มู

รายงาน
เรือง เอกภพวิทยาในอดตี กาํ เนิดเอกภพ กาแลก็ ซี

จดั ทําโดย
ส.ณ.ฐิตวิ ฒุ ิ ทุมู
ชันมัธยมศึกษาปี ที 6/2

เสนอ
อาจารย์ สิริพร ปัญญายงิ
รายงานนีเป็ นส่วนหนึงของวชิ า วทิ ยาศาสตร์พืนฐาน
ภาคเรียนที 2 ปี การศึกษา 2564
โรงเรียนสามัคควี ทิ ยาทาน
อาํ เภอเมืองเชียงใหม่ จังหวัดเชียงใหม่

คาํ นํา

รายงานเล่มนีเป็ นส่วนหนึงของวิชา วทิ ยาศาสตร์ ชันมัธยมศึกษาปี ที 6
ห้อง 2 ภาคเรียนที 2 เพือให้ได้ศึกษาหาความรู้

ในเรือง เอกภพวทิ ยาในอดีต กาํ เนดิ เอกภพ กาแลก็ ซี

และได้ศึกษาอย่างเข้าใจเพือประโยชน์แก่นักนักเรียน
ผู้จดั ทําหวังว่ารายงานเล่มนีจะเป็ นประโยชน์กับผู้อ่าน

หรือนกั เรียน นักศึกษา ทีกาํ ลงั หาข้อมูลเรืองนีอยู่หากมี ข้อแนะนําหรือ
ข้อผดิ พลาดประการใด ผู้จดั ทําขอน้อมไว้รับไว้และขออภยั มา ณ ทีนี

ส.ณ.ฐิตวิ ุฒิ ทุมู

ผู้จดั ทาํ

สารบญั

เรือง หน้าที
เอกภพวิทยาในอดตี 3-4
5-6
การกาํ เนิดเอกภพ/ เกร็ดดาราศาสตร์ 7
8-9
กาํ เนิดเอกภพ(Big Bang) 10-11
12
เอกภพ(Universe) 13-15
อายุของเอกภพ 16
เอกภพกาํ เนดิ ได้อย่างไร
ทฤษฎีบิกแบง 17-18
19-22
ทาํ ไมกาํ เนดิ ของเอกภพจงึ เป็ น 23
24-26
BIG BANG (การระเบดิ ใหญ่)
สมมตฐิ านเอกภพบกิ แบง 27-31

ย้อนเวลาสู่การกาํ เนิดเอกภพ – BigBang

และทาํ ให้ทฤษฎีบิกแบงน่าเชือถอื มากขนึ
กาแลก็ ซี

กาแลก็ ซปี ระเภทต่าง

เอกภพวิทยาในอดตี

เอกภพ (จกั รวาล – universe) คือ ระบบทีรวบรวมทกุ สิงทกุ อยา่ งในธรรมชาติ
ข้อมลู สําคญั ของเอกภพคือ เส้นสเปกตรัมของดาราจกั รเลือนไปทางสีแดงทําให้รู้วา่ เอกภพกําลงั ขยายตวั

เราทราบแล้ววา่ เอกภพคอื แหลง่ รวมทกุ สรรพสิงในธรรมชาติ รวมทงั ทวี า่ งหรืออวกาศด้วย นกั
ดาราศาสตร์ตา่ งได้ศกึ ษาเส้นสเปกตรัมจากธาตทุ ีอย่ใู นดาราจกั รแล้วพบวา่ เส้นเลือนไปทางแดงหรือทาง
ความถีตําแสดงวา่ ดาราจกั รกําลงั เคลือนทีออกหา่ งไปเรือย ๆ ทําให้เกิดปัญหาข้อถกเถึยงกนั ถงึ ลกั ษณะของ
ดาราจกั รและเอกภพในอดตี ว่าเป็นอยา่ งไร

ในวงการดาราศาสตร์ได้มีทฤษฎีหนงึ ทีจะอธิบายการกําเนิดเอกภพและสาเหตทุ ีดาราจกั ร
กําลงั เคลือนทีคอื ทฤษฎีการระเบิดใหญ่ (big-bang theory หรือทฤษฎีบิกแบง) โดย เลแมตร์
(G.Lemaitre) ได้กลา่ วไว้วา่ ในอดตี เอกภพมีลกั ษณะเป็นรูปทรงกลมเส้นผ่าศนู ย์กลางประมาณ
6,400 กิโลเมตร (4,000 ไมล์) เลอร์แมตร์ เรียกทรงกลมทีเป็นจดุ กําเนิดของสสารนีวา่
“อะตอมดกึ ดําบรรพ์” (Primeval Atom) เป็นอะตอมขนาดยกั ษ์ นําหนกั ประมาณ 2
พนั ล้านตนั ตอ่ ลกู บาศก์นิว (ซงึ ขดั แย้งกบั ความเป็นจริงกบั ความหมายของอะตอมในปัจจบุ นั ทีให้ความหมาย
ของอะตอม วา่ เป็นสว่ ยยอ่ ยของโมเลกลุ ) อยา่ งไรก็ตามนกั ดาราศาสตร์ได้ถกเถียงและค้นหาข้อเทจ็ จริง
เกียวกบั ทฤษฎีนีอยา่ งจริงจงั และกาโมว์ (G.Gamow) เป็นคนหนึงทีสนบั สนนุ ทฤษฎีของเลอเมตร์
จากผลการคํานวณของกาโมว์ ในขณะทีอะตอมดกึ ดําบรรพ์ระเบดิ ขนึ จะมีอณุ ภมู สิ งู ถงึ 3 x 10^9
เคลวิน (3,000,000,000 เคลวิน) หลงั จากเกิดการระเบดิ ประมาณ 5 วินาที อณุ ภมู ไิ ด้
ลดลงเป็น 10^9 เคลวิน (1,000,000,000 เคลวิน) และเมือเวลาผ่านไป
3 x 10^8 ปี (300,000,000 ปี) อณุ ภมู ขิ องเอกภพลดลงเป็น 200 เคลวิน

ในทีสดุ เอกภพก็ตกอย่ใู นความมดื และเย็นไปนานมากจนกระทงั มดี าราจกั รเกิดขนึ จงึ เริมมีแสงสวา่ งและอณุ

ภมู เิ พมิ ขนึ เรือย ๆ ในปี พ.ศ.2472 ฮบั เบิล (Edwin P.Hubble) ได้ศกึ ษาสเปกตรัมของ

ดาราจกั รตา่ งๆ 20 ดาราจกั ร ซงึ อยไู่ กลทีสดุ ประมาณ 20 ล้านปีแสง พบวา่ เส้นสเปกตรัมได้เคลือนไป
ทางแสงสีแดง ดาราจกั รทอี ย่หู ่างออกไปจะมีการเคลือนทีไปทางแสงสีแดงมาก แสดงวา่ ดาราจกั รตา่ งๆ กําลงั
คลืนทีห่างไกลออกไปจากโลกทกุ ทที กุ ทีๆ พวกทีอยไู่ กลออกไปมากๆจะมีการเคลือนทีเร็วขนึ ดาราจกั รทหี า่ ง

ประมาณ2.5พนั ล้านปีแสง มีความเร็ว 38,000 ไมล์ตอ่ วินาที ส่วนพวกดาราจกั ร ทีอยไู่ กลกวา่ นีมคี
วาเร็วมากขึนตามลําดบั ความสมั พนั ธ์ระหวา่ งระยะทางของดาราจกั รและ ความเร็วแหง่ การเคลือนที เรียกวา่

“กฎฮบั เบลิ ” ทฤษฎีนอี าจเรียกวา่ “การระเบดิ ของเอกภพ” (Exploding Universe) ซงึ ก็
สนบั สนนุ กบั แนวคิดของเลแมตร์เช่นกนั

การกาํ เนิดเอกภพ

มนษุ ย์เป็นสิงมชี วี ติ เล็กๆ ทเี พงิ ถือกําเนิดขนึ เมือสีล้านปีกอ่ นบนดาวเคราะห์อายุ 4,600 ล้านปี
ดวงนี

โลกเป็นดาวเคราะห์ดวงที 3 ในบรรดาดาวเคราะห์ทงั 9 ของระบบสรุ ิยะ ระบบสรุ ิยะของเราอย่ใู สกา
แล็กซีทางช้างเผือก ซงึ เมอื มองจากด้านข้างจะมีรูปร่างเหมือนจานสองใบประกบกัน และดเู หมอื นกงั หนั เมอื
มองจากด้านบน

