เอกภพ

เอกภพ หรือ จักรวาล เป็นที่อยู่ของอวกาศและเวลาทั้งหมด และประกอบด้วย ดาวเคราะห์, ดาวฤกษ์, ดาราจักร, สสารและพลังงานรูปแบบอื่น ๆ ทั้งหมด ทฤษฎีบิกแบง เป็นคำอธิบายเชิงจักรวาลวิทยาที่แพร่หลายของการพัฒนาของเอกภพ จากการประมาณของทฤษฎีนี้ อวกาศและเวลาเกิดขึ้นพร้อมกันเมื่อ 13.799±0.021 พันล้านปีก่อน และเอกภพก็ขยายตัวตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา ถึงแม้ว่าจะไม่ทราบขนาดเชิงพื้นที่ของเอกภพทั้งหมด แต่จากสมการการขยายตัวของเอกภพบ่งชี้ว่า ต้องมีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่ต่ำกว่า 23 ล้านล้านปีแสง และ ณ ปัจจุบัน สามารถวัดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของเอกภพที่สังเกตได้ซึ่งอยู่ที่ประมาณ 93 พันล้านปีแสง

เอกภพ

ภาพอวกาศห้วงลึกมากของฮับเบิลแสดงดาราจักรที่อยู่ห่างไกลที่สุดบางส่วนที่มองเห็นได้ด้วยเทคโนโลยีปัจจุบัน ซึ่งแต่ละแห่งประกอบด้วยดาวนับพันล้านดวง (พื้นที่ภาพที่เห็นได้ชัด มีขนาดประมาณ 1/79 ของพระจันทร์เต็มดวง)
อายุ (ในแบบจำลองแลมบ์ดา-ซีดีเอ็ม)	13.799 ± 0.021 พันล้านปี
เส้นผ่านศูนย์กลาง	ไม่ทราบ เส้นผ่านศูนย์กลางของเอกภพที่สังเกตได้: 8.8×10^26 เมตร (28.5 กิกะพาร์เซก หรือ 93 กิกะปีแสง)
มวล (สสารทั่วไป)	อย่างน้อย 10^53 กิโลกรัม
ความหนาแน่นเฉลี่ย (รวมถึงการมีส่วนร่วมจากพลังงาน)	9.9 x 10^−30 กรัม/เซนติเมตร^3
อุณหภูมิเฉลี่ย	2.72548 เคลวิน (-270.4 เซลเซียส หรือ -454.8 ฟาเรนไฮต์)
ประกอบด้วย	สสารทั่วไป (แบริโอนิก) (4.9%) สสารมืด (26.8%) พลังงานมืด (68.3%)
รูปร่าง	แบน โดยมีอัตราความคลาดเคลื่อน 0.4%

แบบจำลองเอกภพที่เก่าแก่ที่สุด ได้รับการพัฒนาโดย กรีกโบราณและนักปรัชญาอินเดีย โดยให้โลกเป็นศูนย์กลาง หลายศตวรรษต่อมา การสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ที่แม่นยำยิ่งขึ้น ทำให้ นิโคเลาส์ โคเปอร์นิคัส พัฒนาแบบจำลองดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลาง โดยให้ดวงอาทิตย์อยู่ตรงกลางของระบบสุริยะ ไอแซก นิวตัน ใช้ผลงานของโคเปอร์นิคัส, กฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ ของ โยฮันเนส เคปเลอร์ และการสังเกตการณ์โดย ทือโก ปราเออ เพื่อนำมาพัฒนากฎความโน้มถ่วงสากลของเขา

