Astronomy - โรงเรียนเบญจมราชูทิศ ราชบุรี

Report
โครงการสอนเสริมเติมเต็ม
กลุมสาระการเรี
ย
นรู
่
้
วิทยาศาสตร ์
โรงเรียนเบญจมราชูทศ
ิ ราชบุร ี
ดาราศาสตร์
โดย
คุณครู วชิ ัย เจริญศรี
ครูชำนำญกำรพิเศษ
กลุ่มสำระกำรเรียนรู้วทิ ยำศำสตร์
โรงเรียนเบญจมรำชู ทศิ รำชบุรี
ควำมหมำยของดำรำศำสตร์
ดำรำศำสตร์ คือ วิชาวิทยาศาสตร์ ที่เกี่ยวกับดาวและวัตถุ
ท้องฟ้ าอื่น รวมทั้งปรากฎการณ์ธรรมชาติที่เกิดขึ้นจากสิ่ ง
เหล่านี้ เช่น อุปราคา,ดาวหาง, ดาวตก เป็ นต้น
ควำมเป็ นมำของดำรำศำสตร์
• ดำรำศำสตร์ น่ำจะเป็ นวิชำทีเ่ ก่ ำแก่ ทสี่ ุ ด เพรำะนับแต่ มมี นุษย์ อยู่บนโลกเขำย่ อมได้ เห็นได้ สัมผัส
กับสิ่ งแวดล้ อมตำมธรรมชำติเสมอมำแล้ วก็เริ่มสั งเกตจดจำและเล่ ำต่ อๆ กันเช่ น เมื่อมองออกไป
รอบตัวเห็นพืน้ ดินรำบดูออกไปไกลๆ ก็ยงั เห็นแบนจึงคิดกันว่ ำโลกแบนมองฟ้ ำเห็นโค้ งคล้ ำยฝำชี
หรือโดมมีดำวให้ เห็นเคลือ่ นข้ ำมศรีษะไปทุกคืนกลำงวันมีลูกกลมแสงจ้ ำให้ แสงสี ควำมร้ อนคือ
ดวงอำทิตย์ เคลือ่ นขึน้ มำแล้ วก็ลบั ขอบฟ้ำไปดวงอำทิตย์ จึงมีควำมสำคัญแก่ เขำมำก อำจเป็ นชน
เผ่ ำซูเมอเรียน (Sumerians) ผู้สร้ ำงควำมรุ่งเรืองให้ ชำวแบบิโลเนียนเมือ่ รำว 4,000 ปี ก่ อน ค.ศ.
เป็ นเผ่ ำแรกทีส่ ั กกำระสั งเวยดวงอำทิตย์ ครั้นมำถึงรัชสมัยพระเจ้ ำฟำโรห์ อัค เฮนตัน
(Pharaoh Akhenton) รำว 1400 ปี ก่ อน ค.ศ.ก็ทรงถือดวงอำทิตย์ เป็ นสุ ริยเทพมีกำรสร้ ำงวิหำร
อุทศิ แด่ สุริยเทพด้ วย กำรบวชสรวงดวงอำทิตย์ แพร่ ไปถึงชนเผ่ ำอินคำร์ (Incas) ในเปรู และเผ่ ำ
เอสเทคร์ (Aztecs) ในเมกซิโกนอกจำกนั้นยังจะต้ องมีกำรสั งเกตดวงดำวและปรำกฎกำรณ์ที่เกิด
จำกดวงอำทิตย์ ดวงจันทร์ มำแต่ ดกึ ดำบรรพ์ จึงมีรูปเขียนเป็ นหลักฐำนไว้ ตำมผนังถำ้ รอยสลัก
บนแผ่ นดินเหนียวเผำ แผ่ นไม้ หรือแผ่ นหินให้ เรำได้ ใช้ เป็ นหลักฐำนไว้ ในกำรศึกษำค้ นคว้ ำ
เอกภพหรื อจักรวาล
(Universe)
•
คือ ระบบรวมของกาแล็กซี นับแสนล้ านกาแล็กซี เอกภพมีอาณาเขตกว้ าง
ใหญ่ ไพศาลมากในห้ วงอวกาศที่ไม่ มีขอบเขต กาแล็กซี หมายถึง ระบบของกลุ่ม
ดาวมหึ มา ประกอบด้ วยดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ ดาวหาง อุกกาบาต พลังงานและฝุ่ น
ละอองที่ล่องลอยอยู่ระหว่ างดวงดาว ประมาณว่ ากาแล็กซี มีแส้ นผ่ านศูนย์ กลาง
ประมาณ 1 แสนปี แสง ( 1 ปี แสง คือ ระยะทางที่แสงเดินทางในอวกาศเป็ นเวลา 1
ปี ซึ่ ง 1 ปี แสงมีระยะทางประมาณ 9.5 ล้ านล้ านกิโลเมตร) โลกของเราเป็ นส่ วน
หนึ่งของเอกภพ เมื่อเปรี ยบเทียบขนาดของโลกกับขนาดของเอกภพแล้ ว จะเล็กกว่ า
เศษฝุ่ นที่อยู่ในอวกาศ
เอกภพที่เรารูจ้ ักกันในปั จจุบันประกอบไปด้วยกาแล็กซีจานวนนับแสนล้านแห่งระหว่าง
กาแล็กซีเป็ นห้วงอวกาศที่เวิ้งว้างกว้างไกล เอกภพจึงมีขนาดใหญ่มากโดยมี รัศมีไม่นอ้ ย
กว่า 15,000 ล้านปี แสง และมีอายุประมาณ 15,000 ล้านปี
