โรงเรียนบ้านศิลางาม

หมู่ที่ 10 บ้านบ้านศิลางาม ตำบลท่าอุแท อำเภอกาญจนดิษฐ์ จังหวัดสุราษฎร์ธานี 84340

Mon - Fri: 9:00 - 17:30

077-380147

แสง อธิบายเกี่ยวกับการหักเหและขอบเขตรวมทั้งปรากฏการณ์ของเรดชิฟต์

แสง แผนภาพจำลองการหักเหของปริซึมสามเหลี่ยมของแสงแดด ขอบเขตของแสงที่มองไม่เห็นนั้นใหญ่กว่า และเป็นคำทั่วไป รังสีอัลตราไวโอเลต รังสีอินฟราเรด และรังสีเอกซ์ที่เรามักเรียกว่าเป็นของสิ่งนี้ การแนะนำของสเปกตรัมทำให้เราค่อยๆ ตระหนักว่าความถี่ของแสงไม่มีขอบเขต และการรับรู้ของมนุษย์เกี่ยวกับแสงมีจำกัด ดังนั้น ความขัดแย้งของไฮน์ริช วิลเฮล์ม มาเธียส โอลเบอร์ส จึงดึงดูดความสนใจของนักดาราศาสตร์อีกครั้ง

แสงที่ไฮน์ริช วิลเฮล์ม มาเธียส โอลเบอร์สบอกว่า น่าจะมีอยู่จริงแต่เรามองไม่เห็น นั่นคือ มีดวงไฟในจักรวาลที่ส่องแสงบนโลกทุกขณะ แต่แสงเหล่านี้ไม่มีมนุษย์คนไหนมองเห็น เหมือนแสงในท้องฟ้ายามค่ำคืนของเรามืดสนิท ปรากฏการณ์เรดชิฟต์ ปรากฏขึ้นครั้งแรกในการทดลองคลื่นกลของมนุษย์ นักวิจัยพบว่าหากคลื่นเคลื่อนที่ตลอดเวลา ยิ่งอยู่ห่างจากเครื่องรับมากเท่าใด ความยาวคลื่นก็จะยิ่งนานขึ้น และความถี่จะลดลง

เมื่อเข้าใกล้เครื่องรับมากขึ้น ความยาวคลื่นสั้นลง และความถี่เพิ่มขึ้น จากการเปรียบเทียบ เมื่อพิจารณาว่าแสงมีธรรมชาติของคลื่นด้วย นักวิทยาศาสตร์เริ่มทำการทดลองทันที และได้ผลเช่นเดียวกับคลื่นกล ยิ่งแสงอยู่ห่างจากจุดรับแสงมากเท่าไร คลื่นแสงก็ยิ่งยาวขึ้น และในสเปกตรัมก็จะยิ่งมีสเปกตรัม แสงสีแดงคือขีดจำกัดของความยาวคลื่นที่ดวงตาของมนุษย์สามารถมองเห็นได้ และแสงที่อยู่นอกเหนือแสงนั้นเรียกว่า อินฟราเรด

ในทำนองเดียวกัน ปรากฏการณ์ที่เส้นสเปกตรัมเคลื่อนที่ไปยังบริเวณสเปกตรัมสีม่วง เรียกว่า การเลื่อนสีน้ำเงินซึ่งแสดงให้เห็นว่าคลื่นแสงสั้นลงและความถี่สูงขึ้น มีปรากฏการณ์เรดชิฟต์ทั่วไป 3 ประการในเอกภพ ได้แก่ ประการที่ 1 ดอปเปลอร์เรดชิฟต์ เกิดจากแหล่งกำเนิดรังสีเคลื่อนที่ออกจากเราในอวกาศคงที่ ประการที่ 2 เรดชิฟต์แรงโน้มถ่วง เกิดจากโฟตอนที่แผ่ออกจากสนามโน้มถ่วงและประการที่ 3 เรดชิฟต์จักรวาลวิทยา เกิดจากการขยายตัวของเอกภพเองแสงดอปเปลอร์เรดชิฟต์แสดงให้เห็นว่า ดาวที่ส่องสว่างเหล่านั้นกำลังเคลื่อนตัวออกจากโลกของเรา และแสงที่เปล่งออกมายังถูกยืดออกไปตามความยาวคลื่นในระหว่างกระบวนการนี้ จนกว่าความยาวคลื่นจะมากกว่า 400 นาโนเมตร และมนุษย์ไม่สามารถมองเห็นได้อีกต่อไป กล่าวคือ ตำแหน่งของดวงดาวในเอกภพไม่คงที่ แล้วอะไรคือแรงที่ทำให้ดวงดาวที่ส่องสว่างอยู่ห่างจากโลก

