...จากโยชน์ถึงปีแสง...

หนุ่มเครายาว...

สวัสดี จ๊ะ น้องๆ หนูๆ วันนี้เรามารู้จักหน่วยวัดระยะทางที่ไกลแสนไกลกันหน่อยดีไหม ซึ่งแต่ก่อนเราจะใช้หน่วยเป็นโยชน์  เช่น ระยะทางจากกรุงพาราณสีถึงเมืองตักสิลาเท่ากับ 10 โยชน์ หรือ 160 กิโลเมตร( 1 โยชน์ = 16 กิโลเมตร)  แต่ถ้าระยะทางที่ไกลขึ้นเป็น ล้าน หรือร้อยล้านกิโลเมตรจะใช้หน่วยเป็น  AU (astronomical unit) ซึ่งเป็นหน่วยทางดาราศาสตร์ เช่นระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์เท่ากับ 1AU หรือ 150 ล้านกิโลเมตร เพื่อให้เข้าใจง่ายจะขอเปรียบเทียบ เท่ากับเป็นการเดินทางรอบโลกประมาณ 4,000 รอบ หรือเป็นการเดินทางจากเหนือสุดถึงใต้สุดของประเทศไทย ไปและกลับเกือบแสนครั้ง ถ้าหลับตานึก แหม! มันช่างเป็นตัวเลขที่มากมายเหลือเกิน  ถ้าลองนึกภาพระยะทางจากดวงอาทิตย์ถึงดาวเนปจูน ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ไกลที่สุดในระบบสุริยะเท่ากับ 30 AU หรือ 4,500 ล้านกิโลเมตร จะไกลซักแค่ไหน

แต่ถ้าเป็นระยะทางของดาวฤกษ์ที่เราเห็นบนท้องฟ้าจะไกลกว่านี้มากนักจึงใช้เทียบกับการเดินทางของแสง ที่เรียกว่า ปีแสง ( light year)  ปีแสง คือระยะทางที่แสงเดินทางได้ใน 1 ปี เรารู้แล้วว่าแสงเดินทางจากดวงอาทิตย์มายังโลกใช้เวลาประมาณ 8 นาที ได้ระยะทาง 150 ล้านกิโลเมตร ถ้าแสงเดินทาง 1 ปี  (365 วัน 24 ชั่วโมง 60 นาที  )จะได้ระยะทางประมาณ 10 ล้านล้านกิโลเมตร(10km) และดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุดคือ ดาวแอลฟาเซนเทารีอยู่ห่างโลกเป็นระยะทาง 4.3 ปีแสง หรือประมาณ 40  ล้านล้านกิโลเมตร ถ้าจะมองให้เห็นภาพ ก็ต้องสมมติดังนี้ สมมติดวงอาทิตย์อยู่ห่างจากโลก 1 เมตร  ดาวแอลฟาเซนเทารีจะอยู่ห่างจากโลกประมาณ 260 กิโลเมตร ส่วนดาวฤกษ์ที่อยู่ไกลจากโลกมากๆ คือดาวไรเจล ซึ่งอยู่ในกลุ่มดาวเต่า หรือนายพราน อยู่ห่างจากโลก 900 ปีแสง มองให้เห็นภาพอีกครั้ง สมมติว่า ดวงอาทิตย์อยู่ห่างจากโลก 1 เมตร  ดาวไรเจลจะอยู่ห่างจากโลกประมาณ 60,000 กิโลเมตร

นอกจากหน่วยวัดระยะทางของวัตถุที่อยู่ห่างไกลกันมากๆ จะเป็น AU และปีแสงแล้ว ยังมี

หน่วยวัดระยะทางที่เรียกว่า พาร์เซค (parsecs) และกิโลพาร์เซคโดยที่ 1 พาร์เซค (pc) เท่ากับ 3.26 ปีแสง(ly) การวัดระยะทางของดาวฤกษ์มีหลายวิธี ซึ่งวิธีหนึ่งคือการหาแพรัลแรกซ์ (parallax) เป็นวิธีวัดระยะทางของดาวฤกษ์ที่อยู่ไม่ไกลมากนัก

ดูภาพประกอบ

หลักการของแพรัลแรกซ์ คือการเห็นดาวฤกษ์เปลี่ยนตำแหน่งเมื่อสังเกตจากโลกห่างกัน 6 เดือน จะได้มุม P แทนค่าในสูตร

d    คือ ระยะทางจากผู้สังเกตบนโลกถึงดาวฤกษ์ มีหน่วยเป็นพาร์เซค

p     คือ มุมที่ผู้สังเกตเห็นดาวฤกษ์ มีหน่วยเป็นฟิลิปดา(second of arc)

เปลี่ยนเป็นปีแสง จะได้

ถ้าวัดมุมของดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุด คือดาวแอลฟาเซนเทารี จะได้ p  = 0.762²

แทนค่าในสูตร

ดังนั้นระยะทางจากโลกถึงดาวแอลฟาเซนเทารี ประมาณ 4.3 ปีแสง

การที่เราเห็นแสงจากดาวฤกษ์บนท้องฟ้า จึงเป็นการเห็นแสงในอดีตเพราะถ้าเป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ไกลโลกมาก ก็หมายความว่าแสงเหล่านี้ต้องใช้เวลาเดินทางมายังโลกหลายปี เช่น แสงจากดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุด ยังต้องใช้เวลาเดินทางถึง 4 ปี ถ้าเป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ไกลโลกมากก็ต้องใช้เวลาเดินทางเป็นพันๆปี ถ้าดาวดวงนั้นเกิดการระเบิดและดับไปแต่เราก็ยังสามารถเห็นดาวดวงนั้นอยู่เพราะแสงต้องใช้เวลาหลายปีกว่าจะมาถึงโลก