ภายในกาแล็กซี แต่ละแห่ งประกอบด้วยดาวฤกษ์จานวนมาก รวมทั้งแหล่งกาเนิ ดดาวฤกษ์ที่
เรี ยกว่าเนบิวลา (Nebula) และที่ว่าง โดยที่โลกของเราเป็ นเพียงดาวเคราะห์ดวงหนึ่ งในระบบ
สุ ริยะ ซึ่ งเป็ นสมาชิกหนึ่งของกาแล็กซี ของเรา
ในปัจจุบันมีทฤษฎีแบบจำลองเกีย่ วกับเอกภพอยู่ 2 ทฤษฎีใหญ่ ๆ คือ ทฤษฎีสถำนะคงตัว (steady
state theory) และทฤษฎีบิกแบง (Big-Bang theory)
ทฤษฎีสถำนะคงตัว เสนอโดย เฟรด ฮอยล์ ( Fred Hoyle ) เฮอร์ แมน บอนได ( Herman Bondi )
และ โทมัส โกลด์ ( Thomas Gold ) กล่าวว่า เอกภพเป็นเช่นนี้อยูแ่ ต่แรกแล้ว แม้เอกภพ
จะกาลังขยายตัวอยู่ก็ตาม แต่อตั ราการกระจายของกาแล็กซีและอัตราการเกิด
ใหม่นนั้ อยูใ่ นสภาพสมด ุล ถึงแม้ว่าขนาดจะเพิ่มขึ้นแต่ความหนาแน่น ของสสารใน
เอกภพไม่เปลี่ยนแปลง แสดงว่าสถานภาพของเอกภพคงตัว
ทฤษฎีบิกแบง เสนอโดย จอร์จ เลอแมตซ์ Lemaitre ซึ่งกล่าวว่า ณ จุดเริ่มต้นของเอก
ภพนัน้ สสารทุกอย่างรวมตัวกันหนาแน่นมากจนเป็ นมวลเดียวกันที่มีปริมาตรเป็ นศูนย์
รวมทัง้ เวลา เรียกบริเวณดังกล่าวว่า singularity จากนัน้ เอกภพมีการระเบิดออกอย่าง
รุนแรงและเริ่มต้นนับเวลาทันที
การระเบิดใหญ่ทาให้พลังงานส่วนหนึง่ เปลี่ยนเป็ นเนือ้ สาร มีวิวฒ
ั นาการต่อเนือ่ งจนเกิด
เป็ นกาแล็กซี เนบิวลา ดาวฤกษ์ ระบบสุริยะ โลก ดวงจันทร์ มนุษย์ และสิ่งมีชีวิตต่าง
ภายหลังจากเหตุการณ์เกิด supernova ขึน้ ในกาแล็กซีแม็กเจลแลน ซึ่งห่างจากโลก
ประมาณ 150,000 ปี แสง นักดาราศาสตร์พบได้เมื่อ ค.ศ. 1987 ซึ่งเป็ นแสงจาก
เหตุการณ์เมื่อ 150,000 ปี มาแล้ว ทาให้นกั ดาราศาสตร์ยอมรับว่าการกาเนิดของ
เ อ ก ภ พ น่ า จ ะ เ ป็ น เ ช่ น เ ดี ย ว กั บ ก า ร ร ะ เ บิ ด ข อ ง ด า ว ใ น ก า ร แ ล ก ซี่
แม็กเจลแลน ซึ่งเป็ นการสนับสนุนทฤษฎีบิกแบงเป็ นแบบจาลองเกี่ยวกับเอกภพ
ในปั จ จุบั น ทฤษฎี บิ ก แบงเป็ นที่ ย อมรั บ มากขึ้ น เพราะมี ป รากฏการณ์ ห ลายอย่ างที่
สอดคล้องหรือเป็ นไปตามทฤษฎีบิกแบง ปรากฏการณ์ 2 อย่างที่สนับสนุนบิกแบงได้แก่
การขยายตัวของเอกภพ และอุณหภูมพิ ื้นหลังของอวกาศยังมีอยูท่ ี่ 2.73 เคลวิน
Edwin Powell Hubble นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกนั ค้นพบว่ากาแล็กซีจะเคลื่อนที่ไกลออกไป
ด้ว ยความเร็ ว ที่ เ พิ่ ม ขึ้ น ตามระยะห่ า ง คื อ กาแล็ ก ซี ที่ อ ยู่ไ กล ยิ่ง เคลื่ อ นห่ า งออกไปเร็ว กว่ า
กาแล็กซีที่อยู่ใกล้ นัน่ คือ เอกภพกาลังขยายตัว ซึ่งสอดคล้องกับการระเบิ ดของทฤษฎีบิกแบง
จากความเข้าใจเรือ่ งนี้ ทาให้นกั ดาราศาสตร์สามารถคานวณอาย ุของเอกภพได้
ข้อสนับสน ุนประการที่ 2 อ ุณหภมู ิพ้ ืนหลังของเอกภพอยูท่ ี่ 2.73 เคลวิน
(cosmic Microwave Background Radiation; CBR)
อ ุณหภมู ิพ้ ืนหลังของเอกภพนับว่าเป็นอ ุณหภมู ิของเอกภพในปัจจุบนั ค้นพบโดยบังเอิญโดยนักดาราศาสตร์ชาว
อเมริกนั 2 คน คือ Arno Penzias และ Robert Wilson แห่งห้องปฏิบตั ิการเบลเทเลโพน (ค.ศ. 1965, พ.ศ.
