id
stringlengths 3
7
| url
stringlengths 66
183
| title
stringlengths 4
17
| text
stringlengths 373
45.2k
|
|---|---|---|---|
545 | https://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%94%E0%B8%B2%E0%B8%A3%E0%B8%B2%E0%B8%A8%E0%B8%B2%E0%B8%AA%E0%B8%95%E0%B8%A3%E0%B9%8C | ดาราศาสตร์ | ดาราศาสตร์ คือวิชาวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาวัตถุในท้องฟ้า (เช่น ดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ ดาวหาง ดาราจักร) รวมทั้งปรากฏการณ์ทางธรรมชาติต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นนอกชั้นบรรยากาศของโลก โดยศึกษาเกี่ยวกับวิวัฒนาการ ลักษณะทางกายภาพ ทางเคมี ทางอุตุนิยมวิทยา และการเคลื่อนที่ของวัตถุท้องฟ้า ตลอดจนถึงการกำเนิดและวิวัฒนาการของเอกภพ
ดาราศาสตร์เป็นหนึ่งในสาขาของวิทยาศาสตร์ที่เก่าแก่ที่สุด นักดาราศาสตร์ในวัฒนธรรมโบราณสังเกตการณ์ดวงดาวบนท้องฟ้าในเวลากลางคืน และวัตถุทางดาราศาสตร์หลายอย่างก็ได้ถูกค้นพบเรื่อยมาตามยุคสมัย อย่างไรก็ตาม กล้องโทรทรรศน์เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่จำเป็นก่อนที่จะมีการพัฒนามาเป็นวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ ตั้งแต่อดีตกาล ดาราศาสตร์ประกอบไปด้วสาขาที่หลากหลายเช่น การวัดตำแหน่งดาว การเดินเรือดาราศาสตร์ ดาราศาสตร์เชิงสังเกตการณ์ การสร้างปฏิทิน และรวมทั้งโหราศาสตร์ แต่ดาราศาสตร์ทุกวันนี้ถูกจัดว่ามีความหมายเหมือนกับฟิสิกส์ดาราศาสตร์ ตั้งแต่คริสต์ศตวรรษที่ 20 เป็นต้นมา ดาราศาสตร์ได้แบ่งออกเป็นสองสาขาได้แก่ ดาราศาสตร์เชิงสังเกตการณ์ และดาราศาสตร์เชิงทฤษฎี ดาราศาสตร์เชิงสังเกตการณ์จะให้ความสำคัญไปที่การเก็บและการวิเคราะห์ข้อมูล โดยการใช้ความรู้ทางกายภาพเบื้องต้นเป็นหลัก ส่วนดาราศาสตร์เชิงทฤษฎีให้ความสำคัญไปที่การพัฒนาคอมพิวเตอร์หรือแบบจำลองเชิงวิเคราะห์ เพื่ออธิบายวัตถุท้องฟ้าและปรากฏการณ์ต่าง ๆ ทั้งสองสาขานี้เป็นองค์ประกอบซึ่งกันและกัน กล่าวคือ ดาราศาสตร์เชิงทฤษฎีใช้อธิบายผลจากการสังเกตการณ์ และดาราศาสตร์เชิงสังเกตการณ์ใช้ในการรับรองผลจากทางทฤษฎี
การค้นพบสิ่งต่าง ๆ ในเรื่องของดาราศาสตร์ที่เผยแพร่โดยนักดาราศาสตร์สมัครเล่นนั้นมีความสำคัญมาก และดาราศาสตร์ก็เป็นหนึ่งในวิทยาศาสตร์จำนวนน้อยสาขาที่นักดาราศาสตร์สมัครเล่นยังคงมีบทบาท โดยเฉพาะการค้นพบหรือการสังเกตการณ์ปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเพียงชั่วคราว
