ในวิชาจักรวาลวิทยา(ทางวิทยาศาสตร์-ดาราศาสตร์)
บิ๊กแบง (Big Bang - การระเบิดครั้งใหญ่) เป็นทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ที่กล่าวถึงการก่อกำเนิด วิวัฒนาการ และรูปร่างของเอกภพ แนวคิดรวบยอด คือ การนำความรู้จากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป กับผลจากการสังเกตการณ์ที่พบว่าดาราจักรทั้งหลายต่างกำลังเคลื่อนที่ออกจากกัน มาคาดหมายสภาพของเอกภพทั้งในอดีตและอนาคต สิ่งที่พบ คือ ในอดีตเอกภพมีอุณหภูมิและความหนาแน่นสูงกว่าปัจจุบัน. เรานำคำว่า "บิกแบง" มาใช้ทั้งในความหมายแคบ ๆ ที่หมายถึงการระเบิดใหญ่ อันเป็นเวลาที่เอกภพเริ่มขยายตัว และในความหมายทั่วไปที่หมายถึงแบบจำลองการกำเนิด และวิวัฒนาการของเอกภพที่กำลังได้รับการพิสูจน์ว่าถูกต้อง
ที่มา
http://th.wikipedia..../wiki/บ�%...B8�ง]บิ๊กแบง หรือการระเบิดใหญ่คือ
จุดเริ่มต้นของเวลาและเอกภพ(รวมถึงพลังงานและสสารทั้งหมด) ณ จุดเริ่มต้นของเวลา สสารอยู่ในรูปของพลังงาน เพราะฉะนั้นอุณหภูมิใกล้จุดเริ่มต้นจึงสูงมาก
1 วินาทีหลังบิ๊กแบง อุณหภูมิจะลดลงเป็นประมาณหนึ่งหมื่นล้านองศาหรือประมาณหนึ่งพันเท่าของอุณหภูมิใจกลางดวงอาทิตย์ สถานที่ซึ่งมีอุณหภูมิสูงขนาดนี้ คือใจกลางของระเบิดไฮโดรเจน
วินาทีหลังการระเบิดใหญ่เอกภพมีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นโฟตอน อิเล็กตรอน และนิวตริโน (อนุภาคที่เบามากที่มีผลกระทบเฉพาะแรงอ่อนและแรงโน้มถ่วง) รวมทั้งปฏิอนุภาคทั้งสามและโปรตอนกับนิวตรอนอีกจำนวนหนึ่ง
ขณะที่เอกภพขยายตัวต่อไป อุณหภูมิลดต่ำลง อัตราการผลิตคู่ของอิเล็คตรอน-แอนตี้อิเล็กตรอนจากการชนกันจะลดต่ำกว่าอัตราการทำลายโดยการรวมตัว ดังนั้นอิเล็กตรอนและแอนตี้อิเล็กตรอนส่วนมากจะรวมตัวได้โฟตอนออกมามากขึ้นเหลืออิเล็กตรอนไว้จำนวนน้อยเท่านั้น แต่นิวตริโนและแอนตี้นิวตริโนจะไม่รวมกัน เพราะอนุภาคทั้งสองมีปฏิกิริยาต่อกัน และมีปฏิกิริยากับอนุภาคอื่น ๆ อย่างอ่อน ๆ มาก ดังนั้นจึงยังคงเหลืออยู่จนทุกวันนี้ ถ้าเราตรวจพบนิวตริโน-แอนตี้นิวตริโนได้ ก็จะเป็นการพิสูจน์เอกภพยุคต้น ๆ ที่ดีมาก บางทีนิวตริโนอาจจะเป็น “วัตถุมืด” ซึ่งมีแรงโน้มถ่วงเพียงพอที่จะทำให้เอกภพหยุดขยายตัวแล้วหดตัวลงอีกครั้งหนึ่ง
