สสารมืดและอะตอม

ทางลัด: ความแตกต่างความคล้ายคลึงกันค่าสัมประสิทธิ์การเปรียบเทียบ Jaccardการอ้างอิง

ความแตกต่างระหว่าง สสารมืดและอะตอม

สสารมืด vs. อะตอม

รมืด (Dark Matter) สสารมืดคือสสารในจักรวาลที่เรามองไม่เห็นแต่รู้ว่ามีอยู่ เพราะอิทธิพลจากแรงโน้มถ่วงของมันต่อสสารปกติในกาแล็กซี่ สสารมืดเป็นองค์ประกอบในอวกาศชนิดหนึ่งซึ่งเป็นเพียงสมมุติฐานทางด้านฟิสิกส์ดาราศาสตร์และจักรวาลวิทยา ว่ามันเป็นสสารซึ่งไม่สามารถส่องแสงหรือสะท้อนแสงได้เพียงพอที่ระบบตรวจจับการแผ่รังสีของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะสามารถตรวจจับได้โดยตรง แต่การมีอยู่ของมันศึกษาได้จากการสำรวจทางอินฟราเรดจากผลกระทบของแรงโน้มถ่วงรวมที่มีต่อวัตถุท้องฟ้าที่เรามองเห็น จากการสังเกตการณ์โครงสร้างขนาดใหญ่ในอวกาศที่ใหญ่กว่าดาราจักรในปัจจุบัน ตลอดจนถึงทฤษฎีบิกแบง นับได้ว่าสสารมืดเป็นส่วนประกอบของมวลจำนวนมากในเอกภพในสังเกตการณ์ของเรา ปรากฏการณ์ที่ตรวจพบอันเกี่ยวข้องกับสสารมืด เช่น ความเร็วในการหมุนตัวของดาราจักร ความเร็วในการโคจรของดาราจักรในกระจุกดาราจักร รวมถึงการกระจายอุณหภูมิของแก๊สร้อนในดาราจักรและในคลัสเตอร์ของดาราจักร สสารมืดยังมีบทบาทอย่างมากในการก่อตัวและการพัฒนาการของดาราจักร ผลการศึกษาด้านต่างๆ ล้วนบ่งชี้ว่า ในกระจุกดาราจักรและเอกภพโดยรวม ยังคงมีสสารชนิดอื่นอีกนอกเหนือจากสิ่งที่ตอบสนองต่อคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เรียกสสารโดยรวมเหล่านั้นว่า "สสารมืด" สสารปกติจะถูกตรวจจับได้จากการแผ่พลังงานออกมา เนบิวลา กาแล็กซี ดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ ต้นไม้ หรือแม้กระทั่งจุลชีพเล็กๆ จะถูกตรวจจับได้จากรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดใดชนิดหนึ่งที่แผ่ออกมา ทว่าสสารมืดจะไม่แผ่พลังงานเพียงพอที่จะตรวจจับได้โดยตรง นักวิทยาศาสตร์รู้ว่าในจักรวาลมีสสารมืดตั้งแต่ปี 1933 เมื่อ ฟริตซ์ ซวิคกี้ นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ของสถาบันเทคโนโลยีแห่งแคลิฟอร์เนีย ศึกษากระจุกกาแล็กซีโคมา โดยวัดมวลทั้งหมดของกระจุกกาแล็กซีนี้บนพื้นฐานการศึกษาการเคลื่อนที่ของกาแล็กซีบริเวณขอบของกระจุกกาแล็กซี สสารมืด มีมวลมากกว่าที่มองเห็น จากการประมาณค่าพบว่าการแผ่รังสีทั้งหมดในจักรวาลพบว่า 4% เป็นของวัตถุที่สามารถมองเห็นได้ 22% มาจากสสารมืด 74% มาจากพลังงานมืด แต่เป็นการยากมากที่จะทดสอบได้ว่าสสารมืดเกิดจากอะไร แต่เชื่อว่าน่าจะมาจากการประกอบกันของส่วนเล็ก ๆ ของ baryons จนเกิดเป็นสสารมืดขึ้น ซึ่งปัญหานี้เป็นปัญหาใหญ่ในการศึกษาด้านอนุภาคทางฟิสิกส์เนื่องจากมีมวลบางส่วนของระบบที่ศึกษาหายไป สสารมืด จึงเป็นสิ่งที่น่าสนใจในการศึกษาอย่างยิ่ง. อะตอม (άτομον; Atom) คือหน่วยพื้นฐานของสสาร