ความหนาแน่นของสิ่งหนึ่ง หมายถึง เป็นการบอกว่า เรามีสิ่งนั้นๆ อยู่ในพื้นที่ว่างขนาดที่ระบุ มากแค่ไหน เป็นสัดส่วนระหว่างมวลหรือน้ำหนักของสิ่งนั้นต่อพื้นที่หรือปริมาตรที่มันอยู่ เช่น น้ำที่เป็นของเหลวมีความหนาแน่นเท่ากับ 1 หมายถึง น้ำหนึ่งกิโลกรัม หรือ 1000 กรัม ก็จะมีปริมาตร 1000 มิลลิลิตร หรือ 1 ลิตรเสมอ แต่ถ้าน้ำนั้นถูกต้มจนกลายเป็นไอน้ำกระจายอยู่ทั่วห้อง นั่นคือ มันมีปริมาตรเพิ่มขึ้นหรือมีความหนาแน่นลดลงนั่นเองครับ อะไรที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าก็มักจะลอยอยู่บนสิ่งที่มีความหนาแน่นมากกว่าเสมอ อย่างเช่น เรือที่สามารถลอยอยู่บนผิวน้ำ

โดยหากพูดถึงบริเวณที่มีความหนาแน่นสูงมาก ๆ ก็คงจะหนีไม่พ้นใจกลางของดวงอาทิตย์ ที่ซึ่งปฏิกิริยาต่าง ๆ เกิดขึ้น มีอุณหภูมิสูงถึง 15 ล้านองศาเซลเซียส มีแรงกดดันมากกว่าบรรยากาศบนผิวหน้าของโลกถึง 3 แสนล้านเท่า และมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำถึง 160 เท่า

ยังนึกภาพไม่ออกใช่ไหมครับว่าหนาแน่นกว่าน้ำถึง 160 เท่านั้นเป็นยังไง พูดง่ายๆว่า หากแสงเดินทางจากใจกลางของดวงอาทิตย์มาถึงผิวหน้าของมันเป็นเส้นตรงธรรมดา มันจะใช้เวลาเพียง 2.5 วินาทีเท่านั้น แต่เนื่องจากดวงอาทิตย์มีความหนาแน่นสูงมาก จึงทำให้อนุภาคแสง หรือโฟตอนจากใจกลางดวงอาทิตย์นั้นต้องกระเด้งกระดอนเหมือนลูกบอลอยู่ภายใน และอาจต้องใช้เวลาเป็น 10 ล้านปี กว่าจะมาถึงผิวหน้าของดวงอาทิตย์ได้ครับ

เมื่อเราต้องพูดถึงตัวเลขที่มีค่ามาก ๆ ยาวหลายหลัก หรือที่มีศูนย์ต่อท้ายเป็นจำนวนมากเมื่อไรล่ะก็ ทั้งการพูดและการเขียนก็คงจะยากลำบากไม่น้อย ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์จึงมีการการคิดค้นหาวิธีทำให้เรื่องนี้ ง่ายขึ้น นั่นก็คือ การนำเลขยกกำลัง มาใช้ แทนการพูดถึงเลข “จำนวนใหญ่” อย่างเช่น ค่าต่าง ๆ ทางดาราศาสตร์ ที่มักจะพูดถึง จำนวน หรือขนาด อะไรก็ตามที่ใหญ่โตมโหฬาร นั่นเองครับ

เลขยกกำลังเป็นสัญลักษณ์ที่ใช้แทนจำนวนการคูณกันของเลขที่เป็นฐาน สำหรับจำนวนที่มีเลข 0 ต่อท้ายเป็นจำนวนมาก สามารถแทนด้วยการยกกำลังเลข 10 โดยเลขยกกำลังจะเท่ากับจำนวนของ 0 ของเลขนั้น ๆ อย่างเช่น 1ล้าน มีศูนย์ 6 ตัว ก็สามารถเขียนหรือเรียกได้ว่า 10 ยกกำลัง 6 ซึ่งเท่ากับ 10 คูณกัน 6 ครั้ง นั่นเอง หรือดวงจันทร์มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาว 384 ล้านเมตร ก็สามารถเขียนหรือเรียกว่า 384 คูณ 10 กำลัง 6 หรือ 3.84 คูณ 10 กำลัง 8 ก็ได้เช่นกัน

แม้ว่าวิธีนี้จะช่วยให้ง่ายขึ้นเยอะ แต่ก็มีข้อควรระวังในการใช้งานด้วยนะครับ คือว่า ถ้าหากเป็นตัวเลขที่ไม่ได้มีศูนย์เยอะ พูดง่ายๆก็คือ ไม่ได้เป็นเลข “จำนวนใหญ่” แล้วล่ะก็ การใช้ยกกำลัง ก็ดูเหมือนว่าจะทำให้ชีวิตยากขึ้นกว่าเดิม ยกตัวอย่างให้พอเห็นภาพนะครับเช่น 3,456 สามารถเรียกอีกอย่างว่า 3.456 x 10 ยกกำลัง 3 / แล้วคุณผู้ฟังล่ะครับ คิดว่าการเรียกแบบไหนน่าจะง่ายกว่ากัน?

