เอกสารประกอบการสอน

วชาวทยาศาสตรทวไป

ชนมธยมศกษาปท 4

เรอง

โลก ดาราศาสตรและอวกาศ

จดทำาโดย

ครวชย เจรญศร

กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตรโรงเรยนเบญจมราชทศ ราชบร

ดาราศาสตร (Astronomy)

ดาราศาสตร เป นวทยาศาสตรสาขาหนงทกลาวถงเร องราวของเทหฟากฟา เกยวกบตำาแหนง ทอย ขนาด การเคลอนท องคประกอบ การเปลยนแปลง และปรากฏการณตางๆ

เทหฟากฟา(Celestial bodies)ไดแก วตถตางๆทปรากฏอยในเอกภพเชน ดาวเคราะห ดาวฤกษ เนบวลา กาแลคซ เปนตนหนวยวดระยะทางดาราศาสตร

1 หนวยดาราศาสตร = ระยะทางเฉลยจากโลกถงดวงอาทตย (93 ลานไมล)

1 ปแสง = ระยะทางทแสงเดนทางไดใน 1 ป = 5.88 × 1012

ไมล1 พารเสค = 3.6 ปแสง หรอ 206,265 หนวยดาราศาสตร ปแสง คอ หนวยดาราศาสตรทใชในการวดระยะทาง โดยกำาหนดวา 1

ปแสง คอ ระยะทางทแสงเดนทางไดในเวลา 1 ป เนองจาก 1 ป ม 365 วน หรอ 3.15 107 วนาท นนคอ365 24 60 60 = 31,536,000 = 3.15

107

แสงเดนทางในบรรยากาศดวยความเรว 3 108 เมตร / วนาทระยะทาง 1 ปแสง = 3.15 107 3 108 เมตร

= 9.5 1015 เมตร= 9.5 1012 กโลเมตร

ระบบสรยะ (Solar System)ระบบสรยะ คอ ระบบของดวงอาทตยและบรวาร ประกอบดวยดวง

อาทตยเปนศนยกลางของระบบ มดาวเคราะห ดวงจนทร ดาวเคราะหนอย ดาวหาง อกกาบาต โคจรอยรอบๆทฤษฎการกอเกดระบบสรยะ

2

1.สมมตฐานเนบวลาของลาปาส กลาววา ระบบสรยะเกดจากเนบวลาทรอนมาก ซงเนบวลานหมนรอบตวเองดวยความเรวสง ตอมาเนบวลานหดตวดวยอำานาจแรงโนมถวง ผวสวนทหดตวชาจะหลดออกไปเพราะแรงเหวยง สวนทหลดออกไปนจะกลายเปนดาวเคราะห สวนศนยกลางใหญเปนดวงอาทตย

2. ทฤษฎของแซมเบอรลนและบลตน อธบายวา เดมสรยะจกรวาลเปนเนบวลารปเกลยว มอณหภมสง ซงมมวลสารสวนใหญอยตรงกลาง แลวมดาวขนาดใหญบางดวงผานเขามาใกล เนองจากแรงดงดดของดาวดวงนทำาใหผวสวนนอกของเนบวลาหลดออกไป สวนทหลดออกไปนจะหมนรอบตวเอง และโคจรรอบสวนใหญ เมอหดตวเขากกลายเปนดาวเคราะห สวนตรงกลางทยงรอยอยจงกลายเปนดวงอาทตย

3. ทฤษฎธลคอสมค กลาววา เดมเอกภพเตมไปดวยกาซบางๆ ตอมากาซเหลานหดตวเปนหยอมๆ หยอมขนาดใหญๆประกอยดวยหยอมขนาดยอยๆ หยอมใดหดตวและเยนตวลงกกลายเปนดาวเคราะห หยอมใดทรอนกจะกลายเปนดาวฤกษ บางหยอมเปนเนบวลา กาแลกซ กระจกดาว และมหยอมหนงทกลายมาเปนระบบสรยะ

เอกภพ หรอ จกรวาล (Universe)เอกภพ คอ ระบบทเปนผลรวมของเทหฟากฟาทงหมดทมอย ไดแก กา

แลกซประมาณ 100,000 ลานกาแลกซ แรงคมครองเอกภพ หมายถง แรงทคมครองไมใหเทหฟากฟาตางๆ

ชนกนแตกกระจายไป หรอไมใหเคลอนทแยกออกไปจากกน แรงคมครองเอกภพม 2 แรง คอ

1. แรงดงดดระหวางกน (Force of Gravity)2. แรงทเกดจากการเคลอนทของเทหฟากฟา

กาแลกซ (Galaxies) หรอ ดาราจกร คอ ระบบรวมของดาวฤกษจำานวนมหาศาล ประกอบดวยดาวฤกษหลายแสนดวง กระจกดาว กลมกาซรอน(เนบวลา) ฝนธลคอสมค และพนทวางเปลาทกวางใหญไพศาล กาแลกซมอาณาเขตกวางใหญ มเสนผาศนยกลางหลายแสนปแสง

3

กาแลกซเปนกลมของดวงดาวตางๆในจกรวาล ระบบของกาแลกซประกอบดวยดาวฤกษ ดาวเคราะห ดาวหาง อกกาบาต ดวงจนทรทเปนบรวารของดาวเคราะห กลมกาซรอนและฝนธลคอสมค(Cosmic) ทเรยกวา เนบวลา

เนบวลา (Nebula) คอ กลมกาซและฝนละอองในอวกาศทจบกลมกนหนาแนนอยในบรเวณทวางระหวางดาวฤกษ มลกษณะคลายเมฆหรอหมอก มความหนาแนนตำา ไมมแสงในตวเอง มทงชนดทเรองแสงและไมเรองแสง เนบวลาจำาแนกได 2 ชนด คอ

1. เนบวลาสวาง อยใกลดาวฤกษขนาดใหญ มรปรางไมแนนอน กลมมลกษณะกระจดกระจาย

2. เนบวลามด กระจายอยท วไปในกาแลกซ แตอยหนาแนนบรเวณทางชางเผอก

กาแลกซหรอดาราจกรแบงตามลกษณะรปรางออกได 4 ชนดคอ2.1 กาแลกซกลมร (Elliptical Galaxies) มร ปราง

กลมร บางกาแลกซอาจกลมมาก บางกาแลกซอาจรมาก2.2 กาแลกซก นหอย (Spiral Galaxies) มแขนโค ง

เหมอนลายกนหอยหรอกงหนเดกเลน ตวอยางของกาแลกซแบบนคอ กาแลกซทางชางเผอก ระบบสรยะกเปนสวนหนงของกาแลกซน

2.3 กาแลกซกนหอยคาน (Barred Spiral Galaxies) มลกษณะคลายคลงกบกาแลกซกนหอย แตตรงกลางมลกษณะเปนคาน และมแขนลกษณะแบบของกาแลกซกนหอยตอออกมาจากปลายคานทงสอง

2.4 กาแลกซไรรปราง (Irregular Galaxies) มรปรางลกษณะแตกตางกนไปจากทงสามชนดแรก

กาแลกซทงหลายในจกรวาลไมไดอยอยางโดดเดยวกระจดกระจายในอวกาศ แตจะรวมกนอยเปนกระจกหรอเปนกลม บางกลมประกอบดวยกาแลกซหลายแบบปะปนกนอย

กาแลกซทางชางเผอก ประกอบดวยดาวฤกษ 1 แสนลานดวง ดงดดซงกนและกน ทำาใหอยในระนาบเดยวกนได มความหนาประมาณ 10,000 ปแสง มเสนผาศนยกลางประมาณ 100,000 ปแสง

4

ดวงดาวดวงดาวบนทองฟาแบงไดเปน 2 ประเภท คอ1. ดาวฤกษ (Fixed Stars) เปนดาวทมแสงสวางและความรอนในตว

เอง มองเหนเปนแสงกระพรบตลอดเวลา และไมเคลอนท2. ดาวเคราะห (Planets) เปนดาวทไมมแสงสวางและความรอนในตว

เอง มองเหนเปนแสงสวางนงๆ และมการเคลอนทเมอเทยบกบดาวสวนใหญบนทองฟา

ดาวทเหนเคลอนทเรว เปนจดสวางนวล อาจเปนดาวเทยม

ระบบสรยะระบบสรยะมดวงอาทตยเปนศนยกลาง ประกอบดวยดวงดาวและ

เทหวตถดงน1. ดาวเคราะห เปนดาวทไมมแสงสวางในตวเอง โคจรรอบดวงอาทตย

ม 9 ดวง นกดาราศาสตรแบงดาวเคราะหออกเปน 2 กลม คอก. ดาวเคราะหวงใน (Inferior Planets) เปนดาวเคราะหทอยใกล

ดวงอาทตยมากกวาโลกม 2 ดวงคอ 1. ดาวพธ (Mercury) อยใกลดวงอาทตยมากทสด ไมมดวง

จนทร ผวเตมไปดวยหลมบอ หนาผาสง เหวลกและรอยแยก อณหภมกลางวน 437C กลางคน -173C ทเปนเชนนเพราะดาวพธไมมบรรยากาศหอหมคอยดดซบความรอน

2. ดาวศกร (Venus) เปนดาวทสวางทสดบนทองฟา เหนตอนเชาเรยกวา ดาวกลปพฤกษ หรอดาวประกายพรก หรอดาวรง (Morning star) ถาเหนตอนหวคำาเรยกวา ดาวประจำาเมอง (Evening star) ดาวศกรไมมดวงจนทรเปนบรวาร มบรรยากาศทหนาทบ อณหภมสงถง 477 C และบรรยากาศมความดนมากกวาโลก 90 เทา

ข. ดาวเคราะหวงนอก (Superior Planets) เปนดาวเคราะหทอยหางจากดวงอาทตยมากกวาโลก ม 6 ดวงคอ

5

1. ดาวองคาร (Mars) เคยสนนษฐานวานาจะมสงมชวตอย แตจากการสำารวจพบขอมลทช ชดวาไมมสงมชวตชนสงอยเลย ดาวองคารมบรรยากาศเบาบางมาก ผวเปนหลมบอ มปลองภเขาไฟ อณหภมเฉลย -30 C มบรวาร 2 ดวง ซงสนนษฐานวาเปนดาวเคราะหนอยทถกดงดดมาโคจรรอบดาวองคาร

2. ดาวพฤหสบด (Jupiter) เปนดาวเคราะหทมขนาดใหญทสด มมวลมากกวามวลของดาวเคราะหอนๆรวมกน หมนรอบตวเองเรวทสด บรเวณใตเสนศนยสตรเหนเปนวงลกลงไป เรยกวา จดแดงใหญ ซงเปนพายหมนวนดวยความเรวสง ดาวพฤหสบดมวงแหวนทประกอบดวยนำาแขงและกอนวตถขนาดตางๆปกคลมดวยนำาแขงลอมรอบ แตเปนวงแหวนทจางและบางมาก จงมองไมเหนจากพนโลก มดวงจนทรทคนพบแนนอนแลว 16 ดวง

3. ดาวเสาร (Saturn) เปนดาวเคราะหทสวยงามทสดในระบบสรยะ เพราะมวงแหวนลอมรอบ 7 ชนใหญๆ แตละชนมวงเลกๆซอนกนเปนพนๆวง ดาวเสารมความหนาแนนเพยง 0.7 กรม / ลบ.ซม. ดาวเสารจงลอยนำาได ดาวเสารมดวงจนทรเปนบรวารทคนพบแนนอนแลว 23 ดวง

4. ดาวยเรนส (Uranus) มองดวยตาเปลาไมเหน มวงแหวนลอมรอบ พนผวและบรรยากาศคลายกบดาวพฤหสบดและดาวเสาร มความหนาแนน 1.6 กรม / ลบ.ซม. มดวงจนทรเปนบรวาร 15 ดวง ดวงทใหญทสดคอ ไททาเนย

5. ดาวเนปจน (Neptune) อยถดจากดาวยเรนสออกไป เรยกอกชอหนงวา ดาวเกต ม วงโคจรเกอบเปนวงกลม บางครงจงเปนดาวเคราะหนอกสดแทนดาวพลโต ดาวเนปจนมดวงจนทร 8 ดวง

6. ดาวพลโต (Pluto) เปนดาวเคราะหทมขนาดเลกทสด และอยวงนอกสดของระบบสรยะ เนองจากมวงโคจรเปนวงรมาก บางครงจงอยใกลกวาดาวเนปจน ดาวพลโตม ดวงจนทรเปนรวาร 1 ดวง ช อ ชารอน (Charon)

2. ดาวเคราะหนอย (Asteroid) เปนกลมดาวขนาดเลกทเกาะกลมเปนวงแหวน โคจรรอบดวงอาทตยอยระหวางดาวองคารกบดาวพฤหสบด

6

สวนใหญเปนกอนหนและกอนแรธาตขนาดเลกๆ ดาวเคราะหนอยทมขนาดใหญทสดชอ เซเรส มเสนผานศนยกลางประมาณ 1,000 กโลเมตร

3. ดาวหาง (Comets) เปนฝนผง กอนนำาแขง และกาซแขงตวทมแสงสวาง เมอโคจรเขามาใกลดวงอาทตย พลงงานความรอนจากดวงอาทตยและลมสรยะ (Solar wind) จะทำาใหนำาแขงกลายเปนไอ จงเหนดาวหางขยายตวใหญและสวางขน มหางพงไปทางทศตรงขามกบดวงอาทตยเสมอ

4. อกกาบาต (Meteoroid) เปนวตถอวกาศขนาดเลกทถกแรงโนมถวงของโลกดงดดใหตกลงสพนโลก แลวเกดเสยดสกบอากาศ เกดการลกไหมเหนเปนแสงสวางพงลงมาจากทองฟา เรยกกนวา ดาวตก หรอ ผพงใต (Meteor) สวนทเหลอจากการเผาไหมตกลงมาถงโลกเรยกวา อกกาบาต

ขอมลเกยวกบดาวเคราะหทนาสนใจ

ดาวเคราะห เสนผาศนยกลาง(กโลเมตร)

ระยางจากดวงอาทตย (กโลเมตร)

