หน่วยการเรียนรู้ที่ 4 เอกภพ Univers.

งานนำเสนอเรื่อง: "หน่วยการเรียนรู้ที่ 4 เอกภพ Univers."— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 หน่วยการเรียนรู้ที่ 4 เอกภพ Univers

2 ความหมายของเอกภพ เอกภพ(Universe) หมายถึง ระบบรวมของดาราจักรที่มีอาณาเขตกว้างใหญ่ ไพศาลมาก เชื่อกันว่าในเอกภพมีดาราจักรรวมอยู่ประมาณ 10,000,000,000 ดาราจักร(หมื่นล้านดาราจักร) ในแต่ละดาราจักรจะประกอบด้วยระบบ ของดาวฤกษ์(Stars) กระจุกดาว (Star clusters) เนบิวลา (Nebulae) หรือ หมอกเพลิง ฝุ่นธุลีคอสมิก (Cosmic dust) ก๊าซ และที่ว่างรวมกันอยู่

3 ความเป็นมาของเอกภพ นักปราชญ์ในสมัยก่อนมีความเชื่อเกี่ยวกับเอกภพโดยเชื่อว่ามี ความสัมพันธ์กับศาสนา จึงมีการสร้างแบบจำลองของเอกภพเป็น 2 ส่วน โดยจินตนาการด้วยการใช้โดมแบ่งเอกภพด้านนอกเป็นโลกของเทพและ ด้านในเป็นโลกของมนุษย์ และหลังจากคริสต์ศตวรรษที่ 17 เป็นต้นมา ความรู้ทางดาราศาสตร์ได้พัฒนาขึ้นจากการสังเกต การเก็บรวบรวมข้อมูล ของนักดาราศาสตร์ อุปกรณ์ที่ใช้ในการสังเกตดาราศาสตร์ ซึ่งแต่เดิม แนวคิดส่วนใหญ่มาจากการจินตนาการ และการคาดเดาก็ปรากฏชัดขึ้นบน พื้นฐานของดาราศาสตร์และวิทยาศาสตร์

4 กำเนิดเอกภพ การกำเนิดเอกภพไม่มีใครรู้ว่ากำเนิดมาตั้งแต่เมื่อใดและเริ่มจากอะไร จนกระทั่งศตวรรษที่ 20 หรือ ค.ศ.1927 ได้มีทฤษฎีใช้อธิบายการกำเนิดและความเป็นมาของเอกภพที่มีความชัดเจนและน่าเชื่อถือมากยิ่งขึ้น คือ ทฤษฎีการระเบิดครั้งยิ่งใหญ่ หรือ BigBang ทฤษฎีนี้ทำให้เอกภพมีการขยายตัวออก ซึ่งทฤษฎีนี้กล่าวว่า ก่อนการเกิด BigBang เอกภพเป็นพลังงานล้วน ๆ ซึ่งแสดงออกโดยอุณหภูมิที่สูงยิ่ง จุด BigBang เป็นจุดที่พลังงานเริ่มเปลี่ยนเป็นสสารครั้งแรก เป็นจุดเริ่มต้นนของเวลาและเอกภพ

5 กำเนิดเอกภพ เอกภพเริ่มต้นเมื่อ 15,000 ล้านปีมาแล้วประกอบด้วยกาแล็กซีจำนวนแสนล้านกาแล็กซีระหว่างกาแล็กซีเป็นอวกาศที่กว้างไกล เอกภพจึงมีขนาดใหญ่มาก โดยมีรัศมีไม่น้อยกว่า 13,700 – 15,000 ล้านปีแสง และมีอายุประมาณ 13,700 – 15,000 ล้านปี ภายในกาแล็กซีประกอบด้วย ดาวฤกษ์ รวมทั้งแหล่งกำเนิดดาวฤกษ์ เรียกว่า เนบิวลา (Nebula) ซึ่งโลกของเราเป็นดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ ซึ่งเป็นสมาชิกหนึ่งของกาแล็กซี