ไม่ควรสับสนระหว่างดาราศาสตร์โบราณกับโหราศาสตร์ ซึ่งเป็นความเชื่อที่นำเอาเหตุการณ์และพฤติกรรมของมนุษย์ไปเกี่ยวโยงกับตำแหน่งของวัตถุท้องฟ้า แม้ว่าทั้งดาราศาสตร์และโหราศาสตร์เกิดมาจากจุดร่วมเดียวกัน และมีส่วนหนึ่งของวิธีการศึกษาที่เหมือนกัน เช่นการบันทึกตำแหน่งดาว (ephemeris) แต่ทั้งสองอย่างก็แตกต่างกัน
ในปี ค.ศ. 2019 เป็นการครบรอบ 410 ปีของการพิสูจน์แนวคิดเรื่องดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางของจักรวาล ของ นิโคเลาส์ โคเปอร์นิคัส อันเป็นการพลิกคติและโค่นความเชื่อเก่าแก่เรื่องโลกเป็นศูนย์กลางของจักรวาลของอริสโตเติลที่มีมาเนิ่นนาน โดยการใช้กล้องโทรทรรศน์สังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ของกาลิเลโอซึ่งช่วยยืนยันแนวคิดของโคเปอร์นิคัส องค์การสหประชาชาติจึงได้ประกาศให้ปี ค.ศ.2019 เป็นปีดาราศาสตร์สากล มีเป้าหมายเพื่อให้สาธารณชนได้มีส่วนร่วมและทำความเข้าใจกับดาราศาสตร์มากยิ่งขึ้น
ประวัติ
ดาราศาสตร์นับเป็นวิชาที่เก่าแก่ที่สุดวิชาหนึ่ง เพราะนับตั้งแต่มีมนุษย์อยู่บนโลก เพราะมนุษย์ได้เห็นและได้สัมผัสกับสิ่งแวดล้อมตามธรรมชาติเสมอมา แล้วก็เริ่มสังเกตจดจำและเล่าต่อ ๆ กัน เช่น เมื่อมองออกไปรอบตัวเห็นพื้นดินราบ ดูออกไปไกล ๆ ก็ยังเห็นว่าพื้นผิวของโลกแบน จึงคิดกันว่าโลกแบน มองฟ้าเห็นโค้งคล้ายฝาชีหรือโดม มีดาวให้เห็นเคลื่อนข้ามศีรษะไปทุกคืน กลางวันมีลูกกลมแสงจ้า ให้แสง สี ความร้อน ซึ่งก็คือ ดวงอาทิตย์ ที่เคลื่อนขึ้นมาแล้วก็ลับขอบฟ้าไป ดวงอาทิตย์จึงมีความสำคัญกับเรามาก
การศึกษาดาราศาสตร์ในยุคแรก ๆ เป็นการเฝ้าดูและคาดเดาการเคลื่อนที่ของวัตถุท้องฟ้าเหล่านั้นที่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ก่อนยุคสมัยที่กล้องโทรทรรศน์จะถูกประดิษฐ์ขึ้น มีสิ่งปลูกสร้างโบราณหลายแห่งที่เชื่อว่าเป็นสถานที่สำหรับการเฝ้าศึกษาทางดาราศาสตร์ เช่น สโตนเฮนจ์ นอกจากนี้การเฝ้าศึกษาดวงดาวยังมีความสำคัญต่อพิธีกรรม ความเชื่อ และเป็นการบ่งบอกถึงการเปลี่ยนฤดูกาล ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญต่อสังคมเกษตรกรรมการเพาะปลูก รวมถึงเป็นเครื่องบ่งชี้ถึงระยะเวลา วัน เดือน ปี
เมื่อสังคมมีวิวัฒนาการขึ้นในดินแดนต่าง ๆ การสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ก็ซับซ้อนมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน เมโสโปเตเมีย กรีก จีน อียิปต์ อินเดีย และ มายา เริ่มมีแนวคิดเกี่ยวกับความสัมพันธ์ของธรรมชาติแห่งจักรวาลกว้างขวางขึ้น ผลการศึกษาดาราศาสตร์ในยุคแรก ๆ จะเป็นการบันทึกแผนที่ตำแหน่งของดวงดาวต่าง ๆ อันเป็นศาสตร์ที่ปัจจุบันเรียกกันว่า การวัดตำแหน่งดาว (astrometry) ผลจากการเฝ้าสังเกตการณ์ทำให้แนวคิดเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของดวงดาวต่าง