3.แบบจำลองเอกภพของเคพเลอร์

 

      ไทโค บราเฮ (Tycho Brahe, ค.ศ.1546 – ค.ศ.1601) นักดาราศาสตร์ชาวฮอลแลนด์ได้ทำการสังเกตการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ต่างๆและจดบันทึกตำแหน่งอย่างละเอียดทุกวันเป็นเวลานับสิบปี ผลจากการสังเกตของเขานี้ทำให้เขาไม่เชื่อในคำอธิบายการโคจรของดาวเคราะห์ต่างๆรอบดวงอาทิตย์ของโคเปอร์นิคัสที่ว่า ดาวเคราะห์ต่างๆเคลื่อนที่รอบๆดวงอาทิตย์เป็นรูปวงกลมสมบูรณ์แบบ แต่ผลงานการสังเกตการณ์และสรุปผลนี้ยังไม่เป็นผลสำเร็จเขาก็ได้มาเสียชีวิตไปเสียก่อน แต่อย่างไรก็ตามเขาได้มอบบันทึกของการสังเกตนี้ให้แก่ผู้ช่วยของเขาซึ่งเป็นชาวเยอรมัน คือ โจฮันเนส เคพเลอร์ (Johannes Kepler, ค.ศ. – ค.ศ. ) ดังนั้นจึงทำให้เคพเลอร์ได้ทำการสังเกตการณ์เพิ่มเติมแล้วจึงได้ตั้งแบบจำลองเอกภพที่ได้อธิบายการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ต่างๆเอาไว้ว่า ดวงอาทิตย์ยังคงเป็นจุดศูนย์กลางการเคลื่อนที่ของระบบโดยที่ดาวฤกษ์ต่างๆจะอยู่ในตำแหน่งประจำที่ ส่วนดาวเคราะห์ต่างๆจะโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นรูปวงรีไม่ใช่วงโคจรรูปวงกลมสมบูรณ์แบบดังที่แสดงอยู่ในแบบจำลองของโคเปอร์นิคัส และดวงอาทิตย์จะตั้งอยู่ที่จุดโฟกัสจุดหนึ่งของวงโคจรรูปวงรีนั้น นอกจากนั้นเคพเลอร์ยังพบว่าการอธิบายข้อมูลของไทโคบราเฮด้วยแบบจำลองของเขาจะมีความถูกต้องแม่นยำต่อข้อมูลมากกว่าการอธิบายด้วยแบบจำลองของโคเปอร์นิคัสด้วย

 

 

 

4.แบบจำลองเอกภพของกาลิเลโอ

 

      กาลิเลโอ กาลิเลอิ (Galileo Galilei, ค.ศ.1564 – ค.ศ.1642) เป็นผู้ที่เชื่อในแบบจำลองของเอกภพของโคเปอร์นิคัสที่กล่าวว่าดวงอาทิตย์เป็นจุดศูนย์กลางของระบบสุริยะ เขาเป็นคนแรกที่ได้ใช้กล้องโทรทรรศน์ในการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ จากการสังเกตโดยใช้กล้องโทรรทรรศน์นี้เขาพบว่าผิวของดวงจันทร์มีภูเขาและหลุมอุกาบาตมากมาย เขาพบว่าการแลกซี่ทางช้างเผือกที่สังเกตเห็นเป็นฝ้าสีขาวขุ่นบนท้องฟ้าในบางบริเวณนั้นคือดาวฤกษ์จำนวนมากมายนับไม่ได้ เขาได้พบว่าดาวศุกร์สามารถเกิดเป็นเฟสคล้ายกับเฟสของดวงจันทร์ได้ นอกจากนั้นเขายังได้ค้นพบว่าดาวพฤหัสบดีมีดาวบริวาร 4 ดวงและดาวบริวารนี้โคจรรอบๆดาวพฤหัสบดี ซึ่งการค้นพบนี้เป็นการแสดงถึงการที่วัตถุท้องฟ้าหนึ่งได้โคจรรอบวัตถุท้องฟ้าอื่นที่ไม่ใช่โลกเป็นครั้งแรก และการค้นพบนี้ขัดต่อความเชื่อของศาสนาคริสนิการโรมันคาทอลิกที่เชื่อว่าโลกเป็นศูนย์กลางของทุกสิ่งทุกอย่างเป็นอย่างมาก  และการค้นพบนี้เป็นการหักล้างความเชื่อเรื่องเอกภพตามแบบจำลองของพโตเลมี กาลิเลโอไม่ได้เก็บผลการค้นพบเหล่านี้เอาไว้เป็นความลับดังที่ คริตศาสนจักรที่กรุงโรมต้องการให้เป็น เขาได้เผยแพร่ผลงานต่างๆเหล่านี้ในหนังสือชื่อ “Dialogue on the Two Chief World Systems” ในปี ค.ศ.1632 หนังสือเล่มนี้ได้ทำการเปรียบเทียบแบบจำลองเอกภพตามความเชื่อของพโตเลมีและโคเปอร์นิคัส และในหนังสือนี้เองที่ได้แสดงแบบจำลองของเอกภพตามความเชื่อของกาลิเลโอ เขามีความเชื่อว่าดวงอาทิตย์เป็นจุดศูนย์กลางของเอกภพ ดาวเคราะห์ต่างๆยังคงเคลื่อนรอบดวงอาทิตย์เป็นรูปวงกลมแต่ ณ ที่ตำแหน่งวงโคจรของดาวเสาร์ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่ไกลที่สุดในเอกภพของเขา กาลิเลโอได้เขียนสัญลักษณ์กรีกที่มีความหมายถึงจุดอนันต์นั่นแสดงว่าเอกภพของกาลิเลโอมีขนาดเป็นอนันต์ หมายความว่า เขายังเชื่อว่ายังมีวัตถุท้องฟ้าอื่นๆที่อยู่ไกลออกไปกว่าดาวเสาร์