ประมาณ 100 วินาที หลังบิ๊กแบง อุณหภูมิจะลดลงเป็นหนึ่งพันล้านองศา หรือเท่ากับอุณหภูมิภายในดาวฤกษ์ร้อนที่สุด ณ อุณหภูมินี้โปรตอนและนิวตรอนจะไม่มีพลังงานมากพอที่จะหลุดพ้นจากแรงดึงดูดแบบนิวเคลียร์ที่รุนแรงได้ จึงเริ่มยึดกันกลายเป็นนิวเคลียสดิวทีเรียมซึ่งประกอบด้วยโปรตอน 1 ตัว และนิวตรอน 1 ตัว นิวเคลียสของดิวทีเรียมอาจรวมกับโปรตอนและนิวตรอนตัวอื่น ๆ ต่อไป กลายเป็นนิวเคลียสของฮีเลียม ซึ่งประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอนอย่างละ 2 ตัว นอกจากนี้ยังเกิดธาตุหนักขึ้นอีก 2 ธาตุคือ ลิเทียม และ เบอริลเลียม เราสามารถคำนวณตามโมเดลบิ๊กแบงได้ว่า ประมาณหนึ่งในสี่ของโปรตอนและนิวตรอน จะกลายเป็นฮีเลียมและไฮโดรเจนหนัก (ดิวทีเรียม) กับธาตุอื่น ๆ อีกจำนวนหนึ่ง (น้อยมาก) นิวตรอนที่เหลือจะสลายตัวกลายเป็นโปรตรอน ซึ่งก็คือนิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจน นั่นเอง
ภายในเพียง 2-3 ชั่วโมง หลังการระเบิดใหญ่ การผลิตฮีเลียมและธาตุอื่น ๆ จะหยุดลง หลังจากนั้นเอกภพจะขยายตัวโดยไม่มีอะไรเกิดขึ้นมาก เป็นเวลาล้านปี เมื่ออุณหภูมิลดลงเป็น 2-3 พันองศา และอิเล็กตรอนกับนิวเคลียสทั้งหลายมีพลังงานไม่มากพอที่จะหลุดพ้นจากแรงดึงดูดแม่เหล็กไฟฟ้าจึงยึดเหนี่ยวกันกลายเป็นอะตอมของธาตุต่าง ๆ เอกภพจะขยายตัวต่อไปอีก และเย็นตัวลงด้วย แต่สำหรับบริเวณที่มีความหนาแน่นมากกว่าส่วนเฉลี่ย การขยายตัวจะช้าลงโดยแรงโน้มถ่วงจากภายนอกจะทำให้ส่วนที่กำลังยุบตัวหมุนเล็กน้อย เมื่อบริเวณที่ยุบตัวลงมีขนาดเล็กลง การหมุนจะเร็วขึ้นเหมือนกับนักเล่นสเกตน้ำแข็งจะหมุนตัวเร็วขึ้นถ้าหดแขนเข้าหาตัว ในที่สุดก็จะหมุนเร็วจนทำให้เกิดความสมดุลกับแรงโน้มถ่วง นี่คือกำเนิดของดาราจักร ที่มีรูปร่างเหมือนจานที่กำลังหมุน บริเวณอื่นซึ่งไม่หมุนจะกลายเป็นดาราจักรแบบรูปไข่
เมื่อเวลาผ่านไป ก๊าซไฮโดรเจนและฮีเลียม ภายในดาราจักรจะแยกกันเป็นกลุ่ม แต่ละกลุ่มจะหดตัว เพราะ แรงโน้มถ่วง ขณะหดตัวลงอะตอมของก๊าซจะชนกันทำให้อุณหภูมิสูงขึ้นจนสูงมากพอที่จะทำให้เกิด ปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ ซึ่งเปลี่ยนไฮโดรเจนเป็นฮีเลียม ความร้อนที่เกิดขึ้นทำให้มีความดันสูง จนต้านแรงโน้มถ่วงไว้ได้ วัตถุก็จะอยู่ในภาวะสมดุลเช่นนี้เป็นเวลานานเรียกว่า ดาวฤกษ์ อย่างเช่น ดวงอาทิตย์ของเรา ซึ่งเปลี่ยนไฮโดรเจนเป็นฮีเลียม และแผ่รังสีในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า คือ ความร้อนและแสงสว่าง เป็นต้น