ๆ เริ่มก่อตัวเป็นรูปร่างขึ้น ธรรมชาติการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และโลก นำไปสู่แนวคิดเชิงปรัชญาเพื่อพยายามอธิบายปรากฏการณ์เหล่านั้น ความเชื่อดั้งเดิมคือโลกเป็นศูนย์กลางของจักรวาล โดยมีดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และดวงดาวต่าง ๆ เคลื่อนที่ไปโดยรอบ แนวคิดนี้เรียกว่า แบบจำลองแบบโลกเป็นศูนย์กลางจักรวาล (geocentric model)
มีการค้นพบทางดาราศาสตร์ที่สำคัญไม่มากนักก่อนการประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ ตัวอย่างการค้นพบเช่น ชาวจีนสามารถประเมินความเอียงของแกนโลกได้ประมาณหนึ่งพันปีก่อนคริสตกาล ชาวบาบิโลนค้นพบว่าปรากฏการณ์จันทรคราสจะเกิดขึ้นซ้ำเป็นช่วงเวลา เรียกว่า วงรอบซารอส และช่วงสองร้อยปีก่อนคริสตกาล ฮิปปาร์คัส นักดาราศาสตร์ชาวกรีก สามารถคำนวณขนาดและระยะห่างของดวงจันทร์ได้
ตลอดช่วงยุคกลาง การค้นพบทางดาราศาสตร์ในยุโรปกลางมีน้อยมากจนกระทั่งถึงคริสต์ศตวรรษที่ 13 แต่มีการค้นพบใหม่ ๆ มากมายในโลกอาหรับและภูมิภาคอื่นของโลก มีนักดาราศาสตร์ชาวอาหรับหลายคนที่มีชื่อเสียงและสร้างผลงานสำคัญแก่วิทยาการด้านนี้ เช่น Al-Battani และ Thebit รวมถึงคนอื่น ๆ ที่ค้นพบและตั้งชื่อให้แก่ดวงดาวด้วยภาษาอารบิก ชื่อดวงดาวเหล่านี้ยังคงมีที่ใช้อยู่จนถึงปัจจุบัน
การปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์
ในยุคเรอเนซองส์ นิโคเลาส์ โคเปอร์นิคัส ได้นำเสนอแนวคิดแบบจำลองดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลาง ซึ่งถูกต่อต้านอย่างมากจากศาสนจักร ทว่าได้รับการยืนยันรับรองจากงานศึกษาของกาลิเลโอ กาลิเลอี และ โยฮันเนิส เค็พเพลอร์ โดยที่กาลิเลโอได้ประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์หักเหแสงแบบใหม่ขึ้นในปี ค.ศ. 1609 ทำให้สามารถเฝ้าสังเกตดวงดาวและนำผลจากการสังเกตมาช่วยยืนยันแนวคิดนี้
เค็พเพลอร์ได้คิดค้นระบบแบบใหม่ขึ้นโดยปรับปรุงจากแบบจำลองเดิมของโคเปอร์นิคัส ทำให้รายละเอียดการโคจรต่าง ๆ ของดาวเคราะห์และดวงอาทิตย์ที่ศูนย์กลางสมบูรณ์ถูกต้องมากยิ่งขึ้น แต่เค็พเพลอร์ก็ไม่ประสบความสำเร็จในการนำเสนอทฤษฎีนี้เนื่องจากกฎหมายในยุคสมัยนั้น จนกระทั่งต่อมาถึงยุคสมัยของเซอร์ ไอแซค นิวตัน ผู้คิดค้นหลักกลศาสตร์ท้องฟ้าและกฎแรงโน้มถ่วงซึ่งสามารถอธิบายการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ได้อย่างสมบูรณ์ นิวตันยังได้คิดค้นกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงขึ้นด้วย