กาแลก็ ซีทางช้างเผือกมเี ส้นผ่าศนู ย์กลาง 100,000 ปีแสง ซงึ หมายความวา่
หากเราสามารถเดนิ ทางด้วยความเร็วเท่ากบั แสงจะต้องใช้เวลาถึง 100,000 ปีในการเดนิ ทางจาก
ขอบกาแล็กซีด้านหนงึ ไปยงั อีกด้านหนึ
ดวงอาทิตยเ์ ป็นหนงึ ในดาวฤกษ์จํานวนหนงึ แสนล้านดวงของกาแล็กซีทางช้างเผือก โดยดวงดาวทีมองเห็นได้
ด้วยตาเปลา่ ทงั หมดอย่ใู นกาแลก็ ซีเดียวกนั นี

ปัจจบุ นั นกั ดาราศาสตร์เชือวา่ เอกภพประกอบด้วยกาแล็กซีถงึ หนงึ แสนล้านกาแลก็ ซี โดยกาแลก็ ซีแมกเจน
แลนใหญ่อย่ใู กล้กาแล็กซีทางช้างเผือกของเรามากทีสดุ ด้วยระยะทางทีแสงใช้ระยะทางในการเดินทาง
ถงึ 170,000 ปี

เอกภพทงั หมดถือกําเนิดขนึ มาได้อยา่ งไรเป็นปริศนาทีนกั ดาราศาสตร์พยายามค้นหาคาํ ตอบมาเนินนาน
แล้ว ปัจจบุ นั คําอธิบายทีได้รับการยอมรับมากทีสดุ คอื ทฤษฎีบิกแบง

ทฤษฎีบิกแบงระบวุ า่ การระเบิดครังยงิ ใหญ่เมอื ประมาณ 15,000 ล้านปีกอ่ นเป็นต้นกําเนิด
ของเอกภพและสรรพสิงทงั หมด หลงั การระเบิดเอกภพขยายตวั ออกทกุ ทศิ ทางพร้อมกบั อณุ หภมู ทิ ีคอ่ ยๆ ลดลง

เมอื เวลาผ่านไปนบั ล้านปีกลมุ่ อนภุ าคเลน่ อเิ ล็กตรอนและโปรตรอนเริมรวมตวั กนั เป็นกาแล็กซีตอ่ มาฝ่ นุ ภายใน
กาแลก็ ซีจงึ รวมตวั กบั แก๊สไฮโดรเจนและฮีเลยี มเกิดเป็นดาวฤกษ์ซึงเปลง่ แสงได้จากปฏกิ ริ ิยานิวเคลียร์ทีเกิดขนึ
ภายใน

วาระสดุ ท้ายของดาวฤกษ์ทกุ ดวงจะมาถึงเมือไฮโดรเจนซงึ เป็นเชือเพลิงหลกั เริมหมดลง ดาวฤกษ์จะ
สวา่ งวาบขึนพร้อมกบั ขยายตวั กระทงั รัศมเี พมิ ขนึ กวา่ ร้อยเท่าเรียกวา่ ดาวยกั ษ์แดง ปรากฏการณ์เช่นนีจะ
เกิดขนึ กบั ดวงอาทิตย์ในอีก 5,000 ล้านปีข้างหน้าซงึ เมือเวลานนั มาถงึ โลกจะถกู เผาไหม้เป็นเถ้าถ่าน
อยา่ งไมอ่ าจหลีกเลียง หลงั จากขยายตวั เป็นดาวยกั ษ์แดง ดาวฤกษ์จะเข้าสวู่ าระสดุ ท้ายโดยการหดตวั อยา่ ง
รุนแรง หากเป็นดาวฤกษ์ทีมมี วลสารน้อย เช่นดวงอาทิตย์ พนื ผิวส่วนนอกจะกลายสภาพเป็นก๊าซแผ่ออกสหู่ ้วง
อวกาศสว่ นแกนกลางจะเย็นลงพร้อมกบั หดตวั อยา่ งรุนแรงกลายสภาพเป็นดาวแคระขาว ซงึ มวลสารของ
ดวงดาว 1 ช้อนโต๊ะจะมนี ําหนกั ประมาณ 1,000 ตนั แตห่ ากดวงดาวมีมวลมากพออาจระเบดิ
เป็น Supernova แกนกลางทีเหลือจะกลายเป็นดาวนิวตรอนซงึ มคี วามหนาแนน่ สงู มากจนมวล
สาร 1 ช้อนโต๊ะหนกั นบั พนั ล้านตนั และหากดาวดวงนนั มมี วลมากกวา่ 3 เทา่ ของดวงอาทิตย์อาจเกิดการ
หดตวั อยา่ งแรงทีสดุ จนกลายสภาพเป็นหลมุ ดาํ หรือ Black Hole ทีมแี รงดงึ ดดู มหาศาลจนแม้แต่แสง
ก็ไม่อาจหลบหนีการดดู กลนื เข้าสหู่ ลมุ ดําได้

การกอ่ เกิด เปลียนแปลง และเสือมสลายของดาวฤกษ์เป็นปรากฏการณ์ทีเกิดขนึ ตลอดเวลา มวลสาร
และพลงั งานของดวงดาวทีแตกดบั กลบั กลายเป็นองค์ประกอบของดาวดวงใหม่หมนุ เวยี ตอ่ ไปไม่สินสดุ สิงใด
ดาํ รงอยกู่ อ่ นการก่อเกิดเอกภพวาระสดุ ท้ายของเอกภพเป็นเช่นไรรวมทงั มชี ีวิตอย่บู นดาวดวงอืนหรือไม่ทงั หมด
นีคือปริศนาทียงั รอคําตอบจากนกั บกุ เบิกห้วงอวกาศรุ่นตอ่ ไป

เกร็ดดาราศาสตร์

หากเทยี บอายุ 15,000 ล้านปีของเอกภพเป็นเวลา 24 ชวั โมงมนษุ ย์ก็คือ
สิงมชี ีวิตทีมีการเกิดและดบั ทกุ 0.0005 วินาทีและหากเทียบรศั มี 100,000 ปีแสงของกา
แล็กซีทางช้างเผือกเป็นระยะทาง 1 กิโลเมตรมนษุ ย์กจ็ ะมขี นาดเพียง 1 ใน 5,000 ล้าน มม.
เทา่ นนั นีคือความเลก็ น้อยด้อยคา่ ของมนษุ ย์เมือเทียบกบั เอกภพอนั ยิงใหญ่

กาํ เนิดเอกภพ(Big Bang)

ปัจจบุ นั เอกภพประกอบดวั ยกาแล็กซจี ํานวนเป็นแสนล้านกาแล็กซรี ะหว่างกาแล็กซีเป็น

อวกาศทีเวิงว้างกว้างไกล เอกภพจงึ มขี นาดใหญ่โดยมีรศั มีไม่น้อยกวา่ 13,700 ล้านปีแสง ภายใน
กาแลก็ ซแี ตล่ ะแห่งประกอบด้วยดาวฤกษ์จํานวนมากโลกของเราเป็นดาวเคราะห์หืดวงหนึงในระบบสรุ ิยะ ซงึ
เป็นสมาชิกของกาแล็กซีของเรา บิกแบงเป็นทฤษฎที ีอธิบายถึงการระเบิดครังยงิ ใหญ่ทีทําให้พลงั งานส่วนหนงึ
เปลียนเป็นสสารมวี วิ ฒั นาการตอ่ เนอื งจนเกิดเป็นกาแล็กซี เนบิวลา ดาวฤกษ์ ระบบสรุ ิยะ โลก ดวงจนั ทร์ และ
สิงมชี ีวติ ตา่ งๆ ในปัจจบุ นั

เอกภพ(Universe) เป็นระบบรวมของดาราจกั รทีมอี าณาเขตกว้างใหญ่ไพศาลมาก เชือกนั ว่าใน

เอกภพมดี าราจกั รรวมอยปู่ ระมาณ 10,000,000,000 ดาราจกั ร (หมนื ล้านดาราจกั ร) ในแต่

ละดาราจกั รจะประกอบด้วยระบบของดาวฤกษ์ (Stars) กระจกุ ดาว (Star

clusters) เนบิวลา (Nebulae) หรือหมอกเพลิง ฝ่นุ ธลุ คี อสมิก (Cosmic dust) ก๊าซ
และทีวา่ งรวมกนั อยู่

จดุ เริมต้นของสรรพสิง หมายความวา่ กอ่ นหน้านนั ไมม่ สี ิงใดดํารงอย่เู ลย หลงั จากจดุ นนั สรรพสิงเริมปรากฎ

