บิกแบงและรังสีฮอว์กิง

ทางลัด: ความแตกต่างความคล้ายคลึงกันค่าสัมประสิทธิ์การเปรียบเทียบ Jaccardการอ้างอิง

ความแตกต่างระหว่าง บิกแบงและรังสีฮอว์กิง

บิกแบง vs. รังสีฮอว์กิง

ตาม'''ทฤษฎีบิกแบง''' จักรวาลมีจุดกำเนิดมาจากสภาพที่มีความหนาแน่นสูงและร้อน และจักรวาลมีการขยายตัวอยู่ตลอดเวลา บิกแบง (Big Bang, "การระเบิดครั้งใหญ่") เป็นแบบจำลองของการกำเนิดและวิวัฒนาการของเอกภพในจักรวาลวิทยาซึ่งได้รับการสนับสนุนจากหลักฐานทางวิทยาศาสตร์และจากการสังเกตการณ์ที่แตกต่างกันจำนวนมาก นักวิทยาศาสตร์โดยทั่วไปใช้คำนี้กล่าวถึงแนวคิดการขยายตัวของเอกภพหลังจากสภาวะแรกเริ่มที่ทั้งร้อนและหนาแน่นอย่างมากในช่วงเวลาจำกัดระยะหนึ่งในอดีต และยังคงดำเนินการขยายตัวอยู่จนถึงในปัจจุบัน ฌอร์ฌ เลอแม็ทร์ นักวิทยาศาสตร์และพระโรมันคาทอลิก เป็นผู้เสนอแนวคิดการกำเนิดของเอกภพ ซึ่งต่อมารู้จักกันในชื่อ ทฤษฎีบิกแบง ในเบื้องแรกเขาเรียกทฤษฎีนี้ว่า สมมติฐานเกี่ยวกับอะตอมแรกเริ่ม (hypothesis of the primeval atom) อเล็กซานเดอร์ ฟรีดแมน ทำการคำนวณแบบจำลองโดยมีกรอบการพิจารณาอยู่บนพื้นฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ต่อมาในปี.. รังสีฮอว์กิง (Hawking radiation) เป็นการแผ่รังสีของวัตถุดำที่ปล่อยออกมาจากหลุมดำอันเนื่องจากกรากฎการณ์ทางควอนตัม ณ บริเวณใกล้ขอบฟ้าเหตุการณ์ โดยตั้งชื่อเป็นเกียรติแก่ สตีเฟน ฮอว์กิง นักฟิสิกส์ผู้ให้เหตุผลเชิงทฤษฎีในปี 1974 ว่ามีรังสีนี้อยู่จริง ซึ่งเป็นเวลาหลังจาก จาคอบ เบเคนสไตน์ ได้คาดการ์ณไว้ว่าหลุมดำควรจะมีอุณหภูมิและเอนโทรปีจำกัดและมากกว่าศูนย์ โดยปกติแล้วหลุมดำมีแรงโน้มถ่วงมหาศาลหากวัตถุหรือพลังงานใดผ่านขอบฟ้าเหตุการณ์เข้าไปแล้วย่อมไม่สามารถเร่งออกมาจากหลุมดำได้ แม้แต่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าหรือแสงเองก็ตาม ดังนั้นหลุมดำยิ่งน่าจะมีขนาดใหญ่ขึ้นมีมวลมากขึ้นไม่มีและไม่มีทีท่าจะลดลง แต่จากการค้นพบ รังสีฮอว์กิง นี่เองที่ทำให้หลุมดำมีมวลและพลังงานลดลงได้ เพราะหากหลุมดำสูญเสียพลังงานจากการปล่อย รังสีฮอว์กิง (แต่ด้วยความสมมูลระหว่างมวล-พลังงานจึงกล่าวได้ว่าหลุมดำเสียพลังงานก็เท่ากับว่าหลุมดำเสียมวล) มากกว่าได้รับจากการดูดมวลและพลังงานต่าง ๆ เข้าไปเป็นเวลานานมากพอก็จะทำให้หลุมดำมีขนาดเล็กลงและหายไปในที่สุด เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า การระเหยของหลุมดำ โดยยิ่งหลุมดำมีขนาดเล็กเช่น หลุมดำจิ๋ว จะมีการปล่อยรังสีมากกว่าและระเหยหายไปเร็วกว่าหลุมดำที่มีขนาดใหญ.

กลศาสตร์ควอนตัม

'''ฟังชันคลื่น''' (Wavefunction) ของอิเล็กตรอนในอะตอมของไฮโดรเจนที่ทรงพลังงานกำหนดแน่ (ที่เพิ่มลงล่าง ''n''.