การสังเกตที่ได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติมนำไปสู่การตระหนักว่า ดวงอาทิตย์เป็นหนึ่งในดาวหลายแสนล้านดวงใน ทางช้างเผือก ซึ่งเป็นหนึ่งในดาราจักรไม่กี่แสนล้านแห่งในเอกภพ ดาวฤกษ์หลายดวงในดาราจักรมีดาวเคราะห์ ในระดับที่ใหญ่ที่สุด ดาราจักรกระจายตัวสม่ำเสมอและเหมือนกันในทุกทิศทาง หมายความว่าเอกภพไม่มีขอบหรือจุดศูนย์กลาง ในระดับที่เล็กกว่า ดาราจักรจะกระจุกตัวเป็นกระจุกและกลุ่มกระจุกดาราจักร ซึ่งก่อตัวเป็นเส้นใยและช่องว่างในอวกาศ ทำให้เกิดโครงสร้างคล้ายโฟมขนาดมหึมา การค้นพบในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ระบุว่า เอกภพมีจุดเริ่มต้นและได้ขยายตัวเพิ่มขึ้นตั้งแต่นั้นมา ในอัตราที่เพิ่มขึ้น

ตามทฤษฎีบิกแบง พลังงานและสสารในช่วงแรกมีความหนาแน่นน้อยลงเมื่อเอกภพขยายตัว หลังจากการขยายตัวแบบเร่งครั้งแรกที่เรียกว่ายุคแห่งการขยายตัวที่ประมาณ 10⁻³² วินาที และแยกแรงพื้นฐานที่รู้จักกันทั้งสี่ออก เอกภพจะค่อย ๆ เย็นลงและขยายตัวอย่างต่อเนื่อง ทำให้อนุภาคย่อยของอะตอมแรกและอะตอมธรรมดาก่อตัวขึ้น สสารมืดค่อย ๆ รวมตัวกันก่อตัวเป็นโครงสร้างคล้ายโฟมของเส้นใยและช่องว่างภายใต้อิทธิพลของความโน้มถ่วง เมฆไฮโดรเจนและฮีเลียมขนาดใหญ่มากค่อย ๆ ถูกดึงไปยังสถานที่ที่มีสสารมืดหนาแน่นที่สุด ก่อตัวเป็นดาราจักร, ดวงดาว และทุกสิ่งทุกอย่างที่เห็นในปัจจุบัน

จากการศึกษาการเคลื่อนที่ของดาราจักรพบว่า เอกภพประกอบด้วยสสารมากกว่าที่วัตถุมองเห็นได้ เช่น ดาวฤกษ์, ดาราจักร, เนบิวลาและก๊าซระหว่างดวงดาว สสารที่มองไม่เห็นนี้เรียกว่าสสารมืด (มืด หมายความว่ามีหลักฐานทางอ้อมที่ชัดเจนและหลากหลายว่ามันมีอยู่จริง แต่เรายังไม่ได้ตรวจพบมันโดยตรง) แบบจำลองแลมบ์ดา-ซีดีเอ็ม เป็นแบบจำลองเอกภพที่ได้รับการยอมรับกันอย่างกว้างขวางที่สุด โดยเสนอว่าประมาณ 69.2%±1.2% [2015] ของมวลและพลังงานในเอกภพเป็นค่าคงที่เอกภพ (หรือในส่วนขยายของแลมบ์ดา-ซีดีเอ็ม, พลังงานมืดรูปแบบอื่น เช่น สนามสเกลาร์) ซึ่งรับผิดชอบการขยายตัวของอวกาศในปัจจุบัน และประมาณ 25.8%±1.1% [2015] เป็นสสารมืด สสาร ('แบริออนิก') ทั่วไป จึงเป็นเพียง 4.84%±0.1% [2015] ของเอกภพทางกายภาพ ดวงดาว, ดาวเคราะห์และเมฆก๊าซที่มองเห็นได้ ก่อตัวขึ้นเพียงร้อยละ 6 ของสสารธรรมดาเท่านั้น

มีการแข่งขันตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับชะตากรรมสุดท้ายของเอกภพกันอย่างมากมาย และสิ่งที่เกิดขึ้นหรือมีอยู่ก่อนหน้าบิกแบง ในขณะที่นักฟิสิกส์และนักปรัชญาคนอื่น ๆ ปฏิเสธที่จะคาดเดา โดยสงสัยว่าข้อมูลเกี่ยวกับสถานะก่อนหน้านี้จะสามารถเข้าถึงได้ นักฟิสิกส์บางคนได้เสนอสมมติฐานเกี่ยวกับพหุภพ ซึ่งเอกภพของเราอาจเป็นหนึ่งในหลาย ๆ เอกภพที่มีอยู่เช่นเดียวกัน