จำานวนดวงจนทร

ดาวพธ 4,800 57,600,000 -ดาวศกร 12,030 107,520,000 -

โลก 12,739 148,800,000 1ดาวองคาร 6,755 225,600,000 2

ดาวพฤหสบด

141,968 772,800,000 16

ดาวเสาร 119,296 1,417,600,000 23ดาวยเรนส 52,096 2,852,800,000 15ดาวเนปจน 48,600 4,496,600,000 8ดาวพลโต 2,284 5,865,600,000 1

ความจรงบางประการเกยวกบระบบสรยะ1. ดาวเคราะหทกดวงโคจรรอบดวงอาทตยในทศทางเดยวกน ใน

ลกษณะวงรทเกอบกลม และเกอบจะอยในระนาบเดยวกน (ยกเวนดาวพลโต) ดวงจนทรของดาวเคราะหกหมนเกอบจะเรยกไดวาไปทางเดยวกนหมด

7

2. ดาวเคราะหทกดวง (ยกเวนดาวยเรนส) หมนรอบตวเองในทศตามเขมนาฬกา เมอมองจากขวโลกเหนอ

3. ระยะทางจากดาวเคราะหแตละดวงไปยงดวงอาทตยเกอบมคาเปน 2 เทา เมอเทยบกบ ดาวเคราะหดวงถดไป

4. ดาวเคราะหแบงตามความหนาแนนเปน 2 กลม คอ4.1 ดาวเคราะหชนใน ม 4 ดวงคอ ดาวพธ ดาวศกร โลก ดาว

องคาร มความถวงจำาเพาะตงแต 4 – 5.54.2 ดาวเคราะหชนนอก ม 5 ดวง คอ ดาวพฤหสบด ดาวเสาร

ดาวยเรนส ดาวเนปจน และดาวพลโต มความถวงจำาเพาะตำา ระหวาง 0.7 – 1.7 มสวนประกอบเปนกาซเปนสวนใหญ

5. ระหวางดาวองคารกบดาวพฤหสบดมกลมดาวเคราะหนอย6. จากการวเคราะหหนบนโลก บนดวงจนทร และอกกาบาต พบวา ดาว

เคราะหชนในนาจะประกอบดวยธาตสำาคญ 4 ชนดคอ Fe Mg Si และ O7. จากการวเคราะหทางแสง (Spectroscopic Analysis) ทำาให

ทราบวา ดวงอาทตยประกอบดวย H และ He และดาวเคราะหชนนอกนาจะมสวนประกอบหลกเชนเดยวกบดวงอาทตย

การโคจรของโลกการทเราอยบนผวโลกและสงเกตเหนปรากฏการณตางๆบนทองฟาจาก

โลก หรอจากการหมนรอบตวเองของโลกทำาใหเราเหนดวงอาทตย ดวงจนทร และดวงดาวตางๆขนและตกดคลายกบวาดวงดาวเหลานนเคลอนทรอบโลก นกดาราศาสตรสมยกรกโบราณหลายคน เชน อรสโตเตล (Aristotle) และ พโทเลม (Ptokemy) เสนอแนวความคดวา โลกเปนศนยกลางของจกรวาล ซงเปนทยอมรบกนมากในสมยนน แมจะมชาวกรกบางคนเชน อรสตารชสแหงซามอส (Aristarchus of Samos) ทเชอวาโลกและดาวเคราะหอนๆโคจรรอบดวงอาทตย แตสงคมกไมยอมรบ เพราะเปนความเชอทางศาสนา กระทงอรสโตเตลเปนคนแรกทระบวา โลกกลม โดยอาศยขอมลจากการสงเกตเงาของโลกทบงดวงจนทร

8

ความคดทวาดวงอาทตยเปนศนยกลางของทกสงในระบบสรยะจกรวาลเรมขนอยางจรงจงในสมยของโคเปอรนคส (Copernicus) นกดาราศาสตรชาวโปแลนดทเชอวา ดวงอาทตยเปนศนยกลางของจกรวาล โดยมโลกและดาวเคราะหโคจรเปนวงกลมรอบดวงอาทตย ตอมาเคปเลอร (Kepler) นกดาราศาสตรชาวเยอรมนเชอทฤษฎของโคเปอรนคส และเชอวาดวงดาวโคจรเปนวงร และเคปเลอรยงพบวา ดาวเคราะหแตละดวงโคจรดวยความเรวไมคงท โดยจะมความเรวสงขนเมอเขาใกลดวงอาทตย นอกจากนยงพบความสมพนธระหวางเวลาทดาวเคราะหใชในการโคจรครบรอบกบระยะหางจากดวงอาทตย ซงแสดงวาดาวเคราะหทอยหางจากดวงอาทตยมากจะใชเวลาโคจรครบรอบทนานกวา

กาลเลโอ (Galileo) นกวทยาศาสตรชาวอตาลไดทดลองพสจนความจรงทางดาราศาสตร และสนบสนนความคดทวา โลกโคจรอบดวงอาทตย ท ำาใหกาล เลโอถกลงโทษโดยผน ำาทางศาสนาในสมยน นต อมา น วต น (Newton) นกวทยาศาสตรชาวองกฤษไดอาศยผลการคนควาของเคปเลอรทศกษาเรองการโคจรของดวงดาวตางๆ และความคดของกาลเลโอเกยวกบการตกของวตถจากทสง แลวสรปเปนทฤษฎของเขาทกลาวโดยยอวา วตถเชนโลกเรานมแนวโนมทจะเคลอนทเปนเสนตรงดวยความเรวคงท แตดวงอาทตยดงดดไวจงทำาใหโลกโคจรเปนวงรรอบดวงอาทตย สณฐานของโลก

ปรากฏการณทางธรรมชาตรอบตวเราหลายๆอยางทำาใหมนษยทราบวา สณฐานของโลกมลกษณะเปนทรงกลมแบบสเฟยรอยด (Spheriod) ทมลกษณะปองตรงกลางแตแฟบเลกนอยทขวทงสอง จากผลการวเคราะหอยางละเอยดโดยดาวเทยมแวนการด (Vanguard) ทสงขนไปโคจรรอบโลกเมอวนท 17 มนคม 2501 พบวา สณฐานทแทจรงของโลกนนแตกตางจากทรงกลมแปนเลกนอย กลาวคอ ระดบนำาทะเลทขวโลกเหนอสงกวาระดบปกต 15 เมตร และทขวโลกใตตำากวาระดบปกต 15 เมตร โดยทอาณาบรเวณนอกขวโลกระดบนำาทะเลทางซกโลกเหนอตำากวาระดบปกต 7.5 เมตร และทางซกโลกใตสงกวาระดบปกต 7.5 เมตร ผลรวมของทกอาณาบรเวณทำาใหโลกมสณฐานคลายผลพทราพนธแอปเปล

9

การสายของแกนหมนของโลกโลกโคจรรอบดวงอาทตยเปนวงรรปไข มแนวการโคจรเปนระนาบท

เรยกวา ระนาบการโคจรของโลก ระยะทางเฉลยจากโลกถงดวงอาทตยเปนระยะ 1,500,000 ไมล ขณะทโลกโคจรรอบดวงอาทตยโลกกจะหมนรอบตวเองไปดวย ลกษณะการหมนรอบตวเองของโลกคลายกบการหมนของลกขาง เนองจากแกนหมนรอบตวเองของโลกทลากผานขวโลกเหนอและขวโลกใตไมไดตงฉากกบระนาบสรยวถ แตจะเอยงทำามม 23 ½ องศา กบเสนตงฉากบนระนาบสรยวถ ดงนนระนาบศนยสตรของโลกจงเอยงทำามม 23 ½ องศากบระนาบสรยวถ นนคอแกนของโลกเอยงทำามมกบระนาบการโคจร 66 ½ องศา และแนวแกนของโลกจะชตรงไปยงดาวเหนอ แตแกนหมนรอบตวเองของโลกมไดชไปในทศทางทคงทในอวกาศ แตจะสายกวาดไปรอบเสนตงฉากกบระนาบสรยวถเปนรปกรวยทมปลายกวางเปนมม 47 องศา และสายครบ 1 รอบในเวลา 25,275 ป ลกษณะการสายนคลายกบการสายของการหมนรอบแนวดงคลายลกขาง การสายนมสาเหตเนองมาจากการทโลกไดรบแรงดงดดจากดวงจนทรและดวงอาทตย

การกำาหนดทศบนโลกจากการทโลกหมนรอบตวเอง นกดาราศาสตรไดกำาหนดทศทางทโลก

หมนรอบตวเองโดยใชกฎงายๆคอ1. ถามองจากภายนอกโลกมายงขวโลกเหนอ ทศทางทโลกหมนจะทวน

เขมนาฬกา2. ถาใชนวชไปยงเสนศนยสตร แลวคอยๆดนนวไปทางทศตะวนออก

จะทำาใหโลกหมนไปในทางทถกตอง ซงตรงกบทกลาววา โลกหมนรอบตวเองจากทศตะวนตกไปยงทศตะวนออก

เนองจากการหมนรอบตวเองของโลกมทศทางเดยวกบการโคจรรอบดวงอาทตย นกวทยาศาสตรจงกำาหนดใหทศทโลกหมนไปเปนทศตะวนออก และทศทอยตรงขามกบทศการหมนของโลกเปนทศตะวนตก ดงนนตลอดเวลาทโลกหมนรอบตวเอง ทศกจะตดไปกบโลกดวยตำาแหนงบนโลก

10

การกำาหนดตำาแหนงบนพนผวโลกตองกำาหนดใหโลกเปนทรงกลม และจากการทโลกหมนรอบแกนทำาใหทราบจด 2 จดทแนนอนคอ ขวโลกเหนอและขวโลกใต จดทงสองนชวยใหเราสรางตารางทสามารถกำาหนดตำาแหนงตางๆบนพนโลกไดโดยการสรางตารางจากเสนโครง 2 ชด คอ

ชดท 1 .ประกอบดวยเสนสมมตทลากเชอมขวโลกเหนอกบขวโลกใตเรยกวาเมอรเดยน (Meridian) เสนเมอรเดยนทกเสนจะมปลายบรรจบกนทขวโลกเหนอและขวโลกใต

เสนเมอรเดยนมสมบตทสำาคญคอ1. เสนเมอรเดยนทกเสนจะอยในแนวเหนอ-ใต2. เส น เมอ ร เด ยนแ ต ล ะ เส นจ ะห า งก นมากตรงบร เ วณ

เสนศนยสตร จะบรรจบกนทขวโลก3. บนพนโลกจะลากเสนเมอรเดยนไดไมจำากดจำานวน

ชดท 2 . เปนเสนสมมตทลากขนานกบเสนศนยสตร เรยกวา เสนขนาน มคณสมบตทสำาคญคอ

1. เสนขนานทงหมดจะขนานซงกนและกน แมจะบรรจบกนเปนเสนรอบวงกตาม

2. เสนขนานแตละเสนจะลากอยในแนวตะวนออก ตะวนตก–3. เราสามารถลากเสนขนานบนโลกไดไมจำากดจำานวน ดงนนทก

จดบนโลกยกเวนขวโลกจะอยบนเสนขนานทงสน4. เสนขนานจะตดกบเสนเมอรเดยนเปนมมฉากเสมอ ทงน

ยกเวนบรเวณขวโลกทเสนขนานมลกษณะโคงมาก ลองจจด หรอ เสนแวงการหาตำาแหนงตางๆบนพนผวโลก ท ำาไดโดยอาศยเสนสมมตทร

ตำาแหนงแนนอนแลว เรยกวา เมอรเดยนเร มแรกหรอไพรมเมอรเดยน (Prime Meridian) โดยกำาหนดใหเมอรเดยนทผ านหอสงเกตการณทตำาบลกรนช (Greenwich) ในกรงลอนดอน ประเทศองกฤษ เปนเสนท 0 องศา เรากำาหนดให ลองจจด (Longitude) คอ ระยะทางทวดเปนมมไปทางทศตะวนออกและตะวนตกของเสนไพรมเมอรเดยน และลองจจดจะมคาตงแต 0 องศาไปจนถง 180 องศา ดงนนจงมเสนเมอรเดยนตะวนออก 180 เสน

11

และมเสนเมอรเดยนตะวนตก 180 เสน เสนเมอรเดยน 180 องศาตะวนออกและเสนเมอรเดยน 180 องศาตะวนตกจะทบเปนเสนเดยวกน เรยกวา เสนลองจจดหรอเสนเมอรเดยนมาตรฐาน โดยทวไปคาลองจจดจะเขยนเปน องศา ลปดา ฟลปดา ตะวนออกหรอตะวนตก หรออาจเรยกวาเสนแวง

ละตจด หรอ เสนรงละตจด (Latitude) คอ ระยะทางทวดเปนมมไปทางเหนอและใตของ

เสนศนยสตร ละตจดจะเร มจากเสนศนยสตรขนไปทางขวโลกเหนอได 90 เสน เรยกวา เสนละตจดเหนอ และถานบลงไปทางขวโลกใตจะได 90 เสน เรยกวา เสนละตจดใต ละตจดบนจดใดจกหนงบนโลกจะเขยนเปน องศา ลปดา ฟลปดาเหนอหรอใต หรออาจเรยกวา เสนรง

ถาเราถอวาโลกเปนทรงกลมอยางแทจรง ความหางของ 1 องศาลองจจ ดจะเท าก บ 1 องศาละตจดท ศ นยสตร ค อ 69 ไมล หรอ 111 กโลเมตรโดยประมาณ

เวลาบนโลกการหมนรอบตวเองของโลกทำาใหเกดกลางวนกลางคน หากโลกไมหมน

รอบตวเองดานทหนเขาหาดวงอาทตยจะเปนเวลากลางวนตลอดไป และซกโลกดานทอยตรงขามกบดวงอาทตยจะเปนกลางคนตลอดไปเชนกน โลกหมนรอบตวเองไปทางทศตะวนออก ดงนนประเทศทอยทางทศตะวนออกจงไดรบแสงสวางกอนประเทศทอยทางทศตะวนตก แตเนองจากพนผวโลกกวางขวางมาก สวนตางๆบนพนผวโลกจงไดรบแสงสวางไมพรอมกน การกำาหนดเวลาบนโลก