หลายคนคงเคยสงสัยหรือไม่ครับว่า

ทำไมแมวสามารถเอาตัวรอดได้ โดยเฉพาะเวลาตกจากที่สูง

เจ้าแมวทั้งหลาย ทำได้อย่างไร มีเทคนิคอะไรที่มันสามารถรอดจากการ

ตกลงมาได้

วันนี้ ผมได้หาคำตอบมาให้แล้วครับ

รับสาระกับนายเอ๊ะได้ทุกวันพุธเที่ยงตรง

ทางแฟนเพจ NSMThailand

หรือฟังนายเอ๊ะเล่าเรื่องได้ทาง YouTube NSMThailand

อัปเดตข่าวสารวิทยาศาสตร์ในรอบสัปดาห์ ประจำวันที่ 14 ตุลาคม 2565

ดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ เมื่อถึงเวลาที่เชื้อเพลิงหมดลง แทนที่จะดับและกลายเป็น ดาวแคระขาว มันจะถล่มลงเนื่องจาก มวลหรือน้ำหนักของตัวเอง ซึ่งเมื่อเกิดขึ้นพลังของแรงโน้มถ่วงจะเปลี่ยนเป็นพลังความร้อน ซึ่งนั่น จะทำให้มันระเบิดออกเป็น “ซูเปอร์โนวา”

อุณหภูมิภายในซูเปอร์โนวาอาจสูงถึง 4.8 หมื่นล้านองศาเซลเซียส มันจะส่องแสงสว่างเจิดจ้าได้พอ ๆ กับกาแล็กซี่ทั้งกาแล็กซี่อยู่ถึง 2-3 วัน ก่อนที่จะระเบิดกระจายไปในอวกาศ ซึ่งหากซูเปอร์โนวาที่เหลืออยู่ยังมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ 1.4 ถึง 3 เท่า น้ำหนักของมันจะบีบอัดเข้าหากันอย่างแรง ถึงขนาดบดขยี้อะตอมได้ ทําให้อิเล็กตรอนและโปรตอนในอะตอมรวมกันกลายเป็นนิวตรอน เกิดเป็น “ดาวนิวตรอน” ขึ้นมา

ดาวนิวตรอนที่แม้จะมีขนาดเล็ก มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง เพียง 10 ก.ม. หรือขนาดประมาณภูเขาเอเวอเรสต์ แต่ก็อาจมีมวลได้มากกว่าดวงอาทิตย์ถึง สองเท่าเนื้อดาวเพียงแค่ข้อนิ้วมือข้อเดียวก็มีมวลได้เท่าๆ กับมวลของ คนทั้งโลกรวมกัน  ส่วนแรงโน้มถ่วงนั้นก็มากมหาศาล มากกว่าโลกถึง หนึ่งแสนล้านเท่า ทำให้มันเป็นดาวที่กลมเกลี้ยงที่สุดในจักรวาล ไม่มีภูเขาหรือหุบเหวเลยแม้แต่น้อย

ในการระเบิดครั้งใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยปรากฏ พลังงานที่ระเบิดออกมามากกว่า การระเบิดของซูเปอร์โนวาหลายร้อยเท่า เราเรียกการระเบิดขนาดใหญ่นี้ว่า “ไฮเปอร์โนวา” ที่ความแรงของมันสามารถทำให้ดาวขนาดมหึมาถล่มลงได้ โชคดีนะครับที่มันเกิดห่างออกไปอีกฟากของจักรวาล เพราะนักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่า ถ้ามันเกิดขึ้นใกล้กับเราในระยะประมาณ 2,000 ปีแสง มันจะมีแสงจ้ากว่าดวงอาทิตย์ถึง 2 เท่า และมีรังสีแกมม่ามากกว่านี้ถึง 2,000 เท่า นั่นหมายความว่า จะทำให้สิ่งมีชีวิตเกือบทั้งหมดบนโลกเสียชีวิตในทันทีครับ

ดวงอาทิตย์มีมวล 1.9891 x 1030 กก ซึ่งมากกว่ามวลของโลก 330,000 เท่า และแผ่พลังงาน 3.83 x 1020 เมกะวัตต์สู่อวกาศ มากขนาดที่ว่าหาก มีน้ำแข็งหนา 2 กิโลเมตรห่อหุ้มผิวของดวงอาทิตย์ น้ำแข็งเหล่านั้นจะละลายหมดในเวลาประมาณ 50 นาที โดยปริมาณพลังงานที่แผ่ออกมา ก็จะยังคงเท่าเดิม ไม่ลดน้อยลงเลยแต่อย่างใดครับ