วิวัฒนาการของดาวฤกษ์เป็นไปตามขนาด ดาวฤกษ์ที่โตมากมวลสารมาก จำเป็นต้องมีอุณหภูมิภายในสูงกว่า เพื่อทำให้เกิดความดันที่สามารถต้านแรงโน้มถ่วงที่สูงกว่าได้ ปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์จะดำเนินไป อย่างรวดเร็ว จนทำให้ใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนหมดในเวลาอันสั้นเพียงร้อยล้านปี หลังจากนั้นดาวจะหดตัวลงเล็กน้อย และขณะที่อุณหภูมิสูงขึ้นต่อไปอีก ก็จะเป็นจังหวะที่ฮีเลียมหลอมรวมกัน เป็นธาตุที่หนักขึ้น เช่น คาร์บอน หรือออกซิเจน
ดาวขนาดใหญ่มาก ๆ จะมีใจกลางที่ยุบตัวลง เข้าสู่สภาวะความหนาแน่นสูงมาก เช่น ดาวนิวตรอน หรือหลุมดำ ในขณะที่ส่วนภายนอกของดาวระเบิดอย่างรุนแรง เรียกว่า ซูเปอร์โนวา ซึ่งสว่างกว่าดาวทั้งหลายใน ดาราจักรนั้น ๆ ธาตุหนักบางธาตุที่เกิดขึ้นในช่วงท้ายของชีวิตดาวฤกษ์จะถูกสาดกระจายออกสู่อวกาศ ในดาราจักร กลายเป็นแหล่งกำเนิดดาวฤกษ์รุ่นใหม่ต่อไป ดวงอาทิตย์ของเรามีธาตุหนักที่เกิดในลักษณะนี้ 2% ทั้งนี้เพราะดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์รุ่นที่ 2 หรือรุ่นที่ 3 เกิดเมื่อ 5 พันล้านปีมาแล้ว จากเนบิวลาที่หมุนวนอันเป็นซากของซูเปอร์โนวา ก๊าซส่วนใหญ่หลอมตัวกันกลายเป็นดาวเคราะห์
ระยะเริ่มแรกโลกร้อนมากและไม่มีบรรยากาศ เมื่อนานเข้าจึงเย็นตัวลง และเกิดบรรยากาศที่มาจากก๊าซในก้อนหิน บรรยากาศดั้งเดิมของโลกไม่เหมือนในปัจจุบัน ไม่มีออกซิเจน มีแต่พวกที่เป็นพิษต่อชีวิตของมนุษย์ เช่น ไฮโดรเจนซัลไฟด์ อย่างไรก็ตามยังมีรูปแบบของสิ่งมีชีวิตโบราณ ซึ่งอยู่ภายใต้สภาวะที่เต็มไปด้วยก๊าซพิษ เป็นที่เชื่อกันว่าชีวิตแรกเกิดในทะเล อาจเกิดจากการรวมตัวของ อะตอมเล็ก ๆ เป็นโครงสร้างใหญ่ เรียกว่า โมเลกุลยักษ์ ซึ่งสามารถดึงเอาอะตอมอื่น ๆ ในทะเลให้รวมกันเป็นโมเลกุลยักษ์มากขึ้น เพราะฉะนั้นจึงมีโมเลกุลชีวิตเช่นนี้เกิดขึ้นทวีคูณอย่างรวดเร็ว ชีวิตแรก ๆ บริโภคสารต่าง ๆ รวมทั้งซัลเฟอร์ไดออกไซด์ แล้วคายออกซิเจนออกมา สิ่งนี้เปลี่ยนบรรยากาศทีละน้อย จนเป็นอย่างที่มีอยู่ในปัจจุบัน ซึ่งช่วยให้เกิดสิ่งมีชีวิตที่มีโครงสร้างซับซ้อนขึ้น เช่น ปลา สัตว์เลื้อยคลาน สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม และเผ่าพันธุ์ต่าง ๆ ของมนุษย์
ดังนั้น มนุษย์จึงมีองค์ประกอบที่เป็นธาตุต่าง ๆ ในร่างกาย ล้วนมีต้นกำเนิดมาจากดาวฤกษ์ทั้งสิ้น เราจึงมาจากดวงดาว โดยเฉพาะดาวฤกษ์รุ่นหลัง ๆ ที่มีธาตุหนักเพิ่มขึ้นแล้ว
ที่มา
http://dnfe5.nfe.go....ar/sc31-4-4.htmอ่านเพิ่มเติม
http://www.vcharkarn...icle.php?Aid=74http://www.sci.nu.ac...rdPDF/daris.pdf