สสารที่แน่นที่สุดในเอกภพ(1)

สสารดีเจเนอเรตเป็นสสารประเภทหนึ่งที่มีความหนาแน่นสูงยิ่งกว่าธาตุและสารประกอบที่เราพบเห็นทั่วไปในชีวิตประจำวันหลายเท่า 

อ่านเพิ่มเติม...

จักรวาลผ่านดวงตา

ถ้าคุณมองไปยังดาวที่สว่างที่สุดในท้องฟ้ายามค่ำคืนด้วยตาเปล่า คุณเห็นดาวดวงนั้นเป็นจุดสว่างเล็กๆหรือไม่? โดยทั่วไปเราไม่เห็นเป็นจุดหรอก แต่จะเห็นเหมือนรัศมีแฉกๆกระจายออกมา ซึ่งปรากฏการณ์ดังกล่าวเกิดจากการที่ดวงตาของคนเราไม่ใช่ระบบการรับภาพที่สมบูรณ์แบบ  เราเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า ความคลาดของดวงตา(eye aberration)

อ่านเพิ่มเติม...

ดาวหางเฉียดดวงอาทิตย์ (Sungrazers)

ดาวหางเฉียดดวงอาทิตย์ถูกสังเกตการณ์มาเป็นเวลาหลายร้อยปี เป็นดาวหางที่เดินทางเข้าใกล้กับดวงอาทิตย์อย่างมาก 

ในช่วงปลายยุค ปี .. 1880 และปี .. 1890 ครอยซ์ (Kreutz) ได้ศึกษาดาวหางซึ่งได้รับการสังเกตก่อนหน้านั้นและอธิบายว่าบางดวงเป็นดาวหางเฉียดดวงอาทิตย์ และบางดวงไม่ได้เป็น นอกจากนี้เขายังพบว่าดาวหางเฉียดดวงอาทิตย์ทั้งหมดเดินทางตามวงโคจรเดียวกันอย่างแน่นอน

อ่านเพิ่มเติม...

เบื้องหลังของสุริยุปราคา

พื้นฐานความรู้

          สุริยุปราคาเกิดขึ้นเมื่อดวงจันทร์เคลื่อนผ่านหน้าดวงอาทิตย์ ดวงอาทิตย์เมื่อถูกดวงจันทร์บังแสงทำให้เกิดเงาทอดมายังโลกคนที่อยู่บนโลกจึงเห็นดวงอาทิตย์มืดลงในเวลากลางวัน

          ในวันที่ 18 สิงหาคม พ.ศ. 2411 เกิดปรากฏการณ์สุริยุปราคาเต็มดวงซึ่ง พระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว(รัชกาลที่ 4)ทรงคำนวณปรากฏการณ์ดังกล่าวไว้ล่วงหน้าถึงสองปี ซึ่งสามารถมองเห็นได้ที่บ้านหว้ากอ จังหวัดประจวบคีรีขันธ์ ต่อมาคณะรัฐมนตรีจึงกำหนดให้วันที่ 18 สิงหาคมของทุกปี เป็น "วันวิทยาศาสตร์แห่งชาติ"

          เรามาดูกันว่า สุริยุปราคามีเรื่องราวอะไรน่าสนใจซุกซ่อนอยู่บ้าง

          1.เนื่องจากดวงจันทร์อยู่ระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ ช่วงที่เกิดสุริยุปราคาจึงเป็นคืนเดือนมืดเท่านั้น แต่ไม่ได้แปลว่าทุกคืนเดือนมืดจะเกิดสุริยุปราคาเพราะวงโคจรของดวงจันทร์ทำมุมเอียงเล็กน้อยกับระนาบวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ทำให้ดวงจันทร์ไม่ได้อยู่ในตำแหน่งระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์แบบเป๊ะๆ(รูป 1) ถ้าวงโคจรของดวงจันทร์อยู่ในระนาบเดียวกับวงโคจรของโลกตลอดเวลาก็แปลว่าเราต้องเห็นเงาโลกทอดยาวไปสู่ดวงจันทร์จันทร์เต็มดวงทุกเดือน แต่ในความจริงเรากลับไมได้เห็นจันทรุปราคาทุกเดือน

 

 1

 

