จักรวาลวิทยา[แก้]

ดูบทความหลักที่: จักรวาลวิทยาเชิงกายภาพ

จักรวาลวิทยา (อังกฤษ: cosmology; มาจากคำในภาษากรีกว่า κοσμος "cosmos" หมายถึง เอกภพ และ λογος หมายถึง การศึกษา) เป็นการศึกษาเกี่ยวกับเอกภพทั้งหมดในภาพรวม

การสังเกตการณ์โครงสร้างขนาดใหญ่ของเอกภพ เป็นสาขาวิชาหนึ่งที่เรียกว่า จักรวาลวิทยาเชิงกายภาพ ช่วยให้เรามีความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับการกำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล ทฤษฎีที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปสำหรับพื้นฐานของจักรวาลวิทยาสมัยใหม่ ได้แก่ ทฤษฎีบิกแบง ซึ่งกล่าวว่าเอกภพของเรากำเนิดมาจากจุดเพียงจุดเดียว หลังจากนั้นจึงขยายตัวขึ้นเป็นเวลากว่า 13.7 พันล้านปีมาแล้ว หลักการของทฤษฎีบิกแบงเริ่มต้นขึ้นตั้งแต่การค้นพบรังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล ในปี ค.ศ. 1965

ตลอดช่วงเวลาการขยายตัวของเอกภพนี้ เอกภพได้ผ่านขั้นตอนของวิวัฒนาการมามากมายหลายครั้ง ในช่วงแรก ทฤษฎีคาดการณ์ว่าเอกภพน่าจะผ่านช่วงเวลาการพองตัวของจักรวาลที่รวดเร็วมหาศาล ซึ่งเป็นหนึ่งเดียวกันและเสมอกันในทุกทิศทางในสภาวะเริ่มต้น หลังจากนั้น นิวคลีโอซินทีสิสจึงทำให้เกิดธาตุต่าง ๆ ขึ้นมากมายในเอกภพยุคแรก

เมื่อมีอะตอมแรกเกิดขึ้น จึงมีการแผ่รังสีผ่านอวกาศ ปลดปล่อยพลังงานออกมาดั่งที่ทุกวันนี้เรามองเห็นเป็นรังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล เอกภพขยายตัวผ่านช่วงเวลาของยุคมืดเพราะไม่ค่อยมีแหล่งกำเนิดพลังงานของดาวฤกษ์^[39]

เริ่มมีการจัดโครงสร้างลำดับชั้นของสสารขึ้นนับแต่เริ่มมีการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของสสาร สสารที่รวมกลุ่มกันอยู่เป็นบริเวณหนาแน่นที่สุดกลายไปเป็นกลุ่มเมฆแก๊สและดาวฤกษ์ยุคแรกสุด ดาวฤกษ์มวลมากเหล่านี้เป็นจุดกำเนิดของกระบวนการแตกตัวทางไฟฟ้าซึ่งเชื่อว่าเป็นต้นกำเนิดของธาตุหนักมากมายที่อยู่ในเอกภพยุคเริ่มต้น

ผลจากแรงโน้มถ่วงทำให้มีการดึงดูดรวมกลุ่มกันเกิดเป็นใยเอกภพ มีช่องสุญญากาศเป็นพื้นที่ว่าง หลังจากนั้นโครงสร้างของแก๊สและฝุ่นก็ค่อย ๆ รวมตัวกันเกิดเป็นดาราจักรยุคแรกเริ่ม เมื่อเวลาผ่านไป มันดึงดูดสสารต่าง ๆ เข้ามารวมกันมากขึ้น และมีการจัดกลุ่มโครงสร้างเข้าด้วยกันเป็นกลุ่มและกระจุกดาราจักร ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งในโครงสร้างขนาดใหญ่คือมหากระจุกดาราจักร^[40]

โครงสร้างพื้นฐานที่สุดของจักรวาลคือการมีอยู่ของสสารมืดและพลังงานมืด ในปัจจุบันเราเชื่อกันว่าทั้งสองสิ่งนี้มีอยู่จริง และเป็นส่วนประกอบถึงกว่า 96% ของความหนาแน่นทั้งหมดของเอกภพ เหตุนี้การศึกษาฟิสิกส์ในยุคใหม่จึงเป็นความพยายามทำความเข้าใจกับองค์ประกอบเหล่านี้^[41]

ศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับสาขาอื่น[แก้]

การศึกษาดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่ก้าวหน้ามากขึ้น ทำให้มีความเกี่ยวข้องกับวิทยาศาสตร์สาขาอื่นมากยิ่งขึ้น ดังนี้

• โบราณดาราศาสตร์ (Archaeoastronomy) เป็นการศึกษาเกี่ยวกับวิทยาการดาราศาสตร์ในยุคโบราณหรือยุคดั้งเดิม โดยพิจารณาถึงสภาพสังคมและวัฒนธรรม อาศัยหลักฐานในทางโบราณคดีและมานุษยวิทยาเข้ามาช่วย
• ชีววิทยาดาราศาสตร์ (Astrobiology) เป็นการศึกษาการมาถึงและวิวัฒนาการของระบบชีววิทยาในเอกภพ ที่สำคัญคือการศึกษาและตรวจหาความเป็นไปได้ของสิ่งมีชีวิตในโลกอื่น
• เคมีดาราศาสตร์ (Astrochemistry) เป็นการศึกษาลักษณะทางเคมีที่พบในอวกาศ นับแต่การก่อตัว การเกิดปฏิกิริยา และการสูญสลาย มักใช้ในการศึกษาเมฆโมเลกุล รวมถึงดาวฤกษ์อุณหภูมิต่ำต่าง ๆ เช่น ดาวแคระน้ำตาลและดาวเคราะห์ ส่วน เคมีจักรวาล (Cosmochemistry) เป็นการศึกษาลักษณะทางเคมีที่พบในระบบสุริยะ รวมถึงกำเนิดของธาตุและการเปลี่ยนแปลงสัดส่วนของไอโซโทป ทั้งสองสาขานี้คาบเกี่ยวกันระหว่างศาสตร์ทางเคมีและดาราศาสตร์

นอกจากนี้ ยังมีการศึกษาเกี่ยวกับ การวัดตำแหน่งดาว (Astrometry) และกลศาสตร์ท้องฟ้า (Celestial Mechanics) ซึ่งศึกษาเกี่ยวกับตำแหน่งและการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของวัตถุท้องฟ้า การระบุพิกัดและจลนศาสตร์ของวัตถุท้องฟ้า ลักษณะของวงโคจร ความโน้มถ่วง และอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับวิชากลศาสตร์และฟิสิกส์

ดาราศาสตร์สมัครเล่น[แก้]

ดูบทความหลักที่: ดาราศาสตร์สมัครเล่น

นักดาราศาสตร์สมัครเล่นสามารถเฝ้าสังเกตสิ่งที่สนใจเป็นพิเศษ และบ่อยครั้งที่ผลการสังเกตการณ์ของพวกเขากลายเป็นหัวข้อสำคัญทางวิชาการ

ดาราศาสตร์ เป็นสาขาวิชาหนึ่งทางวิทยาศาสตร์ที่บุคคลทั่วไปสามารถมีส่วนร่วมได้อย่างมากที่สุด^[42]

นับแต่อดีตมา นักดาราศาสตร์สมัครเล่นได้สังเกตพบวัตถุท้องฟ้าและปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ที่สำคัญมากมายด้วยเครื่องมือที่พวกเขาสร้างขึ้นมาเอง เป้าหมายในการสังเกตการณ์ของนักดาราศาสตร์สมัครเล่นโดยมากได้แก่ ดวงจันทร์ ดาวเคราะห์ ดาวฤกษ์ดาวหาง ฝนดาวตก และวัตถุในห้วงอวกาศลึกอีกจำนวนหนึ่งเช่น กระจุกดาว กระจุกดาราจักร หรือเนบิวลา สาขาวิชาย่อยสาขาหนึ่งของดาราศาสตร์สมัครเล่น คือการถ่ายภาพทางดาราศาสตร์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับวิธีการถ่ายภาพในท้องฟ้ายามราตรี นักดาราศาสตร์สมัครเล่นส่วนมากจะเจาะจงเฝ้าสังเกตวัตถุท้องฟ้าหรือปรากฏการณ์บางอย่างที่พวกเขาสนใจเป็นพิเศษ^[43][44]