2508) ขณะกาลังทดสอบกล้องโทรทรรศน์วิทย ุ พบว่ า มี ส ญ
ั ญาณไมโครเวฟรบกวนตลอดเวลาทั้งกลางวัน
กลางคืนและท ุกทิศทาง เขาคานวณได้ว่ามีอ ุณหภมู ิประมาณ 3 เคลวิน (-270 C) ต่อมา ค.ศ. 1991 นาซาได้ส่ง
ดาวเทียม COBE (Cosmic Background Explorer) ขึ้นไปวัด CBR ด้วยอ ุปกรณ์ที่ดีกว่าและคานวณได้ 2.73
เคลวิ น ในขณะที่ ก่อนหน้านี้มีนกั ดาราศาสตร์ได้ทานายไว้ว่า การแผ่รงั สีจากบิ กแบงที่ เหลืออยู่ในปัจจุบันน่าจะ
ตรวจสอบได้ ซึ่งเป็นอีกข้อหนึ่งที่สนับสน ุนทฤษฎีบิกแบง
ข้ อสนับสนุนประกำรที่ 3 การค้นพบควอซาร์
•
ควอซาร์เป็ นวัตถุทอ้ งฟ้ าพลังงานสูงที่สุดในเอกภพที่เคยรู ้จกั กันมา
มันอยูใ่ กล้ๆขอบเอกภพ มีท้ งั แสงและคลื่นเหนือม่วง ที่ทาให้ดาราจักร
ของมัน สุ กสว่าง รังสี ส่วนใหญ่มาจากบริ เวณที่ไม่ใหญ่กว่าระบบสุ ริยะ
ของเรา วิทยาศาสตร์สมัยใหม่รู้จกั เพียงขบวนการเดียวที่ทาให้ควอซาร์
เหล่านี้สุกสว่าง ขบวนการนี้คือการสะสมมวลและแรงขับดันทีใ่ จกลาง
ดาราจักร นี่เป็ นหลุมดามวลยิง่ ยวดที่มวลของมันมากกว่าดวงอาทิตย์นบั
ล้านหรื อ พันล้านเท่าของดวงอาทิตย์
ภำพแสดงหลุมดำ
กาแล็กซี คือ อาณาจักรของดาวฤกษ์ที่อยู่รวมกันนับแสนล้านดวง ตรึงไว้ด ้วยแรงโน้ม
ถ่วงระหว่างดวงดาวหรืออาจมีหลุมดาอยูบ่ ริเวณใจกลางร่วมด้วย โดยมีกลุม่ ก๊าซเนบิวลา
หรือฝุ่ นละอองแทรกอยูใ่ นที่วา่ งระหว่างดาวฤกษ์
กาแล็กซีเกิดหลังบิกแบงประมาณ 1,000 ล้านปี หรือประมาณ 14,000 ล้านปี มาแล้ว
เกิดจากกลุ่มก๊าซแยกเป็ นกลุ่ม มีแรงโน้มถ่วงร่วมกัน แต่ละกลุ่มก่อ กาเนิดดาวฤกษ์
จานวนมาก ซึ่งเป็ นสมาชิกสาคัญของกาแล็กซี
กาแล็กซีสามารถแบ่งตามรูปร่างได้ 4 ประเภท คือ
Spiral Galaxy กาแล็กซี แบบกังหันหมุน
Bar-Spiral Galaxy กาแล็กซี กงั หันหมุนแบบมีคาน
Elliptical Galaxy กาแล็กซี รูปไข่
Irregular Galaxy กาแล็กซี่ รูปร่ างไม่แน่นอน
กาแล็กซี ที่ระบบสุ ริยะสังกัดอยูค่ ือ การแล็กซี ทางช้างเผือก (Milky Way Galaxy) หรื อเรี ยกได้วา่
เป็ นกาแล็กซี ของเรา มีลกั ษณะเป็ นกังหันมีเส้นผ่าศูนย์กลาง 100,000 ปี แสง หนาสุ ดตรงใจกลาง
15,000 ปี แสง
ระบบสุ ริยะของเรำอยู่บนแขนข้ ำงหนึ่งของกำแล็กซี ด้ำนดำวนำยพรำน (แขน Orion) อยู่ห่ำงจำกใจกลำง
กำแล็กซีประมำณ 30,000 ปี แสง โดยมีกำแล็กซีเพื่อนบ้ ำน คือ กำแล็กซีแม็กเจลแลนใหญ่ (Large Magellanic)
และกำแล็กซีแม็กเจลแลนเล็ก (Small Magellanic) ซึ่งอยู่ห่ำงจำกกำแล็กซีของเรำออกไปทำงด้ ำนล่ ำงประมำณ
150,000 ปี แสง
นอกจำกนี้ ไกลออกไปอีก 2.4 ล้ ำนปี แสง
ยังมีกำแล็กซี เพื่อนบ้ ำนที่เห็ นได้ ด้วยตำ
เปล่ ำอี ก คื อ กำแล็ ก ซี แ อนโดรเมดำ
(Andromeda Galaxy) โดยยังมีกำแล็กซี
อื่นๆ อีกรวมแล้ วประมำณ 30 กำแล็กซี
ในอำณำบริ เวณ 4 ล้ ำนปี แสงของ Local
group ของเรำ
ดำวฤกษ์
ดวงดำวในท้ องฟ้ำ