จักรวาลกำเนิดขึ้นจากการระเบิด และตั้งแต่การระเบิด มันก็ยังไม่หยุดขยายตัว คนแรกที่หยิบยกแนวคิดการขยายตัวของเอกภพคือ เอ็ดวิน ฮับเบิล นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกันผู้มีชื่อเสียง เขาเสนอข้อสรุปว่า เนบิวลาทั้งหมดเคลื่อนที่ออกจากกัน และยิ่งไกลออกไป เนบิวลาก็จะยิ่งห่างออกไป ในความเป็นจริง จากการสังเกตการณ์ที่ไม่หยุดนิ่งของนักดาราศาสตร์ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา

เอกภพกำลังขยายตัวด้วยความเร็วที่เราไม่สามารถจินตนาการได้ เทห์ฟากฟ้าบางส่วนอาจเคลื่อนออกจากโลกด้วยความเร็ว 1 ใน 3 ของความเร็วแสงแล้ว เนื่องจากเอกภพกำลังขยายตัว ทำไมระยะห่างระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์จึงไม่เพิ่มขึ้น และเรายังคงมองเห็นแสงของดวงอาทิตย์ได้ การขยายตัวของเอกภพเกิดขึ้นระหว่างกาแล็กซีต่างๆ โลกอยู่ในระบบสุริยะ

ตามทฤษฎีแล้ว ดวงอาทิตย์กำลังเคลื่อนที่ออกไปจริง แต่ความเร็วนี้ช้ากว่าความเร็วของดาวฤกษ์อื่นๆ มาก ดังนั้น แสงของดวงอาทิตย์จึงไม่เปลี่ยนเป็นสีแดงทั้งหมด สิ่งที่ขับเคลื่อนการขยายตัวของเอกภพคือ พลังงานมืด ซึ่งมีมาตั้งแต่การระเบิดของเอกภพ พลังงานมืดเป็นคำทั่วไปสำหรับพลังของมนุษย์ที่ไม่รู้จักทั้งหมดในเอกภพ เพราะไม่ดูดกลืน สะท้อน และแผ่แสง และไม่สามารถถูกตรวจพบโดยเทคโนโลยีของมนุษย์ในปัจจุบัน

แนวคิดของพลังงานมืดถูกเสนอโดยนักฟิสิกส์ชื่อดัง อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ในปี 2460 สมการที่ได้มาจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของเขา แสดงให้เห็นว่าเอกภพมีการเคลื่อนที่ และก่อนหน้านั้น อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์เสนอว่าเอกภพหยุดนิ่ง เห็นได้ชัดว่าทั้ง 2 ทฤษฎีขัดแย้งกัน จากนั้นอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ได้แนะนำค่าคงที่จักรวาลวิทยาเข้าไปในสมการ นักวิทยาศาสตร์ในภายหลังตั้งชื่อพลังงานมืดบนพื้นฐานนี้ เอกภพมีอายุประมาณ 14.6 พันล้านปี

แต่เส้นผ่านศูนย์กลางของเอกภพมีมากกว่า 92 พันล้านปีแสง ซึ่งเราสามารถเห็นความเร็วการขยายตัวของจักรวาลได้ จากข้อมูลภาพ โชคไม่ดีที่ในอวกาศจักรวาลที่กำลังขยายตัวความยาวคลื่นของแสงเหล่านี้จะยาวขึ้น และความถี่จะสั้นลงมนุษย์มองไม่เห็น เพราะคิดว่าไม่มีอะไรอยู่ที่นั่น เมื่อพิจารณาให้ดีแล้ว ไม่ใช่ว่าไม่มีแสงสว่างในจักรวาล แต่มนุษย์มองไม่เห็น ความรู้สึกนี้ก็เพียงพอแล้วที่จะทำให้ผู้คนสิ้นหวัง