ประกอบด้วยส่วนของนิวเคลียสที่หนาแน่นมากอยู่ตรงศูนย์กลาง ล้อมรอบด้วยกลุ่มหมอกของอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ นิวเคลียสของอะตอมประกอบด้วยโปรตอนที่มีประจุบวกกับนิวตรอนซึ่งเป็นกลางทางไฟฟ้า (ยกเว้นในกรณีของ ไฮโดรเจน-1 ซึ่งเป็นนิวไคลด์ชนิดเดียวที่เสถียรโดยไม่มีนิวตรอนเลย) อิเล็กตรอนของอะตอมถูกดึงดูดอยู่กับนิวเคลียสด้วยแรงแม่เหล็กไฟฟ้า ในทำนองเดียวกัน กลุ่มของอะตอมสามารถดึงดูดกันและกันก่อตัวเป็นโมเลกุลได้ อะตอมที่มีจำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนเท่ากันจะมีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้า มิฉะนั้นแล้วมันอาจมีประจุเป็นบวก (เพราะขาดอิเล็กตรอน) หรือลบ (เพราะมีอิเล็กตรอนเกิน) ซึ่งเรียกว่า ไอออน เราจัดประเภทของอะตอมด้วยจำนวนโปรตอนและนิวตรอนที่อยู่ในนิวเคลียส จำนวนโปรตอนเป็นตัวบ่งบอกชนิดของธาตุเคมี และจำนวนนิวตรอนบ่งบอกชนิดไอโซโทปของธาตุนั้น "อะตอม" มาจากภาษากรีกว่า ἄτομος/átomos, α-τεμνω ซึ่งหมายความว่า ไม่สามารถแบ่งได้อีกต่อไป หลักการของอะตอมในฐานะส่วนประกอบที่เล็กที่สุดของสสารที่ไม่สามารถแบ่งได้อีกต่อไปถูกเสนอขึ้นครั้งแรกโดยนักปรัชญาชาวอินเดียและนักปรัชญาชาวกรีก ซึ่งจะตรงกันข้ามกับปรัชญาอีกสายหนึ่งที่เชื่อว่าสสารสามารถแบ่งแยกได้ไปเรื่อยๆ โดยไม่มีสิ้นสุด (คล้ายกับปัญหา discrete หรือ continuum) ในคริสต์ศตวรรษที่ 17-18 นักเคมีเริ่มวางแนวคิดทางกายภาพจากหลักการนี้โดยแสดงให้เห็นว่าวัตถุหนึ่งๆ ควรจะประกอบด้วยอนุภาคพื้นฐานที่ไม่สามารถแบ่งแยกได้อีกต่อไป ระหว่างช่วงปลายคริสต์ศตวรรษที่ 19 และต้นคริสต์ศตวรรษที่ 20 นักฟิสิกส์ค้นพบส่วนประกอบย่อยของอะตอมและโครงสร้างภายในของอะตอม ซึ่งเป็นการแสดงว่า "อะตอม" ที่ค้นพบตั้งแต่แรกยังสามารถแบ่งแยกได้อีก และไม่ใช่ "อะตอม" ในความหมายที่ตั้งมาแต่แรก กลศาสตร์ควอนตัมเป็นทฤษฎีที่สามารถนำมาใช้สร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของอะตอมได้เป็นผลสำเร็จ ตามความเข้าใจในปัจจุบัน อะตอมเป็นวัตถุขนาดเล็กที่มีมวลน้อยมาก เราสามารถสังเกตการณ์อะตอมเดี่ยวๆ ได้โดยอาศัยเครื่องมือพิเศษ เช่น กล้องจุลทรรศน์แบบส่องกราดในอุโมงค์ มวลประมาณ 99.9% ของอะตอมกระจุกรวมกันอยู่ในนิวเคลียสไอโซโทปส่วนมากมีนิวคลีออนมากกว่าอิเล็กตรอน ในกรณีของ ไฮโดรเจน-1 ซึ่งมีอิเล็กตรอนและนิวคลีออนเดี่ยวอย่างละ 1 ตัว มีโปรตอนอยู่ \begin\frac \approx 0.9995\end, หรือ 99.95% ของมวลอะตอมทั้งหมด โดยมีโปรตอนและนิวตรอนเป็นมวลที่เหลือประมาณเท่า ๆ กัน ธาตุแต่ละตัวจะมีอย่างน้อยหนึ่งไอโซโทปที่มีนิวเคลียสซึ่งไม่เสถียรและเกิดการเสื่อมสลายโดยการแผ่รังสี ซึ่งเป็นสาเหตุให้เกิดการแปรนิวเคลียสที่ทำให้จำนวนโปรตอนและนิวตรอนในนิวเคลียสเปลี่ยนแปลงไป