ในอวกำศมีวตั ถุท้องฟ้ำเป็ นจำนวนมำกทั้งทีม่ องเห็นได้ ด้วย
ตำเปล่ ำ และทีม่ องไม่ เห็นได้ ด้วยตำเปล่ ำ วัตถุท้องฟ้ำที่เห็นส่ วน
ใหญ่ จะเป็ นดำวฤกษ์ นอกจำกนีอ้ ำจเห็น ดำวเครำะห์ เนบิวลำ
กำแลกซี ดำวหำง ฯลฯ
กลุ่มดำวมีท้งั หมด 88 กลุ่มบนท้ องฟ้ำ ในแต่ ละเดือน
กลุ่มดำวทีป่ รำกฏบนท้ องฟ้ำจะแตกต่ ำงกัน
ระบบพิกดั (Coordinate System)
กำรบอกตำแหน่ งของวัตถุท้องฟ้ำ กำหนดเป็ นระบบพิกดั
1. ระบบเส้ นขอบฟ้ำ (Horizontal Coordinate System)
- มุมเงย (Altitude)
- มุมอำซิมุท (Azimuth)
2. ระบบอิเควเตอร์ (Equatorial Coordinate System)ระบบ
เส้ นศูนย์ สูตร
- เดคลิเนชัน (Declination)
- ไรท์ แอสเซนชัน (Right Ascension)
ระบบเส้ นขอบฟ้ ำ
มุมเงยของดำวเหนือ
มุมทีใ่ ช้ กำหนดตำแหน่ งดำว
มุมอะซิมุท(มุมทิศ)และมุมอัลติจูด(มุมเงย)
กำรเคลือ่ นที่ของดำวบนท้ องฟ้ำ
กล่ มุ ดำวทีค่ วรร้ ู จกั
- กลุ่มดำวจระเข้ ( กลุ่มดำวหมีใหญ่ (Ursa Major))
- กลุ่มดำวค้ ำงคำว ( กลุ่มดำวแคสซิโอเปี ย
(Cassiopia))
- กลุ่มดำวเต่ ำ ( กลุ่มดำวนำยพรำน ( Orion))
- กลุ่มดำวในจักรำศี (Zodiac)
กล่ มุ ดำวนำยพรำน(ดำวเต่ ำ)
กลุ่มดำวหมีใหญ่ (ดำวจระเข้ )
กลุ่มดำวแคสซิโอเปี ย(ดำวค้ ำงคำว)
กำรหำตำแหน่ งดำวเหนือ
กล่ มุ ดำวในจักรำศี
เป็ นกลุ่มดำวทีเ่ ป็ นเส้ นทำงเดินของดวงอำทิตย์ เมือ่
สั งเกตจำกโลก มีท้งั หมด 12 กลุ่ม เส้ นทำงเดินของดวงอำทิตย์
เรียกว่ ำ “เส้ นสุ ริยะวิถี (Ecliptic)”
โลกโคจรรอบดวงอำทิตย์ จำกทิศตะวันตกไป
ตะวันออก คนบนโลกจึงเห็นดวงอำทิตย์ ปรำกฏเคลือ่ นที่ผ่ำน
กลุ่มดำวจักรำศีจำกทิศตะวันตกไปทำงทิศตะวันออก
กลุ่มดาวในจักราศี
กำรมองหำกลุ่มดำวจักรำศี
• เรำสำมำรถใช้ กลุ่มดำวจักรำศีทเี่ ห็นชัดเจน หรือ กลุ่มดำวบนท้ องฟ้ำอืน่ ๆ เป็ น
หลักในกำรมองหำก็ได้ คือ
1. เรียงลำดับกลุ่มดำวจักรำศีให้ ถูกต้ องคือ แพะทะเล คนแบกหม้ อนำ้
ปลำคู่ แกะ วัว คนคู่ ปู สิ งโต หญิงสำว คันชั่ง แมงป่ อง และ คนยิงธนู
• จะหมำยถึงเดือน มกรำ กุมภำ มีนำ เมษำ พฤษภำ มิถุนำ
กรฏำ สิ งหำ กันยำ ตุลำ พฤศจิกำ และ ธันวำ ตำมลำดับ
2. ต้ องทรำบว่ ำช่ วงสั งเกตอยู่เดือนใด กลุ่มดำวประจำเดือนนั้นจะอยู่บริเวณ
ขอบฟ้ำด้ ำนทิศตะวันตก หลังอำทิตย์ตกดิน เช่ น เดือน เมษำยน กลุ่มดำวแกะ
จะอยู่บริเวณขอบฟ้ำทิศตะวันตก แล้ วไล่ หำกลุ่มดำวจักรำศีอนื่ ๆ ตำมมำอีกไป
ทำงทิศตะวันออก
3. มองหำกลุ่มดำวจักรำศีทชี่ ัดเจน เช่ น กลุ่มดำววัว และคนคู่ จะมีกลุ่มดำว
นำยพรำนเป็ นกลุ่มดำวบอกตำแหน่ ง และกลุ่มดำวสิ งโต และ หญิงสำว จะมีกลุ่มดำว
หมีใหญ่ เป็ นกลุ่มดำวบอกตำแหน่ ง สำหรับกลุ่มดำวแมงป่ อง เป็ นกลุ่มดำวที่เห็น
ชัดเจนมำกไม่ ต้องอำศัยกลุ่มดำวใดชี้ทำงบอกตำแหน่ งเลย
4. มองหำกลุ่มดำวจักรำศีทเี่ ลือนลำง เช่ น ปู จะอยู่ระหว่ ำง คนคู่ และ สิ งโต