6 วิวัฒนาการของเอกภพ เริ่มมาจากปริมาตรที่เล็กมากๆแต่มีสสารอยู่อย่าง อัดแน่น และมีการระเบิดออกอย่างรุนแรง ทำให้ปริมาตรเล็กๆ นั้นขยายตัวออกมาเป็นเอกภพดังเช่นในปัจจุบัน มี ดังนี้ขณะเกิด Bigbang มีสสารเกิดขึ้นในรูปของอนุภาคพื้นฐาน ชื่อ ควาร์ก ( Quark) อิเล็กตรอน ( Electron) นิวทริโน และโฟตอน (Photon) เมื่อเกิดอนุภาคก็มีการเกิดปฏิอนุภาค ที่มีประจุไฟฟ้าตรงข้าม ยกเว้น นิวทริโน และแอนตินิวทริโนไม่มีประจุไฟฟ้า เมื่อปฏิภาคกับอนุภาครวมกันเนื้อสารเกิดเป็นพลังงาน หากอนุภาคเท่ากับปฏิภาคพอดี รวมกันจะไม่เกิดกาแล็กซี ดาวฤกษ์ และระบบสุริยะ

7

8 หลังเกิด Bigbang เพียง 10 -6 วินาที
อุณหภูมิของเอกภพลดลงเป็นสิบล้านล้านเควิน ควาร์กเกิดการรวมตัว กลายเป็นโปรตอน (นิวเคลียสของไฮโดรเจน) ซึ่งมี ประจุไฟฟ้าบวก 1 หน่วยและนิวตรอนซึ่งเป็นกลาง

9 หลังเกิด Bigbang 3 นาที อุณหภูมิของเอกภพลดลงเป็นร้อยล้านเคลวิน ทำให้โปรตอนและนิวตรอนเกิดการรวมตัวเป็นนิวเคลียสของฮีเลียม ในช่วงแรก ๆ ทำให้เอกภพขยายตัวเร็วมาก

10 หลังเกิด Bigbang 300,000 ปี อุณหภูมิลดลงเหลือ 10,000 เคลวิน นิวเคลียสของไฮโดรเจนและฮีเลียมดึงอิเล็กตรอนเข้ามาสู่วงโคจร เกิดเป็นอะตอมไฮโดรเจนและฮีเลียม

11 กาแล็กซีต่างๆเกิด Bigbang อย่างน้อย 1,000 ปี
ภายในกาแล็กซีมีธาตุไฮโดรเจน และฮีเลียมเป็นสารเบื้องต้น ทำให้เกิดเป็นดาวฤกษ์รุ่นแรกๆ ส่วนธาตุที่มีนิวเคลียสใหญ่กว่าคาร์บอนเกิดจากดาวฤกษ์ขนาดใหญ่

12 บิกแบงและวิวัฒนาการของเอกภพ

13 ข้อสังเกตที่สนับสนุน Bigbang
ประการที่ 1: การขยายตัวของเอกภพ ค.ศ เอ็ดวิน พี. ฮับเบิล นักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษพบว่า กาแล็กซีที่เคลื่อนที่ห่างออกไปด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้นตามระยะทาง กาแล็กซีที่อยู่ไกลยิ่งเคลื่อนที่ห่างออกไปเร็วกว่ากาแล็กซีที่อยู่ใกล้ นั่นคือ เอกภพกำลังขยายตัว ทำให้นักดาราศาสตร์คำนวณอายุของเอกภพได้

14 การเคลื่อนที่ของกาแล็กซี

15 ข้อสังเกตที่สนับสนุน Bigbang
ประการที่ 2 :อุณหภูมิพื้นหลังของอวกาศหรือหรือ อุณหภูมิของเอภพเท่ากับ 2.73 เคลวิน เป็นการค้นพบโดยบังเอิญของนักวิทยาศาสตร์ 2 คน คือ อาร์โน เพนเซียส และโรเบิร์ต วิลสัน ทดลองระบบเครื่องสัญญาณของกล้องโทรทรรศน์วิทยุ ปรากฏว่ามีสัญญาณรบกวน ตลอดเวลา ทั้งกลางวัน กลางคืน หรือฤดูต่างๆ ต่อมาจึงทราบว่าเป็นสัญญาณที่เหลืออยู่ในอวกาศ เทียบกับการแผ่รังสีของวัตถุดำที่มีอุณภูมิ 3 เคลวิน โรเบิร์ต ดิกกี พี.เจ.อี.พีเบิลส์ เดวิด โรลล์ และเดวิด วิลคินสัน ได้ทำนายว่าการแผ่รังสีจากบิกแบงที่เหลืออยู่น่าจะตรวจสอบได้โดยกล้องโทรทรรศน์วิทยุ