ขึน คาํ พดู ทีวา่ ทารกได้ “กําเนดิ ” ขึนจากเดิมทีไม่มอี ยู่ สามารถใช้ได้กบั การกําเนิดของเทหวตั ถบุ นท้องฟา้
เชน่ การกําเนดิ โรค การกําเนิดระบบสรุ ิยะ การกําเนิดดวงดาว และการกําเนิดกาแล็กซีเป็นต้น โลกกําเนิดจาก
การรวมตวั ของผงฝ่นุ ความจริงแล้วไมเ่ พียงแต่ระบบสรุ ิยะ ดวงดาว และกาแล็กซีเทา่ นนั แม้แตท่ ารกก็กําเนิด
จากการรวมตวั ของมวลสารในโลกอนั ได้แก่ อะตอมและ โมเลกลุ ซงึ ประกอบกนั ขึนโดยในรูปแบบการรวมตวั ที
แตกตา่ งกนั แสดงให้เห็นว่ามวลสารทีเคยมีอยเู่ ดิมนนั เดียวนีก็คงยงั มอี ยแู่ ตเ่ ปลียนแปลงรูปแบบของการ
รวมตวั เท่านนั ทีมาหรือกําเนดิ เอกภพเป็นอย่างไร เอกภพประกอบขึนจากสรรพสิงทอี ย่รู อบตวั เรา มนษุ ย์ โลก
ดวงอาทิตย์ ดวงดาว เนบิวลา และกาแลก็ ซเี ป็นต้น เอกภพมีการกําเนดิ เหมอื นกบั โลกหรือไม่ ก่อนหน้าทีจะถึง
ณ เวลาหนงึ เอกภพไมไ่ ด้ดํารงอยู่ แตห่ ลงั จาก ณ จดุ เวลานนั จงึ มเี อกภพปรากฏขึน สาํ หรับดวงดาว ก่อนหน้า
ดวงดาวจะกําเนิดขนึ มวลสารตา่ งๆทีประกอบขนึ เป็นดวงดาวอยใู่ นรูปของอะตอมและโมเลกลุ

สําหรับเอกภพแล้วไม่มสี ิงใดทีจะรองรับอะตอมและโมเลกลุ เหลา่ นี อะตอมและโมเลกลุ เหลา่ นีมาจากทีใด
ยงั คงเป็นปัญหาตอ่ ไป มีความเห็นแตกตา่ งกนั มากมายเกียวกบั กําเนิดเอกภพจนถึงปัจจบุ นั ก็ยงั มีข้อสรุปและ
ไม่มที ฤษฎที ีแนช่ ดั แตท่ ีไดรับการยอมรับทีสดุ คือ ทฤษฎีการระเบิดใหญ่ (big-bang

theory หรือทฤษฎบี ิกแบง) โดย เลแมตร์ (G.Lemaitre) ได้กลา่ วไว้วา่ ในอดตี เอกภพมี

ลกั ษณะเป็นรูปทรงกลมเส้นผ่าศนู ย์กลางประมาณ 6,400 กิโลเมตร (4,000ไมล์) เลอร์แมตร์

เรียกทรงกลมทีเป็นจดุ กําเนิดของสสารนีวา่ “อะตอมดกึ ดําบรรพ”์ (Primeval Atom) เป็น

อะตอมขนาดยกั ษ์ นําหนกั ประมาณ 2 พนั ล้านตนั ตอ่ ลกู บาศก์นิว (ซงึ ขดั แย้งกบั ความเป็นจริงกบั
ความหมายของอะตอมในปัจจบุ นั ทีให้ความหมายของอะตอม ว่าเป็นสว่ ยยอ่ ยของโมเลกลุ ) อยา่ งไรก็ตามนกั
ดาราศาสตร์ได้ถกเถียงและค้นหาข้อเท็จจริงเกียวกบั ทฤษฎีนีอยา่ งจริงจงั และกาโมว์
(G.Gamow) เป็นคนหนึงทีสนบั สนนุ ทฤษฎีของเลอเมตร์ จากผลการคํานวณของกาโมว์ ในขณะที
อะตอมดกึ ดาํ บรรพ์ระเบดิ ขึน จะมีอณุ ภมู สิ งู ถงึ 3 x 10^9 เคลวิน (3,000,000,000
เคลวิน) หลงั จากเกดิ การระเบดิ ประมาณ 5 วินาที อณุ ภมู ไิ ด้ลดลงเป็น 10^9 เคลวิน
(1,000,000,000 เคลวิน) และเมือเวลาผ่านไป 3 x 10^8 ปี
(300,000,000 ปี) อณุ ภมู ิของเอกภพลดลงเป็น 200 เคลวิน ในทีสดุ เอกภพกต็ กอยใู่ น
ความมืดและเยน็ ไปนานมากจนกระทงั มดี าราจกั รเกิดขนึ จงึ เริมมแี สงสวา่ งและอณุ ภมู ิเพมิ ขนึ เรือย ๆ ในปี พ.ศ
.2472 ฮบั เบลิ (Edwin P.Hubble) ได้ศกึ ษาสเปกตรัมของดาราจกั รตา่ งๆ 20 ดาราจกั ร
ซงึ อยไู่ กลทีสดุ ประมาณ 20 ล้านปีแสง พบวา่ เส้นสเปกตรัมได้เคลือนไปทางแสงสีแดง ดาราจกั รทีอยหู่ า่ ง
ออกไปจะมีการเคลือนทีไปทางแสงสีแดงมาก แสดงวา่ ดาราจกั รตา่ งๆ กําลงั คลืนทีห่างไกลออกไปจากโลกทกุ ที
ทกุ ทๆี พวกทีอย่ไู กลออกไปมากๆจะมีการเคลือนทีเร็วขนึ ดาราจกั รทหี ่างประมาณ2.5พนั ล้านปีแสง มี
ความเร็ว 38,000 ไมล์ตอ่ วนิ าที ส่วนพวกดาราจกั ร ทีอยไู่ กลกวา่ นีมคี วาเร็วมากขนึ ตามลาํ ดบั
ความสมั พนั ธ์ระหวา่ งระยะทางของดาราจกั รและ ความเร็วแหง่ การเคลือนที เรียกวา่ “กฎฮบั เบลิ ” ทฤษฎีนี
อาจเรียกวา่ “การระเบิดของเอกภพ” (Exploding Universe) ซงึ ก็สนบั สนนุ กบั แนวคิดของ
เลแมตร์เช่นกนั

อายขุ องเอกภพ

การใช้ค่าคงทีของฮบั เบลิ คาํ นวณหาอายขุ องเอกภพ ปัจจบุ นั ยงั ไมส่ ามารถหาอายทุ ีแท้จริง
ของเอกภพได้ เราอาจเข้าใจวา่ โลกและเอกภพมีมาตงั แตโ่ บราณไม่เปลียนแปลงแตค่ วามจริงแล้ว เพราะเอกภพ
ถือกําเนดิ ขนึ ณ เวลาหนึง แตเ่ วลาผา่ นมานานเทา่ ไรแล้วล่ะ หากเราต้องการหาอายขุ องโลก เราสามารถใช้เรดิ
โอไอโซโทปมาวดั อายแุ ละเวลาในการก่อสร้างในการก่อตวั ของหนิ เปลือกโลกทําให้รู้วา่ โลกก่อตวั ขึนมานาน
เทา่ ไร แตถ่ ้าต้องการคํานวณหาเวลาทีเอกภพก่อตวั ขึนจําเป็นต้องวดั อายขุ องดาวฤกษ์ ดาวฤกษ์ทีมสี มบตั ิแตก

ตา่ งกนั จะมีอายตุ า่ งกนั ด้วย กระจกุ ดาวทรงกลม (globula cluster)ทีเก่าแกท่ ีสดุ ราว

12,000ล้านปี ดงั นนั เอกภพจงึ นา่ มอี ายมุ ากกว่านี เราใช้ของฮบั เบิลเป็นข้ออ้างอิงในการคาํ นวณหาอายุ

ของเอกภพเริมจากกําหนดให้ระยะทางห่างแตเ่ ดิม ระหวา่ งกาแล็กซสี องแห่งเป็น r และv เป็นความเร็วใน

การถอยห่างออกจากกนั จะได้คา่ ของเวลาคอื t=r/v เพือนาํ มาหาคา่ ของเวลาทีกาแล็กซอี ยตู่ ิดกนั กฎของ

ฮบั เบิลแสดงได้เป็น v=hr บอกให้เรารู้วา่ กาแลก็ ซีซงึ ปัจจบุ นั อยหู่ ่างไกลกนั มากนนั กอ่ นหน้าเวลา

1/h กาแลก็ ซเี หลา่ นรี วมกนั เป็นจดุ เดียว คา่ H นีเรียกวา่ ค่าคงทีของฮบั เบลิ ( hubble

constant )จากการคํานวณของฮบั เบิลในปี ค.ศ. 1929ได้ผลออกมาว่าทกุ ๆระยะหา่ ง 3 ล้านปี

แสงความเร็วถอยห่างจะเป็น 200กิโลเมตรตอ่ วนิ าที เมือนําคา่ H มาคํานวณหาเอกภพจะได้คา่ ราว