คันชั่ง จะอยู่ระหว่ ำง หญิงสำวและแมงป่ อง และคนยิงธนูจะอยู่ทำงหำงแมง
ป่ องเป็ นรู ปกำนำ้ ชำ
สำหรับ แกะ รำศีเมษ เดือนเมษำยน จะอยู่ทำงทิศตะวันตกของกลุ่มดำววัว เป็ น
กลุ่มดำวเชื่อมระหว่ ำงกลุ่มดำววัว และกลุ่มดำวม้ ำปี ก ซึ่งต่ ำงก็มรี ู ปร่ ำงแค่ ครึ่งตัว
เท่ ำนั้น
กลุ่มดำวปลำคู่ เดือนมีนำคม อยู่ถัดจำกรำศีเมษไปทำงทิศตะวันตก อยู่บนหลัง
ของม้ ำปี ก (pegasus) พอดี
กลุ่มดำวแพะทะเล รำศีมงั กร เดือนมกรำคม จะอยู่ต่อจำกกลุ่มดำวคนยิงธนูไป
ทำงทิศตะวันออก
กลุ่มดำวคนแบกหม้ อนำ้ รำศีกมุ ภ์ เดือนกุมภำพันธ์ ก็จะอยู่ต่อจำกกลุ่มดำวแพะ
ทะเลไปทำงทิศตะวันออก หรืออยู่บริเวณหัวของกลุ่มดำวม้ ำปี กด้ ำนทิศใต้ พอดี
โลกโคจรรอบดวงอำทิตย์ ใน 1 ปี
กำรดังนั้นใน 1 วัน ดวงอำทิตย์ ปรำกฏเคลือ่ นทีไ่ ป
ตำมกลุ่มดำวจักรำศี เป็ นระยะทำงประมำณ 1 องศำ
ดวงจันทร์ เคลือ่ นทีใ่ นแต่ ละกลุ่มจักรำศี ใช้ เวลำ
ประมำณ2 วันครึ่ง ต่ อ หนึ่งจักรำศี
คำถำม
1. เดือนสิ งหำคม คนบนโลกจะเห็นดวงอำทิตย์ ปรำกฏใน
กลุ่มดำวอะไร? (สิ งโต )
2. เดือนสิ งหำคม เมื่อตอนดวงอำทิตย์ ตกลับขอบฟ้ำพอดี
เรำจะเห็นกลุ่มดำวจักรำศีอะไรอยู่ตำแหน่ งสู งสุ ดบนท้ องฟ้ำ?
(กลุ่มดำวแมงป่ อง)
3. เดือนสิ งหำคม กลุ่มดำวจักรำศีใดปรำกฏอยู่บนท้ องฟ้ำ
นำนทีส่ ุ ด? ( กลุ่มดำวในรำศีภุมภ์ )
4. ในแต่ ละคืนหำกเรำเฝ้ ำสั งเกตกลุ่มดำวจักรำศี เรำจะ
สั งเกตได้ มำกทีส่ ุ ดกีก่ ลุ่ม?(11 กลุ่ม)
วัตถุท้องฟ้ำในยำมคำ่ คืน
1. ดำวฤกษ์ (Star)
2. ดำวเครำะห์ (Planet)
3. ทำงช้ ำงเผือก (Milky Way)
4. กระจุกดำว (Star’s Cluster)
5. เนบิวลำ (Nebula)
6. กำแล็กซี (Galaxy)
ดาวฤกษ์ (Star)
กำแล็กซีทำงช้ ำงเผือก
กระจุกดำวเปิ ด
กระจุกดำวทรงกลม (Globular Cluster)
เนบิวลาเรื องแสง (Emission Nebula)
ระบบดำว : กำแลกซี (galaxies)
ระบบดำว:กระจุกกำแลกซี (Cluster of Galaxies)
กำรวิวฒ
ั นำกำรของดำวฤกษ์
การวิวฒั นาการของดาวฤกษ์
1. การยุบตัวของกลุ่มก๊าซขนาดใหญ่หรื อเนบิวลา
2. สภาพดาวฤกษ์ก่อนเกิด (Protostar)
3. สภาพดาวฤกษ์ (Star)
4. สภาพหลังดาวฤกษ์
- ดาวยักษ์แดง (Red Giant)/ ดาวซุปเปอร์ยกั ษ์
(Supergiant)
- เนบิวลาดาวเคราะห์ (Planetary Nebula)/
ซูเปอร์โนวา (Supernova)
- ดาวแคระขาว (White Dwarf)/ดาวนิวตรอน
(Neutron Star)/หลุมดา (Black Hole)
สี และอุณหภูมิผวิ ของดาวฤกษ์
สรุ ป ดาวฤกษ์บนท้องฟ้ า
• ข้อมูลจากการสังเกตการณ์ดาวฤกษ์ทางดาราศาสตร์ มีเฉพาะ
ข้อมูลทางแสงจากดาวฤกษ์เท่านั้น
• แม้ไม่สามารถวัดสมบัติบางอย่างของดาวได้โดยทางตรง นัก
ดาราศาสตร์กอ็ าศัยความรู ้ทางฟิ สิ กส์ในการวิเคราะห์ขอ้ มูลแสง
จากดาวที่สังเกตการณ์ได้
• การศึกษาและวิจยั ทางดาราศาสตร์ในปัจจุบนั จึงควรต้องมี
ความรู ้ดา้ นฟิ สิ กส์ เพื่อมาประยุกต์ใช้ประโยชน์กบั ข้อมูลได้
ถ้ ำมีสิ่งมีชีวติ นอกโลก ?