การค้นพบใหม่ ๆ เกิดขึ้นเรื่อย ๆ พร้อมไปกับการพัฒนาขนาดและคุณภาพของกล้องโทรทรรศน์ที่ดียิ่งขึ้น มีการจัดทำรายชื่อดาวอย่างละเอียดเป็นครั้งแรกโดย ลาซายล์ ต่อมานักดาราศาสตร์ชื่อ วิลเลียม เฮอร์เชล ได้จัดทำรายการโดยละเอียดของเนบิวลาและกระจุกดาว ค.ศ. 1781 มีการค้นพบดาวยูเรนัส ซึ่งเป็นการค้นพบดาวเคราะห์ดวงใหม่เป็นครั้งแรก ค.ศ. 1838 มีการประกาศระยะทางระหว่างดาวเป็นครั้งแรกโดยฟรีดดริค เบสเซล หลังจากตรวจพบพารัลแลกซ์ของดาว 61 Cygni
ระหว่างคริสต์ศตวรรษที่ 19 ออยเลอร์ คลาเราต์ และดาเลมเบิร์ต ได้คิดค้นคณิตศาสตร์เกี่ยวกับปัญหาสามวัตถุ (three-body problem หรือ n-body problem) ทำให้การประมาณการเคลื่อนที่ของดวงจันทร์และดาวเคราะห์สามารถทำได้แม่นยำขึ้น งานชิ้นนี้ได้รับการปรับปรุงต่อมาโดย ลากร็องฌ์ และ ลาปลัส ทำให้สามารถประเมินมวลของดาวเคราะห์และดวงจันทร์ได้
การค้นพบสำคัญทางดาราศาสตร์ประสบความสำเร็จมากขึ้นเมื่อมีเทคโนโลยีใหม่ ๆ เช่น การถ่ายภาพ และสเปกโตรสโคป เราทราบว่าดวงดาวต่าง ๆ ที่แท้เป็นดาวฤกษ์ที่มีลักษณะคล้ายคลึงกับดวงอาทิตย์ของเรานั่นเอง แต่มีอุณหภูมิ มวล และขนาดที่แตกต่างกันไป
การค้นพบว่า ดาราจักรของเราหรือดาราจักรทางช้างเผือกนี้ เป็นกลุ่มของดาวฤกษ์ที่รวมตัวอยู่ด้วยกัน เพิ่งเกิดขึ้นในคริสต์ศตวรรษที่ 20 นี้เอง พร้อมกับการค้นพบการมีอยู่ของดาราจักรอื่น ๆ ต่อมาจึงมีการค้นพบว่า เอกภพกำลังขยายตัว โดยดาราจักรต่าง ๆ กำลังเคลื่อนที่ห่างออกจากเรา การศึกษาดาราศาสตร์ยุคใหม่ยังค้นพบวัตถุท้องฟ้าใหม่ ๆ อีกหลายชนิด เช่น เควซาร์ พัลซาร์ เบลซาร์ และดาราจักรวิทยุ ผลจากการค้นพบเหล่านี้นำไปสู่การพัฒนาทฤษฎีทางฟิสิกส์เพื่ออธิบายปรากฏการณ์ของวัตถุเหล่านี้เปรียบเทียบกับวัตถุประหลาดอื่น ๆ เช่น หลุมดำ และดาวนิวตรอน ศาสตร์ทางด้านฟิสิกส์จักรวาลวิทยามีความก้าวหน้าอย่างมากตลอดคริสต์ศตวรรษที่ 20 แบบจำลองบิกแบงได้รับการสนับสนุนจากหลักฐานต่าง ๆ ที่ค้นพบโดยนักดาราศาสตร์และนักฟิสิกส์ เช่น การแผ่รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล กฎของฮับเบิล และการที่มีธาตุต่าง ๆ มากมายอย่างไม่คาดคิดในจักรวาลภายนอก
ดาราศาสตร์เชิงสังเกตการณ์
ในทางดาราศาสตร์ สารสนเทศส่วนใหญ่ได้จากการตรวจหาและวิเคราะห์โฟตอนซึ่งเป็นการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า แต่อาจได้จากข้อมูลที่มากับรังสีคอสมิก นิวตริโน ดาวตก และในอนาคตอันใกล้อาจได้จากคลื่นความโน้มถ่วง
การแบ่งหมวดของดาราศาสตร์เชิงสังเกตการณ์สามารถแบ่งได้ตามการสังเกตการณ์สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าในย่านต่าง ๆ โดยการสังเกตการณ์บางย่านสเปกตรัมสามารถกระทำได้บนพื้นผิวโลก แต่บางย่านจะสามารถทำได้ในชั้นบรรยากาศสูงหรือในอวกาศเท่านั้น การสังเกตการณ์ดาราศาสตร์ในย่านสเปกตรัมต่าง ๆ แสดงดังรายละเอียดต่อไปนี้