5,000 ล้านปีซงึ น้อยกว่าของกระจกุ ดาวทรงกลมทีมีอายุ 12,000 ล้านปี จงึ นบั วา่ เป็นผลลพั ธ์ที
นา่ แปลก ทงั นีเป็นเพราะขณะทีฮบั เบลิ คาํ นวณระยะหา่ งเขาใช้มาตรวดั ระยะผิดพลาด กล่าวคือใช้ดาวแปรแสง

แบบเซฟิด (Cepheid variabie star) เป็นหลกั ในการคํานวณ แตร่ ะดบั ความสวา่ งของดาว
แปรแสงแบบเซฟิ ด เดมิ กําหนดผิดไปขนั หนงึ ทาํ คลาดเคลือน

ถ้าเอกภพกําลงั ขยายตวั ก็แสดงวา่ ถ้าเราย้อนเวลากลบั ไปในอดตี เอกภพก็ต้องมขี นาดเล็กลงเรือยๆ ยิง
ย้อนเวลามากก็ยิงเล็กลง แล้วเมือเล็ก ลงอยา่ งทสี ดุ จะเกิดอะไรขนึ เอกภพจะลดลงจนสลายไปหรือหวงั วา่ จะมี
จดุ หนงึ ทเี อกภพกําเนิด ไมว่ า่ จะเป็นกรณีใดจะเห็นวา่ เราจะต้องเกียวข้องกบั การเริมของเอกภพทงั นนั ผ้แู รกที
เริมศกึ ษาปัญหาเหลา่ นีอยา่ งจริงจงั คอื นกั ฟิ สกิ ส์ซงึ เกิดทีรัสเซยี ชือ กามอฟ แตภ่ ายหลงั อพยพไปอยอู่ เมริกา

ในช่วง ปี 1948 ทีจริงกามอฟไม่ได้ตงั ใจทีจะคดิ ค้นเกียวกบั การเริมของเอกภพตงั แตต่ อนแรก แตร่ ะหวา่ ง

ทีเขากําลงั คดิ ค้นเกียวกบั การเกิดของธาตุ เขาก็ได้ บรรลถุ งึ ข้อสรุปว่า เอกภพจะต้องเกิดขนึ ด้วย BIG

BANG

เอกภพกาํ เนิดได้อย่างไร

จากเดิมทีไม่อะไรอยเู่ ลยแล้วปรากฏขึนอยา่ งทนั ทีทนั ใดหรือไมส่ ิงทีเรียกวา่ การกําเนิดเอกภพ ย้อนกลบั ไปสู่
อดีตราว 18,000 ล้านปีก่อน จากกฎของฮบั เบิลเอกภพจะมีขนาดเล็กเหมอื น “จดุ ”จดุ หนงึ ในเวลา
นนั เกิดการเปลียนแปลงอยา่ งไร จากชว่ งเอกภพเป็นสเหมอื น จดุ ขนาดเล็ก เริมเกิดการขยายตวั ทมี ีลกั ษณะ
เหมอื นการระเบิด เรียกกนั ว่า บกิ แบง (big bang) หรือ การระเบิดครังใหญ่ของเอกภพ ในขณะนนั มวล
สารทงั หมดทีมอี ย่ใู นเอกภพอนั กว้างใหญ่ไพศาลในปัจจบุ นั อดั แน่นอย่ใู น จดุ ทําให้มพี ลงั งานสะสมอยมู่ หาศาล
ทวั ทงั เอกภพเริมขยายตวั เพราะแรงดนั ทีเกิดจากพลงั งานดงั กลา่ ว ซงึ เริมกลายเป็นสสารตามสมการของ
ไอน์สไตน์ ขณะทีเอกภพยงั เป็นสเหมือน จดุ อย่นู นั มีความหนาแน่นสงู มากดงั นนั จงึ เกิดปรากฏการณ์น่า
อศั จรรย์แตกตา่ งจากทีเราเห็นในชีวิตประจําวนั เอกภพได้ปรากฏขนึ มาอย่างทนั ทีทนั ใดจากเดมิ ทเี ป็นเพียง
ความวา่ งเปลา่ ไมม่ อี ะไรอย่เู ลย

ตามหลกั กลศาสตร์ควอนตมั ( quantum mechanics) นนั การดํารงอยขู่ องสสารเป็น
การซอ่ นทบั กนั ของเคลือน ซงึ อธิบายได้สมการการเคลือนทีของคลืน เพราะฉะนนั ทฤษฎีทวี า่ เอกภพเกิดขนึ
ทนั ทที นั ใด จากเดิมทีไมม่ อี ะไรอยเู่ ลย จงึ มคี วามเป็นไปได้ และอาจกล่าวได้วา่ สสารจํานวนหนงึ ณ เวลาหนึงที
แนน่ อน มีความเป็นไปได้วา่ จะสญู หายไปทนั ทีเหมอื นอย่อู กี ณ เวลาหนงึ มา่ วมโี อกาสน้อยมากทีจะเกิดขึนแต่
ก็ไม่ใชว่ า่ จะเป็นไปไมไ่ ด้เลย อย่างไรก็ตามเมือวตั ถหุ ดตวั เล็กลงมนั จะขนาดเลก็ มากจนอาจเกิดสภาพทีบางก็มี
อยู่ บางครังก็หายไปทีเป็นแนวคิดเกียวกบั การกําเนิดเอกภพทีเอ็ดเวริ ์ด เฟรดกิน แสนอไว้ในปี ค. ศ.
1980

ทฤษฎีบกิ แบง

ทฤษฎี “บิกแบง” (Big Bang Theory) เป็นทฤษฎีทางดาราศาสตร์ทีกลา่ วถงึ
ประวตั ศิ าสตร์ความเป็นมาของจกั รวาล ปัจจบุ นั เป็นทฤษฎที ีเป็นทีเชือถือและยอมรับมากทีสดุ ทฤษฎีบิกแบง
เกิดขนึ จากการสงั เกตของนกั ดาราศาสตร์ทีวา่ ขณะนจี กั รวาลกําลงั ขยายตวั ดวงดาวตา่ ง ๆ บนท้องฟา้ กําลงั วิง
หา่ งออกจากกนั ทกุ ที เมือย้อนกลบั ไปสอู่ ดีต ดวงดาวตา่ งๆ จะอย่ใู กล้กนั มากกวา่ นี และเมือนกั ดาราศาสตร์
คาํ นวณอตั ราความเร็วของการขยายตวั ทําให้ทราบถึงอายขุ องจกั รวาลและการคลีคลายตวั ของจกั รวาล รวมทงั
สร้างทฤษฎกี ารกําเนิดจกั รวาลขนึ อีกด้วย ตามทฤษฎีนี จกั รวาลกาํ เนดิ ขนึ เมือประมาณ ๑๕,๐๐๐ ล้านปีทีแล้ว
กอ่ นการเกิดของจกั รวาล ไม่มมี วลสาร ชอ่ งว่าง หรือกาลเวลา จกั รวาลเป็นเพียงจดุ ทีเล็กยงิ กวา่ อะตอมเท่านนั
และด้วยเหตใุ ดยงั ไมป่ รากฏแนช่ ดั จกั รวาลทีเลก็ ทสี ดุ นีได้ระเบิดออกอยา่ งรุนแรงและรวดเร็วในเวลาเพียงเศษ
เสียววินาที (Inflationary period) แรงระเบิดก่อให้เกิดหมอกธาตซุ งึ แสงไม่สามารถทะลผุ ่าน
ได้ (Plasma period) ตอ่ มาจกั รวาลทีกําลงั ขยายตวั เริมเยน็ ลง หมอกธาตเุ ริมรวมตวั กนั เป็น
อะตอม จกั รวาลเริมโปร่งแสง ในทางทฤษฎแี ล้วพืนทีบางแห่งจะมมี วลหนาแน่นกวา่ ร้อนกวา่ และเปลง่ แสง
ออกมามากกวา่ ซงึ ตอ่ มาพืนทีเหลา่ นไี ด้ก่อตวั เป็นกลมุ่ หมอกควนั อนั ใหญ่โตมโหฬาร และภายใต้กฎของแรง
โน้มถ่วง กลมุ่ หมอกควนั อนั มหมึ านีได้คอ่ ยๆ แตกออก จนเป็นโครงสร้างของ “กาแลกซี”
(Galaxy) ดวงดาวตา่ ง ๆ ได้ก่อตวั ขึนในกาแลกซี และจกั รวาลขยายตวั ออกอย่างตอ่ เนืองจนถงึ ปัจจบุ นั

นกั ดาราศาสตร์คํานวณว่าจกั รวาลวา่ ประกอบไปด้วยกาแลกซปี ระมาณ ๑ ล้านล้านกาแลกซี และแต่
ละกาแลกซมี ีดาวฤกษ์อยา่ งเช่นดวงอาทิตย์อยปู่ ระมาณ ๑ ล้านล้านดวง และสรุ ิยจกั รวาลของเราอย่ปู ลายขอบ

