ดาราศาสตร์

http://th.wikipedia.org/w/index.php?title=%E0%B8%94%E0%B8%B2%E0%B8%A3%E0%B8%B2%E0%B8%A8%E0%B8%B2%E0%...
สถานีย่อย สถานีย่อย:ดาราศาสตร์

ดาราศาสตร์ คือ วิชาวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวกับการสังเกตและอธิบายธรรมชาติ ของดาวและวัตถุท้องฟ้า ศึกษาต้นกำเนิด วิวัฒนาการ สมบัติทางกายภาพและทางเคมี ของวัตถุต่าง ๆ รวมทั้งปรากฏการณ์ธรรมชาติที่สามารถสังเกตการณ์ได้ในท้องฟ้า เช่น อุปราคา ดาวหาง ดาวตก เป็นต้น

ดาราศาสตร์เป็นวิทยาศาสตร์สาขาหนึ่งในจำนวนไม่มากนักที่นักสมัครเล่น ยังคงมีบทบาทสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการค้นพบและเฝ้าสังเกตปรากฏการณ์ต่าง ๆ อาทิ ดาวหาง การเปลี่ยนแปลงความสว่างของดาวแปรแสง บางคนอาจเข้าใจผิดโดยการนำดาราศาสตร์ไปปะปนกับโหราศาสตร์ หรือคิดว่าสองอย่างนี้เป็นสิ่งเดียวกัน แม้ว่าศาสตร์ทั้งสองจะมีจุดกำเนิดร่วมกัน แต่ปัจจุบันมีความแตกต่างกันอย่างมาก นักดาราศาสตร์ใช้ระเบียบวิธีทางวิทยาศาสตร์ แต่นักโหราศาสตร์ใช้หลักสถิติทางคณิตศาสตร์ คำนวณความน่าจะเป็น

สารบัญ

หมวดหมู่ของดาราศาสตร์

ดาราศาสตร์ในยุคกรีกโบราณและอารยธรรมอื่นในยุคต้น ๆ ส่วนใหญ่เป็นการศึกษาการวัดตำแหน่งดาว ซึ่งคือการวัดตำแหน่งดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ในท้องฟ้า ต่อมา งานของเคปเลอร์และนิวตันปูทางไปสู่กลศาสตร์ฟ้า เป็นการใช้คณิตศาสตร์มาพยากรณ์การเคลื่อนที่ของวัตถุท้องฟ้าในระบบสุริยะ ที่อยู่ภายใต้อิทธิพลความโน้มถ่วงซึ่งกันและกัน นับว่านักดาราศาสตร์ในสมัยนั้นต้องใช้ความเพียรพยายามอย่างยิ่งเพราะแต่ก่อนไม่มีเครื่องคิดเลข ปัจจุบันสองสาขานี้อาจแยกกันไม่ออก เพราะสามารถใช้อุปกรณ์วัดตำแหน่งและคอมพิวเตอร์คำนวณการเคลื่อนที่ของวัตถุที่สนใจได้อย่างง่ายดาย

นับจากต้นคริสต์ศตวรรษที่ 20 ดาราศาสตร์อาจแบ่งได้เป็นสองส่วนใหญ่ ๆ คือ ดาราศาสตร์สังเกตการณ์ (observational astronomy) และ ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ทฤษฎี (theoretical astrophysics) โดยมากนักดาราศาสตร์แต่ละคนจะมีความเชี่ยวชาญเฉพาะด้านใดด้านหนึ่ง แม้ว่าจำเป็นต้องใช้ทั้งสองอย่างในงานวิจัยของตน เพราะแต่ละอย่างต้องอาศัยความชำนาญที่ต่างกัน ดาราศาสตร์สังเกตการณ์เน้นไปที่การเก็บข้อมูล ซึ่งครอบคลุมถึงการสร้าง/ดูแลรักษาเครื่องมือ และกระบวนการที่นำไปสู่การได้มาของข้อมูลสุดท้ายที่เชื่อถือได้ ส่วนอีกสาขาหนึ่ง คือ ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ทฤษฎีจะเกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์ผลการสังเกตการณ์ และสร้างแบบจำลองแบบต่าง ๆ ด้วยคอมพิวเตอร์

นอกจากการแบ่งอย่างหยาบข้างต้น เรายังอาจแบ่งดาราศาสตร์ออกเป็นหมวดหมู่ตามหัวข้อที่สนใจหรือข้อปัญหา เช่น การก่อเกิดดาวฤกษ์ จักรวาลวิทยา หรือการแบ่งหมวดตามวิธีการของการเข้าถึงข้อมูล