คำนิยาม

 เล่นมีเดีย

กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล - อวกาศห้วงลึกมากของดาราจักร ซูมออกจนถึงภาพเลกาซีฟิลด์
(วิดีโอ 00:50 วินาที; 2 พฤษภาคม ค.ศ. 2019)

เอกภพทางกายภาพได้รับการนิยามให้เป็นอวกาศและเวลาทั้งหมด (รวมเรียกว่าปริภูมิ-เวลา) และสิ่งที่อยู่ภายใน ประกอบด้วยพลังงานทั้งหมดในรูปแบบต่าง ๆ รวมถึง รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าและสสาร เช่นเดียวกับ ดาวเคราะห์, ดวงจันทร์, ดวงดาว, ดาราจักรและสิ่งที่อยู่ภายในอวกาศระหว่างดาราจักร เอกภพยังรวมถึง กฎแห่งวิทยาศาสตร์ ที่มีอิทธิพลต่อพลังงานและสสาร เช่น กฎการอนุรักษ์, กลศาสตร์ดั้งเดิมและทฤษฎีสัมพัทธภาพ

เอกภพมักได้รับการนิยามให้เป็น "ทั้งหมดของการดำรงอยู่" หรือทุกสิ่งที่มีอยู่, ทุกสิ่งทุกอย่างที่เคยมีอยู่และทุกสิ่งทุกอย่างจะมีอยู่ ในความเป็นจริง นักปรัชญาและนักวิทยาศาสตร์บางคนสนับสนุนการรวมความคิดและแนวคิดเชิงนามธรรม—เช่น คณิตศาสตร์และตรรกะ—ในนิยามของเอกภพ คำว่า เอกภพ อาจหมายถึงแนวคิด เช่น จักรวาล, โลก และ ธรรมชาติ

ศัพทมูลวิทยา

คำว่า เอกภพ (อ่านว่า เอก-กะ-พบ) มาจากคำในภาษาบาลีสันสกฤตว่า เอก (อ่าน เอ-กะ) แปลว่า หนึ่ง รวมกับ ภว (อ่าน พะ-วะ) ซึ่งภาษาไทยใช้ว่า ภพ แปลว่า ที่เกิดหรือโลก เอกภพ เป็นคำศัพท์ในวิชาดาราศาสตร์ แต่คนทั่วไปนิยมเรียกเอกภพว่า จักรวาล โดยมีความหมายเท่ากับ เอกภพ แต่มีนัยถึงเอกภพที่เป็นระเบียบ มีความเป็นไปสอดคล้องราบรื่นและเป็นเอกภพเท่าที่เรารู้จัก

ลำดับเหตุการณ์และบิกแบง

ดูบทความหลักที่: บิกแบง และ ลำดับเหตุการณ์ของเอกภพ

แบบจำลองที่มีอยู่ทั่วไปสำหรับวิวัฒนาการของจักรวาลคือทฤษฎีบิกแบง แบบจำลองบิกแบงระบุว่า สภาวะแรกสุดของเอกภพเป็นสภาวะที่ร้อนและหนาแน่นอย่างยิ่ง และต่อมาเอกภพก็ขยายตัวและเย็นตัวลง แบบจำลองนี้ใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปและสมมติฐานที่ทำให้เข้าใจง่ายขึ้น เช่น ความเป็นเนื้อเดียวกันและไอโซโทรปีของอวกาศ แบบจำลองที่มีค่าคงที่ของเอกภพ (แลมบ์ดา) และ สสารมืดเย็น หรือที่รู้จักในชื่อ แบบจำลองแลมบ์ดา-ซีดีเอ็ม เป็นแบบจำลองที่ง่ายที่สุดที่ให้คำอธิบายที่ดีพอสมควรในการสังเกตต่าง ๆ เกี่ยวกับเอกภพ แบบจำลองบิกแบงกล่าวถึงการสังเกตการณ์ต่าง ๆ เช่น ความสัมพันธ์ของระยะทางและการเลื่อนไปทางแดงของดาราจักร, อัตราส่วนของจำนวนไฮโดรเจนต่ออะตอมของฮีเลียมและพื้นหลังของการแผ่รังสีไมโครเวฟ