ของกาแลกซีทีเรียกวา่ “ทางช้างเผือก” (Milky Galaxy) และกาแลกซที างช้างเผือกก็อยปู่ ลาย
ขอบของจกั รวาลใหญ่ทงั หมด เราจงึ มไิ ด้เป็นศนู ย์กลางของจกั รวาลเลย ไม่วา่ จะในความหมายใด

เมอื แรงระเบิดสินสดุ ลง มวลอนั มหมึ าของกาแลกซตี า่ งๆ จะดงึ ดดู ซงึ กนั และกนั ทาํ ให้จกั รวาลหดตวั กลบั

จนกระทงั ถงึ กาลอวสาน ทฤษฎีทีสอง อธิบายวา่ จกั รวาลจะขยายตวั ในอตั ราช้า ๆ จงึ เชือวา่ นา่ จะมี “มวล

ดํา”(dark matter) ทีเรายงั ไมร่ ู้จกั ปริมาณมหมึ าคอยยดึ โยงจกั รวาลไว้ จกั รวาลจะขยายตวั ไป

เรือยๆ จนยากแก่การสืบค้น ส่วนสตเี ฟ่ น ฮอว์กกิง (Stephen Hawking) ได้เสนอทฤษฎีทีสาม
วา่ จกั รวาลจะขยายตวั ในอตั ราความเร็วทีเพิมขนึ อยา่ งไมม่ ที ีสินสดุ ทฤษฎีบิกแบงนนั ได้รับการเชือมตอ่ ด้วย

ทฤษฎีวิวฒั นาการ (Evolution Theory) ของชาร์ล ดาร์วิน (Charles

Darwin) เมอื โลกเย็นตวั ลงนนั ปฏิกิริยาเคมีจากมวลสารในโลกในทีสดุ แล้วก่อให้เกิดไอนํา และไอนํา
กอ่ ให้เกิดเมฆ และเมฆตกลงมาเป็นฝน ทําให้เกิดแม่นํา ลําธาร ทะเล และมหาสมทุ ร วิวฒั นาการนมี ลี กั ษณะ

แบบ “ก้าวกระโดด” (Emergent Evolution) เมอื มีสารอนนิ ทรีย์และนําปริมาณมหาศาล

เป็นเวลาทียาวนาน ในทีสดุ คณุ ภาพใหมค่ อื “ชีวติ ” ก็เกิดขนึ คําวา่ บกิ แบง ทีจริงเป็นคําล้อเลยี นทีเกิดจาก
นกั ดาราศาสตร์ ชือ เฟรดฮอยล์ ซงึ เขาดหู มนิ และตงั ใจจะทําลายความนา่ เชือถือของทฤษฎีทีเขาเห็นวา่ ไม่มีทาง

เป็นจริงอยา่ งไรก็ดี การค้นพบ ไมโครเวฟพืนหลงั ในปี ค.ศ. 1964 ยิงทาํ ให้ไมส่ ามารถปฏิเสธทฤษฎีบิ

กแบงได้ มหี ลกั ฐานสําคญั พสิ จู น์ความถกู ต้องของทฤษฎีการเกิดของเอกภพตาม ในปี พ.ศ. ๒๕๓๕

ดาวเทยี ม “โคบี” (COBE) ขององค์การนาซ่าแหง่ สหรัฐอเมริกา ซงึ ถกู ส่งขนึ ไปเพือศกึ ษา
ประวตั ศิ าสตร์ของจกั รวาลโดยเฉพาะ ได้ค้นพบรังสีโบราณ ซงึ บง่ บอกถงึ โครงสร้างของจกั รวาลขณะเมือ

จกั รวาลมีอายเุ พยี ง ๓๐๐,๐๐๐ ปี นบั เป็นการค้นพบครังสําคญั ทยี นื ยนั วา่ จกั รวาลกาํ เนิดขนึ มาจากจดุ เริมต้น

ของการระเบดิ และคลีคลายตวั ตามคาํ อธิบายในทฤษฎี “บกิ แบง” จริง เมือได้ทฤษฎกี ารกําเนิดจกั รวาลแล้ว
นกั ดาราศาสตร์ก็สนใจวา่ จกั รวาลจะสินสดุ ลงอยา่ งไร มที ฤษฎีทีอธิบายเรืองนีอยู่ ๓ ทฤษฎี ทฤษฎแี รก กลา่ ววา่

ทฤษฎีการระเบดิ ครังใหญ่ประการหนงึ คือ ในปี ค.ศ. 1965 นกั วิทยาศาสตร์ที บริษัท เบลล์ แลบอรอทอ
รี สหรัฐ ได้ยินเสียบรบกวนของคลืนวทิ ยดุ งั มากจาก รอบทิศบนท้องฟา้ นกั วทิ ยาศาสตร์ได้คํานวณได้แล้วว่า

ถ้าหากเอกภพมจี ดุ กาํ เนิด จากปฐมดวงไฟในจกั รวาลเมือประมาณ 1.1 x 1010-

1.8×1010 ปีมาแล้ว ตาม ทฤษฎีการระเบดิ ครังใหญ่ของจกั รวาลพลงั งานทียงั หลงเหลอื อยใู่ นการ

ระเบิด ครังใหญ่จะต้องค้นหาพบได้ในปัจจบุ นั และจะมีอณุ หภมู ิประมาณ 3 องศาเหนือ ศนู ย์องศาสมบรู ณ์

เนืองจากพลงั งานจะแผ่ออกมาเป็นไมโครเวฟ มีความยาวคลืน น้อยกวา่ 1 ม.ม. ผลจากการได้ยินเสียง
คลืนไมโ่ ครเวฟดงั มากจากรอบทิศทางบน ท้องฟ้าดงั กลา่ ว เมอื นกั วทิ ยาศาสตร์ทําการวดั อย่างระมดั ระวงั ทําให้
นกั วทิ ยาศาสตร์ แน่ใจวา่ การแพร่ของคลืนไมโครเวฟ บนท้องฟา้ ทวั ทิศทาง คือ ส่วนทหี ลงเหลอื จากการระเบิด
ครังใหญ่ของจกั รวาล

ภายหลงั เกิดบกิ แบง

ขณะทีเอกภพขยายตวั ภายหลงั เกดิ บิกแบงสสารก็เคลือนทีไปทกุ ทิศทาง แรงโน้มถ่วงเริม
ทํางาน แรงโน้มถว่ ง คือ สิงทคี วบคมุ เอกภพ เป็นแรงดงึ วตั ถเุ ข้าหากนั เราเรียกแรงดงึ ดดู เชน่ นีวา่ แรงโน้มถว่ ง
วตั ถทุ ีมมี วลสารมากจะมีแรงโน้มถ่วงสงู แรงโน้มถว่ งทําให้วตั ถอุ ย่างอยดู่ ้วยกนั ดงั นนั เมอื เอกภพมีอายุ

เพยี ง 1 ล้านปี สสารในรูปของไฮโดรเจนและฮีเลียมก็เริมยดึ เหนียวกนั เป็นก้อน เรียกวา่ กาแล็กซที ียงั ไม่

คลอด(protogalaxy) นีคอื จดุ เริมต้นของการเกิดกาแล็กซีตอ่ ไป ก้อนก๊าซขนาดเล็กทีอย่ภู ายใน
กลายเป็นดาวฤกษ์ กาแล็กซีทียงั ไมค่ ลอดก็เหมือนกระจดุ ดาวฤกษ์ขนาดมหิมาหรือกาแล็กซแี คระ อยกู่ นั เป็น
กลมุ่ และเป็นโครงสร้างหลกั ของกาแล็กซี กาแล็กซีทียงั ไมค่ ลอดทงั หลายถกู ยดึ เหนียวเข้าด้วยกนั ด้วยแรงโน้ม
ถว่ งจงึ เกิดการรวมกนั เป็นกาแล็กซีในชว่ งแรกจะมีขนาดเล็กและมีรูปร่างแปลก ในทีสดุ กาแล็กซที ียงั ไมค่ ลอด
หลายแห่งก็รวมกนั กลายเป็นกาแล็กซแี บบสไปรสั หรือรูปไข่อยา่ งทเี ป็นอยใู่ นปัจจบุ นั แตม่ นั ยงั ไมส่ ินสดุ แคน่ ี
ภายในกาแล็กซีตา่ ง ๆ ยงั มดี าวฤกษ์เกิดขนึ อยเู่ รือย ๆ ตวั กาแล็กซเี องก็อาจชนกนั หรือรวมกนั ทกุ วนั นีภายใน
กาแลก็ ซีทางช้างแผือกยงั มดี าวฤกษ์จํานวนมากกําลงั เกิดใหม่และกําลงั ดงึ กาแล็กซีเล็กๆข้างเคียงเข้ามา