กลศาสตร์ควอนตัมและบิกแบง · กลศาสตร์ควอนตัมและรังสีฮอว์กิง · ดูเพิ่มเติม »

หลุมดำ

มุมมองจำลองของหลุมดำด้านหน้าของทางช้างเผือก โดยมีมวลเทียบเท่าดวงอาทิตย์ 10 ดวงจากระยะทาง 600 กิโลเมตร หลุมดำ (black hole) หมายถึงเทหวัตถุในเอกภพที่มีแรงโน้มถ่วงสูงมาก ไม่มีอะไรออกจากบริเวณนี้ได้แม้แต่แสง ยกเว้นหลุมดำด้วยกัน เราจึงมองไม่เห็นใจกลางของหลุมดำ หลุมดำจะมีพื้นที่หนึ่งที่เป็นขอบเขตของตัวเองเรียกว่าขอบฟ้าเหตุการณ์ ที่ตำแหน่งรัศมีชวาร์สชิลด์ ถ้าหากวัตถุหลุดเข้าไปในขอบฟ้าเหตุการณ์ วัตถุจะต้องเร่งความเร็วให้มากกว่าความเร็วแสงจึงจะหลุดออกจากขอบฟ้าเหตุการณ์ได้ แต่เป็นไปไม่ได้ที่วัตถุใดจะมีความเร็วมากกว่าแสง วัตถุนั้นจึงไม่สามารถออกมาได้อีกต่อไป เมื่อดาวฤกษ์ที่มีมวลมหึมาแตกดับลง มันอาจจะทิ้งสิ่งที่ดำมืดที่สุด ทว่ามีอำนาจทำลายล้างสูงสุดไว้เบื้องหลัง นักดาราศาสตร์เรียกสิ่งนี้ว่า "หลุมดำ" เราไม่สามารถมองเห็นหลุมดำด้วยกล้องโทรทรรศน์ใดๆ เนื่องจากหลุมดำไม่เปล่งแสงหรือรังสีใดเลย แต่สามารถตรวจพบได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์วิทยุ และคลื่นโน้มถ่วงของหลุมดำ (ในเชิงทฤษฎี โครงการแอลไอจีโอ) และจนถึงปัจจุบันได้ค้นพบหลุมดำในจักรวาลแล้วอย่างน้อย 6 แห่ง หลุมดำเป็นซากที่สิ้นสลายของดาวฤกษ์ที่ถึงอายุขัยแล้ว สสารที่เคยประกอบกันเป็นดาวนั้นได้ถูกอัดตัวด้วยแรงดึงดูดของตนเองจนเหลือเป็นเพียงมวลหนาแน่นที่มีขนาดเล็กยิ่งกว่านิวเคลียสของอะตอมเดียว ซึ่งเรียกว่า ภาวะเอกฐาน หลุมดำแบ่งได้เป็น 4 ประเภท คือ หลุมดำมวลยวดยิ่ง เป็นหลุมดำในใจกลางของดาราจักร, หลุมดำขนาดกลาง, หลุมดำจากดาวฤกษ์ ซึ่งเกิดจากการแตกดับของดาวฤกษ์, และ หลุมดำจิ๋วหรือหลุมดำเชิงควอนตัม ซึ่งเกิดขึ้นในยุคเริ่มแรกของเอกภพ แม้ว่าจะไม่สามารถมองเห็นภายในหลุมดำได้ แต่ตัวมันก็แสดงการมีอยู่ผ่านการมีผลกระทบกับวัตถุที่อยู่ในวงโคจรภายนอกขอบฟ้าเหตุการณ์ ตัวอย่างเช่น หลุมดำอาจจะถูกสังเกตเห็นได้โดยการติดตามกลุ่มดาวที่โคจรอยู่ภายในศูนย์กลางหลุมดำ หรืออาจมีการสังเกตก๊าซ (จากดาวข้างเคียง) ที่ถูกดึงดูดเข้าสู่หลุมดำ ก๊าซจะม้วนตัวเข้าสู่ภายใน และจะร้อนขึ้นถึงอุณหภูมิสูง ๆ และปลดปล่อยรังสีขนาดใหญ่ที่สามารถตรวจจับได้จากกล้องโทรทรรศน์ที่โคจรอยู่รอบโลก การสำรวจให้ผลในทางวิทยาศาสตร์เห็นพ้องต้องกันว่าหลุมดำนั้นมีอยู่จริงในเอกภพ แนวคิดของวัตถุที่มีแรงดึงดูดมากพอที่จะกันไม่ให้แสงเดินทางออกไปนั้นถูกเสนอโดยนักดาราศาสตร์มือสมัครเล่นชาวอังกฤษ จอห์น มิเชล ในปี 1783 และต่อมาในปี 1795 นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส ปีแยร์-ซีมง ลาปลาส ก็ได้ข้อสรุปเดียวกัน ตามความเข้าใจล่าสุด หลุมดำถูกอธิบายโดยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ซึ่งทำนายว่าเมื่อมีมวลขนาดใหญ่มากในพื้นที่ขนาดเล็ก เส้นทางในพื้นที่ว่างนั้นจะถูกทำให้บิดเบี้ยวไปจนถึงศูนย์กลางของปริมาตร เพื่อไม่ให้วัตถุหรือรังสีใดๆ สามารถออกมาได้ ขณะที่ทฤษฏีสัมพัทธภาพทั่วไปอธิบายว่าหลุมดำเป็นพื้นที่ว่างที่มีความเป็นภาวะเอกฐานที่จุดศูนย์กลางและที่ขอบฟ้าเหตุการณ์บริเวณขอบ คำอธิบายนี่เปลี่ยนไปเมื่อค้นพบกลศาสตร์ควอนตัม การค้นคว้าในหัวข้อนี้แสดงให้เห็นว่านอกจากหลุมดำจะดึงวัตถุไว้ตลอดกาล แล้วยังมีการค่อย ๆ ปลดปล่อยพลังงานภายใน เรียกว่า รังสีฮอว์คิง และอาจสิ้นสุดลงในที่สุด อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีคำอธิบายเกี่ยวกับหลุมดำที่ถูกต้องตามทฤษฎีควอนตัม.