• เขำจะมีหน้ ำตำอย่ ำงไร
หนังสื อพิมพ์ลงข่าว UFO ตกในปี 1947 หรื อ พ.ศ. 2490
1947 "Roswell Incident"
The Face on Mars
ถ้ามีสิ่งมีชีวติ นอกโลก ?
•เขามาเยีย่ มเราอย่างไร
ระบบสุริยะ (Solar System)
ระบบสุริยะคืออะไร
ระบบสุริยะ (Solar system)
เป็ นระบบที่ดาวฤกษ์ และดาวบริวาร
ซึ่งได้ แก่ ดาวเคราะห์ ดวงจันทร์ ของดาวเคราะห์
ดาวหาง และวัตถุอ่ นื ๆ อยู่รวมกันอย่ างมีระบบ
มีปฏิสัมพันธ์ ต่อกันเช่ นโคจรรอบซึ่งกันและกัน
ระบบสุริยะคืออะไร
ระบบสุริยะ (Solar system)
ในที่นีร้ ะบบสุริยะหมายถึง ระบบที่มี
ดาวฤกษ์ คือดวงอาทิตย์ (Sun) และดาวเคราะห์
จานวน 7ดวง ได้ แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก
ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส
ดาวเนปจูน
มนุษย์ พยำยำมจะทำควำมเข้ ำใจเรื่องจักรวำลโดยทำกำร
ศึกษำกำรเคลือ่ นทีข่ องวัตถุท้องฟ้ำมำตั้งแต่ โบรำณแล้ วประมำณ
800 ปี ก่ อนคริสตกำล ชำวบำบีโลนได้ สร้ ำงปฏิทิน โดยกำรศึกษำ
กำรเคลือ่ นทีข่ องดำวเครำะห์ ผ่ ำนหน้ ำกลุ่มดำวจักรำศี พวกเขำได้
ตั้งชื่อ ดวงอำทิตย์ ดวงจันทร์ และดำวเครำะห์ ที่มองเห็นด้ วยตำ
เปล่ ำทั้งห้ ำดวง ขึน้ เป็ นชื่อวันในสั ปดำห์ วันอำทิตย์ , วันจันทร์ ,วัน
อังคำร,.....ถึง วันเสำร์ ตำมทีเ่ รำได้ ใช้ กนั อยู่ตรำบจนทุกวันนี้
นักดำรำศำสตร์ โบรำณ ได้ สังเกตดำวเครำะห์ ที่
สำมำรถมองเห็นด้ วยตำเปล่ ำ คือ ดำวพุธ ดำวศุกร์ ดำวอังคำร
ดำวพฤหัสบดี และดำวเสำร์ พบว่ ำมีกำรเคลือ่ นทีไ่ ปท่ ำมกลำง
หมู่ดำวฤกษ์ ฉำกหลัง จึงเชื่อว่ ำโลกเป็ นศูนย์ กลำงของระบบ
สุ ริยะ โดยมีดำวเครำะห์ ทุกดวง และดวงอำทิตย์ ต่ำงโคจรรอบ
โลก
ประมำณ 600 ปี ก่ อนคริสตกำล พีธำกอรัส(Pythagoras)
นักปรำชญ์ ชำวกรีกได้ สร้ ำงแบบจำลองของจักรวำลว่ ำ โลกของเรำ
เป็ นทรงกลมตั้งอยู่ณ ศูนย์ กลำง ถูกห้ อมล้ อมด้ วยทรงกลมขนำดใหญ่
เรียกว่ ำ “ทรงกลมท้ องฟ้ำ” (Celestial sphere) ดวงดำวทั้งหลำยติด
อยู่บนทรงกลมท้ องฟ้ำ ซึ่งเคลือ่ นทีจ่ ำกทิศตะวันออกไปยังทิศ
ตะวันตก
นอกจำกทรงกลมใหญ่ ซึ่งเป็ นที่ต้งั ของดำวฤกษ์ ท้งั หลำยแล้ ว
ยังมีทรงกลมข้ ำงในอีก 7 วง ซ้ อนกันอยู่อนั เป็ นทีต่ ้งั ของดวงอำทิตย์
ดวงจันทร์ และดำวเครำะห์ ที่มองเห็นด้ วยตำเปล่ ำอีก 5 ดวง อันได้ แก่
ดำวพุธ ดำวศุกร์ ดำวอังคำร ดำวพฤหัสบดี และดำวเสำร์ ทรงกลมทั้ง
เจ็ดเคลือ่ นทีส่ วนทำงกับทรงกลมท้ องฟ้ำ จำกทำงทิศตะวันตกไปยังทิศ
ตะวันออกด้ วยควำมเร็วที่แตกต่ ำงกันไป
ภำพ...แบบจำลองระบบจักรวำลของพีธำกอรัส
คนในยุคก่ อนสั งเกตกำรเคลือ่ นทีข่ องดวงอำทิตย์ ดวงจันทร์
และดำวเครำะห์ ท้งั ห้ ำ สวนทำงกับกลุ่มดำวจักรำศีท้งั สิ บสอง ซึ่ง
ตั้งอยู่บนทรงกลมท้ องฟ้ำ จึงเกิดเป็ น “ปฏิทนิ ” (Calendar) โดยมีชื่อ
ของดวงอำทิตย์ ดวงจันทร์ ดำวเครำะห์ เป็ น “ชื่อของวัน” (Day) และมี