16 กาแล็กซี

17 ความหมายของกาแล็กซี กาแล็กซี คือ อาณาจักรหรือระบบของดาวฤกษ์จำนวนนับแสนล้านดวง อยู่รวมกันด้วยแรงโน้มถ่วงระหว่างดวงดาวกับหลุมดำที่มีมวลมหาศาล ซึ่งอยู่ ณ ศูนย์กลางของกาแล็กซี โดยมีเนบิวลาซึ่งเป็นกลุ่มแก๊สและฝุ่นละอองที่เกาะอยู่ในที่ว่างบางแห่งระหว่าดาวฤกษ์

18 กำเนิดกาแล็กซี กาแล็กซีกำเนิดขึ้นหลังจากบิกแบง 1,000 ล้านปีเกิดจากกลุ่มแก๊สซึ่งยึดเหนี่ยวด้วยแรงโน้มถ่วงแยกเป็นกลุ่มๆ แต่ละกลุ่มก่อกำเนิดเป็นดาวฤกษ์จำนวนมากซึ่งเป็นสมาชิกของกาแล็กซี กาแล็กซีที่ระบบสุริยะสังกัดอยู่ คือ กาแล็กซีทางช้างเผือก นอกจากนี้ยังมีกาแล็กซีอื่น ๆ ได้แก่ กาแล็กซีเอนโดรเมดา กาแล็กซีแมกเจลแลนใหญ่ และกาแล็กซีแมกเจลแลนเล็ก

19 ค.ศ เอ็ดวิน พี ฮับเบิล ได้เสนอทฤษฎีวิวัฒนาการของกาแล็กซี โดยได้พยายามลำดับกาแลกซีที่มีความซับซ้อนน้อยไปยังกาแลกซีที่มีความซับซ้อนมาก ได้เขียนเป็นแผนภาพ ได้ขนานนามว่า แผนภาพส้อมเสียง ของฮับเบิล ( Hubble Tunging Fork)

20 แผนภาพกาแล็กซี่ตามรูปร่างพื้นฐาน
แบบกังหันธรรมดา Sa Sb Sc แบบรีรูปไข่ แบบกังหันมีแกน

21 1. กาแล็กซีชนิดกังหัน หรือกาแล็กซี่ก้นหอย ( Spiral Galaxy )
กาแล็กซีแบ่งป็น 4 ชนิด 1. กาแล็กซีชนิดกังหัน หรือกาแล็กซี่ก้นหอย ( Spiral Galaxy ) ลักษณะ - บริเวณกลางจะสว่าง เนื่องจากมีกลุ่มดาวอยู่มาก แกนกลางออกเป็นวงแขน 2 วงแขน คล้ายใบพัดของกังหันโค้งออกจากแกนกลาง ตัวย่อ S นักดาราศาสตร์ใช้อักษร a , b และ c ตามหลังอักษร s เช่น แขนที่เหวี่ยงออกมาใกล้ชิดกับทรงกลมบริเวณแกนกลางมากน้อยแค่ไหน เช่น เขียนไว้ว่า Sa แสดงว่าแขนที่เหวี่ยงออกมาอยู่ห่างจากวงกลมบริเวณแขนกลางไม่มากนัก

22 กาแล็กซีชนิดกังหัน

23 2. กาแล็กซีรี ( elliptical galaxy)
มีรูปร่างแบบกลมรี ซึ่งบางกาแล็กซีอาจกลมมาก บางกาแล็กซีอาจรีมาก  นักดาราศาสตร์ให้ความเห็น กาแล็กซีประเภทนี้จะมีรูปแบบกลมรีมากน้อยเพียงใดนั้นขึ้นอยู่กับอัตราการหมุนของกาแล็กซี ถ้าหมุนเร็วกาแล็กซีจะมีรูปแบบยาวรีมาก