บิกแบงและหลุมดำ · รังสีฮอว์กิงและหลุมดำ · ดูเพิ่มเติม »

ขอบฟ้าเหตุการณ์

ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ขอบฟ้าเหตุการณ์ (event horizon) คือขอบเขตของปริภูมิ-เวลา ซึ่งโดยมากมักเป็นพื้นที่โดยรอบหลุมดำ ที่ซึ่งเหตุการณ์ต่างๆ ไม่อาจส่งออกมาถึงผู้สังเกตการณ์ภายนอกได้ แสงที่แผ่ออกมาจากภายในขอบฟ้าเหตุการณ์จะไม่มีวันเดินทางมาถึงผู้สังเกต และวัตถุใดๆ ที่ล่วงผ่านขอบฟ้าเหตุการณ์ไปจากฝั่งของผู้สังเกต จะมีสภาวะที่ช้าลงและดูเหมือนจะไม่สามารถข้ามผ่านขอบฟ้าเหตุการณ์ไปได้ ภาพที่เห็นจะเกิดภาวะการเคลื่อนไปทางแดงมากยิ่งขึ้นเรื่อยๆ เมื่อเวลาผ่านไป อย่างไรก็ดีวัตถุที่เคลื่อนที่นั้นจะไม่รู้สึกถึงความแตกต่าง และอันที่จริงได้ข้ามผ่านขอบฟ้าเหตุการณ์ไปแล้วในระยะเวลาที่แน่นอนขนาดหนึ่ง มีขอบฟ้าเหตุการณ์ที่พิเศษอยู่หลายประเภท รวมถึงชนิดที่แตกต่างไปโดยสิ้นเชิงเช่นที่พบรอบๆ หลุมดำ ส่วนขอบฟ้าเหตุการณ์อื่นๆ ที่ไม่เหมือนใครก็รวมไปถึง ขอบฟ้าเคาชีและคิลลิง (Cauchy and Killing horizon), ทรงกลมโฟตอน และเออร์โกสเฟียร์ จากทฤษฎี Reissner-Nordström solution, ขอบฟ้าอนุภาคและขอบฟ้าจักรวาลวิทยา ในวิชาจักรวาลวิทยา เป็นต้น หมวดหมู่:หลุมดำ หมวดหมู่:ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ หมวดหมู่:ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป.

ขอบฟ้าเหตุการณ์และบิกแบง · ขอบฟ้าเหตุการณ์และรังสีฮอว์กิง · ดูเพิ่มเติม »

เอนโทรปี

การละลายของน้ำแข็งในน้ำ นับเป็นตัวอย่างหนึ่งของการเพิ่มขึ้นของเอนโทรปีของน้ำแข็ง ซึ่งเดิมมีโมเลกุลเรียงอยู่กับที่ มาเป็นโมเลกุลเคลื่อนที่ไปมาภายในแก้ว เอนโทรปี (entropy) มาจากภาษากรีก εν (en) แปลว่าภายใน รวมกับ τρέπω (trepo) แปลว่า ไล่ หนี หรือ หมุน ถือเป็นหัวใจของกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับกระบวนการทางกายภาพที่เกิดขึ้นเองทางธรรมชาติ การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวมีแนวโน้มที่จะทำให้ความแตกต่างของ ไม่ว่าจะเป็น อุณหภูมิ แรงดัน ความหนาแน่น หรือค่าอื่น ๆ ในระบบค่อย ๆ น้อยลงจนกลืนเป็นเนื้อเดียวกัน ซึ่งต่างจากกฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ ซึ่งกล่าวถึงการอนุรักษ์พลังงาน เอนโทรปีเป็นจำนวนซึ่งใช้อธิบายระบบอุณหพลศาสตร์ เมื่อมองในระดับโมเลกุล กระบวนการทางกายภาพที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติทำให้โมเลกุลมีการเรียงตัวที่ไม่เป็นระเบียบมากขึ้น สามารถแทนได้ด้วยค่าเอนโทรปีที่เพิ่มขึ้น ในการคำนวณ นิยมใช้สัญลักษณ์ S ซึ่งนิยามจากสมการดิฟเฟอเรนเซียล dS.

บิกแบงและเอนโทรปี · รังสีฮอว์กิงและเอนโทรปี · ดูเพิ่มเติม »