อิเล็กตรอนที่โคจรรอบอะตอมจะมีระดับพลังงานที่เสถียรอยู่จำนวนหนึ่งในลักษณะของวงโคจรอะตอม และสามารถเปลี่ยนแปลงระดับไปมาระหว่างกันได้โดยการดูดซับหรือปลดปล่อยโฟตอนที่สอดคล้องกับระดับพลังงานที่ต่างกัน อิเล็กตรอนเหล่านี้เป็นตัวกำหนดคุณสมบัติทางเคมีของธาตุ และมีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณสมบัติทางแม่เหล็กของอะตอม แนวคิดที่ว่าสสารประกอบด้วยหน่วยย่อยๆ ไม่ต่อเนื่องกันและไม่สามารถแบ่งออกเป็นชิ้นส่วนที่เล็กไปได้อีก เกิดขึ้นมานับเป็นพันปีแล้ว แนวคิดเหล่านี้มีรากฐานอยู่บนการให้เหตุผลทางปรัชญา นักปรัชญาได้เรียกการศึกษาด้านนี้ว่า ปรัชญาธรรมชาติ (Natural Philosophy) จนถึงยุคหลังจากเซอร์ ไอแซค นิวตัน จึงได้มีการบัญญัติศัพท์คำว่า 'วิทยาศาสตร์' (Science) เกิดขึ้น (นิวตันเรียกตัวเองว่าเป็น นักปรัชญาธรรมชาติ (natural philosopher)) ทดลองและการสังเกตการณ์ ธรรมชาติของอะตอม ของนักปรัชญาธรรมชาติ (นักวิทยาศาสตร์) ทำให้เกิดการค้นพบใหม่ ๆ มากมาย การอ้างอิงถึงแนวคิดอะตอมยุคแรก ๆ สืบย้อนไปได้ถึงยุคอินเดียโบราณในศตวรรษที่ 6 ก่อนคริสตกาล โดยปรากฏครั้งแรกในศาสนาเชน สำนักศึกษานยายะและไวเศษิกะได้พัฒนาทฤษฎีให้ละเอียดลึกซึ้งขึ้นว่าอะตอมประกอบกันกลายเป็นวัตถุที่ซับซ้อนกว่าได้อย่างไร ทางด้านตะวันตก การอ้างอิงถึงอะตอมเริ่มขึ้นหนึ่งศตวรรษหลังจากนั้นโดยลิวคิพพุส (Leucippus) ซึ่งต่อมาศิษย์ของเขาคือ ดีโมครีตุส ได้นำแนวคิดของเขามาจัดระเบียบให้ดียิ่งขึ้น ราว 450 ปีก่อนคริสตกาล ดีโมครีตุสกำหนดคำว่า átomos (ἄτομος) ขึ้น ซึ่งมีความหมายว่า "ตัดแยกไม่ได้" หรือ "ชิ้นส่วนของสสารที่เล็กที่สุดไม่อาจแบ่งแยกได้อีก" เมื่อแรกที่ จอห์น ดาลตัน ตั้งทฤษฎีเกี่ยวกับอะตอม นักวิทยาศาสตร์ในสมัยนั้นเข้าใจว่า 'อะตอม' ที่ค้นพบนั้นไม่สามารถแบ่งแยกได้อีกแล้ว ถึงแม้ต่อมาจะได้มีการค้นพบว่า 'อะตอม' ยังประกอบไปด้วย โปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน แต่นักวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันก็ยังคงใช้คำเดิมที่ดีโมครีตุสบัญญัติเอาไว้ ลัทธินิยมคอร์พัสคิวลาร์ (Corpuscularianism) ที่เสนอโดยนักเล่นแร่แปรธาตุในคริสต์ศตวรรษที่ 13 ซูโด-กีเบอร์ (Pseudo-Geber) หรือบางครั้งก็เรียกกันว่า พอลแห่งทารันโท แนวคิดนี้กล่าวว่าวัตถุทางกายภาพทุกชนิดประกอบด้วยอนุภาคขนาดละเอียดเรียกว่า คอร์พัสเคิล (corpuscle) เป็นชั้นภายในและภายนอก แนวคิดนี้คล้ายคลึงกับทฤษฎีอะตอม ยกเว้นว่าอะตอมนั้นไม่ควรจะแบ่งต่อไปได้อีกแล้ว ขณะที่คอร์พัสเคิลนั้นยังสามารถแบ่งได้อีกในหลักการ ตัวอย่างตามวิธีนี้คือ เราสามารถแทรกปรอทเข้าไปในโลหะอื่นและเปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายในของมันได้ แนวคิดนิยมคอร์พัสคิวลาร์อยู่ยั่งยืนยงเป็นทฤษฎีหลักตลอดเวลาหลายร้อยปีต่อมา ในปี..