ชื่อของกลุ่มดำวจักรำศีเป็ น “ชื่อเดือน” (Month)
การเคลื่อนที่ยอ้ นทาง (Retrograde motion)
ในสมัยนั้นมนุษย์ ยงั ไม่ รู้ จกั ควำมแตกต่ ำงทำงกำยภำพของดำว
ฤกษ์ และดำวเครำะห์ พวกเขำแยกแยะดำวฤกษ์ กบั ดำวเครำะห์ ด้วย
ควำมแตกต่ ำงของกำรเคลือ่ นที่บนท้ องฟ้ำพวกเขำเห็น “ดำวฤกษ์ ”
(Star) เป็ นดำวประจำที่ เคลือ่ นทีไ่ ปเป็ นรู ปกลุ่มดำว (Constellations)
พร้ อมๆ กับทรงกลมท้ องฟ้ำส่ วนดวงอำทิตย์ ดวงจันทร์ และดำว
เครำะห์ ท้งั ห้ ำที่มองเห็นได้ ด้วยตำเปล่ ำนั้น เคลือ่ นที่ด้วยในแนว
ตะวันออก-ตะวันตก ด้ วยควำมเร็วไม่ คงที่ ผ่ ำนหน้ ำกลุ่มดำวจักรำศี
(Zodiac) จึงเรียกโดยรวมว่ ำ “ดำวเครำะห์ ” (Planets) ซึ่งแปลว่ ำ
“นักท่ องเที่ยว” และนี่เองคือต้ นกำเนิดของวิชำโหรำศำสตร์
(Astrology) ดังที่เรำจะได้ ยนิ คำว่ ำ ฤกษ์ เครำะห์ และยำม (เวลำ) อยู่
เสมอ ในเรื่องของกำรทำนำยโชคชะตำ
ในช่ วง 350 ปี ก่อนคริสตกำล อริสโตเติล (Aristotle)นักปรำชญ์ ผู้มี
ชื่อเสี ยงของกรีก สอนไว้ ว่ำ ดวงอำทิตย์ และดวงจันทร์ เป็ นทรงกลมที่สมบูรณ์
(ผิวเรียบ) โดยดำวฤกษ์ ดวงอำทิตย์ ดวงจันทร์ และดำวเครำะห์ ต่ ำงเคลื่อนที่
รอบโลกซึ่งเป็ นศูนย์ กลำงของจักรวำลและสอนว่ ำกำรเคลือ่ นทีข่ องวัตถุบนโลกมี
อยู่สองชนิด คือ กำรเคลือ่ นทีใ่ นแนวรำบเรียกว่ ำ “แรง”(Force) ส่ วนกำรเคลือ่ นที่
ในแนวดิ่งนั้นถือว่ ำเป็ น “กำรเคลือ่ นที่ตำมธรรมชำติ”(Natural motion) มิได้ มี
แรงอะไรมำกระทำ ทุกสรรพสิ่ งต้ องเคลือ่ นทีเ่ ข้ ำหำศูนย์ กลำงของโลกเนื่องจำก
“โลกเป็ นศูนย์ กลำงของจักรวำล” eocentric)
ในปี ค.ศ.125 คลอเดียส ปโตเลมี (Claudius Ptolemy)
นักดำรำศำสตร์ ชำวกรีก แต่ งตำรำดำรำศำสตร์ ฉบับแรกของโลกชื่อ
ว่ ำ “อัลมำเจสท์ ” (Almagest) ปโตเลมี ทำกำรศึกษำกำรเคลือ่ นที่ของดำว
เครำะห์ ด้ วยหลักกำรทำงเรขำคณิตอย่ ำงละเอียด โดยระบุว่ำ โลกเป็ น
ทรงกลมอยู่ตรงใจกลำงของจักรวำล โลกหยุดนิ่งไม่ มีกำรเคลือ่ นไหวกำร
เคลือ่ นที่ของดำวเครำะห์ ท้งั เจ็ด (รวมทั้งดวงอำทิตย์ และดวงจันทร์ ) ซึ่ง
เคลือ่ นไปข้ ำงหน้ ำ และบำงครั้งก็เคลือ่ นทีย่ ้ อนทำง (Retrograde) สวน
กับกลุ่มดำวจักรำศี บนทรงกลมท้ องฟ้ำ เป็ นเพรำะว่ ำ กำรทีเ่ รำมองเห็น
ดำวเครำะห์ เคลือ่ นที่ย้อนกลับไปมำนั้น เป็ นเพรำะดำวเครำะห์ ท้งั เจ็ด
เคลือ่ นทีอ่ ยู่บนวงกลมขนำดเล็กซึ่งเรียกว่ ำ “เอปิ ไซเคิล” (Epicycle)ซึ่ง
วำงอยู่บนวงโคจรรอบโลกอีกทีหนึ่ง
ภาพ...แบบจาลองระบบจักรวาลของคลอเดียสปโตเลมี
แบบจำลองของปโตเลมีได้ รับกำรยอมรับกันในวงกำร
วิทยำศำสตร์ โบรำณมำนำนกว่ ำ1,400 ปี จนกระทัง่ ในปี ค.ศ. 1514
นิโคลำส โคเปอร์ นิคสั (Nicolaus Copernicus)บำทหลวงชำว
โปแลนด์ ได้ ทำกำรศึกษำเรื่องกำรเคลือ่ นทีข่ องดำวเครำะห์
นำนถึง 20 ปี ได้ เสนอแนวควำมคิดซึ่งมีระบบดวงอำทิตย์ เป็ น
ศูนย์ กลำง