 

 

 

      อย่างไรก็ตามเอกภพของโคเปอร์นิคัส เอกภพของเคพเลอร์ และเอกภพของกาลิเลโอไม่ได้แสดงถึงเหตุผลทางกายภาพที่ใช้อธิบายว่าเพราะเหตุใดดาวเคราะห์ต่างๆจึงโคจรตามลักษณะการโคจรที่พบ ซึ่งต่อมาภายหลังจึงมีผู้ค้นพบว่าลักษณะการโคจรดังกล่าวเกิดจากกฏของความโน้มถ่วงสากล (Laws of Universal Gravitation) ซึ่งค้นพบโดยเซอร์ไอแซค นิวตัน (Sir Isaac Newton ค.ศ. – ค.ศ. ) โดยใช้ความรู้เรื่องแรงโน้มถ่วงนี้เองทำให้นักดาราศาสตร์สามารถอธิบายได้ว่าเพราะเหตุใดดาวเคราะห์จึงโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นรูปวงรี และเพราะเหตุใดดวงอาทิตย์จึงอยู่ที่ตำแหน่งจุดโฟกัสจุดหนึ่งของรูปวงรีของการโคจรนั้น

     

      ผลจากแนวความคิดเรื่องแรงโน้มถ่วงนี้เองทำให้นิวตันได้แสดงแบบจำลองของเอกภพของเขาว่าเอกภพจะต้องมีขนาดเป็นอนันต์ กล่าวคือไม่มีที่สิ้นสุด เนื่องจากว่าถ้าเอกภพมีจุดสิ้นสุดที่จุดใดจุดหนึ่งแล้วจะทำให้จำนวนของดวงดาวทั้งหมดในเอกภพมีค่าคงที่และจะทำให้ผลของแรงโน้มถ่วงระหว่างดวงดาวต่างๆจะทำให้ดวงดาวเคลื่อนที่เข้ามาใกล้กันและในที่สุดแล้วดวงดาวทั้งหมดจะยุบตัวลงเหลือมวลขนาดใหญ่เพียงอันเดียว แต่ถ้าเอกภพมีขนาดเป็นอนันต์คือไม่มีจุดสิ้นสุดแล้วจะทำให้ผลของแรงโน้มถ่วงของดวงดาวภายในเอกภพที่เรารู้จักทั้งหมดถูกต้านโดยแรงโน้มถ่วงของดวงดาวภายในเอกภพในส่วนมี่เรายังไม่รู้จักและจะทำให้เอกภพทั้งหมดไม่ยุบตัวลง (แต่ในความเป็นจริงแล้วเอกภพไม่มีความจำเป็นที่ต้องมีขนาดเป็นอนันต์จึงจะไม่ยุบตัวลง ขอแต่เพียงว่าเอกภพนั้นมีมวลหรือดวงดาวกระจายอยู่ทั่วไปอย่าสม่ำเสมอในทุกทิศทุกทาง เมื่อมีมวลกระจายอยู่ย่างสม่ำเสมอในทุกทิศทุกทางจะทำให้แรงดึงดูดของมวลจากทิศหนึ่งถูกหักล้างด้วยแรงดึงดูดของแรงในทิศตรงกันข้ามเสมอ ซึ่งจะทำเกิดความสมดุลของแรงดึงดูดและเอกภพก็จะไม่ยุบตัวลง)

     

      จากเรื่องราวของแบบจำลองของเอกภพในอดีตจะเห็นได้ว่ามนุษย์โดยทั่วไปโดยพื้นฐานแล้วสนใจและต้องเข้าใจเรื่องของเอกภพ นั่นอาจจะเป็นเพราะว่าธรรมชาติของมนุษย์ต้องการรู้ว่าที่มาของสรรพสิ่งที่มนุษย์ได้อาศัยอยู่นี้เกิดขึ้นมาได้อย่างไร ในอนาคตนั้นจะวิวัฒนาการไปอย่างไปอย่างไร และท้ายสุดมนุษย์ต้องการที่จะว่าสุดท้ายแล้วทุกสิ่งทุกอย่างนี้จะมีจุดจบอย่างไร ดังนั้นการศึกษาเรื่องเอกภพ หรือ “เอกภพวิทยา” นั้นจึงเป็นการศึกษาธรรมชาติที่ตอบสนองความอยากรู้อยากเห็นตามธรรม๙ติของมนุษย์โดยตรง ซึ่งจากประวัติศาสตร์ของมนุษยชาติเราจะพบว่าความอยากรู้อยากเห็นและอยากความเข้าในปรากฏการณ์ธรรมชาติต่างๆนี่เองที่เป็นเครื่องมือสำคัญที่ทำให้มนุษยชาติได้พัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีจนทำให้โลกพัฒนามาจนกระทั่งเป็นอยู่อย่างทุกวันนี้