แม้ว่ามนุษย์จะรู้น้อยมากเกี่ยวกับพลังงานมืด แต่ก็ปฏิเสธไม่ได้ว่าวันหนึ่งพลังงานมืดจะหมดไปเสมอ แต่เมื่อพลังงานมืดหมดลง เอกภพจะเย็นลง และขยายตัวช้าลง เมื่อถึงจุดสมดุล อุณหภูมิเฉลี่ยจะลดลงถึงศูนย์ และทุกอย่างจะหยุดนิ่ง แต่ถ้าเกิดขึ้นจริง โลกคงไม่มีอะไรนอกจากความสิ้นหวัง ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ความมืดของกลางคืนเป็นเพราะสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่มองไม่เห็นแสงเกินกว่าความยาวคลื่นที่ตามองเห็น

การมองไม่เห็นไม่ได้หมายความว่าไม่มีแสง โลกของเราถูกล้อมรอบด้วยคลื่นแสงตลอดเวลา ข้อดีอย่างหนึ่งของการล่องหนคือ คุณสามารถพักผ่อนในเวลากลางคืน และเตรียมพร้อมสำหรับวันถัดไป แสง ที่มองไม่เห็นเกิดจากปรากฏการณ์เรดชิฟต์ ซึ่งเป็นหนึ่งในข้อพิสูจน์ของการขยายตัวของเอกภพ กล่าวคือ คืนมืดที่มนุษย์มองเห็นเป็นผลจากการขยายตัวของเอกภพ หากวันหนึ่งการขยายตัวนี้หยุดลง และปรากฏการณ์เรดชิฟต์ไม่เกิดขึ้นอีกต่อไป

สิ่งมีชีวิตบนโลกจะมองเห็นแสงสว่างที่เต็มจักรวาล ระบบนิเวศวิทยาบนโลกจะหยุดชะงัก และทั้งโลกจะอยู่ในสภาพกลางวันมาก โชคดีที่สถานการณ์นี้จะไม่เกิดขึ้นในขณะนี้ เราต้องใช้เวลาอีกนานในการหาพลังงานมืดที่ขับเคลื่อนการขยายตัว นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่า 99 เปอร์เซ็นต์ ของพลังงานมืดในเอกภพไม่เป็นที่รู้จัก ดังนั้น จึงเป็นไปไม่ได้ในเร็วๆ นี้ การขยายจะดำเนินต่อไป

บทส่งท้าย เป็นเวลานานแล้วที่มนุษย์คิดว่า ท้องฟ้าที่มืดมิดในยามค่ำคืนเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติตามปกติเนื่องจากไม่มีแสง อย่างไรก็ตาม ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยี และการสำรวจจักรวาลของมนุษย์อย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้น ทำให้มีข้อเท็จจริงที่สิ้นหวังอยู่ สิ่งที่เรียกว่าคืนมืดเป็นผลมาจากการขยายตัวของเอกภพ เอกภพของเราเต็มไปด้วยแสงต่างๆ ที่มีพลังงานต่างกัน และมีความยาวคลื่น และความถี่ต่างกันแต่เราไม่สามารถมองเห็นแสงเหล่านี้ได้

ดวงตาของเราได้สูญเสียสีสันที่สวยงามตามที่ควรจะเป็น ซึ่งดูเหมือนว่าจักรวาลจะเล่นตลกกับมนุษย์ อย่างไรก็ตาม เอกภพเป็นแบบอนุรักษนิยม แม้ว่าจะทำให้ดาวดวงอื่นมีสีดำ แต่ก็ยังมีดวงดาวอยู่ทั่วท้องฟ้า ดวงดาวเหล่านี้กลายเป็นการตรัสรู้ของจิตสำนึกจักรวาลของมนุษย์ และตั้งแต่นั้นมา ก็เริ่มการเดินทางสู่ทะเลแห่งดวงดาว เราไม่สามารถมองเห็นสีของเอกภพได้จนถึงตอนนี้ แต่เรารู้จักดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกลเพราะมันมองไม่เห็น

บทความที่น่าสนใจ เหมืองถ่านหิน การอธิบายความรู้เกี่ยวกับเหมืองถ่านหินฝู่ชุ่นแห่งประเทศจีน