Nicolaus Copernicus
ภาพ...แบบจาลองระบบจักรวาลของนิโคลาส โคเปอร์ นิคัส
นิโคลาส โคเปอร์นิคัส
1. ทรงกลมท้ องฟ้ ำทั้งหมด เป็ นทีต่ ้งั ของดำวฤกษ์ และดำวเครำะห์
เคลือ่ นทีร่ อบดวงอำทิตย์ โดยมีดวงอำทิตย์ อยู่ทศี่ ูนย์ กลำงของ
จักรวำล
2. ระยะทำงจำกโลกไปยังทรงกลมท้ องฟ้ ำซึ่งเป็ นทีต่ ้งั ของดำวฤกษ์
อยู่ไกลกว่ ำ ระยะทำงจำกโลกไปยังดวงอำทิตย์
3. กำรเคลือ่ นทีข่ องทรงกลมท้ องฟ้ ำปรำกฏสั มพัทธ์ กบั เส้ นขอบฟ้ำ
ในแต่ ละวัน เป็ นผลมำจำกกำรทีโ่ ลกหมุนรอบแกนของตัวเอง
4. กำรเคลือ่ นทีย่ ้ อนกลับ (Retrograde motion) ของ
ดำวเครำะห์ เกิดขึน้ เนื่องจำกกำรเคลือ่ นที่ไปตำมวงโคจรของโลก
สั มพัทธ์ กบั กำรเคลือ่ นทีไ่ ปตำมวงโคจรของดำวเครำะห์
การอธิบายการเคลือ่ นทีย่ อ้ นกลับของดาวเคราะห์
ตาแหน่ งของระบบสุริยะในทางช้ างเผือก
ระบบสุรยิ ะอยู่ห่างจากจุดศูนย์กลางของทางช้างเผือกประมาณสามหมืน่ ปี แสง
หรือกล่าวได้ว่า
ระบบสุรยิ ะอยู่ใกล้
ขอบด้านหนึง่ ของ
ทางช้างเผือก
ขนาดและระยะทางในระบบสุริยะ
ภาพแสดงขนาดของวัตถุในระบบสุริยะตามอัตราส่ วนจริง
(ระยะห่ างในภาพไม่ ตรงกับตาแหน่ งจริง)
ขนาดเปรียบเทียบของดาวเคราะห์
ขนาดระบบสุริยะย่อลงพันล้านเท่า
วงโคจรของดาวเคราะห์
พืน้ ทีโ่ ดยส่ วนใหญ่ ของระบบสุ ริยะเป็ นทีว่ ่ ำงดำวเครำะห์ มี
ขนำดเล็กมำก เมื่อเทียบกับขนำดของวงโคจรรอบดวงอำทิตย์
กำรเดินทำงสำรวจดำวเครำะห์ ต้ องใช้ เวลำเดินทำงหลำยปี และ
มีอุปสรรคมำก ดำวเครำะห์ ทอี่ ยู่ห่ำงไกลทีส่ ุ ดทีเ่ คยมียำนอวกำศสำรวจ
ถึง คือ ดำวเนปจูนทว่ ำพรมแดนทีไ่ กลทีส่ ุ ด ทีม่ นุษย์ เคยออกไปสำรวจ
ด้ วยตัวเองกลับเป็ น “ดวงจันทร์ ของโลก” ซึ่งอยู่ห่ำงออกไปเพียง
400,000กิโลเมตร
ระยะทำงในระบบสุ ริยะจะใช้ หน่ วยดำรำศำสตร์ (Astronomical Unit)
1 หน่ วยดำรำศำสตร์ (AU) = กับระยะเฉลีย่ ระหว่ ำงโลกและดวงอำทิตย์
= 149,597,870 กิโลเมตร
ทั้งนีเ้ พือ่ สำมำรถอ้ำงอิงและใช้ ได้ ง่ำยกว่ ำหน่ วยกิโลเมตร เช่ น
“ดำวพฤหัสฯอยู่ห่ำงจำกดวงอำทิตย์ 5.2 AU” แทนที่จะบอก
ว่ ำ 777,908,900 กิโลเมตร
1 AU
149,597,870 Km
การจาแนกประเภทของดาวเคราะห์
1. จำแนกโดยใช้ ระยะทำงเป็ นเกณฑ์ ได้ แก่
1.1 ระยะห่ ำงจำกดวงอำทิตย์ เมื่อเทียบกับโลก
- ดำวเครำะห์ วงใน
- ดำวเครำะห์ วงนอก
1.2 ใช้ ระยะห่ ำงของแถบดำวเครำะห์ น้อย ได้ แก่
- ดำวเครำะห์ ช้ันใน (Inner Planets)
- ดำวเครำะห์ ช้ันนอก (Outer Planets)
2. จำแนกตำมโครงสร้ ำงภำยในเป็ นเกณฑ์
- ดำวเครำะห์ แข็ง (Terrestrial Planets)
- ดำวเครำะห์ ก๊ำซ (Jovian Planets)
ดาวเคราะห์วงใน
ดาวเคราะห์วงนอก
วงโคจรของโลกเป็ นเกณฑ์
แถบดาวเคราะห์นอ้ ย
ดาวเคราะห์ชนั้ ใน
ดาวเคราะห์ชนั้ นอก
ดาวเคราะห์แข็ง (Terrestrial Planets)
ดาวเคราะห์แข็ง (Terrestrial Planets)
ดาวเคราะห์ก๊าซ (Jovian Planets)
สวัสดี

similar documents