          2.สุริยุปราคาเป็นปรากฏการณ์ที่แสดงให้เห็นถึงความบังเอิญอันน่าทึ่งของธรรมชาติ เนื่องจากดวงอาทิตย์นั้นมีขนาดใหญ่กว่าดวงจันทร์มาก(รูป 2) รัศมีดวงอาทิตย์ 695,500กิโลเมตร ส่วนรัศมีดวงจันทร์ราวๆ 1,736 กิโลเมตร มากกว่าราวๆ 400 เท่า

 

 2

 

          แต่ดวงอาทิตย์ก็อยู่ห่างจากโลกมากกว่าดวงจันทร์มากเสียจนเมื่อมองจากบนโลกมันมีขนาดใกล้เคียงกับดวงจันทร์มาก(รูป 3) ดังนั้นพอเกิดสุริยุปราคาเต็มดวง เราจึงเห็นดวงจันทร์จึงบังดวงอาทิตย์ได้แบบพอดิบพอดี

 

 3

 

          ถ้าเราไปอยู่บนดาวอังคาร แล้วสังเกตสุริยุปราคา เราสามารถมองเห็นได้สองแบบเนื่องจากดาวอังคารมีดวงจันทร์บริวารสองดวงถ้าเห็นดวงจันทร์ไดมอส (Deimos) เคลื่อนผ่านดวงอาทิตย์เราจะเห็นเป็นแค่จุดเล็กๆหน้าดวงอาทิตย์(รูป 4) ถ้าเป็นดวงจันทร์โฟบอส (Phobos) เราจะเห็นใหญ่ขึ้นแต่ก็บังดวงอาทิตย์ไม่บิดอยู่ดี (รูป 5)

 

 4                          5

 

          3.นักวิทยาศาสตร์พบว่าในอนาคตดวงจันทร์จะถอยห่างออกไปจากโลกมากขึ้นเรื่อยๆโดยเฉลี่ยแล้วราวๆปีละ 3.8 เซนติเมตร การวัดระยะทำได้อย่างแม่นยำด้วยวิธียิงเลเซอร์ไปยังกระจกที่วางอยู่บนดวงจันทร์(นักบินอวกาศยานอะพอลโล11เอาไปวางไว้ หลังจากนั้นนักบินของยานอะพอลโล 14 และ อะพอลโล 15 ก็เอาไปวางไว้อีกเพื่อความแม่นยำที่มากยิ่งขึ้น) แล้วจับเวลาที่แสงเลเซอร์สะท้อนกระจกกลับมายังโลกเพื่อคำนวณหาระยะทาง ดังนั้นถ้าเวลาผ่านไปนานมากๆ มนุษย์เราจะไม่มีโอกาสเห็นสุริยุปราคาแบบเต็มดวงอีกเนื่องจากดวงจันทร์ที่ถอยห่างออกไปจากโลกเรื่อยๆ ทำให้เรามองเห็นดวงจันทร์มีขนาดปรากฏเล็กลงเรื่อยๆ

          4.สุริยุปราคาเป็นปรากฏการณ์ที่ทำให้ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป(General relativity) ของไอน์สไตน์ถูกยืนยันความถูกต้อง สิ่งที่หนึ่งที่ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปทำนายไว้คือการคำนวณว่าแรงโน้มถ่วงทำให้แสงโค้งได้มากน้อยแค่ไหน

ในปี 1919 เซอร์ อาเธอร์ เอ็ดดิงตัน (Sir Arthur Eddington) นักดาราศาสตร์และคณะได้เดินทางไปยังหมู่เกาะ Príncipeในแอฟริกา เขาพบว่าแสงจากดาวที่อยู่เบื้องหลังดวงอาทิตย์เกิดการเปลี่ยนตำแหน่งไปเนื่องจากผลจากแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์(รูป 6) ซึ่งโดยปกติเราไม่สามารถสังเกตการได้ในตอนกลางวันเนื่องจากแสงสว่างจ้าของดวงอาทิตย์ทำให้เราไม่สามารถเห็นดาวที่เป็นฉากหลังของดวงอาทิตย์ได้เลย

 

 6

 

          เอ็ดดิงตันพบว่าการเปลี่ยนตำแหน่งของดวงดาวที่ได้จากการสังเกตสอดคล้องกับจากทฤษฎีของไอน์สไตน์ซึ่งมากเป็นสองเท่าของผลที่ใช้ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของนิวตัน เขาถ่ายภาพสุริยุปราคานั้นไว้ในรายงานทางวิชาการนั้นด้วย (รูป 7)