 ดวงอาทิตย์สามารถแผ่พลังงานมหาศาลเหล่านี้ได้ ก็เพราะว่าที่ใจกลางของดวงอาทิตย์มันจะมี ที่ซึ่งปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เปลี่ยนมวลให้เป็นพลังงานเกิดขึ้นอยู่ตลอดเวลา อย่างที่ตามสมการชื่อดังของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์  E = mc2 ของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ โดย E คือพลังงานที่ถูกปลดปล่อย จากมวลคือ m และ c คือความเร็วแสง ในแต่ละวินาทีการที่ดวงอาทิตย์ส่องแสงแรงกล้า ได้เช่นนี้ มวล 5 ล้านตันของดวงอาทิตย์จะต้องถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานบริสุทธิ์แผ่ออกมา ทุกๆ วินาที หากลองเปรียบเทียบกับช้างหนึ่งตัว ซึ่งมีมวลเฉลี่ยราว 6 ตัน ก็จะแปลว่า ทุกวินาที ดวงอาทิตย์แผ่พลังงานออกมา เทียบเท่ากับพลังงานจากน้ำหนักของช้างกว่าแปดแสนตัวรวมกันเลยทีเดียว แต่เนื่องจากดวงอาทิตย์มีขนาดใหญ่มหึมามาก แม้ว่ามันจะเผาผลาญมวลของมัน ในอัตราเท่านี้ไปอีก 5 พันล้านปี มวลที่เปลี่ยนเป็นพลังงานก็ยังคงเป็นแค่ ไม่กี่ส่วนในล้านส่วนที่มันมีเท่านั้นครับ

มวลของดวงอาทิตย์ใหญ่ขนาดไหน เปรียบเทียบกับช้างหนึ่งตัว ซึ่งมีมวลเฉลี่ยราว 6 ตัน เทียบกันแบบนี้แปลว่า ทุกวินาที ดวงอาทิตย์ แผ่พลังงานออกมาเท่ากับมวลของช้าง 833,333 ตัว 

นี่แค่เรื่องมวลเท่านั้นนะครับ แต่พลังงานที่ได้ 3.83 x1020 นั้น หากผิวของดวงอาทิตย์ มีน้ำแข็งหนา 2 กิโลเมตรห่อหุ้ม น้ำแข็งจะละลายหมดในเวลาประมาณ 50 นาที โดยปริมาณพลังงานที่แผ่ออกมา ก็จะยังคงเท่าเดิม ไม่ลดน้อยลงเลยแต่อย่างใดครับ

เพื่อน ๆ คนที่มี น้ำหนักตัวเยอะ ๆ เคย ได้ยินหรือไม่ครับว่า

“กินพริก กินเผ็ด เร่งเผาผลาญ ทำให้ผอม”

ความจริงแล้วการกินพริก เพื่อลดน้ำหนัก จะเป็นจริงหรือ

เพื่อนๆ เคยสงสัยหรือไม่ครับ

วันนี้ผมนายเอ๊ะ เอาสาระเรื่องนี้มาบอกกันครับ

รับสาระกับนายเอ๊ะได้ทุกวันพุธเที่ยงตรง

ทางแฟนเพจ NSMThailand

หรือฟังนายเอ๊ะเล่าเรื่องได้ทาง YouTube NSMThailand

ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะที่เปรียบเสมือนเพื่อนบ้านของโลกเรา มีระยะทางห่างจากเราไม่มากถึงขนาดที่จะใช้หน่วย “ปีแสง” ได้อย่างเหมาะสม โดยอาจใช้หน่วยเป็นนาทีแสง หรือวินาทีแสงแทน อย่างเช่น กรณีที่ยานสำรวจเข้าใกล้ดาวพฤหัส แล้วส่งสัญญาณคลื่นวิทยุกลับมายังโลก จะต้องใช้เวลา 40 นาที ส่วนการสั่งการจากหอบังคับการบนโลก ไปยังยานก็ใช้เวลา 40 นาทีเช่นกัน ซึ่งคลื่นวิทยุก็เป็นแสงชนิดหนึ่ง จึงกล่าวได้ว่า ดาวพฤหัสนั้นอยู่ห่างจากโลก ราว 40 นาทีแสง นั่นเอง