ดาราศาสตร์วิทยุ
ดาราศาสตร์วิทยุเป็นการตรวจหาการแผ่รังสีในความยาวคลื่นที่ยาวกว่า 1 มิลลิเมตร (ระดับมิลลิเมตรถึงเดคาเมตร) เป็นการศึกษาดาราศาสตร์ที่แตกต่างจากการศึกษาดาราศาสตร์เชิงสังเกตการณ์รูปแบบอื่น ๆ เพราะเป็นการศึกษาคลื่นวิทยุซึ่งถือว่าเป็นคลื่นจริง ๆ มากกว่าเป็นการศึกษาอนุภาคโฟตอน จึงสามารถตรวจวัดได้ทั้งแอมปลิจูดและเฟสของคลื่นวิทยุซึ่งจะทำได้ยากกว่ากับคลื่นที่มีความยาวคลื่นต่ำกว่านี้
คลื่นวิทยุที่แผ่จากวัตถุดาราศาสตร์จำนวนหนึ่งอาจอยู่ในรูปของการแผ่รังสีความร้อน โดยมากแล้วการแผ่คลื่นวิทยุที่ตรวจจับได้บนโลกมักอยู่ในรูปแบบของการแผ่รังสีซิงโครตรอน ซึ่งเกิดจากการที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่เป็นคาบรอบเส้นแรงสนามแม่เหล็ก นอกจากนี้สเปกตรัมที่เกิดจากแก๊สระหว่างดาว โดยเฉพาะอย่างยิ่งเส้นสเปกตรัมของไฮโดรเจนที่ 21 เซนติเมตร จะสามารถสังเกตได้ในช่วงคลื่นวิทยุ
วัตถุดาราศาสตร์ที่สามารถสังเกตได้ในช่วงคลื่นวิทยุมีมากมาย รวมไปถึงซูเปอร์โนวา แก๊สระหว่างดาว พัลซาร์ และนิวเคลียสดาราจักรกัมมันต์
ดาราศาสตร์เชิงแสง
การสังเกตการณ์ดาราศาสตร์เชิงแสงเป็นการศึกษาดาราศาสตร์ที่เก่าแก่ที่สุด คือการสังเกตการณ์ท้องฟ้าด้วยดวงตามนุษย์ โดยอาศัยเครื่องมือช่วยบ้างเช่น กล้องโทรทรรศน์ ภาพที่มองเห็นถูกบันทึกเอาไว้โดยการวาด จนกระทั่งช่วงปลายคริสต์ศตวรรษที่ 19 และตลอดคริสต์ศตวรรษที่ 20 จึงมีการบันทึกภาพสังเกตการณ์ด้วยเครื่องมือถ่ายภาพ ภาพสังเกตการณ์ยุคใหม่มักใช้อุปกรณ์ตรวจจับแบบดิจิตอล ที่นิยมอย่างมากคืออุปกรณ์จับภาพแบบซีซีดี แม้ว่าแสงที่ตามองเห็นจะมีความยาวคลื่นอยู่ระหว่าง 4000 Å ถึง 7000 Å (400-700 nm) แต่อุปกรณ์ตรวจจับเหล่านี้ก็มักจะมีความสามารถสังเกตภาพที่มีการแผ่รังสีแบบใกล้อัลตราไวโอเลต และใกล้อินฟราเรดได้ด้วย
ดาราศาสตร์อินฟราเรด
ดาราศาสตร์อินฟราเรด เป็นการตรวจหาและวิเคราะห์การแผ่รังสีในช่วงคลื่นอินฟราเรด (คือช่วงความยาวคลื่นที่ยาวกว่าแสงสีแดง) ยกเว้นในช่วงคลื่นที่ใกล้เคียงกับแสงที่ตามองเห็น การแผ่รังสีอินฟราเรดจะถูกชั้นบรรยากาศของโลกดูดซับไปมากแล้วชั้นบรรยากาศจะปลดปล่อยรังสีอินฟราเรดออกมาแทน ดังนั้นการสังเกตการณ์ในช่วงคลื่นอินฟราเรดจึงจำเป็นต้องทำที่ระดับบรรยากาศที่สูงและแห้ง หรือออกไปสังเกตการณ์ในอวกาศ การศึกษาดาราศาสตร์ในช่วงคลื่นอินฟราเรดมีประโยชน์มากในการศึกษาวัตถุที่เย็นเกินกว่าจะแผ่รังสีคลื่นแสงที่ตามองเห็นออกมาได้ เช่น ดาวเคราะห์ และแผ่นจานดาวฤกษ์ (circumstellar disk) ยิ่งคลื่นอินฟราเรดมีความยาวคลื่นมาก จะสามารถเดินทางผ่านกลุ่มเมฆฝุ่นได้ดีกว่าแสงที่ตามองเห็นมาก ทำให้เราสามารถเฝ้าสังเกตดาวฤกษ์เกิดใหม่ในเมฆโมเลกุลและในใจกลางของดาราจักรต่าง ๆ ได้ โมเลกุลบางชนิดปลดปล่อยคลื่นอินฟราเรดออกมาแรงมาก ซึ่งทำให้เราสามารถศึกษาลักษณะทางเคมีในอวกาศได้ เช่น การตรวจพบน้ำบนดาวหาง เป็นต้น
ดาราศาสตร์พลังงานสูง
ดาราศาสตร์รังสีอัลตราไวโอเลต
ดาราศาสตร์รังสีอัลตราไวโอเลตเป็นการศึกษาวัตถุทางดาราศาสตร์ในช่วงความยาวคลื่นสั้นกว่าแสงม่วง คือประมาณ 10-3200 Å (10-320 นาโนเมตร) แสงที่ความยาวคลื่นนี้จะถูกชั้นบรรยากาศของโลกดูดซับไป ดังนั้นการสังเกตการณ์จึงต้องกระทำที่ชั้นบรรยากาศรอบนอก หรือในห้วงอวกาศ การศึกษาดาราศาสตร์รังสีอัลตราไวโอเลตจะใช้ในการศึกษาการแผ่รังสีความร้อนและเส้นการกระจายตัวของสเปกตรัมจากดาวฤกษ์สีน้ำเงินร้อนจัด (ดาวโอบี) ที่ส่องสว่างมากในช่วงคลื่นนี้u รวมไปถึงดาวฤกษ์สีน้ำเงินในดาราจักรอื่นที่เป็นเป้าหมายสำคัญในการสำรวจระดับอัลตราไวโอเลต วัตถุอื่น ๆ ที่มีการศึกษาแสงอัลตราไวโอเลตได้แก่ เนบิวลาดาวเคราะห์ ซากซูเปอร์โนวา และนิวเคลียสดาราจักรกัมมันต์ อย่างไรก็ดี แสงอัลตราไวโอเลตจะถูกฝุ่นระหว่างดวงดาวดูดซับหายไปได้ง่าย ดังนั้นการตรวจวัดแสงอัลตราไวโอเลตจากวัตถุจึงต้องนำมาปรับปรุงค่าให้ถูกต้องด้วย
ดาราศาสตร์รังสีเอ็กซ์
ดาราศาสตร์รังสีเอ็กซ์ คือการศึกษาวัตถุทางดาราศาสตร์ในช่วงความยาวคลื่นของรังสีเอ็กซ์ โดยทั่วไปวัตถุจะแผ่รังสีเอ็กซ์ออกมาจากการแผ่รังสีซิงโครตรอน (เกิดจากอิเล็กตรอนแกว่งตัวเป็นคาบรอบเส้นแรงสนามแม่เหล็ก) จากการแผ่ความร้อนของแก๊สเบาบางที่อุณหภูมิสูงกว่า 107 เคลวิน (เรียกว่า การแผ่รังสี bremsstrahlung) และจากการแผ่ความร้อนของแก๊สหนาแน่นที่อุณหภูมิสูงกว่า 107 เคลวิน (เรียกว่า การแผ่รังสีของวัตถุดำ) คลื่นรังสีเอ็กซ์มักถูกชั้นบรรยากาศของโลกดูดซับไป ดังนั้นการสังเกตการณ์ในช่วงความยาวคลื่นของรังสีเอ็กซ์จึงทำได้โดยอาศัยบัลลูนที่ลอยตัวสูงมาก ๆ หรือจากจรวด หรือจากยานสำรวจอวกาศเท่านั้น แหล่งกำเนิดรังสีเอ็กซ์ที่สำคัญได้แก่ ระบบดาวคู่รังสีเอ็กซ์ พัลซาร์ ซากซูเปอร์โนวา ดาราจักรชนิดรี กระจุกดาราจักร และแกนกลางดาราจักรกัมมันต์
ดาราศาสตร์รังสีแกมมา
ดาราศาสตร์รังสีแกมมาเป็นการศึกษาวัตถุทางดาราศาสตร์ในช่วงความยาวคลื่นที่สั้นที่สุดของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า เราสามารถสังเกตการณ์รังสีแกมมาโดยตรงได้จากดาวเทียมรอบโลก เช่น หอดูดาวรังสีแกมมาคอมป์ตัน หรือกล้องโทรทรรศน์เชเรนคอฟ กล้องเชเรนคอฟไม่ได้ตรวจจับรังสีแกมมาโดยตรง แต่ตรวจจับแสงวาบจากแสงที่ตามองเห็นอันเกิดจากการที่รังสีแกมมาถูกชั้นบรรยากาศของโลกดูดซับไป
