เอกภพ

หน่วยการเรียนรู้

ที� 1 เรื�อง
เอกภพ

1 เอกภพและกาแล็กซี
1.1 การกําเนิดและวิวัฒนาการของเอกภพ

ทฤษฎีบิกแบง กล่าวว่า เอกภพเกิดจากการระเบิดครั�งใหญ่
โดยช่วงแรกเอกภพมีขนาดเล็กมาก จากนั�นมีการขยายตัวและมีการ
เปลี�ยนแปลงของสสารและพลังงานกาแล็กซีประกอบด้วยดาวฤกษ์
จํานวนหลายแสนล้านดวง โดยองค์ประกอบต่าง ๆ ภายในกาแล็กซี
อยู่รวมกันด้วยแรงโน้มถ่วงดาวฤกษ์เป็ นกลุ่มแก๊สร้อนขนาดใหญ่ที
เกิดจากการยุบตัวของกลุ่มสสารในเนบิวลาภายใต้แรงโน้มถ่วง
ระบบสุริยะเกิดจากการรวมตัวกันของกลุ่มฝุ� นและแก๊สที�เรียกว่า
เนบิวลาสุริยะ

43

ปั จจุบันนักวิทยาศาสตร์มีการศึกษาการ
กําเนิดและวิวัฒนาการของเอกภพ และมีการนํา
เสนอทฤษฎีจํานวนมากเพื�ออธิบายการกําเนิด

เอกภพ โดยทฤษฎีที�เป็ นที�ยอมรับอย่างกว้างขวาง
ในปั จจุบัน คือ ทฤษฎีบิกแบง (BIG BANG THEORY)

ซึ�งอธิบายว่า เอกภพในช่วงเริ�มต้นมีขนาดเล็ก�มากและมีอุณหภูมิสูงมาก ซึ�งขณะเกิด
เอกภพนั�นถือเป็ นจุดเริ�มต้นของเวลา จากนั�นเมื�อเวลาผ่านไปเอกภพเกิดการขยายตัว

จนมีขนาดใหญ่ขึ�นและอุณหภูมิลดต�าลง โดยในระหว่างที�เกิดการขยายตัวนี� มีการ

เปลี�ยนแปลงของสสารและพลังงาน เกิดการรวมตัวกันของอนุภาคมูลฐานขนาด�เล็ก
กลายเป็ นอะตอมของธาตุ และรวมตัวกันกลายเป็ นวัตถุต่างๆ ดังที��ังเกตเห็นได้ใน

ปั จจุบัน เช่น เนบิวลา ดวงดาว กาแล็กซี วัตถุอื�นๆ

1.2 หลักฐานที�สนับสนุนทฤษฎีบิกแบง
จากกิจกรรมที� 1.1 การขยายตัวของเอกภพ
จากกิจกรรมจะเห็นว่ายิ�งกาแล็กซีที�ถูก�ังเกตมีระยะห่างจากผู้�ังเกตมากขึ�น
ความเร็วในการเคลื�อนที�ออกห่างจากกาแล็กซีผู้�ังเกตจะยิ�งมากขึ�นตามไปด้วย
เมื�อนําข้อมูลระยะทางกับความเร็วในการเคลื�อนที�ของกาแล็กซีมาเขียนเป็ น
กราฟ พบว่า ความเร็วในการเคลื�อนที�ของกาแล็กซีแปรผันตรงกับระยะทาง

กฎของฮับเบิล-เลอแมทร์

คือ ความเร็วของกาแล็กซีในการเคลื�อนที�ออกห่างจากผู้�ังเกต มีหน่วยเป็ น กิโลเมตรต่อวินาที
คือ ค่าคงตัวฮับเบิล มีหน่วยเป็ น กิโลเมตรต่อวินาทีต่อเมกะพาร์เซก
คือ ระยะทางจากผู้�ังเกตถึงกาแล็กซี มีหน่วยเป็ นเมกะพาร์เซก

แบบฝึ กหัดเพื�อทดสอบความเข้าใจ เรื�อง กฎของฮับเบิล-เลอแมทร์

1. กาแล็กซี M87 มีระยะห่างจากกาแล็กซีทางช้างเผือก 53.49 ล้านปี แสง หรือ 16.4 MPC
หากค่าคงตัวฮับเบิลมีค่า 70 KM S-1 MPC-1 พื�นที�ว่างระหว่างกาแล็กซีทางช้างเผือกกับ
กาแล็กซี M87 กําลังขยายตัวด้วยความเร็วเท่าใด

2. นักดาราศาสตร์ค้นพบกาแล็กซีใหม่ จากการตรวจวัดและคํานวณความเร็วในการ
เคลื�อนที�ออกห่างจากโลก ได้ค่า 1190 KM S-1 จงหาว่ากาแล็กซีอยู่ห่างจากโลกเป็ นระยะ
ทางเท่าใด

3. กาแล็กซีหนึ� งอยู่ห่างออกไป 20 MPC จะเห็นกาแล็กซีนี�มีการเคลื�อนที�อย่างไร เมื�อ
เทียบกับผู้�ังเกต

คําตอบ

1.พื�นที�ว่างระหว่างกาแล็กซีทางช้างเผือกกับ
กาแล็กซีแอนดรอเมดากําลังขยายตัวด้วยความเร็วเฉลี�ย
1,148 กิโลเมตรต่อวินาที