1. เวลาทองถน (Local Time) เปนระบบเวลาทมอยในชมชนเลกๆ ถอตามละตจดทเปนศนยกลางของชมชนนน บรเวณทองถนนนจะมเวลาตรงกนโดยยดถอแสงอาทตยตงฉากตรงเสนเมอรเดยนเปนเวลาเทยงวน ซงถอเปนเวลาทองถน เวลาชนดนจงมความแตกตางกนตามลองจจดทตางกนบนผวโลก ระยะหาง 1 องศาลองจจดเวลาจะตางกน 4 นาท ทงนตำาบลทอยบนเสนเมอรเดยนเดยวกนไมวาจะอยใกลหรอไกลเพยงใดจะมเวลา

12

ทองถนเหมอนกน สวนตำาบลทอยบนเสนเมอรเดยนตางกนจะมเวลาทองถนทแตกตางกนไปดวย

2. เวลามาตรฐาน (Time Meridian) ถาทกแหงบนโลกใชเฉพาะเวลาทองถนจะทำาใหเกดความสบสนสำาหรบผทเดนทางจากทแหงหนงไปยงอกแหงนง ตลอดจนการปฏบตภารกจเกยวกบการสอสารโทรคมนาคม ดงนนเพอแกปญหาดงกลาวจงกำาหนดใหมเวลามาตรฐานสากลของโลกขน โดยยดถอตามเสนเมอรเดยนมาตรฐาน เสน 0 องศาทเมองกรนช ประเทศองกฤษเปนหลก แลวขยายออกไปทง 2 ดาน พนททครอบคลมลองจจด 15 องศาจะเทยบเวลาเทากบ 1 ชวโมง ทงนเวลามาตรฐานสากลแตละเขตจะเทยบความแตกตางจากเวลามาตรฐานกรนช และคดเปนจำานวนของชวโมงเตมทงสน ซงเปนระบบของเขตเวลามาตรฐานทใชกนอยทวโลก

เวลามาตรฐานเปนเวลาทมมาตรวด (Time Scale) ทมความเทยงตรงและคงท สามารถก ำาหนดจดเร มต นและจดสดท ายของคาบเวลา (Period) ทมหนวยเปน ป วน ชวโมง นาท และวนาทตามลำาดบ ในอดตแตละประเทศเปนผคำานวณเวลาโดยวธการทางดาราศาสตร กำาหนดจดเรมตนและจดสดทายของวน และรกษาเวลาโดยมการเปรยบเทยบกบประเทศตางๆ แลวใชเวลานนเปนอตราของแตละประเทศ ซงอาจมความคลาดเคลอนบาง ขนอยกบศกยภาพของอปกรณทใชสำาหรบตรวจวดคำานวณหาเวลา แตในปจจบนมการคดคนเครองมอรกษาเวลาชนดตางๆเชน นาฬกาควอตซ นาฬกาปรมาณ เปนอปกรณทใชรกษาเวลาไดอยางแมนยำา เทยงตรงและตอเนอง ปจจบนสถาบนรกษาเวลามาตรฐานระหวางประเทศไดกำาหนดมาตราของเวลาขนใหม โดยใช 1 นาท เทากบ ความถ 9,192,631,770 รอบของแสงจากธาตซเซยม (Cesium) ซงเปลยนจากภาวะหนงไปยงอกภาวะหนงทตางระดบกนในภาวะปกตของปรมาณของซเซยม (Cs133) เวลาทกำาหนดขนมาใหมนเรยกวา เวลาปรมาณ (Atomic Time : AT) และจดใหเวลามาตรฐานนเปน เวลามาตรฐานปฐมภม (Primary Standard) ซงเปนเวลาทมความคงทมากทสด และเดนตอเนองไปโดยไมคำานงถงเวลาตามธรรมชาต แตจะมการปรบแตงใหเขากบธรรมชาตใหมากทสดหลกเกณฑการแบงเขตเวลาบนโลก

13

การกำาหนดเวลาบนโลกเปนระบบ เขตเวลา(Zone Time) หรอ เวลามาตรฐาน(Standard Time)กลาวคอ กำาหนดใหเสนลองจจดทอยหางกน 15 องศา เปน 1 เขตเวลา เขตทอยระหวางลองจจด 7.5 องศาตะวนออก กบ 7.5 องศาตะวนตกของเสนไพรมเมอรเดยนเปนเขตศนย เมอเรมนบเวลาจากเขตศนยไปทางตะวนออกจากเขต 1 ไปถงเขต 12 เวลาในแตละเขตจะเรวขน 1 ชวโมง แตเมอนบไปทางตะวนตกเขต 1 ไปถงเขต 12 เวลาในแตละเขตจะชาลง 1 ชวโมง จากหลกการดงกลาวทำาใหสามารถกำาหนดเวลามาตรฐานของประเทศตางๆในโลกได 24 เขต โดยมเสนลองจจดมาตรฐาน 180 องศาตะวนออกและตะวนตกซงเปนเสนเดยวกนเปนเสนแบงเขตวน หมายความวา ถาเดนทางผานเสนแบงเขตวนไปทางทศตะวนออกเวลาจะชาลง 1 วน ในทางตรงกนขามถาเดนทางผานเสนนไปทางทศตะวนตกเวลาจะเรวขน 1 วน

ประเทศไทยใชเวลามาตรฐานของลองจจด 105 หรอ 7 ชวโมงตางจากเวลามาตรฐานกรนช สำาหรบเวลามาตรฐานสากลของโลกซงอยทตำาบลกรน ช กร งลอนดอน ประเทศองกฤษ ณ ลองจจ ด 0 องศา เราเรยกวา Greenwich Mean Time : GMT นอกจากนเรายงแบงการนบเวลาอกเปน 2 ชวง คอ a.m. ยอมาจาก ante meridian เปนการนบเวลาตงแตเทยงคน ถงเทยงวน (0.01-11.59 a.m.)

p.m. ยอมาจาก post meridian เปนการนบเวลาจากเทยงวน ถง เทยงคน

การบอกตำาแหนงของเทหวตถบนทองฟาทองฟาทเรามองเหนเปรยบเสมอนทรงกลมขนาดมหมาทครอบพนดน

ไว โดยมคร งซกหนงอยเหนอขอบฟา และอกคร งซกหนงอยใตขอบฟา ผสงเกตจะอยทจดศนยกลางของทรงกลมนไมวาจะอยทจดใดบนพนโลก ในกรณทอยนอกโลกผสงเกตจะเหนทองฟารอบตวเปนทรงกลมขนาดใหญทหอหมโดยรอบตวเขาอย และมดวงดาวเปนจดสวางตดอยกบผวภายในทรงกลม

14

นน ทรงกลมใหญนมชอเรยกวา ทรงกลมทองฟา (Celestial Sphere) ซงมคณสมบตดงตอไปน

1. ทรงกลมทองฟามเสนรศมยาวมากไมสามารถประมาณคาได มคาเปนอนฟนต (Infinity)

2. ผสงเกตไมวาจะอยท ต ำาแหนงใดๆบนโลก (พนผว ใจกลาง ในอวกาศ) เขาจะเปรยบเสมอนเปนจดศนยกลางของทรงกลมทองฟาเสมอ

3. ดวงดาวตางๆถอวาอยทผวภายในทรงกลมน โดยทดวงอาทตย ดาวเคราะห และดวงจนทรมการเคลอนทไปบนทรงกลม สวนดาวฤกษทตดอยกบทบนทรงกลมมการเคลอนทได โดยหมนไปพรอมกบทรงกลมทองฟา

4. ถอวาทรงกลมทองฟาหมนรอบตวเองวนละรอบ5. ผสงเกต 2 คนทคนละตำาบล ถาตงกลองเลงไปทดาวดวงเดยวกน

แนวทเลงนนจะขนานกนเปนเสนตรง6. ระยะทางระหวางวตถ 2 ชนบนพนผวทรงกลมทองฟา เราสามารถ

วดมมทเปนเสนรศมจากจดศนยกลาง (ผสงเกต) ไปยงจดทวตถทงสองกระทำาตอกน

การบอกตำาแหนงของวตถทองฟาใชวธการเดยวกบการบอกตำาแหนงบนโลก ปจจบนเรามระบบการวดหรอบอกตำาแหนงวตถทองฟา 2 ระบบ คอ

-ระบบคงท ไมหมนไปพรอมกบการเคลอนทประจำาวนของทองฟาเนองจากการหมนรอบตวเองของโลก ไดแก ระบบเสนขอบฟา (Horizon System)

-ระบบหมนไปรอบๆตวผสงเกตบนโลก ไดแก ระบบสรยวถ (Ecliptic System) และระบบศนยสตร (Equator System)

ในระบบเสนขอบฟากำาหนดใหพนดนทราบรอบตวผสงเกตขยายกวางออกไปตดทรงกลมทองฟาเปนวงกลมใหญ เรยกวา ขอบฟา หรออาจกลาวไดวา เสนทลากตามแนวของครงทรงกลมทองฟากคอเสนขอบฟานนเอง เราเรยกจดบนทรงกลมทองฟาทอยเหนอศรษะเราวา จดเหนอศรษะ และถาลากเสนจากจดเหนอศรษะไปตามทรงกลมทองฟา โดยใหตงฉากกบเสนขอบฟา เราเรยกเสนนวา เสนดง

15

ระบบเสนขอบฟากำาหนดตำาแหนงของวตถเปน มมเงย (Angle of elevation) คาของมมเงยจะเปลยนไปตามตำาแหนงของผสงเกต มคาระหวาง 0 องศา – 90 องศา โดยมมเงยของวตถทอยทเสนขอบฟามคาเปน 0 องศา มมเงยของดวงอาทตยตอนเทยงวน = 90 องศา การบอกตำาแหนงของวตถบนทองฟาบอกเปนมมเงยอยางเดยวไมได ตองบอกทศของวตถดวย โดยบอกทศเปน มมอาซมท การวดมมอาซมทเราวดจากทศเหนอไปตามแนวขอบฟาทางทศตะวนออก จนถงตำาแหนงจดตดของเสนดงทผานวตถทองฟากบเสนขอบฟา เคร องมอทใชวดหาคามมเงยและอาซมทเรยกวา เครองแอสโตรเลบ

มมอาซมทจงมคาตงแต 0 – 360 องศา ดาวทขนตรงจดทศเหนอมมมอาซมทเทากบ 0 องศา ดาวทขนตรงจดทศตะวนออกมมมอาซมท 90 องศา ดาวทขนตรงจดทศใตมมมอาซมท 180 องศา และดาวทขนตรงจดทศตะวนตกมมมอาซมท 270 องศา

การบอกตำาแหนงวตถทองฟาในระบบเสนขอบฟา จ ำาเปนตองบอกตำาแหนงของผสงเกต และเวลาททำาการสงเกตดวย เพราะการหมนรอบตวเองของโลกทำาใหผสงเกตเหนทรงกลมทองฟาหมนตลอดเวลา และผสงเกตแตละตำาแหนงบนพนโลกมจดเหนอศรษะตางกน

ดวงจนทรดวงจนทรเปนวตถทองฟาทอยใกลตวเรามากทสด ดวงจนทรเปน

บรวารของโลก มการหมนรอบตวเองและโคจรรอบโลกจากทศตะวนตกไปยงทศตะวนออก เรามองเหนดวงจนทรขนและตกชาลงทกวน เพราะดวงจนทรโคจรรอบโลกนานกวาทโลกหมนรอบตวเอง ลกษณะของดวงจนทรทปรากฏใหเหนในแตละคนจะมสวนสวางทแตกตางกนเรยกวา ดถของดวงจนทร แรงดงดดของดวงจนทรมอทธพลทำาใหเกดนำาขน-นำาลงบนโลกโครงสรางและกำาเนดของดวงจนทร

นกเรยนอยากไปเทยวพกผอนบนดวงจนทรไหมถานกเรยนทราบขอมลเกยวกบดวงจนทรวา บนดวงจนทรไมมอากาศ ไมมน ำาในสถานะของเหลว

16

อณหภมบนดวงจนทรมตงแต 100 องศาเซลเซยส ไปจนถง -170 องศาเซลเซยส ซ งตำากวาจดเยอกแขง ดวยเหตนเพอใหด ำารงชวตอยภายใตอณหภมและอากาศทเหมาะสม นกบนอวกาศทไปลงบนดวงจนทรตองสวมชดอวกาศทมขนาดใหญ นำาหนกมาก ชดอวกาศแตละชดหนก 90 กโลกรม แตเนองจากความโนมถวงของดวงจนทรมเพยงหนงในหกของโลก ปญหาเรองนำาหนกบนดวงจนทรจงไมใชอปสรรคใดๆ

ดวงจนทรมเสนผานศนยกลางยาว 3,476 กโลเมตร ซงสนกวาความกวางของประเทศสหรฐอเมรกา และเทยบได ¼ ของเสนผานศนยกลางของโลก ดวงจนทรมมวลสารนอยกวาโลก 1/80 เทา แมวาแกนของโลกจะมความหนาแนนมาก แตชนนอกของโลกมความหนาแนนนอย ดวงจนทรมความหนาแนนเทากบความหนาแนนชนนอกของโลก

มนษยสงสยมานานแลววา ดวงจนทรเกดขนไดอยางไร นกวทยาศาสตรไดเสนอทฤษฎทอธบายการเกดของดวงจนทรอยางมเหตผลไวหลายทฤษฎ เชน ดวงจนทรเกดจากการหมนอยางเรวของโลกเหวยงเอามวลของโลกบางสวนหลดออกไปเกดเปนดวงจนทรทโคจรรอบโลกโดยแรงดงดดของโลก หรอ ดวงจนทรเกดจากสวนอนของระบบสรยะทโคจรเขามาใกลจนถกแรงโนมถวงของโลกดงดดไวเปนบรวาร หรอ ดวงจนทรเกดขนพรอมๆกบโลกดวยปรากฏการณเดยวกน แตดวงจนทรมมวลนอยกวาจงถกแรงดงดดของโลกเหวยงใหโคจรเปนบรวารรอบโลก ซ งในทสดนกวทยาศาสตรกไดคนพบเหตผลทลมเลกแนวความคดเหลาน

ทฤษฎกำาเนดของดวงจนทรทสอดคลองกบหลกฐานทมอยมากทสดในขณะนคอ ทฤษฎการชน ทกลาววา เมอ 4,500 ลานปมาแลว โลกยงมอายนอยมาก ไดมวตถขนาดใหญเทาดาวองคารพงเขาชนโลก เศษชนสวนจากวตถใหญชนนอกของโลกถกเหวยงเขาสวงโคจรของโลก ในเวลาตอมาเศษชนสวนเหลานจงไดรวมตวกนเปนดวงจนทรมองดดวงจนทรจากโลก