แต่นอกจากหน่วยวัดตามการเดินทางของแสงแล้ว นักดาราศาสตร์ยังนิยมใช้หน่วยวัดที่เรียกว่า แอสโตโนมิคัล ยูนิต หรือ AU (เอ ยู) เพื่อวัดระยะทางในระบบสุริยะ โดย 1 AU (หนึ่ง เอ ยู) หรือ 1 หน่วยดาราศาสตร์ จะเท่ากับระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์คือประมาณ 150 ล้านกิโลเมตร 

ดาวเคราะห์ทุกดวงในระบบสุริยะนั้นเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์อยู่ตลอดเวลาตามวงโคจรของตัวเอง ซึ่งไม่ได้เป็นวงกลมอย่างที่เราเคยเห็นในโมเดลเสมอไป อาจจะเข้ามาใกล้โลกหรือห่างออกไปตามช่วงเวลา แม้ดาวศุกร์จะเข้ามาอยู่ใกล้โลกได้มากที่สุด แต่ก็เป็นเพียงช่วงเวลาหนึ่งเท่านั้น ซึ่งหากเฉลี่ยตามระยะเวลาแล้ว จะพบว่า แท้จริงเพื่อนบ้านที่อยู่เคียงบ่าเคียงไหล่ ใกล้โลกของเรามากที่สุด ก็คือ ดาวพุธ นั่นเองครับ

ดวงตาของนกกับมนุษย์นั้นมีโครงสร้างคล้าย ๆ กัน ด้านในจะมีจอตาที่ประกอบด้วยเซลล์รูปแท่งและเซลล์รูปกรวย ซึ่งมีคุณสมบัติและทำหน้าที่ต่างกัน

เซลล์รูปแท่งจะมีความไวต่อแสงมาก พบว่า ในดวงตามนุษย์จะมีเซลล์รูปแท่งประมาณ 200,000 เซลล์ ต่อพื้นที่ 1 ตารางมิลลิเมตร ขณะที่นกฮูกมีถึง 1,000,000 เซลล์ มากกว่ามนุษย์ถึง 5 เท่า ทำให้นกฮูกมองเห็นได้ดีกว่ามนุษย์มากในเวลากลางคืน

ส่วนเซลล์รูปกรวยนั้นช่วยให้สมองสามารถแยกแยะสีสันต่าง ๆ ได้ นกที่หากินกลางคืนจะมีเซลล์รูปกรวยน้อย นั่นคือ แม้ว่ามันจะมองเห็นชัดในเวลากลางคืน แต่มันจะแยกแยะสีสันได้ไม่ค่อยดีนัก ส่วนมนุษย์จะมีเซลล์รูปกรวยถึงราว 10,000 เซลล์ ต่อ 1 ตารางมิลลิเมตร จึงแยกแยะสีต่าง ๆ ได้ดี ในขณะที่นกฮัมมิงเบิร์ด นั้นมีเซลล์ชนิดนี้มากถึง 120,000 เซลล์ ต่อ 1 ตารางมิลลิเมตร มากกว่ามนุษย์ถึง 12 เท่า ทำให้มันสามารถเห็นดอกไม้สีแดงที่อยู่ห่างออกไปได้เกือบหนึ่งกิโลเมตรเลยทีเดียว

อวกาศนั้นกว้างใหญ่มาก หากใช้หน่วยวัดระยะทางปกติที่ใช้ในชีวิตประจำวันก็คงจะได้ตัวเลขที่เยอะมาก ยกตัวอย่างเช่น ถ้าจะบอกว่า ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์มากที่สุด อยู่ห่างออกไปถึง สี่ร้อยห้าล้านแปดแสนสามหมื่นสี่พันล้าน กิโลเมตร คงจะไม่ค่อยเหมาะสักเท่าไร

นักดาราศาสตร์จึงต้องกำหนดหน่วยวัดที่เหมาะสมขึ้น โดยใช้ความเร็วในการเดินทางของแสง มาเป็นตัวกำหนดระยะทาง เนื่องจากแสงนั้นเดินทางด้วยความเร็วคงที่เสมอในอวกาศ ดังนั้นจึงมีความแม่นยำในการวัด โดย 1 วินาทีแสง เท่ากับระยะทางที่แสงเดินทางได้ใน 1 วินาที คือ 300,000 กิโลเมตร และหากนำเวลามาคูณเพิ่มเข้าไปจนเป็น 1 ปีแสง ก็จะได้ระยะทางประมาณ 9.5 ล้านล้านกิโลเมตรเลยทีเดียว  

ดังนั้นแล้ว แทนที่จะบอกว่าดวงอาทิตย์อยู่ห่างจากโลก 150 ล้านกิโลเมตร จึงควรใช้การเดินทางของแสงมาเป็นหน่วยวัด คือห่างกันเป็นระยะทาง 499 วินาทีแสง หรือ 8.3 นาทีแสง นั่นเองครับ