อ้างอิง

เชิงอรรถ

1. ตามหลักฟิสิกส์สมัยใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งทฤษฎีสัมพัทธภาพ อวกาศและเวลามีการเชื่อมโยงกันภายในเป็นปริภูมิ-เวลา

อ้างอิง

1. "Hubble sees galaxies galore". spacetelescope.org. สืบค้นเมื่อ April 30, 2017.
2. Planck Collaboration (2016). "Planck 2015 results. XIII. Cosmological parameters". Astronomy & Astrophysics. 594: A13, Table 4. arXiv:1502.01589. Bibcode:2016A&A...594A..13P. doi:10.1051/0004-6361/201525830. S2CID 119262962.
3. Greene, Brian (2011). The Hidden Reality. Alfred A. Knopf.
4. Bars, Itzhak; Terning, John (November 2009). Extra Dimensions in Space and Time. Springer. pp. 27–. ISBN 978-0-387-77637-8. สืบค้นเมื่อ May 1, 2011.
5. Davies, Paul (2006). The Goldilocks Enigma. First Mariner Books. p. 43ff. ISBN 978-0-618-59226-5.
6. NASA/WMAP Science Team (January 24, 2014). "Universe 101: What is the Universe Made Of?". NASA. สืบค้นเมื่อ February 17, 2015.
7. Fixsen, D.J. (2009). "The Temperature of the Cosmic Microwave Background". The Astrophysical Journal. 707 (2): 916–20. arXiv:0911.1955. Bibcode:2009ApJ...707..916F. doi:10.1088/0004-637X/707/2/916. S2CID 119217397.
8. "First Planck results: the universe is still weird and interesting". Matthew Francis. Ars technica. March 21, 2013. สืบค้นเมื่อ August 21, 2015.
9. NASA/WMAP Science Team (January 24, 2014). "Universe 101: Will the Universe expand forever?". NASA. สืบค้นเมื่อ April 16, 2015.
10. Zeilik, Michael; Gregory, Stephen A. (1998). Introductory Astronomy & Astrophysics (4th ed.). Saunders College Publishing. ISBN 978-0-03-006228-5. The totality of all space and time; all that is, has been, and will be.
11. Siegel, Ethan (July 14, 2018). "Ask Ethan: How Large Is The Entire, Unobservable Universe?". Forbes.
12. Dold-Samplonius, Yvonne (2002). From China to Paris: 2000 Years Transmission of Mathematical Ideas. Franz Steiner Verlag.
13. Glick, Thomas F.; Livesey, Steven; Wallis, Faith. Medieval Science Technology and Medicine: An Encyclopedia. Routledge.
14. Carroll, Bradley W.; Ostlie, Dale A. (July 23, 2013). An Introduction to Modern Astrophysics (ภาษาอังกฤษ) (International ed.). Pearson. pp. 1173–74. ISBN 978-1-292-02293-2.
15. Hawking, Stephen (1988). A Brief History of Time. Bantam Books. p. 43. ISBN 978-0-553-05340-1.
16. "The Nobel Prize in Physics 2011". สืบค้นเมื่อ April 16, 2015.
17. Redd, Nola. "What is Dark Matter?". Space.com. สืบค้นเมื่อ February 1, 2018.
18. Planck 2015 results, table 9
19. Persic, Massimo; Salucci, Paolo (September 1, 1992). "The baryon content of the Universe". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 258 (1): 14P–18P. arXiv:astro-ph/0502178. Bibcode:1992MNRAS.258P..14P. doi:10.1093/mnras/258.1.14P. ISSN 0035-8711. S2CID 17945298.
20. อ้างอิงผิดพลาด: ป้ายระบุ <ref> ไม่ถูกต้อง ไม่มีการกำหนดข้อความสำหรับอ้างอิงชื่อ EllisKS032
21. Palmer, Jason. (August 3, 2011) BBC News – 'Multiverse' theory suggested by microwave background. Retrieved November 28, 2011.
22. "Universe". Encyclopaedia Britannica online. Encyclopaedia Britannica Inc. 2012. สืบค้นเมื่อ February 17, 2018.
23. "Universe". Merriam-Webster Dictionary. สืบค้นเมื่อ September 21, 2012.
24. "Universe". Dictionary.com. สืบค้นเมื่อ September 21, 2012.
25. Schreuder, Duco A. (December 3, 2014). Vision and Visual Perception. Archway Publishing. p. 135. ISBN 978-1-4808-1294-9.
26. Mermin, N. David (2004). "Could Feynman Have Said This?". Physics Today. 57 (5): 10. Bibcode:2004PhT....57e..10M. doi:10.1063/1.1768652.
27. Tegmark, Max (2008). "The Mathematical Universe". Foundations of Physics. 38 (2): 101–50. arXiv:0704.0646. Bibcode:2008FoPh...38..101T. doi:10.1007/s10701-007-9186-9. S2CID 9890455. A short version of which is available at Fixsen, D. J. (2007). "Shut up and calculate". arΧiv:0709.4024 [physics.pop-ph].  in reference to David Mermin's famous quote "shut up and calculate!"
28. Holt, Jim (2012). Why Does the World Exist?. Liveright Publishing. p. 308.
29. Ferris, Timothy (1997). The Whole Shebang: A State-of-the-Universe(s) Report. Simon & Schuster. p. 400.
30. Copan, Paul; William Lane Craig (2004). Creation Out of Nothing: A Biblical, Philosophical, and Scientific Exploration. Baker Academic. p. 220. ISBN 978-0-8010-2733-8.
31. Bolonkin, Alexander (November 2011). Universe, Human Immortality and Future Human Evaluation. Elsevier. pp. 3–. ISBN 978-0-12-415801-6.
32. "เอกภพ (๒๒ กันยายน ๒๕๕๓)". สำนักงานราชบัณฑิตยสภา.
33. "เอกภพกับจักรวาล (๑๐ มีนาคม ๒๕๕๓)". สำนักงานราชบัณฑิตยสภา.
34. Silk, Joseph (2009). Horizons of Cosmology. Templeton Pressr. p. 208.
35. Singh, Simon (2005). Big Bang: The Origin of the Universe. Harper Perennial. p. 560. Bibcode:2004biba.book.....S.