การแบ่งหมวดตามหัวข้อและข้อปัญหา

  • วิชาวัดตำแหน่งดาว (Astrometry): ศึกษาตำแหน่งและการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของวัตถุท้องฟ้า กำหนดนิยามในการระบุพิกัดและ จลนศาสตร์ของวัตถุในดาราจักรของเรา
  • ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ (Astrophysics): ศึกษาฟิสิกส์ของเอกภพ รวมถึงสมบัติทางกายภาพ (สภาพส่องสว่าง ความหนาแน่น อุณหภูมิ องค์ประกอบทางเคมี) ของวัตถุทางดาราศาสตร์
  • จักรวาลวิทยา (Cosmology): ศึกษาต้นกำเนิดและวิวัฒนาการของเอกภพ กล่าวได้ว่าเป็นแขนงที่ใหญ่ที่สุดของฟิสิกส์ดาราศาสตร์ทฤษฎี
  • การก่อกำเนิดและวิวัฒนาการของดาราจักร (Galaxy formation and evolution): การศึกษาการก่อกำเนิดและวิวัฒนาการของดาราจักร
  • ดาราศาสตร์ดาราจักร (Galactic astronomy): ศึกษาโครงสร้างและองค์ประกอบของดาราจักรของเราและดาราจักรอื่น
  • ดาราศาสตร์ดาราจักรนอกระบบ (Extragalactic astronomy): ศึกษาวัตถุ (ดาราจักรเป็นหลัก) ที่อยู่นอกดาราจักรทางช้างเผือก
  • ดาราศาสตร์ดาวฤกษ์ (Stellar astronomy): ศึกษาดาวฤกษ์
  • วิวัฒนาการดาวฤกษ์ (Stellar evolution): ศึกษาวิวัฒนากรของดาวฤกษ์นับจากเริ่มก่อกำเนิดไปจนถึงอวสานของดาวเหลือเป็นซากดาว
  • การก่อกำเนิดดาวฤกษ์ (Star formation): ศึกษาเงื่อนไขและกระบวนการที่นำไปสู่การก่อกำเนิดของดาวฤกษ์ คือ สภาพภายในของหมอกแก๊สและกระบวนการของการก่อตัว
  • ชีววิทยาดาราศาสตร์ (Astrobiology): ศึกษาการมาถึงและวิวัฒนาการของระบบชีววิทยาในเอกภพ

นอกจากนี้ ยังมีหัวข้ออื่นที่อาจนับเป็นส่วนหนึ่งของดาราศาสตร์ ได้แก่

  • โบราณดาราศาสตร์ (Archaeoastronomy)
  • เคมีดาราศาสตร์ (Astrochemistry)

การแบ่งหมวดตามวิธีการของการเข้าถึงข้อมูล

ในทางดาราศาสตร์ สารสนเทศส่วนใหญ่ได้จากการตรวจหาและวิเคราะห์โฟตอนซึ่งเป็นการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า แต่อาจได้จากข้อมูลที่มากับรังสีคอสมิก นิวทริโน ดาวตก และในอนาคตอันใกล้อาจได้จากคลื่นความโน้มถ่วง

การแบ่งหมวดของดาราศาสตร์แบบดั้งเดิม แบ่งได้ตามการสังเกตการณ์สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าในย่านต่าง ๆ คือ

  • ดาราศาสตร์เชิงแสง (Optical astronomy) ใช้อุปกรณ์เฉพาะในการตรวจหาและวิเคราะห์แสงในความยาวคลื่นที่สามารถมองเห็นได้ด้วยดวงตามนุษย์ (ประมาณ 400 - 800 นาโนเมตร) เครื่องมือที่ง่ายที่สุด คือ กล้องโทรทรรศน์ และอาจมีเครื่องบันทึกภาพอิเล็กทรอนิกส์ และสเปกโทรกราฟ
  • ดาราศาสตร์อินฟราเรด (Infrared astronomy) ตรวจหาและวิเคราะห์การแผ่รังสีอินฟราเรด (ความยาวคลื่นยาวกว่าแสงสีแดง) เครื่องมือที่พบบ่อยที่สุด คือ กล้องโทรทรรศน์ที่ติดตั้งอุปกรณ์ที่เหมาะกับการศึกษาในย่านอินฟราเรด มีการใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเพื่อตัดปัญหาสัญญาณรบกวน (การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า) จากบรรยากาศโลก
  • ดาราศาสตร์วิทยุ (Radio astronomy) ตรวจหาการแผ่รังสีในความยาวคลื่นระดับมิลลิเมตรถึงเดคาเมตร เครื่องรับสัญญาณเหมือนกับที่ใช้ในการถ่ายทอดสัญญาณวิทยุ แต่มีความไวต่อสัญญาณมากกว่า ดู กล้องโทรทรรศน์วิทยุ
  • ดาราศาสตร์พลังงานสูง (High-energy astronomy)