ทาํ ไมกาํ เนิดของเอกภพจึงเป็ น BIG BANG (การระเบดิ ใหญ่)

ถ้าเอกภพกําลงั ขยายตวั ก็แสดงวา่ ถ้าเราย้อนเวลากลบั ไปในอดตี เอกภพก็ต้องมขี นาดเล็กลงเรือยๆ ยิงย้อน
เวลามากก็ยิงเล็กลง แล้วเมือเลก็ ลงอยา่ งทสี ดุ จะเกิดอะไรขนึ เอกภพจะลดลงจนสลายไปหรือหวงั วา่ จะมีจดุ
หนงึ ทเี อกภพกําเนิด ไมว่ า่ จะเป็นกรณีใดจะเห็นวา่ เราจะต้องเกียวข้องกบั การเริมของเอกภพทงั นนั ผ้แู รกทีเริม
ศกึ ษาปัญหาเหลา่ นีอยา่ งจริงจงั คือนกั ฟิ สกิ ส์ซงึ เกิดทีรัสเซยี ชือ กามอฟ แตภ่ ายหลงั อพยพไปอยอู่ เมริกาในช่วง
ปี 1948 ทีจริงกามอฟไมไ่ ด้ตงั ใจทีจะคดิ ค้นเกียวกบั การเริมของเอกภพตงั แตต่ อนแรก แตร่ ะหวา่ งทเี ขา
กําลงั คดิ ค้นเกียวกบั การเกิดของธาตุ เขาก็ได้ บรรลถุ งึ ข้อสรุปว่า เอกภพจะต้องเกิดขนึ ด้วย BIG
BANG

สมมติฐานเอกภพบกิ แบง

ตามทฤษฎเี อกภพของฟรีดมานน์ ซงึ ได้มาจากการประยกุ ต์ทฤษฎีสมั พทั ธภาพจะบอกได้ว่า เอกภพมีจดุ เริม
ซงึ ก็คือเงอื นไขเบืองต้นถงึ ทฤษฎี สมั พทั ธภาพจะบอกไม่ได้วา่ เงอื นไขข้างต้นนีมาจากไหน แตม่ นั ก็บอกให้เรารู้
วา่ เอกภพเริมกําเนดิ โดยมีเงอื นไขเบืองต้น แตอ่ ย่างไรก็ตามทฤษฎีนีไม่ได้ บอกเราวา่ เอกภพตอนเริมกําเนิดนนั
ร้อนหรือเยน็ แล้วทาํ ไมกามอฟถงึ คดิ วา่ เอกภพกําเนิดด้วยความร้อนสงู แตเ่ พือทีจะเข้าใจตรงนีก็ลองมาคิดกลบั
ดู วา่ ทาํ ไมเอกภพทีเยน็ จงึ เป็นไปไม่ได้เชน่ กนั ถงึ แม้โลกจะมธี าตมุ ากมายหลายชนิด เมอื ดทู งั เอกภพจะเหน็ วา่
เกือบทงั หมดเป็นธาตไุ ฮโดรเจน เพราะวา่ ไฮโดรเจนประกอบขึนจากโปรตอนและอิเลคตรอน เราก็จะบอกได้ว่า
ตอนทีเอกภพกําเนิดและมีขนาดเล็กมาก อิเลคตรอนจะรวมเข้าไปในโปรตอนกลาย เป็นนิวตรอน นนั ก็คือเอก
ภพทเี ย็น ในชว่ งแรกจะเตม็ ไปด้วยนิวตรอนและเมือเอกภพขยายตวั ขนึ นิวตรอนจะสลายตวั แบบเบต้า
กลายเป็นโปรตอนและ อิเลคตรอน โปรตอนนนั จะทําปฏิกิริยารวมตวั กบั นิวตรอนกลายเป็นตวั ทีเรียม
(ไฮโดรเจนหนกั ) และดิวทีเรียมจะรวมตวั กบั นิวตรอนเป็น ไตรเทียม ซงึ จะสลายตวั แบบเบตา กลายเป็น
ฮเี ลียม 3 และเมือนิวตรอนอีกตวั รวมกบั ฮเี ลยี ม 3 ก็จะได้อะตอมฮีเลยี ม และปฏิกิริยานิวเคลียร์กจ็ ะเกิดตอ่
กนั ไป ธาตหุ นกั ตา่ งๆ ก็จะเกิดขนึ ในเอกภพต่อๆ กนั ไปเชน่ กนั แตใ่ นความเป็นจริงนนั ในเอกภพมีไฮโดรเจน
75% ฮเี ลียม 24% และอีก 1% เป็นธาตอุ นื ๆ นนั ก็คอื เกือบทงั หมดเป็นธาตเุ บาสองธาตุ คือ

ไฮโดรเจนและฮีเลยี ม ซงึ ขดั กบั สมมติฐานของเอกภพเย็นข้างต้น เพราะฉะนนั กามอฟจงึ คิดวา่ เพอื ให้ ขนั ตอน
การเกิดธาตหุ นกั ไม่ติดตอ่ กนั ไป จะต้องคิดวา่ เอกภพเมือกําเนิดนนั มอี ณุ หภมู สิ งู มาก ถ้าเอกภพร้อนถงึ จะ
เกิดปฏิกิริยารวมตวั กนั แตเ่ พราะร้อน กนั ออกอีกและก็อธิบายได้ว่าทําไมธาตหุ นกั จงึ หยดุ แคฮ่ เี ลียมเท่านนั และ
นีก็คอื ทีมาของความคิดสมมติฐานเอกภพบิกแบงของกามอฟ โดยทีขอเน้นวา่ กามอฟไมไ่ ด้บอกวา่ บกิ แบงเป็น
ต้นเหตขุ องการขยายตวั ของเอกภพเลย เพียงแตบ่ อกวา่ เพอื ทีจะอธิบายกําเนิด และปริมาณธาตใุ นเอกภพ เอก
ภพจะต้องเกิดด้วยบิกแบงเท่านนั

ย้อนเวลาส่กู ารกาํ เนิดเอกภพ – BigBang



สรุปวา่ ถ้าเขีเกียจอ่าน ทําไมถึงมที ฤษฎี BigBang นนั เพราะวา่ นกั วทิ ยาศาสตร์ ค้นพบวา่ จกั รวาล
ของเรา ขยายตวั ดงั นนั จงึ คดิ ค้นได้วา่ จกั รวาลของเรา มีการขยายตวั แบบโดยทฤษฎีบิกแบง นนั เอง

ย้อนเวลาสกู่ ารกําเนิดเอกภพ เมือวนั ที 10 กมุ ภาพนั ธ์ 2543 นกั ฟิสกิ ส์ที ห้อง

ปฏิบตั การฟิสิกส์อนภุ าคแห่งสหภาพยโุ รป หรือ European Laboratory for

Particle Physics (CERN) ได้ประกาศการยืนยนั การค้นพบสถานะใหม่ของสสารทีเรียกวา่

ควาร์ก-กลอู อนพลาสม่า (Quark-gluonplasma) ในปัจจบุ นั นกั วทิ ยาศาสตร์เชือวา่ เอกภพ

ของเรานนั เริมต้นจากการระเบดิ ครังใหญ่ทเี รียกวา่ Big Bang จากการคาํ นวนนกั ฟิสิกส์ได้ทํานายวา่ ที

เวลาประมาณหนึงในล้านวนิ าที หลงั จากเกดิ Big Bang จกั รวาลของเราจะยงั อยใู่ นสภาพทีร้อนสสาร
ตา่ งๆยงั มพี ลงั งานสงู มาก จนยงั ไมส่ ามารถทีจะรวมตวั กนั เป็นอะตอม หรือแม้แต่อนภุ าคเชน่ โปรตอนได้แตจ่ ะ

อย่ใู นรูปของสถานะทีเรียกวา่ ควาร์ก-กลอู อนพลาสม่าควาร์กคอื หนงึ ในอนภุ าคพืนฐานทีสดุ ซงึ ประกอบขนึ

เป็นวตั ถตุ า่ งๆ อนภุ าคเชน่ โปรตอนนนั เกิดจากการรวมตวั กนั ของควาร์กสามตวั โดยมี อนภุ าคกาวหรือ “กลู

ออน” (Gluon)
ทีทําหน้าทีเป็นกาวยดึ ควาร์กทงั หมดให้ติดกนั โดยอาศยั แรงนวิ เคลียร์อยา่ งเข้ม