บรรณานุกรม

• Bartel, Leendert van der Waerden (1987). "The Heliocentric System in Greek, Persian and Hindu Astronomy". Annals of the New York Academy of Sciences. 500 (1): 525–45. Bibcode:1987NYASA.500..525V. doi:10.1111/j.1749-6632.1987.tb37224.x. S2CID 222087224.
• Landau, Lev; Lifshitz, E.M. (1975). The Classical Theory of Fields (Course of Theoretical Physics). 2 (revised 4th English ed.). New York: Pergamon Press. pp. 358–97. ISBN 978-0-08-018176-9. Unknown parameter |name-list-style= ignored (help)
• Liddell, H. G.; Scott, R. (1968). A Greek-English Lexicon. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-864214-5. Unknown parameter |name-list-style= ignored (help)
• Misner; C.W.; Thorne; Kip; Wheeler; J.A. (1973). Gravitation. San Francisco: W. H. Freeman. pp. 703–816. ISBN 978-0-7167-0344-0.
• Raine, D. J.; Thomas, E. G. (2001). An Introduction to the Science of Cosmology. Institute of Physics Publishing.
• Rindler, W. (1977). Essential Relativity: Special, General, and Cosmological. New York: Springer Verlag. pp. 193–244. ISBN 978-0-387-10090-6.
• Rees, Martin, บ.ก. (2012). Smithsonian Universe (2nd ed.). London: Dorling Kindersley. ISBN 978-0-7566-9841-6.

แหล่งข้อมูลอื่น

• NASA/IPAC Extragalactic Database (NED) / (NED-Distances).
• There are about 10⁸² atoms in the observable universe – LiveScience, กรกฎาคม ค.ศ. 2021
• This is why we will never know everything about our universe – Forbes, พฤษภาคม ค.ศ. 2019