มนษยมองดรปรางพนผวดวงจนทรมาหลายพนป แตไมมใครรวาสาเหตททำาใหมนเปนเชนนนคออะไร ชาวกรกคดวาพนผวดวงจนทรเรยบเกลยง จนในป 1609 กาลเลโอ กาลเลอ ไดสรางกลองโทรทรรศน

17

(Telescope) ขนเองโดยใสเลนส 2 ชนลงในทอไม แลวใชสองดดวงจนทร ทำาใหเขามองเหนภาพรายละเอยดทไมเคยมใครเหนมากอนคอ ภาพพนผวดวงจนทรทมทงหลมอกกาบาตขนาดใหญหลายรอยกโลเมตร เทอกเขาสง และบรเวณทราบ ซงตอมานกวทยาศาสตรเชอวาหลมอกกาบาตเหลานเกดจากภเขาไฟ แตในปจจบนนกวทยาศาสตรสรปวา หลมอกกาบาตบนดวงจนทรเกดจากการพงชนของอกกาบาตและหนจากอวกาศ กาลเลโอสนนษฐานวา เทอกเขาสงและขอบของหลมอกกาบาตขนาดใหญบนดวงจนทรทำาใหเกดเงามด และเรยกพนททเปนทราบสคลำาจากเงามดนวา มาเรย (Maria) ซงเปนภาษาลาตนแปลวา ทะเล เพราะคดวาบรเวณดงกลาวอาจเปนมหาสมทร ในปจจบนนกวทยาศาสตรทราบดวาไมมมหาสมทรบนดวงจนทร มาเรยเปนบรเวณทราบตำาไมมนำา เกดจากการทวมของลาวาเมอหลายพนลานปกอนการเคลอนทของดวงจนทร

ดวงจนทรสะทอนแสงจากดวงอาทตยและสองมายงโลก ทำาใหเรามองเหนดวงจนทรสกสวาง สวยงาม เราจะเหนดวงจนทรลอยเคลอนทจากทศตะวนออกไปยงทศตะวนตก ทงทในความเปนจรงดวงจนทรจะเคลอนทไปในทศทางตรงกนขาม ในคนหนงๆการทคนบนโลกมองเหนดวงจนทรเคลอนทจากทศตะวนออกไปทางทศตะวนตกนน เปนผลเนองมาจากการหมนรอบตวเองของโลก ลกษณะเชนนเราเรยกวา การเคลอนทปรากฏประจำาวนของดวงจนทร

ในเวลาเดยวกนของแตละคน คนบนโลกจะเหนดวงจนทรเคลอนทจากทศตะวนตกไปทางทศตะวนออก เนองจากดวงจนทรโคจรรอบโลกชากวาโลกหมนรอบตวเอง ทำาใหเราเหนดวงจนทรปรากฏในตำาแหนงทชาลงทกวน ในกรณนเกดจากการโคจรรอบโลกของดวงจนทรดถของดวงจนทร

เนองจากดวงจนทรโคจรรอบโลก เราจงนบดวงจนทรเปนบรวารของโลก ขณะทดวงจนโคจรนนจะไดรบแสงจากดวงอาทตยแลวสะทอนแสงสวางมายงโลก ทำาใหมนษยทอยบนโลกมองเหนรปรางของดวงจนทรมลกษณะแตกตางกนไปตามลกษณะของสวนสวางของดวงจนทร การเปลยนแปลงของลกษณะของสวนสวางของดวงจนทรนนำามานบเปนวนขางขน-ขาวแรม

18

โดยวนขางขนสวนสวางของดวงจนทรจะอยทางทศตะวนตก และวนขางแรมสวนสวางของดวงจนทรจะอยทางทศตะวนออก ดงรป

ภาพแสดงลกษณะสวนสวางของดวงจนทรในแตละคนชวงเวลาทเราเหนสวนสวางของดวงจนทรคอยๆโตขนเร อยๆ เรา

กำาหนดใหเปนวนขางขน และวนทเหนสวนสวางของดวงจนทรเตมดวงเรยกวา วนเพญ ตอจากนนเราจะเหนสวนสวางของดวงจนทรคอยๆเลกลง เรากำาหนดใหเปนวนขางแรม และวนทเรามองไมเหนสวนสวางของดวงจนทรเลยเรยกวา วนเดอนดบ ระยะเวลาตงแตวนเพญหนงไปจนถงวนเพญถดไป เรากำาหนดใหเปนเวลา 1 เดอน หรอประมาณ 30 วน ซ งเปนการนบวนทางจนทรคต

สาเหตจากการทดวงจนทรโคจรรอบโลก ในขณะทโลกโคจรรอบดวงอาทตย ทำาใหมเกณฑในการนบเดอนได 2 แบบคอ

1. เมอนบการโคจรรอบโลกของดวงจนทรโดยเทยบกบดาวฤกษ เรยกวา เดอนทางดาราคต (Sidereal Month) โดยเร มนบตงแตดวงจนทร เคลอนทจากดาวฤกษดวงหนง แลวกลบมาถงดาวฤกษดวงเดมนนอกเปนเวลาประมาณ 27 1/3 วน

2. นบเดอนจากลกษณะของดวงจนทร โดยเรมจากวนเพญหนงถงวนเพญถดไป ชวงเวลานเรยกวา เดอนทางจนทรคต (Synodical Month) มระยะเวลาประมาณ 29 ½ วน ซงนานกวาเดอนทางดาราคตเพราะในขณะทดวงจนทรโคจรรอบโลก 1 รอบเมอเทยบกบดาวฤกษ พรอมกนนนโลกกโคจรรอบดวงอาทตย ภาพการเปลยนแปลงดถของดวงจนทรยงไมครบรอบ ตองใชเวลาเพมอกเลกนอย

การนบเดอนทางจนทรคต มหลกเกณฑดงน

19

1. เดอนทเปนเลขคจะม 30 วน เร มจากขน 1 คำา ถง แรม 15 คำา เรยกวา เดอนเตม

2. เดอนทเปนเลขคจะม 29 วน เร มจากขน 1 คำา ถง แรม 14 คำา เรยกวา เดอนขาด

ระบบปฏทนทใชกนอย แบงไดเปน 2 ระบบ คอ1. ระบบสรยคต คอ ระยะเวลาทดวงอาทตยเคลอนทปรากฏตาม

สรยวถครบ 1 รอบ เมอเทยบกบตำาแหนงทางภมศาสตรของโลก2. ระบบจนทรคต คอ ระยะเวลาทกำาหนดโดยนบเอาดถของดวง

จนทร เนองจากการทำาปฏทนตองใหถกตองตามฤดกาลทเปนจรง บางปเพมเดอนในปนนมเดอน 8 สองเดอน เรยกปนนวา ปอธกสรทน

การหมนรอบตวเองของดวงจนทรกอนทมนษยจะสงยานอวกาศขนไปสำารวจดวงจนทรนน มนษยไดศกษา

ดวงจนทรในฐานะทเปนบรวารของโลกมาชานานแลว กาลเลโอเปนบคคลแรกทศกษาเร องดวงจนทรโดยใชกลองโทรทรรศนทเขาประดษฐขน นบเปนนกวทยาศาสตรคนแรกทใชเครองมอทางวทยาศาสตรในยคใหมของการศกษาทางดาราศาสตร กาลเลโอใชกลองโทรทรรศนสองดลกษณะของดวงจนทรทกวนพรอมทงวาดรปของดวงจนทรทเขามองเหน ปรากฏวารปรางของดวงจนทรมลกษณะของพนผวทเหมอนกน ไมวาจะเปนดวงจนทรขางขนหรอขางแรม เขาจงสรปวาดวงจนทรหนเขาหาโลกเพยงดานเดยว ทเปนเชนนเพราะขณะทดวงจนทรโคจรรอบโลกได 1 รอบนน ดวงจนทรหมนรอบตวเองได 1 รอบพอดเชนกน คนบนโลกจงมองเหนผวของดวงจนทรเพยงดานเดยวโดยไมเหนดานตรงขาม มเหตผลสนบสนนเหตการณนหลายประการเชน

1. ดวงจนทรหมนรอบตวเองดวยความเรวคงท แตมมทท ำากบโลกนนเปลยนแปลงในอตราสวนไมคงท เพราะดวงจนทรโคจรรอบโลกเปนวงรไมใชวงกลม

2. วงโคจรของดวงจนทรไมไดเปนแนวขนานไปกบแนวโคจรของโลกรอบดวงอาทตยอยางแทจรง โดยทำามมกนอยประมาณ 5 – 6 องศา

20

3. ขณะทดวงจนทรหมนรอบโลก โลกกหมนรอบตวเองวนละ 1 รอบดวย ดงนนจงทำาใหการสงเกตดวงจนทรจากจดเดมบนพนโลก เหนจดบนดวงจนทรเปลยนไประยะทางประมาณ 12.756 ก.ม. ในรอบ 12 วน

4. เนองจากดวงจนทรมสณฐานไมคอยเปนทรงกลม เวลาหมนรอบตวเองจงเกดการเบยงเบนไปจากบรเวณเดมเลกนอย

ดวงจนทรซกทหนออกจากดวงอาทตยเปนเวลากลางคนคลายกบเวลาบนโลก แตชวงเวลากลางวนและกลางคนของดวงจนทรมระยะเวลานานกวาบนโลก เพราะดวงจนทรหมนรอบตวเอง 1 รอบใชเวลาประมาณ 27 วนกวาเลกนอยเวลาขนและเวลาตกของดวงจนทร

เนองจากการหมนรอบตวเองของโลก ทำาใหคนบนโลกมองเหนดวงจนทรขนและตก เวลาขนของดวงจนทรคอ เวลาในขณะทดวงจนทรโผลเหนอขอบฟาทศตะวนออก สวนเวลาตกของดวงจนทรคอ เวลาในขณะทดวงจนทรกำาลงลบขอบฟาทางทศตะวนตก การขนและตกของดวงจนทรในแตละวนนำามาใชเขยนวนและเดอนทางจนทรคต โดยมหลกในการเขยนดงน

การเขยนวน เดอนทางจนทรคตใหเขยนดวยเลขไทยดงตวอยางดงน ๓ ขางขน

วน ๖ ฯ ๑๑ เ ด อ น ท า งจนทรคต

วน หมายถง เลข ๑ วนอาทตย, ๒ วนจนทร, ..................... เลข ๗ วนเสาร

ขางขน ใหเขยนตวเลขบนเครองหมาย ฯ ขางแรม ใหเขยนตวเลขขางลางเครองหมาย ฯ เชน ๖ ฯ ๑๑

๙เดอน ใหนบเดอนทางจนทรคต เดอน ๑, ๒, ๓,...............ดวงจนทรขนและตกชาลงอยางสมำาเสมอ โดยเวลาขนและตกของดวง

จนทรในแตละวนหางกนประมาณ 50 นาท และในวนขางขนกบวนขางแรมดวงจนทรขนและตกในเวลาทตางกนคอ ในวนขางขนดวงจนทรเรมขนในเวลา

21

กลางวนและตกในเวลากลางคน สวนวนขางแรมดวงจนทรเร มขนในเวลากลางคนและตกในเวลากลางวนอทธพลของดวงจนทรตอโลก

การทดวงจนทรโคจรรอบโลกไดเนองจากโลกและดวงจนทรตางมแรงดงดดซงกนและกน แรงดงดดนเปนแรงตางรวม จะมากหรอนอยขนอยกบมวลและระยะหางระหวางวตถทงสอง ถาวตถมมวลมากและอยใกลกนแรงดงดดกจะมมาก ในกรณของดวงจนทรกบโลกและดวงอาทตยกเชนเดยวกน เนองจากดวงจนทรอยใกลโลกมากกวาดวงอาทตย แมดวงจนทรจะมมวลนอยกวาดวงอาทตย และมแรงดงดดนอยกวาโลกถง 6 เทากตาม แตเนองจากดวงจนทรอยหางจากโลกประมาณ 386,400 กโลเมตร แตดวงอาทตยอยหางถง 150 ลานกโลเมตร ดวยเหตน การโคจรของดวงจนทร รอบโลกจงมผลตอการเกดปรากฏการณนำาขน-นำาลงเนองจากแรงดงดดของดวงจนทรทกระทำาตอโลกนนเอง

การเกดนำาขน-นำาลงมสาเหตมาจากแรงดงดดของดวงจนทรทกระทำาตอโลก และสงผลโดยตรงตอระดบของนำาทะเลทเปนของเหลว พนนำาบนโลกจะถกดดใหไหลมารวมกนในดานทตรงกบดวงจนทร จงท ำาใหพนผวนำาในบรเวณนนเกดการโปงพองออกมา ขณะเดยวกนโลกกหมนรอบตวเอง ดงนนโลกจงตอบสนองตอแรงดงดดของดวงจนทรทกระทำาตอพนผวโลกไมเทากน จงทำาใหพนผวนำาของโลกดานทอยตรงขามกบดวงจนทรเกดการโปงพองออกเชนเดยวกน

ภาพแสดงตำาแหนงบนโลกทเกดนำาขน - นำาลง

22

จากรปเมอโลกหมนพาผสงเกตมาอยทตำาแหนง A และ C ผสงเกตจะเหนนำาทะเลขน เพราะแรงดงดดของดวงจนทรทกระทำาตอโลก แตผสงเกตทอยทตำาแหนง B และ D จะเหนนำาลง จากเหตผลดงกลาวน ในเวลา 24 ชวโมง (1 วน) เราจงเหนนำาทะเลขนและลง 2 เวลา ประกอบกบดวงจนทรโคจรรอบโลกและผสงเกตเหนดวงจนทรขนชาลงวนละประมาณ 50 นาท ดงนนนำาทะเลจะขนและลงชาไปประมาณ 50 นาท

นำาขน-นำาลงนอกจากจะเกดจากอทธพลของดวงจนทรทโคจรรอบโลกพรอมกบสงแรงดงดดมายงโลกแลว การเกดนำาขนนำาลงยงมความสมพนธกบดถของดวงจนทรทพจารณาจากตำาแหนงของโลก ดวงจนทร และดวงอาทตยดงศกษาไดจากภาพตอไปน