(Stronginteraction) เราจะไมพ่ บคว๊ากซ์อิสระตามธรรมชาติการทดลองเพือทดสอบการมีอยู่
ของควาร์กนนั ทาํ ในห้องแล็ป โดยการเร่งอนภุ าคเช่นอิเล็กตรอนให้ชนกบั โปรตรอนหรือนิวเคลียสของธาตอุ ืนๆที
พลงั งานสงู มากๆ ซงึ จะสามารถแยกควาร์กให้ออกมาจากโปรตอนในช่วงเวลาสนั ๆ และอตั รกริยานิวเคลียร์
แบบเข้ม จะทําให้ควาร์กรวมตวั กนั เกิดเป็นธาตชุ นิดอนื ๆ ซงึ สามารถตรวจวดั ได้ ในอีกสาขาหนึงของฟิ สิกส์คอื
วิชาจกั รวาลวิทยา

(Cosmology) ซงึ ศกึ ษาธรรมชาติของเอกภพ นกั ฟิสกิ ส์พยายามทีจะอธิบายการกําเนิดของเอกภพ

โดยอาศยั ทฤษฎที ีเรียกวา่ ทฤษฎีบิกแบง (Big Bang) นกั ฟิสิกส์เชอื วา่ เอกภพนนั มีจดุ เริมต้นจากการ

ระเบิดครังใหญ่โดยทีหลงั จากการระเบิดทีเกิดขนึ เมอื ประมาณ 15พนั ล้านปีทแี ล้ว เอกภพได้ขยายตวั ขึน
เรือยๆ และได้กําเนิดเป็นทกุ สิงทกุ อย่างทเี ราเห็นอย่ใู นปัจจบุ นั หลกั ฐานทสี นบั สนนุ ทฤษฎีบิกแบงทีสําคญั คือ

การค้นพบคลืนแมเ่ หลก็ ไฟฟา้ ทเี รียกกนั วา่ Cosmic Microwave Background

Radiation (CBR) ทีเป็นคลืนแม่เหล็กไฟฟา้ ทีเกิดขนึ เมือเอกภพเย็นตวั ลงหลงั จากเกิดบิกแบงแล้ว

ประมาณ 1แสนปี ซงึ อเิ ล็กตรอนอสิ ระถกู โปรตรอนดดู เข้ามาให้โคจร ซงึ จะปลดปล่อยคลืนแม่เหลก็ ไฟฟา้

ออกมา อย่างไรก็ตามช่วงเวลากอ่ นหน้าการเกิดคลืน CBR นนั ไมส่ ามารถทีจะตรวจวดั ได้โดยวิธิทางดารา
ศาสตร์ เนืองจากไมม่ คี ลืนแมเ่ หล็กไฟฟา้ ใดๆสามารถทีจะให้ตรวจสอบได้ นกั วิทยาศาสตร์เชือวา่ สสารตา่ งใน
เอกภพทีอยกู่ อ่ นหน้านนั ไมไ่ ด้ประกอบด้วยอะตอม แตเ่ ป็นอนภุ าคตา่ งๆวงิ กนั อยอู่ ย่างอิสระ ยงิ ย้อนเวลา
กลบั ไปใกล้บิกแบงเทา่ ไหร่

อนภุ าคตา่ งๆก็ยิงวิงเป็นอิสระมากขนึ ซงึ เป็นทีคาดกนั วา่ ในช่วงเวลา 4 pico-second หรือ 4 ใน
พนั ล้านของวินาทหี ลงั จากบกิ แบงนนั เอกภพจะมีพลงั งานสงู มากควาร์กจะมีพลงั งานสงู พอ ทีจะหลดุ ออกมา

จากโปรตรอนและล่องลอยเป็นอิสระ เกิดเป็น สถานะทีเรียกวา่ ควาร์ก-กลอู อนพลาสม่า ซงึ คาดวา่ จะมี

อณุ หภมู สิ งู ประมาณ 100000เท่า ของอณุ หภมู ทิ ีใจกลางดวงอาทิตย์ หรือหนงึ แสนล้านองศาเซลเซยี ส
เมอื เอกภพเย็นตวั ลงในอกี สีววนิ าทีให้หลงั ทเี วลาประมาณหนงึ ในล้านวนิ าทีหลงั จากบิกแบงอณุ หภมู ขิ องเอก
ภพจะตาํ ลงพอทีจะให้ควาร์กรวมตวั กนั กลายเป็นโปรตอน นิวตรอนและอนภุ าคอืนๆ ซงึ ประกอบเป็นสสาร
ตา่ งๆ ทีเราเหน็ ในปัจจบุ นั
เนืองจากสถานะดงั กลา่ วไมส่ ามารถเกิดขนึ ได้ในสภาพปกติตามธรรมชาติ จงึ เป็นทีนา่ สงสยั ความถกู ต้องของ

ทฤษฎีบิกแบง การค้นพบสถานะควาร์ก-กลอู อนพลาสมาในครังนีจงึ เป็นการยืนยนั วา่ ควาร์กสามารถแยก
ออกจากโปรตรอนได้ทีอณุ หภมู สิ งู มากพอ

และทาํ ให้ทฤษฎีบิกแบงน่าเชือถอื มากขนึ

กาแลก็ ซี

1. กาแลก็ ซีรูปเกลียวหรือกาแลก็ ซีแบบกงั หนั ( Spiral Galaxies )
กาแล็กซีชนิดนีจะมีรูปร่างลกั ษณะกลมแบนมีส่วนทีคล้ายแขนยดื ออกมา ซงึ ดแู ล้วจะมี

ลกั ษณะคล้ายกงั หนั ทีกําลงั หมนุ ภายในเตม็ ไปด้วยมวลสสารของดวงดาว และประกอบไปด้วยกระจุกดาว
จาํ นวนมาก ซงึ เพียงพอตอ่ การก่อตวั เป็นดาวดวงใหม่ โดยดวงดาวทีมอี ายนุ ้อยมกั จะพบมากบริเวณ แขนของ
กาแลก็ ซีแบบกงั หนั สว่ นกลมุ่ ดาวเก่าแก่มกั มกี ระจกุ ดาวแบบทรงกลมอยใู่ นบริเวณกระเปาะ ของกาแล็ก
ซี การแลก็ ซีทางช้างเผือกอนั เป็นทีตงั ของโลกกถ็ กู จดั ให้เป็นกาแล็กซีแบบ นี

2. กาแลก็ ซีรูปกลมรี ( Elliptical Galaxies )
กาแลก็ ซีในแบบนีมกั จะมีทงั รูปร่างกลมและรี กาแล็กซีแบบนีมกั จะประอบไปด้วยดาวทีมอี ายุ

มาก บางดวงใกล้จะใกล้จะดบั ศนู ย์กลางของกาแล็กซีจะเคลือนทีช้าๆ แทบจะสงั เกตไมใออกว่ามนั กําลงั
เคลือนทอี ยู่ โดยรูปร่างของมนั มตี งั แตก่ ลมไปจนถึงรี มวลรัศมีคล้ายกระเปาะของกาแล็กซีแบบกงั หนั โดย
รูปร่างจะมีความสมั พนั ธ์กบั การหมนุ ของมนั หากหมนุ ช้าก็จะมีรูปร่างคอ่ น ข้างกลม แตห่ ากหมนุ เร็วก็จะมี
รูปร่างค่อนข้างรี

3. กาแลก็ ซีคานรูปเกลยี ว( Barred Spiral Galaxies )
มลี กั ษณะคล้ายกาแลก็ ซแี บบกงั หนั แตต่ รงกลางเป้นกระเปาะกลมมีแขนทียนื ออกมา ในแนว

ขวางพาดผา่ นกาแลก็ ซีซงึ ดคู ล้ายกบั คาน โดยแถบแนวขวางดงั กลา่ วเกิดจากการเคลือนไหวของกลมุ่ ก๊าซ
ดวงดาวภายใน Barred Spiral Galaxies เอง

4.กาแลก็ ซีคล้ายเลนซ์ ( Lenticular Galaxies )
มลี กั ษณะคล้ายกาแล็กซแี บบกงั หนั แตไ่ มม่ ลี กั ษณะของการเคลือนทีแบบดวงแบบ กาแล็กซี

กงั หนั มกั ถกู เรียกอกี ชือวา่ กาแล็กซีรูปเกลียว ดาวสว่ นใหญ่ในกาแล็กซีนีเป็นดาวเก่าแกท่ ีไม่มกี ารพฒั นาแล้ว
จะมีดาวเกิดใหม่ในกาแล็กซีนีเป็นจาํ นวนน้อย สว่ นใหญ่จะมลี กั ษณะกลมแบนดคู ล้ายเลนส์

5. กาแลก็ ซีไร้รูปร่าง ( Irregular Galaxies )
เป็นกาแลก็ ซที ีมรี ูปร่างแตกต่างกบั กาแล็กซีในชนิดอนื ๆ ไมม่ รี ูปร่างทแี นช่ ดั