บิกแบง

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..

บิกแบงและสสารมืด · บิกแบงและอะตอม · ดูเพิ่มเติม »

นาซา

องค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติ (National Aeronautics and Space Administration) หรือ นาซา (NASA) ก่อตั้งขึ้นเมื่อวันที่ 29 กรกฎาคม พ.ศ. 2501 (ค.ศ. 1958) ตามรัฐบัญญัติการบินและอวกาศแห่งชาติ เป็นหน่วยงานส่วนราชการ รับผิดชอบในโครงการอวกาศและงานวิจัยห้วงอากาศอวกาศ (aerospace) ระยะยาวของสหรัฐอเมริกา คอยจัดการหรือควบคุมระบบงานวิจัยทั้งกับฝ่ายพลเรือนและฝ่ายทหาร ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2549 องค์การนาซาได้ประกาศภารกิจหลักคือการบุกเบิกอนาคตแห่งการสำรวจอวกาศ การค้นพบทางวิทยาศาสตร์ และงานวิจัยทางการบินและอวกาศ คำขวัญขององค์การนาซาคือ "เพื่อประโยชน์ของคนทุกคน" (For the benefit of all).

นาซาและสสารมืด · นาซาและอะตอม · ดูเพิ่มเติม »

เอกภพที่สังเกตได้

มุมกว้างของท้องฟ้าถ่ายด้วยเทคนิค near-infrared แสดงให้เห็นการกระจายตัวของกาแล็กซีต่างๆ นอกเหนือจากทางช้างเผือก มีจำนวนทั้งสิ้นมากกว่า 1.5 ล้านกาแล็กซี ตามทฤษฎีบิกแบง เอกภพที่สังเกตได้ (Observable Universe) คือขอบเขตห้วงอวกาศในกรอบทรงกลมที่มีจุดศูนย์กลางที่ผู้สังเกตการณ์ ที่มีขนาดเล็กพอที่เราจะสังเกตวัตถุต่างๆ ภายในได้ เช่น ระยะเวลาที่นานพอสำหรับการแพร่สัญญาณจากวัตถุ ณ เวลาใดๆ หลังเหตุการณ์บิกแบง มีการเคลื่อนที่เท่าความเร็วแสง และเดินทางมาถึงผู้สังเกตการณ์ ณ เวลาปัจจุบัน ทุกๆ ตำแหน่งมีเอกภพที่สังเกตได้ของจุดนั้นๆ ซึ่งอาจพอดีหรือเหลื่อมกันกับเอกภพที่สังเกตได้จากโลก ในทางทฤษฎีเอกภพที่สังเกตได้อาจมีขนาดเล็กกว่าหรือใหญ่กว่าขนาดของเอกภพจริง.

สสารมืดและเอกภพที่สังเกตได้ · อะตอมและเอกภพที่สังเกตได้ · ดูเพิ่มเติม »