การเก็บข้อมูลวิชาดาราศาสตร์เชิงแสงและดาราศาสตร์วิทยุ สามารถกระทำได้ในหอดูดาวบนพื้นโลก เนื่องจากความยาวคลื่นในย่านนั้นสามารถผ่านทะลุบรรยากาศโลกได้ แต่ไอน้ำดูดกลืนแสงอินฟราเรดได้มาก หอดูดาวในย่านอินฟราเรดจึงต้องอยู่บนที่สูงและแห้งในอวกาศ

บรรยากาศเป็นอุปสรรคสำคัญในการศึกษาวิชาดาราศาสตร์ในความยาวคลื่นอื่น ๆ ได้แก่ ดาราศาสตร์รังสีเอกซ์ (X-ray astronomy) ดาราศาสตร์รังสีแกมมา (gamma-ray astronomy) ดาราศาสตร์รังสีอัลตราไวโอเลต (UV astronomy) และดาราศาสตร์รังสีอินฟราเรดไกล (Far infrared astronomy) จึงต้องอาศัยบัลลูนหรือหอดูดาวลอยฟ้า อย่างไรก็ตาม รังสีแกมมาพลังงานสูงสามารถตรวจพบได้เมื่อเกิดปรากฏการณ์ฝนจักรวาล และอาจถือการศึกษารังสีคอสมิก เป็นสาขาหนึ่งของดาราศาสตร์

ประวัติโดยย่อ

ดาราศาสตร์นับเป็นวิชาที่เก่าแก่ที่สุดวิชาหนี่ง เพราะนับแต่มีมนุษย์อยู่บนโลก เขาย่อมได้เห็นได้สัมผัสกับสิ่งแวดล้อมตามธรรมชาติเสมอมา แล้วก็เริ่มสังเกตจดจำและเล่าต่อๆ กัน เช่น เมื่อมองออกไปรอบตัวเห็นพื้นดินราบ ดูออกไปไกลๆ ก็ยังเห็นแบน จึงคิดกันว่าโลกแบน มองฟ้าเห็นโค้งคล้ายฝาชีหรือโดม มีดาวให้เห็นเคลื่อนข้ามศีรษะไปทุกคืน กลางวันมีลูกกลมแสงจ้า ให้แสง สี ความร้อน ซึ่งก็คือ ดวงอาทิตย์ ที่เคลื่อนขึ้นมาแล้วก็ลับขอบฟ้าไป ดวงอาทิตย์จึงมีความสำคัญกับเขามาก

ชนเผ่าแรกที่สักการะสังเวยดวงอาทิตย์ อาจจะเป็นชนเผ่าซูเมอเรียน (Sumerians) ผู้สร้างความรุ่งเรืองให้ชาวแบบิโลเนียน (Babylonians) เมื่อราว 4,000 ปีก่อนคริสตกาล ครั้นมาถึงรัชสมัยพระเจ้าฟาโรห์อัคเฮนตัน (Pharaoh Akhenaton) ราว 1,400 ปีก่อนคริสตกาล ก็ทรงถือดวงอาทิตย์เป็นสุริยเทพ มีการสร้างวิหารอุทิศแด่สุริยเทพด้วย การบวงสรวงดวงอาทิตย์ ยังแพร่ไปถึงชนเผ่าอินคา (Incas) ในเปรู และเผ่าอัซเทก (Aztecs) ในเม็กซิโก

นอกจากนั้น ยังจะต้องมีการสังเกตดวงดาว และปรากฏการณ์ที่เกิดจากดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ มาแต่ดึกดำบรรพ์ จึงมีรูปเขียนเป็นหลักฐานไว้ตามผนังถ้ำ รอยสลักบนแผ่นดินเหนียวเผา แผ่นไม้ หรือแผ่นหิน ให้เราได้ใช้เป็นหลักฐานไว้ใช้ในการศึกษาค้นคว้า

ดูเพิ่ม

ลิงก์ภายนอก

  • โครงการลีซ่า โครงการเรียนรู้เรื่องวิทยาศาสตร์โลกและอวกาศ โดยหอดูดาวเกิดแก้ว สนับสนุนโดยสำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย
  • สมาคมดาราศาสตร์ไทย
  • ศูนย์วิทยาศาสตร์เพื่อการศึกษา (ท้องฟ้าจำลองกรุงเทพ)
  • หอดูดาวเกิดแก้ว
  • ดูดาวดอทคอม
  • ดาราศาสตร์ดอทคอม
  • โครงการเครือข่ายสารสนเทศดาราศาสตร์สำหรับโรงเรียน
ป้ายบอกทาง