ภาพแสดงตำาแหนงของดวงจนทรททำาใหเกดนำาขน-นำาลงในแตละเดอน

จากรป ก จะเหนวาในวนขนหรอแรม 15 คำา ผสงเกตจะอยทตำาแหนง A และ B เมอดวงจนทรโคจรมาอยทตำาแหนงนผสงเกตจะเหนโลก ดวงจนทร และดวงอาทตยอยในแนวเดยวกน เปนผลใหโลกไดรบอทธพลจากแรงดงดดจากดวงจนทรและดวงอาทตยในลกษณะเสรมกน ทำาใหนำาทะเลขนสงสดตรงบรเวณหมายเลข 1 และ 3 และนำาลงตำาสดตรงบรเวณหมายเลข 2 และ 4 สวนรป ข ดวงจนทรโคจรมาอยทตำาแหนง C และ D ซงเปนวนขนหรอแรม 8 คำา เปนตำาแหนงทดวงจนทร โลก และดวงอาทตยทำามมฉากกน โลกจะไดรบ

23

อทธพลจากแรงดงดดในลกษณะทไมเสรมกน จงทำาใหทตำาแหนง 2 และ 4 นำาทะเลขนนอยทสด และทตำาแหนง 1 และ 3 นำาลงนอยทสด

กรมอทกศาสตร ทหารเรอ ไดบญญตศพทเกยวกบปรากฏการณนำาขน-นำาลงไวดงน

ระดบนำาทะเลปานกลาง หมายถง ระดบนำาทะเลเฉลยทคำานวณไดจากผลการตรวจระดบนำาทะเลทกๆชวงเวลาเทาๆกนเปนระยะเวลานาน สถานททใชเปนมาตรฐานไดแก เกาะหลก อาวมะนาว จงหวดประจวบครขนธ

นำาเกด หมายถง นำาขนเตมทของเดอนมด หรอเดอนเพญ เปนวนทนำาขนหรอลงมากทสด

นำาตาย หมายถง ระดบนำาขนและลงนอยในชวงวนขนหรอแรม 8 คำา

เนองจากการเกดนำาขน นำาลง ไมไดเกดเพยงวนละ – 2 ครง ซงแตละสถานทกมความแตกตางกน ดงนนจงมการแบงชนดของนำาไดอก 3 แบบคอ

วนนำาเดยว หมายถง ใน 1 วนจนทรคต จะมนำาขน ลงเพยง–ครงเดยว

วนนำาค หมายถง ใน 1 วนจนทรคต จะมนำาขน ลง – 2 ครงวนนำาผสม หมายถง ใน 1 วนจนทรคต จะมนำาขน ลง ผดปกต–

หลายๆครงดนและหนบนดวงจนทรมแรธาตตางๆเหมอนกบบนโลก แตมอตราสวน

ทแตกตางกนออกไป โดยธาตจำาพวกแคลเซยม อะลมเนยม ไททาเนยม มอตราสวนมากกวาบนพนโลก ธาตทมจดหลอมเหลวสงไดแก แฮฟเนยม และเซอรโคนเนยม มอตราสวนทสงกวาบนโลก สวนธาตทมจดหลอมเหลวตำาไดแก โซเดยม โปแตสเซยม มอยในอตราสวนทตำากวาบนโลก หนทเกบมาจากการสำารวจเปนหนทเกดจากลาวาของภเขาไฟมลกษณะคลายหนอคน และหนบะซอลต เนองจากหนทกชนดบนดวงจนทรไมมนำาปนอยเลย ธาตเหลกทมอยในหนจงไมเกดสนม การเกบตวอยางหนทนำามาจากดวงจนทรจงตองเกบไวในหองทมบรรยากาศของไนโตรเจนแหง

24

การทบนดวงจนทรไมมนำาอยเลยทำาใหไมพบสงมชวตหรอซากของสงมชวต รวมทงรองรอยของสงมชวตใดๆบนดวงจนทร นอกจากนบนดวงจนทรยงมธาตคารบอนทเปนพนฐานสำาคญของสงมชวตอยนอยมาก

ดวงอาทตย

ดวงอาทตยเปนวตถทรงกลมใหญ เปนกลมกาซทรงกลมทหนาแนนขนาดใหญมาก ดวงอาทตยอยหางจากโลกโดยเฉลย 149.6 ลานกโลเมตร มเสนผานศนยกลางยาวประมาณ 1,390,000 กโลเมตร หรอ 110 เทาของเสนผานศนยกลางของโลก มปรมาตรประมาณ 1.3 ลานเทาของโลก พนผวของดวงอาทตยกวางใหญกวาพนผวโลก 11,700 เทา โดยดวงอาทตยมมวล 333,000 เทาของมวลของโลก เมอคดเฉลยปรากฏวาดวงอาทตยมความหนาแนน 1.4 กรม / ลกบาศกเซนตเมตร หรอเทากบ 1.4 เทาของนำา ซงนอยกวาของโลกและดวงจนทรมาก และแรงโนมถวงทพนผวมคาเทากบ 28 เทาของโลก

ดวงอาทตยจดเปนดาวฤกษเพยงดวงเดยวทอยใกลโลกมากทสด แสงจากดวงอาทตยเดนทางมายงโลกโดยใชเวลาเพยง 8.3 นาท ในขณะทแสงจากดาวฤกษอนๆตองใชเวลาอยางนอยกมากกวา 4 ปจงจะเดนทางมาถงโลก ดวงอาทตยใหความสวางเทยบไดกบหลอดไฟฟาสามพนลานลานลานลานแรงเทยน แตถาพจารณาถงพลงงานทดวงอาทตยใหแกโลกทงพลงงานความรอน แสงสวาง และการแผรงสอนๆ นบไดวาดวงอาทตยเปนแหลงพลงงานทมกำาลงมากถงสแสนลานลานลานกโลวตต ในแตละวนดวงอาทตยปรากฏขนทางขอบฟาทศตะวนออก แลวเคลอนทสงขนสกลางทองฟา และตกลบขอบฟาทางทศตะวนตกเนองจากโลกหมนรอบตวเองครบ 1 รอบ การขนและตกของดวงอาทตย

เนองจากโลกมการหมนรอบตวเองและหมนรอบดวงอาทตย ดงนนเราจงเหนดวงอาทตยปรากฏขนทางขอบฟาทศตะวนออกและตกทขอบฟาทศตะวนตกของทรงกลมทองฟา การพจารณาตำาแหนงของดวงอาทตยจงอาศยความรของการบอกตำาแหนงของวตถทองฟา เราสามารถศกษาการเคลอนทปรากฏของดวงอาทตยได โดยการสงเกตและเปรยบเทยบตำาแหนงของ

25

ดวงอาทตยในแตละวนไดจากเครอง เอสโตรเลบ แตเราจะใชเครองมอนโดยตรงไมไดเพราะแสงอาทตยจามาก ถาเรามองดวงอาทตยโดยตรงดวยตาเปลาจะเปนอนตรายตอดวงตาได

ดวงอาทตยมการเปลยนตำาแหนงตลอดเวลาจากทศตะวนออกไปตะวนตก แนวเสนทเราลากเชอมตอจดสงเกตดวงอาทตยในแตละเวลาแสดงถงแนวการเคลอนทปรากฏประจำาวนของดวงอาทตย เสนทางการโคจรของดวงอาทตยตามทเราเหนบนทองฟา เรยกวา เสนสรยวถ

ดวงอาทตยมตำาแหนงการขนและตกเปลยนแปลงไปทกวน วนละประมาณ 15 ลปดา

จากความรเรองแกนของโลกเอยงไปจากเสนตงฉากกบระนาบการโคจรเปนมม 23.5 องศา และเอยงเปนมมทแนนอนเชนนตลอดทงป โดยแนวแกนของโลกชตรงไปยงดาวเหนอ รวมทงการทโลกหมนรอบตวเองไปพรอมๆกบโคจรรอบดวงอาทตย ทำาใหเกดความสมพนธททำาใหเกดผล 3 ลกษณะคอ

1. มการเปลยนแปลงกลางวนและกลางคน2. การเปลยนแปลงฤดกาล3. ลกษณะภมอากาศซงเปลยนแปลงไปตามละตจดของโลก

การเปลยนแปลงระยะทางของโลกจากดวงอาทตยตามวงโคจรในรอบปทมลกษณะเปนรปวงร ความแตกตางของระยะใกลและไกลนไมมผลทำาใหสภาพอากาศของโลกเปลยนแปลงไปมากนก แตการทแกนหมนสมมตของโลกทเอยงทำามม 23.5 องศานนมผลทำาใหมมตกกระทบของแสงสวาง ความรอนจากดวงอาทตยทสองเปนแนวเสนตรงมาตกยงแตละบรเวณบนพนผวโลกเปลยนแปลงไปตลอดเวลา ทำาใหแตละบรเวณไดรบพลงงานจากดวงอาทตยไมคงทในรอบป จงเกดเปนฤดกาลขน ดงศกษาไดจากภาพตอไปน

26

ภาพแสดง การโคจรของโลกตามระนาบการโคจร โดยแกนหมนของโลกเอยง 23.5 องศา

คงทตลอดการโคจร เปนผลทำาใหเกดฤดกาลบนโลก

จากภาพขณะทโลกโคจรรอบดวงอาทตย ขวเหนอของโลกจะเอยงไปดวย ในวนท 21 มนาคม และวนท 23 กนยายน แกนหมนของโลกจะตงฉากกบเสนตรงทลากตอระหวางจดศนยกลางของโลกกบดวงอาทตยพอด ทำาใหดวงอาทตยปรากฏขนเหนอขอบฟาเปนเวลา 12 ชวโมง และอยใตขอบฟาเปนเวลา 12 ชวโมงเทากน ทำาใหชวงเวลากลางวนกบกลางคนยาวเทากน และปรมาณแสงทตกบรเวณซกโลกเหนอและซกโลกใตเทากน เราเรยกตำาแหนงทงสองนวา อควนอกซ (Equinoxes) โดยกำาหนดใหตำาแหนงวนท 21 มนาคม เปนวนเรมฤดใบไมผล (Spring Equinox) และวนท 23 กนยายน เปนวนเรมฤดใบไมรวง (Autumnal Equinox)

หลงจากวนท 21 มนาคม โลกจะโคจรโดยหนขวเหนอและซกโลกเหนอเขาหาดวงอาทตยมากขนเร อยๆ จนถงวนท 22 มถนายน โลกจะหนขวเหนอเขาหาดวงอาทตยมากทสด ชวงนคนทอยทางซกโลกเหนอจะเหนดวงอาทตยอยเหนอขอบฟานานกวา 12 ชวโมง ทำาใหชวงเวลากลางวนยาวกวากลางคน และคนทอาศยอยภายในบรเวณ 23.5 องศาจากขวโลกเหนอ จะมองเหนดวงอาทตยตลอดทงวน เราเรยกวา พระอาทตยเทยงคน (Midnight Sun) สวนคนทอาศยอยในบรเวณ 23.5 องศาจากขวโลกใต จะมองไมเหนดวงอาทตยขนเหนอขอบฟาเลยตลอดทงวน และในตำาแหนงทตรงขามกนในวง

27

โคจรคอ ตำาแหนงของโลกในวนท 22 ธนวาคม โลกหนขวเหนอออกจากดวงอาทตยมากทสด ทำาใหปรมาณแสงอาทตยตกลงบนซกโลกใตมากทสด เพราะแกนโลกเอยงใหขวโลกใตหนเขาหาดวงอาทตย ดงนนซกโลกเหนอจะมชวงเวลากลางคนยาวกวาเวลากลางวน ทตำาแหนงทงสองนเราเรยกวา โซลสตช(Solstice) โดยกำาหนดใหตำาแหนงวนท 22 มถนายน เปนวนเรมตนฤดรอน (Summer Solstice) และตำาแหนงวนท 22 ธนวาคม เปนวนเร มฤดหนาว (Winter Solstice)

การกำาหนดฤดกาลในแตละแถบบนพนโลกจะไมเหมอนกน ประเทศทอยใกลแถบเสนศนยสตรไดรบแสงอาทตยในปรมาณทเทากนตลอดป กำาหนดใหม 3 ฤดคอ ฤดรอน ฤดฝน และฤดหนาว สวนพนทใตหรอเหนอเสนศนยสตรขนไปกำาหนดใหม 4 ฤดคอ ฤดใบไมผล (Spring) ฤดใบไมรวง (Autumm) ฤดรอน (Summer) และฤดหนาว (Winter) สำาหรบฤดรอนและฤดหนาวทางแถบซกโลกใตจะเกดตรงกนขามกบประเทศในแถบซกโลกเหนอ เมอโลกหนขวเหนอเขาหาดวงอาทตย แถบซกโลกเหนอจะเปนฤดรอน และซกโลกใตเปนฤดหนาว เมอหนขวเหนอออกจากดวงอาทตย แถบซกโลกเหนอกจะเปนฤดหนาวขณะทแถบซกโลกใตเปนฤดรอนสลบกนอทธพลของดวงอาทตยตอโลก

โดยสภาพแลวดวงอาทตยเปนกลมกาซทมอณหภมสงและแผพลงงานอกมาโดยรอบ อณหภมทผวของดวงอาทตยประมาณ 6,000 เคลวน และทระดบลกลงไปอณหภมจะสงขนเร อยๆ โดยคาดวาทจดศนยกลางมคาสงประมาณ 15 ลานเคลวน จากการสำารวจบรรยากาศชนนอกทหอหมดวงอาทตยพบวา ประกอบดวยกาซไฮโดรเจน 72% ฮเลยม 26.5 % และธาตอนๆอก 2.5 % นกวทยาศาสตรเชอวาพลงงานของดวงอาทตยเดจากปฏกรยานวเคลยรฟวชน ทเกดจากการรวมตวของไฮโดรเจนกลายเปนฮเลยม แลวปลดปลอยพลงงานออกมามหาศาล ในป พ.ศ.2481 เบเธ (H.Bethe) และ วอน ไวซแซคเกอร (C.F Von Weizsacker) รวมก นอธบายวา พลงงานทดวงอาทตยผลตขน เก ดจากปฏก ยาหลอมรวมทางเทอรโมนวเคลยร (Thermonuclear Fusion Reaction) ทบรเวณใจกลางของดวงอาทตยซงมอณหภมและความดนสงมาก นวเคลยสของอะตอมของธาต