24 กาแล็กซีรี

25 3. กาแล็กซี่ก้นหอยคาน (Barred Spiral Galaxy)
ลักษณะ คล้ายคลึงกับกาแล็กซี่ก้นหอย แต่ตรงกลางมีลักษณะเป็นคาน และมี แขนแบบกาแล็กซี่ก้นหอยต่อออกมาจาก ปลายคานทั้งสองหรือเรียก อีกชื่อว่า กาแล็กซี่กังหันแบบมีแกน มีอัตราหมุนรอบตัวเองเร็วกว่า กาแล็กซี่ทุกประเภท

26 กาแล็กซี่ก้นหอยคาน

27 4. กาแล็กซีไร้รูปทรง หรือไม่มีรูปแบบ ( Irr , Irregular galaxies)
ไม่สามารถจัดเข้ากับกาแล็กซีใดได้เลย ไม่มีรูปแบบไร้รูปทรง มีขนาดเล็กจึงสว่างน้อย พบเห็นได้น้อย เช่น กาแลกซีแมกเจลแลนเล็ก และกาแลกซีแมกเจลแลนใหญ่ ห่างจากทางช้างเผือก 200,000 ปีแสง

28 กาแล็กซีไร้รูปทรง หรือไม่มีรูปแบบ

29 กาแล็กซีทางช้างเผือก
กาแล็กซีทางช้างเผือก คือ ดาวฤกษ์จำนวนมากที่อยู่ไปทางเดียวกันโดยห่างจากโลกต่างกันนักดาราศาสตร์ทราบรูปร่างของทางช้างเผือก โดยศึกษาจากดาวฤกษ์ที่อยู่ในกาแล็กซี เกิดขึ้นเมื่อประมาณ 14,000 ล้านปีมาแล้ว จากกลุ่มแก๊สขนาดใหญ่

30 การสังเกตทางช้างเผือก
การสังเกตทางช้างเผือก จะสังเกตได้ จะมีดาวฤกษ์บริเวณทางช้างเผือกและ ใกล้เคียง ด้านซ้ายมือจะสังเกตเห็น กลุ่มดาวนายพราน ขวามือบนของกลุ่ม ดาวนายพราน คือ กลุ่มดาววัว ซึ่งมี ดาวลูกไก่อยู่ในกลุ่มนี้ด้วย ด้านซ้ายมือ จะเห็นกาแล็กซีแอนโรเมดา เหนือ กาแล็กซีแอนโดรเมดา คือ กลุ่มดาว ค้างคาว

31 ดาวฤกษ์ ระบบสุริยะ อยู่ในกาแล็กซีทางช้างเผือก โดยระบบสุริยะอยู่ที่แขนของกาแล็กซีด้านกลุ่มดาวนายพราน อยู่ห่างจากศูนย์กลางกาแล็กซีประมาณ 30,000 ปีแสง ดังนั้น กาแล็กซีทางช้างเผือกจึงมีขนาดใหญ่ มีรูปร่างคล้ายกังหัน มีบริเวณกลางสว่าง มีแขนโค้งรอบนอกหลายแขน ระยะขอบหนึ่งผ่านจุดศูนย์กลางไปยังขอบหนึ่งยาว 100,000 ปีแสง ถ้ามองจากด้านบน จะเห็นเมือกังหัน แต่ดูจากด้านข้างจะคล้ายเลนส์นูนหรือจานข้าวประกบกัน

32

33 กาลแล็กซีเพื่อนบ้าน 1. กาแล็กซีแมกเจลแลนใหญ่ : อยู่ห่างจากกาแล็กซีทางช้างเผือก ออกไปประมาณ 163,000 ปีแสง

34 กาแล็กซีเพื่อนบ้าน 2. กาแล็กซีแมกเจลแลนเล็ก อยู่ห่างจากกาแล็กซีทางช้างเผือกประมาณ 196,000 ปีแสง ทั้งกาแล็กซีแมกเจลแลนใหญ่ กาแล็กซีแมกเจลแลนเล็ก เป็นชื่อที่ตั้งเป็นเกียรติแก่ เฟอร์ดินานด์ แมกเจลแลน นักสำรวจชาวโปรตุเกส กาแล็กซีทั้งสองมีลักษณะคล้ายเมฆ จัดเป็นกาแล็กซีที่ไร้รูปร่าง อยู่ทางขอบฟ้าทางทิศใต้