 

 7

 

          5.ในปี 1868 นักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศส  Pierre Janssenสังเกตการสุริยุปราคาอยู่ในเมือง Andhra Pradeshประเทศอินเดีย เขาพบแสงสีเหลืองความยาวคลื่น 587.49nmซึ่งเป็นสเปคตรัมของธาตุที่ยังไม่ถูกค้นพบ นั่นคือ ธาตุฮีเลียม ซึ่งชื่อธาตุมาจากคำว่า heliosในภาษากรีกซึ่งแปลว่าดวงอาทิตย์นั่นเอง

          6.เงาของดวงจันทร์ที่ทอดมายังโลกเคลื่อนที่ไปบนผิวโลกด้วยความเร็วราวๆ 8,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง บริเวณขั้วโลก แต่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วราวๆ 1,750 กิโลเมตรต่อชั่วโมงบริเวณ

          7. หลายคนคงรู้แล้วว่าสุริยุปราคานั้นมี 4แบบ แบ่งตามลักษณะลักษณะของเงาดวงจันทร์ที่ทอดลงมาบนโลกหนึ่ง สุริยุปราคาเต็มดวง (total solar eclipse) ดวงจันทร์โคจรมาอยู่ใกล้โลกมากเสียจนเงามืดทอดผ่านโลก ทำให้เราเห็นดวงจันทร์ใหญ่กว่าดวงอาทิตย์เล็กน้อยจนบังดวงอาทิตย์ได้มิดแบบทั้งดวง  (รูป 8) พูดให้ชัดๆคือดวงจันทร์ทอดเงามืด(umbra)มายังโลกตลอดเวลา (รูป 9)  จากรูป 9 เราจะพบว่า เงามืด คือเงาที่ดวงจันทร์บังแสง “ทุกส่วน”ที่มาจากดวงอาทิตย์ได้อย่างสมบูรณ์

 

 8

 

 9

 

สอง สุริยุปราคาแบบวงแหวน(annular solar eclipse)

        ดวงจันทร์โคจรไกลโลกมากกว่าตอนเกิดสุริยุปราคาแบบเต็มดวง ทำให้เราเห็นดวงจันทร์มีขนาดเล็กกว่าดวงอาทิตย์เล็กน้อยจนบังดวงอาทิตย์ได้ไม่มิด และปรากฏแสงเป็นรูปวงแหวน (รูป 10) พูดให้ชัดๆคือ ดวงจันทร์ทอดเงาแบบ antumbra (รูป 11) มายังโลก เงาลักษณะนี้เกิดขึ้นจากการถอยออกมาจากเงามืดจนเมื่อเราหลุดจากเงามืดทำให้แสงจากขอบทุกด้านของดวงอาทิตย์ส่องมาให้เราเห็นได้

 

 10

 

 11

 

สาม สุริยุปราคาบางส่วน(partial solar eclipse)

         ดวงอาทิตย์จะปรากฏเว้นแหว่งไปบางส่วน (รูป 12)เกิดจากการที่โลกโคจรเข้ามาในเงามัว(penumbra)ของดวงจันทร์(รูป 13) เท่านั้นโดยที่ส่วนของเงามืดและเงาแบบ antumbra ไม่ได้ทอดมายังโลกเลย

 

 12

 

 13

 

สี่ สุริยุปราคาแบบผสม (Hybrid solar eclipse)

          หลายคนอาจไม่เคยได้ยินว่ามีสุริยุปราคาแบบนี้ด้วย อีกทั้งยังมีความเข้าใจผิดจากภาพที่ใช้แสดงอีกต่างหากลองดูรูป 14นะครับ “บางคนเข้าใจว่าสุริยุปราคาแบบผสมคือ การมองเห็นดวงอาทิตย์ฝั่งหนึ่งเป็นสุริยุปราคาเต็มดวงส่วนอีกฝั่งหนึ่งเป็นสุริยุปราคาแบบวงแหวน ซึ่งเป็นความเข้าใจผิด” เพราะรูป 14ที่เห็นเป็นการเอาภาพดวงอาทิตย์ตอนเกิดคราสต่างสถานที่กันมาต่อกันอย่างละครึ่ง ฝั่งซ้ายคือสุริยุปราคาที่เห็นแบบเต็มดวงที่เกาะกาลาปากอส ส่วนฝั่งขวาคือสุริยุปราคาที่เห็นแบบวงแหวนที่ปานามา ในเดือนพฤษภาคม ปี 2005