28

เบาคอ ไฮโดรเจน จะรวมตวกนกลายเปนอะตอมของธาตหนกคอฮเลยม การรวมก นคร งน จะท ำา ใหมมวลบางสวนหายไปกลายเป นพล งงานของคลนแมเหลกไฟฟา ซงเปนไปตามสมการของไอนสไตนเกยวกบความสมพนธของมวลสารกบพลงงาน คอ E = MC2 เมอ C เปนอตราเรวของแสงในสญญากาศ มค า 3108 เมตร/วนาท M คอ มวลสารทหายไป E คอพลงงานทเกดขน

พลงงานทเกดขนจะถายทอดออกมาสผวดวงอาทตยโดยการนำา การพา และการแผรงสความรอน และแผออกจากผวไปทกทศทางโดยการแผรงส พลงงานตางๆแผมายงโลก แตเนองจากโลกอยหางจากดวงอาทตยประมาณ 150 ลานกโลเมตร จงทำาใหโลกไดรบพลงงานจากดวงอาทตยนอยเมอเทยบกบพลงงานทดวงอาทตยปลดปลอยออกมา โดยไดรบประมาณ 1 ใน 2,200 ลานสวนเทานน นกวทยาศาสตรพบวา การทโลกโคจรรอบดวงอาทตยเปนวงร ทำาใหระยะหางระหวางโลกกบดวงอาทตยในแตละชวงแตกตางกน พลงงานทโลกไดรบมคาสงสดประมาณ 1,400 วตต/ตารางเมตร ในชวงเดอนธนวาคมและมกราคม และมคาตำาสด 1,305 วตต/ตารางเมตร ในชวงเดอนมถนายนและกรกฎาคม โดยเฉลยโลกไดรบพลงงานจากดวงอาทตยเฉลยประมาณ 1,353 วตต/ตารางเมตร

พล ง ง า นท ดว ง อ า ท ต ย ป ลด ปล อ ยออ กม า ส ว น ใ ห ญ อ ย ใ น ร ปคลนแมเหลกไฟฟา พลงงานทงหมดทตกกระทบชนบรรยากาศของโลกจะมาถงผวโลกโดยมเมฆ กาซ ฝนละอองในบรรยากาศชวยสะทอนพลงงานกลบออกไปประมาณ 30% ถง 60% และสวนทตกกระทบถงผวโลกมคามากทสดราว 40 – 70%ขนอยกบสภาพภมอากาศของโลก พลงงานสวนทเหลอมาถงพนผวโลกจะถกพนดนและพนนำาดดกลนไว รวมทงพชและสตวกใชพลงงานนดวย

ดวงอาทตยใหพลงงานแกโลกในรปความรอน แสงสวาง สงมชวตรบและใชพลงงานเหลานโดยตรง เชน พชใชแสงในกระบวนการสงเคราะหแสง (Photosynthesis) พลงงานแสงถกเปลยนไปเปนพลงงานเคมสะสมอยในอาหารทสงเคราะหได อาหารนบางสวนถกใชไปทนท บางสวนถกสะสมไวตามสวนตางๆของพช มนษยและสตวกนพชกจะไดรบการถายทอดพลงงานจาก

29

ดวงอาทตยทสะสมอยโดยทางออม พลงงานทมนษยและสตวรบเขาไปจะสะสมอยในกลามเนอบาง ในไขมนบาง ในสมองบาง และในทกสวนของรางกาย ระหวางทมน ษยและสตวมชวตอยจะน ำาพลงงานมาใชในการเคลอนไหว ใชในการคด และทำางานทกอยางเพอดำารงชวตใหอยรอด พลงงานทยงใชไมหมดเมอตายไปกยงสะสมอย เมอรางกายเนาเป อยผพงกลายเปนสารเคมและเกบสะสมพลงงานไวในรปพลงงานเคม อาจเปนปยอยดนและกลบมาเปนอาหารของพช ถามซากพชซากสตวทบถมอยภายใตพนผวของโลกเปนเวลานานหลายลานปอาจกลายเปนถานหน นำามนและกาซธรรมชาต ซงมนษยขดนำามาใชเปนเชอเพลง พลงงานเคมทสะสมอยในเชอเพลงจงมาจากซากพชซากสตวนนเอง

นอกจากนพลงงานความรอนจากแสงแดดยงทำาใหนำาในแหลงนำาตางๆบนโลกกลายเปนไอนำาลอยสงขนไปในอากาศ ไอนำานจบตวกนเปนกลมเมฆ เมอเมฆเยนลงจะควบแนนเปนหยดนำาตกลงมาเปนฝน ฝนทำาใหเกดลำาธาร แมนำา ทะเลสาบ พลงงานถกเกบไวในกระแสนำาไหล มนษยสรางเขอนแลวปลอยใหนำาไหลลงมาใชพลงงานในกระแสนำาไปหมนเครองกำาเนดไฟฟา จากกระแสไฟฟาเราอาจเปลยนใหเปนแรงขบเคลอนยานพาหนะ เปนแสงสวาง เปนความรอน เสยงหรอภาพบนจอโทรทศน นบวาเราไดประโยชนจากพลงงานของดวงอาทตยทงโดยทางตรงและทางออม

พลงงานและอนภาคจากดวงอาทตยทโลกไดรบเมอดวงอาทตยถายเทพลงงานออกมา พลงงานของดวงอาทตยจะ

เคลอนทมายงโลกดวยอตราความเรวประมาณ 300,000 กโลเมตรตอวนาท และเคลอนทในรปของคลน เราเรยกวา พลงงานของการแผรงส พลงงานทโลกไดรบจากดวงอาทตยแบงเปน 2 ประเภทคอ

1. พลงงานทมผลตอโลกเรว เพราะเคลอนทดวยความเรวสง ไดแก คลนแมเหลกไฟฟา ซงสามารถเดนทางจากดวงอาทตยมายงโลกไดภายในเวลา 8.3 นาท ไดแก รงสแกมมา รงสเอกซ รงสอลตราไวโอเลต แสง รงสอนฟราเรด คลนไมโครเวฟ และคลนวทย ซงสามารถผานชนบรรยากาศมาถงพ นผ ว โลกได น กวทยาศาสตรสามารถตรวจจบคล นวทย ได โดยใช

30

กลองโทรทรรศนวทย ในสวนของรงสอลตราไวโอเลตและรงสเอกซผานชนบรรยากาศเขามายงพนผวโลกไดเพยงเลกนอย เนองจากบรรยากาศชนสงๆท ำาหนาท กรอง ดดกล น และสะท อนรงสสวนใหญออกไป แตป จจบนบรรยากาศในชนสตราโตสเฟยรซงมกาซโอโซนอยมากถกทำาลายโดยสารคลอโรฟลออโรคารบอนหรอเรยกยอๆวา CFC สารชนดนมอยในสเปรยทกชนด และในสารทำาความเยนในตเยน เครองปรบอากาศ สารเหลานเมอฟงกระจายออกไปในบรรยากาศจะทำาปฏกรยากบกาซโอโซนทำาใหแปรสภาพไปเปนกาซทไมสามารถสกดกนรงสตางๆจากดวงอาทตยได ทำาใหรงสอลตราไวโอเลตผานมายงพนโลกมากเกนไป ในขณะเดยวกนถาเราไมสามารถควบคมการใช พลงงานจากเชอเพลงทกชนดทกอใหเกดกาซคารบอนไดออกไซด จะทำาใหในบรรยากาศมกาซคารบอนไดออกไซดเพมมากขน ซงกาซคารบอนไดออกไซดจะไปสกดกนความรอนจากผวโลกทระบายออกไป มผลทำาใหอณหภมทผวโลกสงขน เรยกปรากฏการณนวา ปรากฏการณเรอนกระจก (Greenhouse Effect) ทงสองปรากฏการณนจะมผลทำาใหรงสอลตราไวโอเลตผานทะลชนบรรยากาศของโลกเขามาในปรมาณมากขน มผลตอมนษยโดยตรงเมอไดรบรงสจากแสงแดดมากๆคอ ทำาใหผวหนงไหมเกรยม มโอกาสเปนมะเรงผวหนงไดสง นอกจากนยงมผลตอระบบนเวศนตลอดจนสภาพแวดลอมทางธรรมชาตของโลกเกดความแปรปรวนได

อยางไรกตามพลงงานทแผออกมาจากดวงอาทตยทมผลโดยตรง ไดแก พลงงานความรอนทเราใชประโยชน เชน การตากอาหาร การอบแหง การกลนนำา การทำานาเกลอ และนำาพลงงานมาใชทางออมคอ นำาพลงงานแสงอาทตยมาแปรเปนพลงงานรปอน เชน พลงงานความรอน พลงงานไฟฟา เปนตน

2. พลงงานทมผลตอโลกภายหลง คอ อนภาคทมประจสวนใหญไดแก อนภาคโปรตอน และอนภาคอเลกตรอน อนภาคเหลานไมสามารถผานชนบรรยากาศของโลกเขามาไดเลย เมอดวงอาทตยเกดปรากฏการณจดระเบดจ า (Solar Flares) ซ ง เก ดข น ในบร เว ณท ม จ ดด บบนดวง อาท ต ย (Sunspots)ขนาดใหญ การลกจาของกล มก าซบนดวงอาท ตยน จะม พลงงานของคลนแมเหลกไฟฟาถกปลดปลอยออกมา เชน รงสเอกซ รงส

31

แกมมา รงสอลตราไวโอเลต ฯลฯ นอกจากนยงมอนภาคตางๆทมพลงงานสงถกปลดปลอยออกมาเชน โปรตอน อเลกตรอน ไอออน และนวเคลยสของธาตตางๆกถกปลดปลอยออกมาดวย เรยกวา ลมสรยะ (Solar Wind) เคลอนทดวยความเรวสงประมาณ 500 กโลเมตรตอวนาท 1 ใน 600 ของความเรวแสงซงอาจจะเดนทางมาถงโลกโดยใชเวลาประมาณ 20-40 ชวโมง การเดนทางของลมสรยะจะพาเอาสนามแมเหลกมาดวย เมอมาถงโลกสนามแมเหลกนจะมปฏกรยากบสนามแมเหลก ทำาใหเกดปรากฏการณทเรยกวา พายแมเหลก (Magnetic Storm) เปนผลทำาใหประจไฟฟาทงหลายทจะเขาสโลกไหลไปในทศของสนามแมเหลกสข วโลก จะมผลตอระบบการสอสารโทรคมนาคม และเครอขายระบบการสงกระแสไฟฟา การตรวจสอบพายแมเหลกทำาไดโดยการสงวทยคลนสนไปในบรรยากาศ ถาเกดพายแมเหลกคลนวทยจะจางหายไป นกวทยาศาสตรระบวาลมสรยะแมจะเปนเรองปกตของธรรมชาตและระบบสรยะกตาม แตเคยท ำาใหเกดความเสยหายตอระบบโทรคมนาคมในโลกมาหลายครง

นอกจากนปรากฏการณ แสงเหนอแสงใต (Aurora) ทเกดจากลมสรยะเมอเคลอนทผานโลกซงมสนามแมเหลกหอหมอย เสนแรงแมเหลกโลกแถบศนยสตรจะขนานกบผวโลก และโคงเขาสผวโลกตรงสวนทใกลขวโลกเหนอและขวโลกใต อนภาคตางๆของลมสรยะจะเคลอนทตามแนวเสนแรงแมเหลก แตไมสามารถเคลอนทผานสนามแมเหลกโลกเขามาในแนวด งแถบใกลเสนศนยสตรได จงเขาสบรรยากาศของโลกทางขวโลกเหนอและขวโลกใต และเมอไปชนกบอะตอมของกาซบางชนดทำาใหเกดการรบและคายพลงงานออกมาในร ปแสงสต างๆบนทองฟาบรเวณขวโลกเหนอและข วโลกใต เชน ออกซเจนจะเปลงแสงสเขยว สวนกาซไนโตรเจนจะเปลงแสงสชมพ เปนตนปรากฏการณอปราคา

คำาวา อปราคา (Eclipse) หมายถง ปรากฏการณธรรมชาตทดวงอาทตยหรอดวงจนทรปรากฏมดลงเมอถกเงาของโลกบง ถาดวงจนทรมดโดยมเงาของโลกบง เรยกวา จนทรปราคาหรอจนทรคราส แตถาดวงอาทตยมดโดยมเงาของดวงจนทรบง เรยกวา สรยปราคาหรอสรยคราส

32

จนทรปราคา (Lunar Eclipse) เปนปรากฏการณทเกดขนในตอนกลางคน เมอดวงจนทรเคลอนทปรากฏอยทตำาแหนงดวงจนทรเตมดวง ซงเปนวนเพญ 15 คำา หรอวนแรม 1 – 2 คำา การทจะเกดจนทรปราคาได ดวงอาทตย โลก และดวงจนทรจะตองโคจรมาอยในแนวเสนตรงเดยวกน ดงรป

ภาพแสดง การเกดจนทรปราคาเมอดวงจนทรเคลอนเขามาอยในเงาของโลกจะเหนดวงจนทรมดไป เงา

ของโลกทบงดวงจนทรม 2 ลกษณะคอ เงามด (Umbra) และเงามว (Penumbra) เงามดทเกดขนมลกษณะเปนกรวยปลายแหลม สวนเงามวมรปรางเปนกรวยปลายมน ทงนเนองจากดวงอาทตยซงเปนผใหแสงสวางนนมขนาดใหญกวาโลกมาก เงาของโลกทบงดวงจนทรความยาวเฉลยประมาณ 860,000 ไมล ถาดวงจนทรเคลอนทเขาไปอยในเงามว (ระหวาง A – B หรอ E – F) เรยกวาเกด จนทรปราคาเงามว ซงเปนจนทรปราคาทเหนไมชดเจนเพราะดวงจนทรไมมด จนทรปราคาลกษณะนอาจกนเวลานานถง 3 ชวโมง 40 นาท ถาดวงจนทรเรมเขาสเงามด (B – C) หรอเรมออกจากเงามด (D – E) แตถายงไมหมดดวง เรยกวา จนทรปราคาบางสวน แตถาดวงจนทรอยในเงามดทงดวง (C – D) เรยกวา จนทรปราคาเตมดวง ชวงเวลาทเก ดจนทรปราคาแบบเตมดวงนกนเวลาประมาณ 1 ชวโมง 30 นาท

