ย่ใู กล้ ย่งิ อยู่ห่างมากเท่าใดก็ยิ่งเคล่ือนทเี่ ร็วมากเทา่ น้ัน
นักดาราศาสตร์ค�ำนวณความเร็วของกาแล็กซีด้วยการวัดสเปกตรัม (Spectrum) ของแสงจาก
กาแลก็ ซนี น้ั ๆ เสน้ ต่างๆ ในสเปกตรัมเกดิ จากกา๊ ซทสี่ ว่างโชตชิ ่วง หรอื ก๊าซทด่ี ูดกลืนแสงสว่างไวท้ ้งั หมด
เส้นสเปกตรัมแต่ละเส้นมีต�ำแหน่งที่แน่นอนในแถบสเปกตรัม จึงเปรียบเสมือนลายมือของกาแล็กซีเลย
ทีเดียว ถ้ากาแล็กซีเคล่ือนห่างออกไป เส้นสเปกตรัมจะเคล่ือนไปทางเส้นสีแดง หากเคลื่อนเข้าหา เส้น
สเปกตรมั จะเคลอ่ื นไปทางเสน้ สนี าํ้ เงนิ นกั ดาราศาสตรเ์ รยี กปรากฏการณน์ วี้ า่ “ปรากฏการณด์ อพเพลอร”์
(Droppler effect) ดงั นนั้ การวดั เสน้ สเปกตรมั ของกาแลก็ ซจี งึ ชว่ ยใหร้ วู้ า่ กาแลก็ ซเี คลอื่ นทเ่ี ขา้ หาหรอื หา่ ง
ออกไปด้วยความเร็วเท่าใด
เอดวิน ฮับเบิลและมิลตัน ฮิวเมสัน (Milton Humason) แห่งหอดูดาวเมาท์วิลสัน (Mount
Wilson) ในรฐั แคลิฟอร์เนีย ประเทศสหรัฐอเมริกาไดพ้ มิ พผ์ ลงานร่วมกันเมื่อ พ.ศ. 2474 ซึ่งนับว่าเป็น
บทความประวตั ศิ าสตร์ท่สี �ำคัญย่ิง เพราะเป็นเรือ่ งท่ีแสดงความสัมพนั ธ์ระหวา่ งระยะหา่ งกับความเรว็ ของ
กาแลก็ ซี ปจั จบุ นั เราเรยี กความสมั พนั ธน์ ว้ี า่ กฎฮับเบิล สามารถเขยี นเปน็ สมการไดด้ งั นี้ v = Hd ซง่ึ บอก
ใหร้ วู้ า่ กาแลก็ ซยี ง่ิ อยไู่ กล (d เทา่ กบั ระยะทาง) กย็ งิ่ เคลอ่ื นหา่ งออกไปดว้ ยความเรว็ (v) สงู คา่ คงทฮี่ บั เบลิ
(H) เป็นตวั สำ� คญั ทที่ ำ� ใหค้ �ำนวณหาอายขุ องเอกภพได้ ปจั จุบนั นักดาราศาสตร์ใช้คา่ H = 71 กิโลเมตร
ตอ่ วินาทตี ่อเมกะพารเ์ ซก* (Megaparsec)
ในระยะแรกเอกภพขยายตวั ไมส่ มาํ่ เสมอ ภายหลงั จากเกดิ กาแลก็ ซแี ลว้ การขยายตวั ของเอกภพ
คอ่ นข้างสม่าํ เสมอ การคำ� นวณหาอายุของเอกภพจึงสามารถท�ำไดด้ งั น้ี
* 1 เมกะพาร์เซก = 106 พาร์เซก
1 พารเ์ ซก = 3.26 ปแี สง
1 ปแี สง = 9.46 × 1012 กิโลเมตร