 

 14

 

          สุริยุปราคาแบบผสมปรากฏให้เห็นเป็นสุริยุปราคาเต็มดวงในบางสถานที่ และปรากฏเป็นสุริยุปราคาแบบวงแหวนในบางสถานที่ครับ  ดูรูป 15แล้วจะเข้าใจ คนที่อยู่บนโลกฝั่งขั้วโลกเหนือและใต้อยู่ไกลจากเงามืดของดวงจันทร์ทำให้เห็นสุริยุปราคาแบบวงแหวน แต่ผู้คนบริเวณเส้นศูนย์สูตรจะเห็นสุริยุปราคาแบบเต็มดวงเนื่องจากเงามืดทอดลงมาพอดี

 

 15

 

คิดว่าสุริยุปราคาแบบไหนมีโอกาสเกิดมากที่สุดครับ

จากการรวบรวมข้อมูล ตั้งแต่ 2,000 ปีก่อนคริสกาล จนถึงคริสศักราช 3,000 ในอนาคต พบว่า

สุริยุปราคาบางส่วนเกิด 35.3%

สุริยุปราคาวงแหวนเกิด 33.2%

สุริยุปราคาเต็มดวง 26.7%

สุริยุปราคาแบบผสม 4.8%

          8.สุริยุปราคาเป็นปรากฏการณ์ที่สวยงามและน่าทึ่งเสียจนนักวิทยาศาสตร์หลายท่านถึงกลับกล่าวควรเห็นให้ได้อย่างน้อยๆก็สักครั้งในชีวิต

 

 

อ้างอิงภาพ

รูป 1

http://www.aerospaceweb.org/question/astronomy/moon/orbit.jpg

รูป 2

http://www.answersingenesis.org/assets/images/articles/tba/chapter-one/sun-moon-earth.jpg

รูป 3

http://www.jesuscreated.org/Scientific/Sun-Earth-Moon_files/image001.jpg

รูป 4

http://en.wikipedia.org/wiki/File:13-ml-04-deimos-A067R1.jpg

รูป 5

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Phobos_Mar_12_2004_from_Opportunity_2.jpg

รูป 6

http://4.bp.blogspot.com/-hMH2K3j_Xj4/TZrbV8ILvII/AAAAAAAAAFY/UuCwlxYKZDk/s1600/today.jpg

รูป 7

http://en.wikipedia.org/wiki/File:1919_eclipse_positive.jpg

รูป 8

http://indiancountrytodaymedianetwork.com/sites/default/files/uploads/2012/11/solar-eclipse.jpg

รูป 9,11,13

http://www.accimt.ac.lk/images/types_of_solar_eclipses.jpgรูป 10

http://lunarscience.nasa.gov/wp-content/uploads/2012/05/Eclipse-5.20.12.Cruikshank-07.jpg

รูป 12

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0e/Partial_solar_eclipse_may_20_2012_Minneapolis_Minnesota_tlr1.jpg

รูป 14

http://apod.nasa.gov/apod/ap050506.html

รูป 15

http://eclipse.star.gs/english/hybrid.png

 

 

มหัศจรรย์แสงออโรรา

ในปี 1896 ความเข้าใจใหม่เกี่ยวกับแสงออโรรามาจากนักวิทยาศาสตร์ชาวนอร์เวย์  Kristian Birkeland (1867-1917) (รูป 1) โดยเขาเสนอว่าแสงออโรราเกิดจากอนุภาคมีประจุไฟฟ้าจากดวงอาทิตย์ถูกสนามแม่เหล็กโลกดึงมันเข้าสู่บริเวณขั้วโลก จริงๆแล้วเขาไม่ใช่คนแรกที่เสนอทฤษฎีเกี่ยวกับอนุภาคจากดวงอาทิตย์ แต่ผลงานของเขาโดดเด่นเนื่องจากเขาสามารถทำการทดลองในเรื่องนี้ได้ 

อ่านเพิ่มเติม...