เนองจากระนาบวงโคจรของดวงจนทรทโคจรรอบโลกเปนวงร อยคนละระนาบวงโคจรของโลกรอบดวงอาทตย และระนาบทงสองนทำามมกน 5 องศา 8 ลปดา ดงรป

33

การทระนาบวงโคจรของดวงจนทรและโลกอยคนะระนาบและทำามม 5 องศา 8 ลปดา จงทำาใหเกดจดตดขน 2 จดระหวางระนาบการโคจรทงสองน จดตดดงกลาวนเรยกวา โนด (Nodes) จดตด A เปนจดทดวงจนทรจะโคจรตดระนาบวงโคจรของโลกขนมาทางเหนอ เรยกวา โนดขน (Ascending Node) จดตด B เปนจดทดวงจนทรจะโคจรตดระนาบวงโคจรของโลกลงมาทางใต เรยกวา โนดลง (Descending Node)

ขณะทดวงจนทรโคจรรอบโลก บางคร งโคจรอยเหนอระนาบวงโคจรของโลก บางครงกโคจรอยใตระนาบวงโคจรของโลก ลกษณะดงกลาวนจะไมทำาใหเกดอปราคา แตถาดวงจนทรโคจรผานแนวเสนตรงทลากผานโนด ทเรยกวา เสนโนด หรอชวงทดวงจนทรโคจรขามจดโนด และดวงอาทตย โลก และดวงจนทร เคลอนมาอยในแนวเดยวกน จะทำาใหเกดอปราคาได นอกจากนเนองจากดวงจนทรโคจรรอบโลกจากทศตะวนตกไปตะวนออก ดวงจนทรดานตะวนออกจงมดกอน และขณะทเกดจนทรปราคาเตมดวงจะเหนวาดวงจนทรมสอฐ ทงนเพราะบรรยากาศของโลกทหกเหแสงขาไปในเงามดบางสวนซงทอดไปถงดวงจนทรสรยปราคา (Solar Eclipse)

สรยปราคาเปนปรากฏการณทเกดขนเมอดวงจนทรเคลอนไปบงดวงอาทตย เกดขนในตอนกลางวนประมาณวนแรม 14 – 15 คำา ซงเปนวนทเรยกวา วนเดอนดบ

34

ภาพแสดง การเกดสรยปราคา

การเกดสรยปราคาเปนปรากฏการณทดวงจนทรอยระหวางดวงอาทตยกบโลกในแนวเดยวกน เงาของดวงจนทรทมาบงโลกม 2 ลกษณะเชนกน คอ เงามดและเงามว ถาเงามดของดวงจนทรทอดไปยงโลกทใด ณ ทนนจะเกดสรยปราคาเตมดวง (Total Solar Eclipse) ดงรป ในขณะเดยวกน คนทอยภายใตเงามวจะมองเหนสรยปราคาบางสวน เงามดของดวงจนทรมความยาวเฉลย 233,000 ไมล แตถาขณะเกดสรยปราคา ดวงจนทรอยหางจากโลกมากเงามดของดวงจนทรจงทอดมาไมถงโลก แตจะทอดไปถงเฉพาะสวนของเงามวทตอจากปลายแหลมของเงามดดงรป คนบนโลกภายใตเงามวประเภทนจะเหน สรยปราคาแบบวงแหวน (Annular Eclipse)

ขณะเกดสรย ปราคา บรเวณทเก ดเงามวจะมความกวางประมาณ 6,000 ไมล และบรเวณเงามดจะมเสนผานศนยกลางมากทสดประมาณ 170 ไมล ซงคานเกดขนเมอดวงอาทตยอยใกลโลกมากๆ เชน ตนเดอนกรกฎาคมหรอตอนทดวงจนทรอยใกลโลกทสด

ขณะทเกดสรยปราคาเตมดวง เราอาจจะสงเกตเหนเงาของดวงจนทรในอากาศทเคลอนทดวยความเรว 1,000 ไมลตอชวโมง ผวพนของขอบตะวนออกของดวงอาทตยแยกกระจายเปนแสงสวางกลมๆ คลายลกปด เรยกกนวา เบลย (Balley’s Bead) ซงเกดจากแสงอาทตยทสองโดนขอบของดวง

35

จนทรทไมเรยบสมำาเสมอ ขณะเดยวกนทขอบตะวนตกของดวงอาทตย จะปรากฏแสงโคโรนา (Corona) ซงเปนบรรยากาศชนนอกของดวงอาทตยทไมสามารถมองเหนในเวลาปกต แสงโคโรนาจะมองเหนไดเมอดวงจนทรบงดวงอาทตยบดหมดดวงเทานน สรยปราคาเปนปรากฏการณทหาดไดยาก เพราะไมเกดขนซำาทเดมบอยๆ และมชวงการเกดสนอยางมากทสดประมาณ 7 นาท 30 วนาท โดยเฉลยแลวใชเวลาสงเกตประมาณ 3 – 4 นาทเทานน

การเกดสรยปราคาเตมดวง ทำาใหนกวทยาศาสตรมโอกาสศกษาสงตางๆ ไดดงน

1. การศกษาโรนาซงเปนบรรยากาศชนนอกสดของดวงอาทตย ซงในเวลาปกตไมสามารถ

ศกษาไดเพราะแสงเพราะแสงอาทตยสวางจามาก 2. การถ ายร ปสเปกตราของโครโมสเฟยร พวยก าซ และแฟลช

สเปกตรม (Flash Spectrum)3. การคนหาดาวเคราะหดวงใหมและดาวทอยใกลดวงอาทตย4. การถายรปดาวบรเวณรอบๆดวงอาทตย เพอตรวจปรากฏการเลอน

ตำาแหนงของดวงฤกษเนองจากการทแรงโนมถวงของดวงอาทตยกระทำาตอแสงสวางในประเทศไทยไดเกดสรยปราคาเตมดวงซงคนไทยเหนทตำาบลหวากอ จงหวดประจวบครขนธเมอวนท 18 สงหาคม พ.ศ. 2411 ซงเปนครงทสำาคญ เนองจากพระบาทสมเดจพระจอมเกลาเจาอยหวไดทรงคำานวณดวยพระองคเองไวล วงหนาถ ง 2 ปและพระองคได เสดจไปทอดพระเนตรดวยพระองคเอง หลงจากนนไดเกดสรยปราคาเตมดวงขนอก 4 ครง แตละครงไมซำาทเดม และครงลาสดสรยปราคาเตมดวงเกดขนเมอวนท 4 ตลาคม พ.ศ. 3538 เหนไดหลายอำาเภอ เชน อำาเภอสคว จงหวดนครราชสมา เปนตน

สรยปราคามโอกาสเกดบอยกวาจนทรปราคาและมความนาสนใจมากกวา ในป จจบนสรย ปราคาชดส ำาค ญๆมอย 12 ชด จงท ำาให สรยปราคาเกดขนไดทกๆป

36

ดาวฤกษดาวฤกษสวนใหญบนทองฟาเคลอนทปรากฏจากทศตะวนออกไปทศ

ตะวนตก แตดาวเหนอเปนดาวฤกษทปรากฏเกอบอยทต ำาแหนงเดมตลอดเวลา เนองจากแกนหมนของโลกอยในแนวใกลเคยงกบดาวเหนอ โดยมมเงยของดาวเหนอสมพนธกบละตจดของผสงเกต ผสงเกตอย ณ ละตจดทแตกตางกนจะเหนการเคลอนทปรากฏประจำาวนของดวงดาวบนทองฟาแตกตางกน

ดาวฤกษทปรากฏบนทองฟาอาจแบงเปนกลมๆเรยกวา กลมดาวฤกษ เพอสะดวกในการศกษาดวงดาวตางๆบนทองฟาจงใชแผนทดาว ซงแสดงตำาแหนงของดวงดาวเรยกวา แผนทดาว ดาวฤกษทสงเกตเหนมสตางๆกนเชน สขาว สเหลอง สแดง สนำาเงน ซงมความสมพนธกบอณหภมของพนผวของดาว โดยปกตแลวบนทองฟามดาวอยมากมาย แตในเวลากลางวนเราไมสามารถมองเหนดวงดาวไดเนองจากแสงสวางจากดวงอาทตยบดบงแสงจากดวงดาวไว เราจะมองเหนดวงดาวกตอเมอดวงอาทตยลบขอบฟาทางทศตะวนตก ดงนนเมอเราแหงนมองดทองฟาในเวลากลางคนในวนททองฟาแจมใสไมมเมฆ เราจะมองเหนดวงดาวดวยตาเปลามากมายไมนอยกวา 2,000 - 3,000 ดวง แตถาใชกลองโทรทรรศนสองดจะสามารถมองเหนไดนบลานๆดวงสองแสงระยบระยบอยบนทองฟาทไกลแสนไกล

การทเราเหนดาวหรอกลมดาวแตกตางกนไปตามฤดกาลในรอบปหนงๆกเนองจากโลกของเราไมไดหยดนง แตจะเคลอนทไปรอบดวงอาทตยเปนวงร แตเราทอยบนโลกจะมความรสกตรงกนขามคอ เราจะมความรสกเหมอนกบวาทรงกลมทองฟาหมนไปรอบๆโลก และหมนไปครบ 1 รอบใชเวลา 1 ป

ดวงดาวทเราสงเกตเหนดวยตาเปลาบนทองฟาเกอบทกดวงเปนดาวฤกษ มเพยง 2 – 3 ดวงเทานนทเปนดาวเคราะห ดาวฤกษเปนกลมกาซทมอณหภมสงจนอะตอมของกาซแตกตวออกเปนอออน ซงเรยกกาซในสภาวะนวา พลาสมา(Plasma) ดาวฤกษทกดวงมความรอนและผลตพลงงานไดดวยตวเองเหมอนดวงอาทตย แตดาวฤกษดวงอนๆจะแตกตางจากดวงอาทตยในเร องขนาด ความหนาแนน อณหภมทพนผว องคประกอบและอาย ดาวฤกษทเรามองเหนในทองฟาสวนมากมขนาดใหญ และมการเคลอนทอย

37

ตลอดเวลา แตทเรามองเหนดาวฤกษแตละดวงอยในระยะหางทเทากนเสมอเนองมาจาก ดาวฤกษอยไกลจากโลกมาก เราจงมองเหนดาวฤกษปรากฏเรยงรายในลกษณะเดมทกๆวน เราจงเรยกดาวฤกษวา ดาวประจ ำาท (Fixed Stars) การอยประจำาทของดาวฤกษหมายถง การทดาวฤกษปรากฏเรยงเปนรปตางๆ โดยมระยะหางระหวางดวงดาวคงทตลอดชวชวตเรา ดาวฤกษแตละดวงมสแตกตางกนตามอณหภมของดาวแตละดวง ดาวฤกษอยไกลจากโลกมาก แสงของดาวฤกษใชเวลาเดนทางหลายปจงมาถงโลก ดาวฤกษทอยใกลโลกมากทสดยกเวนดวงอาทตยก ค อ ดาวฤกษพรอกซมา เซนจร (Proxima Centuri) อยหางจากโลกประมาณ 4 – 25 ปแสง

คำาวา ปแสง เปนหนวยวดระยะทางดาราศาสตรทมระยะทางไกลกวา 1 หนวยดาราศาสตร โดย 1 ปแสง คอ ระยะทางทแสงเดนทางไดในเวลา 1 ป มคาประมาณ 9.463 1012 กโลเมตร (ประมาณ 9 ลานลาน กโลเมตร)

ในอดตมนษยยงไมมเขมทศชวยในการเดนทาง แตจากการสงเกตดาวฤกษดวงหนงปรากฏใหเหนประจำาท นกเดนปาหรอนกเดนเรอสมยโบราณจงใชดาวฤกษดวงนเปนจดอางองในการเดนทางเพอไมใหหลงทาง นกวทยาศาสตรไดสรางแกนสมมตของโลกจากขวโลกเหนอพงขนไปบนทองฟาทเราเรยกวา ขวฟา(Celestial Pole) จะพบดาวฤกษทสกสวางสามารถมองเหนไดดวยตาเปลา และใหชอวา ดาวเหนอ (Polestar หรอ North Star) แตเราอาจมองเหนดาวเหนอไดยากเนองจากดาวเหนออยสงจากขอบฟาประมาณ 15 องศาทางทศเหนอภมศาสตรเม อเราอยท ภาคกลางของประเทศไทย คนทอยในแตละพนทมคาละตจดตางกน จะมองเหนดาวเหนออยสงจากขอบฟาไมเทากนการเคลอนทของดาวฤกษ

เนองจากโลกหมนรอบตวเองจากทศตะวนตกไปตะวนออก คนบนโลกจงเหนดาวเคลอนทไปในทศตรงกนขามคอ จากทศตะวนออกไปยงทศตะวนตก จะมกแตเพยงดาวเหนอเทานนทมองเหนเหมอนไมเคลอนท เพราะดาวเหนออยตรงกบแกนหมนของโลก สวนดาวดวงอนๆจะเคลอนทโดยรกษาระยะหางจากดาวเหนอเทาเดมเสมอ

38

ดาวทขนในตำาแหนงตางกนจะอยในทองฟานานไมเทากน โดยดาวทขนตรงทศตะวนออกพอดจะลบขอบฟาทางทศตะวนไปทางเตกพอด เชน ดาวเดลตาโอไดออนส ในกลมดาวนายพราน จะอยในทองฟานาน 12 ชวโมง และลบขอบฟาไป 12 ชวโมง จงกลบมาขนทางทศตะวนออกอกครง สวนดาวทขนเฉยงจากทศตะวนออกเหนอเปนมมเทาใด กจะลบขอบฟาทางทศตะวนตกเฉยงไปทางเหนอเปนมมเทานน และจะอยในทองฟานานประมาณ 14 ชวโมง สวนดาวทขนทางทศตะวนออกเฉยงใตเปนมมเทาใด กจะลบขอบฟาทางทศตะวนตกเฉยงใตเปนมมเทานน และจะอยในทองฟานานไมถง 12 ชวโมง