35 กาแล็กซี

36 3. กาแล็กซีแอนโดรเมดา กาแล็กซีเพื่อนบ้าน เส้นผ่าศูนย์กลาง 10 5 ปีแสง
มีรูปร่างคล้ายก้นหอยหรือกังหัน เส้นผ่าศูนย์กลาง ปีแสง มีดาวฤกษ์รวมกันอยู่ 400,000 ล้านดวง กาแล็กซีแอนโรเมดามีลักษณะกลมขาวมัวๆใจกลางเป็นดาวสีแดง และดาว ที่มีอายุมาก บริเวณมีเนบิวลา สว่าง กลุ่มแก๊สและฝุ่น กระจุกดาวทรงกลมประกอบด้วยดาวสีน้ำเงิน

37 กาแล็กซีแอนโดรเมดา

38 ประเภทของกาแล็กซี 1.กาแล็กซีกลมรีแบบรูปไข่
นักดาราศาสตร์แบ่งกาแล็กซีเป็น 4 ประเภท คือ 1.กาแล็กซีกลมรีแบบรูปไข่ - มีรูปร่างหลายแบบตั้งแต่เป็นจานจนถึงกลมรี - รูปร่างของกาแล็กซีแบนมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับการหมุนรอบ ตัวเอง - ถ้าหมุนช้ารูปร่างกลม ถ้าหมุนเร็วรูปร่างแบน

39 กาแล็กซีกลมรีแบบรูปไข่

40 2. กาแล็กซีก้นหอยหรือแบบกังหันธรรมดา
- รูปทรงเป็นจานแบน ตรงกลางมีส่วนโป่ง มีดาวเป็นจำนวนมาก มีลักษณะตรงกลางสว่างและมีแขนกังหัน แยกเป็น 3 ระดับ - จุดกลางสว่าง มีความหนาแน่นมาก มีแขนหลายแขน ใกล้ชิดกับศูนย์กลาง รูปร่างชัดเจน เรียกว่า สไปรัลเอสเอ - จุดศูนย์กลางไม่สว่างมาก มีแขนหลวม ๆขยายออกเล็กน้อย เรียกว่า สไปรัลเอสบี เช่น กาแล็กซีทางช้างเผือก และกาแล็กซีทางช้างเผือก - จุดกลางไม่เดนชัด ความสว่างและความหนาแน่นกระจายไปทั่วศูนย์กลาง มีแขนกระจายชัดเจน เรียกว่า สไปรัลเอสซี

41 กาแล็กซีก้นหอยหรือแบบกังหันธรรมดา

42 3. กาแล็กซีก้นหอยคานหรือกังหันมีแกนหรือกังหันบาร์หรือบาร์สไปรัล
เป็นกาแล็กซีที่แกนหรือคาน เป็นศูนย์กลางและแกนสว่าง มีแขนที่อยู่ปลายทั้ง 2 ข้าง แขนที่ต่อออกไปเป็นกังหัน แบ่งเป็น 3 ระดับ - แกนกลางสว่างชัดเจน มีคามหนาแน่นมาก แขนใกล้ชิดศูนย์กลาง การกระจายของแขนน้อย เรียกว่า เอสบีเอ - แกนกลางไม่สว่างมาก มีแขนหลวมๆขยายออกเล็กน้อย เรียกว่า เอสบีบี - แกนกลางไม่ชัด มีแขนหลวมๆที่แยกจากกันชัดเจน เรียกว่า เอสบีซี

43 กาแล็กซีก้นหอยคานหรือกังหันมีแกนหรือกังหันบาร์หรือบาร์สไปรัล

44 4. กาแล็กซีไร้รูปร่าง ไม่มีแกนกลาง
ไม่มีแขนที่โค้งเป็นก้นหอย ไม่มีระนาบของความสมมาตร เช่น กาแล็กซีแมกเจลแลนใหญ่ กาแล็กซีแมเจลแลนเล็ก ที่มองเห็นด้วยตาเปล่าทางซีกโลกใต้

45 THE END