2.กาแล็กซีนี�อยู่ห่างจากโลก 17 เมกะพาเซกร์

3.กาแล็กซีนี�จะถอยห่างออกจากผู้�ังเกตด้วยความเร็ว
1,400 กิโลเมตรต่อวินาที

1.3 กาแล็กซีและกาแล็กซีทางช้างเผือก
1 กาแล็กซี
แรกกําเนิดขึ�นประมาณ 1000 ล้านปี หลังจากที�เอกภพกําเนิดขึ�น ช่วงแรก
เอกภพประกอบด้วยแก๊สไฮโดรเจนและฮีเลียม บริเวณที�มีความหนาแน่นของ
แก๊สมากจะมีแรงดึงดูดให้แก๊สรวมตัวกันมากขึ�น แล้วเริ�มยุบตัวลงเป็ นโครง
ขนาดใหญ่ก่อนจะเป็ นกาแล็กซีก่อนเกิด นักดาราศาสตร์ประมาณว่าภายใน
เอกภพประกอบด้วยกาแล็กซีประมาณ 1-2 แสนล้านกาแล็กซี

ซึ�งแบ่งตามขนาดและรูปร่างได้ 2 ประเภท ดังนี

1) กาแล็กซีปกติ เป็ นกาแล็กซีที�มีรูปแบบ สามารถจับแบ่งรูปร่างตาม
แผนภาพของฮับเบิลเป็ น 3 ประเภท ดังนี�กาแล็กซีรี กาแล็กซีกังหัน และ
กาแล็กซีเลนส์

2) กาแล็กซีไม่มีรูปแบบ เป็ นกาแล็กซีที�ไม่สามารถจําแนกได้
เนื� องจากระบบสุริยะอยู่ในกาแล็กซีทางช้างเผือกจึงไม่สามารถ�ังเกตเห็นรูปร่าง
ของกาแล็กซีได้ แต่จากการ�ังเกตแถบสว่างบนท้องฟ� าและความหนาแน่นของ
กระจุกดาว ทําให้�ันนิฐานว่า กาแล็กซีทางช้างเผือก เป็ นกาแล็กซีกังหันแบบมี
คาน

กาแล็กซีรี
แทนด้วย�ัญลักษณ์ E ตามด้วยเลข 0-7 โดย E0 มีลักษณะ
ใกล้ทรงกลมมากที�สุดจนถึง E7 มีความรีมากที�สุด เป็ น
กาแล็กซีที�มีอัตราการเกิดของดาวฤกษ์ต�า ประกอบด้วย
ดาวฤกษ์ที�มีอายุมากแต่มวลน้อย

กาแล็กซีกังหัน
มีลักษระคล้ายจาน บริเวณแกนกลาง เรียกว่า นิวเคลียส มี
แขนหมุนเป็ นเกลียวรอบแกน เรียกว่า จาน และอาจมีดาวที

กระจายเป็ นทรงกลมรอบจาน เรียกว่า ฮาโล ซึ�งแบ่งออกเป็ น
กาแล็กซีกังหันแบบธรรมดา (S)และกาแล็กซีกังหันแบบมีคาน
(SB)

กาแล็กซีเลนส์
มีลักษระคล้ายเลนส์ซึ�งเป็ นลักษณะก�ากิ�งระหว่างกาแล็กซีรีกับกาแล็กซี
กังหัน โดยมีลักษณะเป็ นจานแต่ไม่มีแขนและมีส่วนป� องตรงกลางขนาดใหญ่
แทนด้วย�ัญลักษณ์ S0

2 กาแล็กซีททางช้างเผือก
เป็ นกาแล็กซีกังหันแบบมีคาน มีโครงสร้างหลัก ได้แก่
นิวเคลียส จาน และฮาโล มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง
ประมาณ 1 แสนปี แสง ภายในกาแล็กซีทางช้างเผือกมีดาวฤก์
กว่า 2 แสนล้านดวง อยู่รวมกันโดยแรงโน้มถ่วงและโคจร
รอบจุดศูนย์กลางกาแล็กซี ดวงอาทิตย์เป็ นศูนย์กลางของ
ระบบสุริยะอยู่ห่างจากศูนย์ของกาแล็กซีทางช้างเผือก
ประมาณ 3 หมื�นปี แสง

คําถาม

1.บริเวณใดของกาแล็กซีทางช้างเผือกที�มีดาวฤกษ์อยู่อย่างหนาแน่น

2.ระบบสุริยะอยู่บริเวณใดของกาแล็กซีทางช้างเผือก

3.จงอธิบายเกี�ยวกับทฤษฎีบิกแบงมาพอ�ังเขป

4.หลักฐานใดที�สนับสนุนทฤษฎีบิกแบง

5.กาแล็กซีประกอบด้วย�ิ�งใดบ้าง

6.จงอธิบายโครงสร้างของกาแล็กซีทางเผือก

คําตอบ

1.นิวเคลียส
2.บริเวณจานของกาแล็กซี โดยอยู่ห่างจากนิเคลียสประมาณ 3 หมื�นปี แสง
3.เป็ นทฤษฎีที�อธิบายการกําเนิดและวิวัฒนาการของเอกภพ กล่าวว่า ในช่วงเริ�ม
ต้นเอกภพมีขนาดเล็กมากและอุณหภูมิสุงมาก เมื�อเวลาผ่านไปเอกภพขยายตัว
และมีอุณภูมิต�าลง ระหว่างการขยายตัวมีการเปลี�ยนแปลงของสสารและพลังงาน
4.ข้อมูลการขยายตัวของเอกภพตามกฎของฮับเบิล
5.ดาวฤกษ์หลายแสนล้านดวงซึ�งอยู่กันอย่างเป็ นระบบ เนบิวลาและสสาร
ระหว่างดาว
6.เป็ นกาแล็กซีกังหันแบบมีคาน มีโครงสร้าง คือ นิวเคลียส จาน ฮาโล โดยมี
ระบบสุริยะอยู่บริเวณจากกาแล็กซี