ส่วนใหญ่แล้วนักดาราศาสตร์สมัครเล่นจะสังเกตการณ์ดาราศาสตร์ในคลื่นที่ตามองเห็น แต่ก็มีการทดลองเล็ก ๆ อยู่บ้างที่กระทำในช่วงคลื่นอื่นนอกจากคลื่นที่ตามองเห็น เช่นการใช้ฟิลเตอร์แบบอินฟราเรดติดบนกล้องโทรทรรศน์ หรือการใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุเป็นต้น นักดาราศาสตร์สมัครเล่นผู้บุกเบิกในการสังเกตการณ์ดาราศาสตร์วิทยุ คือ คาร์ล แจนสกี (Karl Jansky) ผู้เริ่มเฝ้าสังเกตท้องฟ้าในช่วงคลื่นวิทยุตั้งแต่คริสต์ทศวรรษ 1930 ยังมีนักดาราศาสตร์สมัครเล่นอีกจำนวนหนึ่งที่ใช้กล้องโทรทรรศน์ประดิษฐ์เองที่บ้าน หรือใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุที่แต่เดิมสร้างมาเพื่องานวิจัยทางดาราศาสตร์ แต่ปัจจุบันได้เปิดให้บุคคลทั่วไปเข้าไปใช้งานได้ด้วย^[45][46]

มีบทความทางดาราศาสตร์มากมายที่ส่งมาจากนักดาราศาสตร์สมัครเล่น อันที่จริงแล้ว นี่เป็นหนึ่งในไม่กี่สาขาวิชาทางวิทยาศาสตร์ที่มือสมัครเล่นก็สามารถมีส่วนร่วมหรือเขียนบทความสำคัญ ๆ ขึ้นมาได้ นักดาราศาสตร์สมัครเล่นสามารถตรวจวัดวงโคจรโดยละเอียดของดาวเคราะห์ขนาดเล็กได้ พวกเขาค้นพบดาวหาง และทำการเฝ้าสังเกตดาวแปรแสง ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีดิจิตอลทำให้นักดาราศาสตร์สมัครเล่นมีความสามารถในการถ่ายภาพทางดาราศาสตร์ได้ดียิ่งขึ้น และหลาย ๆ ภาพก็เป็นภาพปรากฏการณ์อันสำคัญทางดาราศาสตร์ด้วย^[47][48][49]

ปีดาราศาสตร์สากล 2009[แก้]

ดูบทความหลักที่: ปีดาราศาสตร์สากล

ปี ค.ศ. 2009 เป็นปีที่ครบรอบ 400 ปี นับจากกาลิเลโอได้ประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ขึ้นเพื่อทำการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ และพบหลักฐานยืนยันแนวคิดดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางจักรวาลที่นำเสนอโดย นิโคเลาส์ โคเปอร์นิคัส ไม่นานก่อนหน้านั้น การค้นพบนี้ถือเป็นการปฏิวัติแนวคิดพื้นฐานเกี่ยวกับจักรวาล และเป็นการบุกเบิกการศึกษาดาราศาสตร์ยุคใหม่โดยอาศัยกล้องโทรทรรศน์ ซึ่งมีความก้าวหน้ายิ่งขึ้นตามที่เทคโนโลยีของกล้องโทรทรรศน์พัฒนาขึ้น

องค์การสหประชาชาติจึงได้ประกาศให้ปี ค.ศ. 2009 เป็นปีดาราศาสตร์สากล โดยได้ประกาศอย่างเป็นทางการเมื่อวันที่ 20 ธันวาคม ค.ศ. 2008 กิจกรรมต่าง ๆ ดำเนินการโดยสหพันธ์ดาราศาสตร์สากล และได้รับการสนับสนุนจากองค์การยูเนสโก ซึ่งเป็นหน่วยงานหนึ่งของสหประชาชาติที่รับผิดชอบงานด้านการศึกษา วิทยาศาสตร์ และวัฒนธรรม มีพิธีเปิดอย่างเป็นทางการที่กรุงปารีส ในวันที่ 15-16 มกราคม ค.ศ. 2009^[50]