ดาวทขนทางทศตะวนออกเฉยงเหนอเปนดาวทอยในทองฟาทางซกเหนอ สวนดาวทขนทางทศตะวนออกเฉยงใตเปนดาวทอยในทองฟาทางซกใต เสนทแบงทองฟาออกเปนซกเหนอซกใตเรยกวา เสนศนยสตรทองฟา เปรยบเสมอนเสนศนยสตรโลกทแบงโลกออกเปนซกโลกเหนอและซกโลกใต

ภาพแสดง ทรงกลมทองฟาทแบงโดยเสนศนยสตรทองฟา และเสนเมอรเดยน

จากรปเสนโคงทลากจากทศใตผานจดเหนอศรษะไปยงทศเหนอบนทรงกลมทองฟา เรยกวา เสนเมอรเดยน เมอดาวดวงใดเคลอนทมาอยบนเสนนจะเปนตำาแหนงทดาวขนสงสดจากขอบฟา

39

ดาวทอยใกลๆ หรออยหางจากดาวเหนอนอยกวาละตจดของผสงเกตจะไมมการขนและตก และจะเคลอนทวนรอบดาวเหนอ เราเรยกดาวเหลานวา ดาวรอบขว (Circum Polar Stars)

ในกรณทผสงเกตใชระบบเสนศนยสตรฟา (Celestial Equator) ขวฟา (Celestial Poles) ทมทงขวฟาเหนอและขวฟาใต และเสนเมอรเดยนฟา (Celestial Meridian) เราสามารถใชละตจดในระบบแนวราบกำาหนดตำาแหนงของวตถทองฟาหรอดาวฤกษได โดยมแนวคดวา ดาวดวงนนอยสงจากขอบฟาเทาไร และทางทศใด วธการทนยมใชกนมากวธหนงคอ ความสงหรออลตจด (Altitude) และทศทางของดวงดาวบนทองฟา ระบบนจะบอกคาความสงและมมทห างจากจดท ศเหน อหรอใต เรยกวา มมอาซม ท (Azimuth) จากตำาแหนงของดาวบนทรงกลมทองฟา ลากเสนจากจดตรงศรษะของผสงเกตผานดาวดวงนนไปตงฉากกบแนวราบ เรยกวา วงกลมตง คาอลตจดของดาวกคอมมทผสงเกตวดจากจดตดของวงกลมตงของดาวกบเสนขอบฟาหรอแนวราบขนไปจนถงดาวดวงนน คาอาซมทเปนคาทบอกวาดาวอยทางทศใด โดยวดจากจดเหนอไปทางตะวนออกหรอตามเขมนาฬกา เปนมมทผสงเกตหรอสวนโคงทวดจากจดทศเหนอไปตามแนวราบจนถงจดตดของวงกลมตงของดาวกบแนวราบ มมอาซมทจงมคาตงแต 0 – 360 องศาทจดตะวนออก ทศใต และทศตะวนตก มคามมอาซมทเทากบ 90, 180 และ 270 องศาตามลำาดบกลมดาวฤกษ

มนษยพยายามสงเกตและจดกลมดาวฤกษ กลมดาวหรอหมดาวตรงกบภาษาองกฤษวา Constellation ซงมาจากคำาวา Con แปลวา ดวยกน Stella แปลวา ดาวฤกษ จากความคงทในตำาแหนง ความสวยงามของดวงดาว และความเช อของมนษยโบราณทวาดวงดาวเปนของสงอยบนสวรรค ทำาใหมนษยจนตนาการวาการเรยงตวของดาวฤกษทอยใกลกนเปนตวแทนของสงทตนเคารพนบถอ หรอเปนตวละครในนยายปรมปรา หรอไมกเปนรปสตวในเทพนยาย จงนำามาตงชอดาวฤกษและกลมดาวบางกลม

การตงชอกลมดาวมมาแตโบราณ แตไมมหลกฐานวาใครเปนผตงเปนคนแรก ผท รวบรวมกลมดาวไวเปนทอางองไดเปนคนแรกคอ พโทเลม

40

(Ptolemy) ซงในสมยนนม 48 กลม เปนกลมดาวแถบ จกราศ 12 กลม แถบซกฟาเหนอ 21 กลม แถบซกฟาใต 15 กลม ในปพ.ศ. 2414 ไทโคบราห นกดาราศาสตรชาวเดนมารกไดเพมกลมดาวขน 2 กลม และในป 2416 โจฮานน เบเยอร ชาวเยอรมน ไดเพมกลมดาวทางซกฟาใตอก 12 กลม แตเหลอยในแผนทดาวปจจบน 11 กลม นอกจากนนเซอรเอดมนดฮลเลย เฮเวนดส นกดาราศาสตรชาวเยอรมนเพมอก 9 กลม และนกดาราศาสตรฝรงเศสเพมอก 23 กลม

ป จจ บนน กดาราศาสตรท ว โลกยอมรบกต กาสากล ซ งสหพนธ ดาราศาสตรระหว างชาต (International Astronomical Union : I.A.U) ใช ร ะบบแบง เขตกล มดา วตา ม Right ascension และ Declination โดยการแบงทรงกลมทองฟาออกเปน 88 เขต ทำาใหมกลมดาว 88 กลม จากเดมทมถง 109 กลม กลมดาวจกราศ

กลมดาวจกราศเปนกลมดาวทดวงอาทตย หรอดวงจนทร หรอดาวเคราะหเคลอนทผาน มทงหมด 12 กลม ไดแก กลมดาวปลา(Pisces) กลมดาวแกะ(Aries) กลมดาววว(Taurus) กลมดาวคนค(Gemini) กลมดาวป(Cancer) กลมดาวสงโต(Leo) กลมดาวหญงหรหมจาร(Virgo) กลมดาวคนช ง(Libra) กลมดาวแมงปอง(Scopius) กลมดาวคนยงธน(Sagittarius) กลมดาวแพะทะเล(Capricornus) และกลมดาวคนแบกหมอ(Aquarius)

กลมดาวจกราศเปนสวนหนงของทองฟาทแผอาณาเขตโดยรอบเสนทางโคจรของโลกทอยเหนและใตเสนทางโคจรของโลกประมาณ 8 องศา ซงกลมดาวจกราศแบงออกเปน 12 สวนเทาๆกน ประมาณสวนละ 30 องศา และสง 16 องศาตามแนวสรยวถ แตละสวนมยอดอยทดวงอาทตยและแผขยายออกไปไมมทสนสด ภายในขอบเขตของกลมดาวจกราศประกอบดวย ดวงอาทตย ดวงจนทร ดาวทมองเหนได และดาวเคราะหนอยบางสวน

กลมดาวจกราศมความสมพนธกบมนษยมากกวากลมดาวอนๆ โบราณเชอกนวาดาวเคราะห ดวงจนทร และดวงอาทตยเคลอนทผานกลมดาวเหลาน แทจรงแลวพบวา ดวงอาทตยไมไดเคลอนท แตเปนเพราะโลกโคจรรอบดวง

41

อาทตย คนบนโลกจงสงเกตเหนคลายกบวาดวงอาทตยเคลอนทผานกลมดาวตางๆจากทศตะวนตกไปยงทศตะวนออก โดยใชเวลาเคลอนทนาน 1 ป แลวจงกลบมา ณ ตำาแหนงเดม บรเวณทองฟาทเหนดวงอาทตย ดวงจนทร และดาวเคราะหตางๆเคลอนทปรากฏผานกลมดาวจกราศจนครบรอบ เปนแถบกวางประมาณ 16 องศายาวครบรอบทองฟาคดเปนระยะเชงมม 360 องศา เราเรยกวา แถบจกราศ

โดยปกตดวงอาทตยจะเคลอนทปรากฏผานกลมดาวจกราศเดอนละประมาณ 1 กลม จงเปนชวงเวลาทดวงอาทตยอยในราศนน และมความสมพนธกบชอเดอนทางสรยคต เชน ดวงอาทตยเคลอนทปรากฏผานกลมดาวปลาในเดอนมนาคม ซงเปนชวงเวลาทดวงอาทตยอยในราศมน ตอจากนนกเคลอนทปรากฏผานกลมดาวแกะในเดอนเมษายน ซงเปนชวงเวลาทดวงอาทตยอยในราศเมษเปนตน การสงเกตกลมดาวจกราศในคนใดคนหนง ใหสงเกตจากกลมดาวทปรากฏบรเวณทดวงอาทตยกำาลงลบขอบฟา เนองจากกลมดาวทสงเกตเหนจะมชอสมพนธกบชอเดอนนน และยงขนและตกพรอมกบดวงอาทตย จงทำาใหผสงเกตมองเหนไดเพยงบางสวนเทานน เชน ตอนหวคำาของวนท 1 มนาคม จะเหนกลมดาวแกะ วว คนค ป สงโต และกลมดาวหญงพรหมจาร และในแตละคนจะมองเหนเพยง 11 กลม สำาหรบกลมทมองไมเหนคอกลมทดวงอาทตยปรากฏอย

การศกษาตำาแหนงของดวงอาทตยในแตละป ทำาใหเราทราบความคลาดเคลอนของการเคลอนทปรากฏของดวงอาทตยได และสาเหตทราศไมตรงกบกลมดาวเนองจากจดตงตนนบราศขยบเคลอนไปทางทศตะวนตกตามเสนสรยวถปละประมาณ 50 ลปดา การทจดแรกของราศเมษขยบเพราะความโปงออกทเสนศนยสตรของโลก ประกอบกบการทแกนหมนของโลกเอยงทำามม 23.5 องศากบระนาบเสนศนยสตรฟา ทำาใหดวงจนทรและดวงอาทตยชวยกนออกแรงดงใหแกนโลกตงตรง แตโลกของเราหมนรอบตวเองดวยความเรว จงทำาใหแกนโลกสายคลายกบการสายของแกนหมนของลกขาง เมอโลกสายสวนอนๆของโลกโดยเฉพาะเสนศนยสตรจงสายตามไปดวย คาบการสายของแกนหมนของโลกครบรอบประมาณ 26,000 ป ถาคำานวณยอนหลงจะพบวาในเวลา 2,000 ป จดเรมตนของราศเมษไดขยบไปจากเดมประมาณ

42

30 องศา นนคอราศและกลมดาวจกราศเคยตรงกนเมอ 2,000 ปกอน ปจจบนนพบวาจดเร มตนของราศเมษเปนชวงวนท 21 มนาคม ถง 21 เมษายน ตอจากนนจงเขาสราศอนๆตามลำาดบส ความสวาง และอณหภมของดาวฤกษ

ดาวฤกษแตละดวงมสแตกตางกน บางดวงสคอนขางแดง บางดวงสนำาเงนนวล และบางดวงสคอนขางเหลอง ความแตกตางของสท ำาใหเราทราบความสมพนธระหวางอณหภมทผวกบสของดาวฤกษ ถาดาวฤกษมสคอนขางไปทางสนำาเงนจะมอณหภมสงกวาดาวฤกษทมสคอนไปทางสแดง ดงตาราง

ตารางแสดงความสมพนธของประเภท ส และอณหภมของดาวฤกษประเภท ส อณหภม หมายเหต

O

BA

F

GK

M

คอนไปทางสนำาเงน

คอนไปทางสนำาเงน คอนไปทางสนำาเงน

ขาว

เหลอง สมแดง

คอนไปทางสแดง

30,000 – 80,000

10,000 – 30,0007,500 – 10,000

6,000 – 7,500

5,000 – 6,000

3,500 – 5,000

2,000 – 3,000

ไดแกสเปกตรมของอออนของธาตฮเลยม และไฮโดรเจน มอายสนและคอนขางหายากสเปกตรมของฮเลยมทเปนกลางสเปกตรมทไมมฮเลยมเปนไฮโดรเจนหนก แมกนเซยม และแคลเซยมสเปกตรมทมประจไฟฟาบวกของแคลเซยม แมกนเซยม และอะตอมของเหลกทเปนกลางจำาพวกดวงอาทตยสเปกตรมทเปนเสนประกอบดวยโลหะทเปนกลาง

43

เปนสเปกตรมของโมเลกลจำาพวกออกไซดของททาเนยม

นกดาราศาสตรใชขอมลเกยวกบอณหภมของดาวฤกษ และแถบแสงของพลงงานการแผรงสเปนพนฐานในการจดประเภทของดาวฤกษ

นอกจากสและอณหภมของดาวฤกษแลว นกดาราศาสตรยงสนใจขอมลเกยวกบความสวางของดาวฤกษดวย ความสวางของดาวฤกษทเรามองเหนเรยกวา ความสวางปรากฏ ความแตกตางของความสวางปรากฏขนอยกบองคประกอบ 3 ประการคอ

1. จำานวนพลงงานของแสงทดาวฤกษผลตออกมา2. ขนาดของดาวฤกษแตละดวง3. ระยะทางเฉพาะของดาวฤกษแตละดวง

การจำาแนกระดบความแตกตางของความสวางของดาวฤกษเรยกวา สเกลขนาดของความสวางปรากฏ เมอประมาณปค.ศ. 130 ฮปปาคส (Hipparchus) นกดาราศาสตรชาวกรกไดใชความสวางปรากฏเปนพนฐานในการแบงดาวฤกษออกเปน 6 กลม ตวเลข 20 แทนความสวางของดาวลดลง กจะเรยกวา แมกนจดท 2, ท 3, ท 4, ท 5 และท 6 นกดาราศาสตรใชความใกล-ไกลของดวงดาวบงบอกถงความสวางของดาว โดยใหระยะทาง 32.6 ปแสงเปนระยะทางมาตรฐาน โดยทความสวางของดาวทระยะมาตรฐานเปนความสวางสมบรณ ตวอยางเชน ดวงอาทตยเปนดาวฤกษทอยใกลมความสวางปรากฏเทากบ -26.7 แตดาวฤกษทมองเหนไดดวยตาเปลาในตอนกลางคนดวงทสวางทสดมคาความสวางปรากฏเทากบ -1.42 ดวงจนทรมคาความสวางปรากฏเทากบ -12.6 โดยมดาวศกรและดาวองคารมคาความสวางปรากฏเทากบ -4.4 และ -2.8 ตามลำาดบ

44