กาแลก็ ซีประเภทต่างๆ

กาแล็กซมี รี ปู ทรงแตกตา่ งกนั หลายประเภท ซงึ สามารถแบง่ เป็ น
ประเภทใหญๆ่ ได ้ 2 ประเภทคอื กาแล็กซปี กติ (Regular galaxy) ทมี ี
สณั ฐานรปู ทรงชดั เจนสามารถแบง่ ไดต้ ามแผนภาพสอ้ มเสยี ง (Hubble
Turning Fork) ตามทแี สดงในภาพที 1 และกาแลก็ ซไี มม่ ี
รปู แบบ (Irregular Galaxy) ทไี มม่ รี ปู ทรงสณั ฐานชดั เลย เชน่ เมฆ
แมกเจลแลนใหญ่ เมฆแมกเจลแลนเล็ก ซงึ เป็ นกาแล็กซบี รวิ ารของ
ทางชา้ งเผอื ก

ภาพที 1 แผนภาพสอ้ มเสยี งกาแล็กซขี องฮบั เบลิ

ในตน้ ครสิ ศตวรรษที 20 เอ็ดวนิ ฮบั เบลิ (Edwin Hubble) นักดาราศาสตร์
ชาวอเมรกิ นั ไดท้ ําการศกึ ษากาแล็กซดี ว้ ยกลอ้ งโทรทรรศนข์ นาดใหญ่
และจําแนกประเภทของกาแล็กซตี ามรปู ทรงสณั ฐานออกเป็ น 4 ประเภท
ไดแ้ ก่

1.กาแล็กซรี ี (Elliptical Galaxy) มสี ณั ฐานเป็นทรงรี แบ่งย่อยได้ 8 แบบ ตงั แต่
E0 - E7 โดย E0 มคี วามรนี อ้ ยทสี ดุ และ E7 มคี วามรมี ากทสี ดุ
2.กาแล็กซกี งั หนั (Spiral Galaxy) แบง่ ย่อยเป็น 3 แบบ กาแล็กซี
กงั หนั Sa มสี ว่ นป่ องหนาแน่น แขนไมช่ ดั เจน, กาแลก็ ซีกงั หนั Sb มสี ว่ นป่ อง
ใหญ่ แขนยาวปานกลาง, กาแลก็ ซกี งั หนั Sc มสี ว่ นป่ องเล็ก แขนยาวหนาแน่น
3.กาแล็กซกี งั หนั แบบมคี าน หรอื กาแล็กซกี งั หนั บาร์ (Barred
Spiral Galaxy) แบง่ ย่อยเป็น 3 แบบ กาแล็กซกี งั หนั บาร์ SBa มสี ่วนป่องใหญ่ไม่
เหน็ คานไมช่ ดั เจน, กาแล็กซกี งั หนั บาร์ SBb มสี ว่ นป่ องขนาดกลาง เหน็ คาน
ไดช้ ดั เจน, กาแลก็ ซกี งั หนั บาร์ SBc มสี ว่ นป่ องเล็กมองเห็นคานยาวชดั เจน
4.กาแล็กซลี กู สะบา้ หรอื กาแล็กซเี ลนส์ (Lenticular Galaxy) เป็ น
กาแล็กซที ไี มม่ ลี กั ษณะกํากงึ ระหวา่ งกาแล็กซรี แี ละกาแลก็ ซกี งั หนั
กลา่ วคอื สว่ นโป่ งขนาดใหญแ่ ละไมม่ แี ขนกงั หนั (แบบ S0 หรอื SB0)

ภาพที 2 กาแล็กซกี งั หันประกอบดว้ ยดาวทมี อี ณุ หภมู สิ งู (สนี ําเงนิ )

นักดาราศาสตรพ์ บวา่ กาแล็กซสี ว่ นใหญท่ พี บรอ้ ยละ 77 เป็ นกาแล็กซี
แบบกงั หนั และกงั หนั บาร์ มขี นาดใหญ่ องคป์ ระกอบหลกั เป็ นประชากรดาว
ประเภทหนงึ (Population I มธี าตหุ นกั เกิดจากซเู ปอร์โนวา สวา่ งมาก อณุ หภมู สิ งู ) ซงึ มอี ายุ
นอ้ ย กาแล็กซจี งึ มสี นี ําเงนิ ดังภาพที 2 กาแล็กซรี อ้ ยละ 20 เป็ น
กาแล็กซรี ี มขี นาดใหญ่ องคป์ ระกอบหลกั เป็ นประชากรดาวประเภท
สอง (Population II ไม่มธี าตหุ นกั สวา่ งน้อย อณุ หภมู ติ ํา) ซงึ มอี ายมุ ากและไมม่ ดี าว
เกดิ ใหม่ กาแล็กซจี งึ มแี ดงดงั ภาพที 3 สว่ นทเี หลอื รอ้ ยละ 3 เป็ นกาแล็กซี
ไมม่ รี ปู แบบ มขี นาดเล็กและกําลงั สอ่ งสวา่ งนอ้ ย มปี ระชากรดาวประเภท
หนงึ

ภาพที 3 กาแล็กซรี ปี ระกอบดว้ ยดาวทมี อี ณุ หภมู ติ ํา (สแี ดง)

การแบง่ ประเภทของกาแล็กซใี นแผนภาพสอ้ มเสยี งของฮบั เบลิ เป็ นการ
แบง่ ตามรปู ทรงสณั ฐานทมี องเห็นจากโลกเทา่ นัน กาแล็กซแี ตล่ ะประเภท
มไิ ดม้ คี วามสมั พันธเ์ กยี วขอ้ งในเชงิ ลําดบั อยา่ งไรก็ตามนักดาราศาสตรใ์ น
ยคุ ปัจจบุ นั เชอื วา่ กาแล็กซรี เี กดิ จากการรวมตัวของกาแล็กซกี ังหนั เพราะ
ประชากรดาวในกาแล็กซกี งั หนั มอี ายนุ อ้ ยกวา่ ในกาแล็กซรี ี สมบตั ขิ อง
กาแล็กซที งั สามประเภทแสดงในตารางที 1

ตารางที 1 สมบตั ิของกาแล็กซีประเภทต่างๆ กาแล็กซีรี กาแล็กซีไม่มีรูปแบบ
สมบตั ิ กาแล็กซีกงั หนั และกงั หนั มี

คาน

มวล 109 ถึง 4 x 1011 105 ถึง 1013 108 ถึง 3 x
(เท่าของดวง 1010
อาทิย์)

กําลงั ส่องสว่าง 108 ถึง 4 x 1010 3 x 105 ถึง 1011 107 ถึง 109
(เท่าของดวง
อาทิย์)

เสน้ ผ่านศนู ย์กลาง 5 ถึง 250 กิโลพาร์เซก 1 ถึง 200 กิโล 1 ถึง 10 กิโล
(กิโลพาร์เซก) พาร์เซก พาร์เซก

ประชากรดาว แขนกงั หนั : Population Population II Population I
I
นิวเคลียสและจาน: ดาวฤกษ์อณุ หภูมิตํา ดาวฤกษ์อณุ หภูมิสงู
Population II อายมุ าก ไมม่ ีโลหะ
อายนุ อ้ ย มีโลหะ

ร้อยละทีสํารวจ 77% 20% 3%
พบ

หลกั ฐานทสี นับสนุนสมมตฐิ านทวี า่ กาแล็กซรี เี กดิ จากการรวมตวั ของ
กาแล็กซกี งั หนั คอื นักดาราศาสตรพ์ บวา่ สเปกตรัมของกาแล็กซแี อนโดรมี
ดามปี รากฎการณ์การเลอื นทางนําเงนิ (Blueshift) ซงึ แสดงวา่ กําลงั
เคลอื นเขา้ ชนกาแล็กซที างชา้ งเผอื กของเราในอกี 6 พันลา้ นปีขา้ งหนา้
เมอื กาแล็กซชี นกนั จะไมท่ ําใหเ้ กดิ การระเบดิ รนุ แรงแตอ่ ยา่ งไร ทังนี
เนอื งจากกาแล็กซมี คี วามหนาแน่นตํามาก โอกาสทดี าวในแตล่ ะกาแลก็ ซี
จะชนกนั จงึ มนี อ้ ยมาก อยา่ งไรก็ตามแรงโนม้ ถว่ งของแตล่ ะกาแล็กซมี ี
อทิ ธพิ ลตอ่ กนั และกนั ซงึ จะทําใหร้ ปู ทรงของกาแล็กซที ังสองเปลยี นไป
หรอื ยบุ รวมกนั เป็ นกาแล็กซขี นาดใหญ่ ตวั อยา่ งเชน่ กาแล็กซกี งั หนั NGC
4038 และ NGC 4039 ยบุ รวมกนั ทําใหเ้ กดิ กาแล็กรปู เสา
อากาศ (Antennae) ในภาพที 4

ภาพที 4 กาแล็กซีNGC 4038 กําลงั ยบุ รวมกับ NGC 4039

จบแลว้ คา้ บ