แหล่งกำเนิดรังสีแกมมาโดยมากมาจากการเกิดแสงวาบรังสีแกมมา ซึ่งเป็นรังสีแกมมาที่แผ่ออกจากวัตถุเพียงชั่วไม่กี่มิลลิวินาทีหรืออาจนานหลายพันวินาทีก่อนที่มันจะสลายตัวไป แหล่งกำเนิดรังสีแกมมาชั่วคราวเช่นนี้มีจำนวนกว่า 90% ของแหล่งกำเนิดรังสีแกมมาทั้งหมด มีแหล่งกำเนิดรังสีแกมมาเพียง 10% เท่านั้นที่เป็นแหล่งกำเนิดแบบถาวร ได้แก่ พัลซาร์ ดาวนิวตรอน และวัตถุที่อาจกลายไปเป็นหลุมดำได้ เช่น นิวเคลียสดาราจักรกัมมันต์
การสังเกตการณ์อื่นนอกเหนือจากสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า
นอกเหนือจากการสังเกตการณ์ดาราศาสตร์โดยการแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแล้ว ยังมีการสังเกตการณ์อื่น ๆ ที่ทำได้บนโลกเพื่อศึกษาวัตถุในระยะไกลมาก ๆ
ในการศึกษาดาราศาสตร์นิวตริโน นักดาราศาสตร์จะใช้ห้องทดลองใต้ดินพิเศษเช่น SAGE, GALLEX, และ Kamioka II/III เพื่อทำการตรวจจับนิวตริโน ซึ่งเป็นอนุภาคที่เกิดจากดวงอาทิตย์ แต่ก็อาจพบจากซูเปอร์โนวาด้วย เราสามารถตรวจหารังสีคอสมิกซึ่งประกอบด้วยอนุภาคพลังงานสูงได้ขณะที่มันปะทะกับชั้นบรรยากาศของโลก เครื่องมือตรวจจับนิวตริโนในอนาคตอาจมีความสามารถพอจะตรวจจับนิวตริโนที่เกิดจากรังสีคอสมิกในลักษณะนี้ได้
การเฝ้าสังเกตการณ์อีกแบบหนึ่งคือการสังเกตการณ์คลื่นความโน้มถ่วง ตัวอย่างหอสังเกตการณ์ลักษณะนี้ เช่น Laser Interferometer Gravitational Observatory (LIGO) แต่การตรวจหาคลื่นความโน้มถ่วงยังเป็นไปได้ยากอยู่
นอกจากนี้ ยังมีการศึกษาดาราศาสตร์ดาวเคราะห์ ซึ่งทำได้โดยการสังเกตการณ์โดยตรงผ่านยานอวกาศ รวมถึงการเก็บข้อมูลระหว่างที่ยานเดินทางผ่านวัตถุท้องฟ้าต่าง ๆ โดยใช้เซ็นเซอร์ระยะไกล ใช้ยานสำรวจเล็กลงจอดบนวัตถุเป้าหมายเพื่อทำการศึกษาพื้นผิว หรือศึกษาจากตัวอย่างวัตถุที่เก็บมาจากปฏิบัติการอวกาศบางรายการที่สามารถนำชิ้นส่วนตัวอย่างกลับมาทำการวิจัยต่อได้
ดาราศาสตร์เชิงทฤษฎี
ในการศึกษาดาราศาสตร์เชิงทฤษฎี มีการใช้เครื่องมือหลากหลายชนิดรวมถึงแบบจำลองการวิเคราะห์ต่าง ๆ รวมถึงการจำลองแบบคำนวณทางคณิตศาสตร์ในคอมพิวเตอร์ เครื่องมือแต่ละชนิดล้วนมีประโยชน์แตกต่างกันไป แบบจำลองการวิเคราะห์ของกระบวนการจะเหมาะสำหรับใช้ศึกษาถึงสิ่งที่กำลังจะเกิดขึ้นอันสามารถสังเกตได้ ส่วนแบบจำลองคณิตศาสตร์สามารถแสดงถึงการมีอยู่จริงของปรากฏการณ์และผลกระทบต่าง ๆ ที่เราอาจจะมองไม่เห็น.
นักดาราศาสตร์ทฤษฎีล้วนกระตือรือร้นที่จะสร้างแบบจำลองทฤษฎีเพื่อระบุถึงสิ่งที่จะเกิดขึ้นต่อไปจากผลสังเกตการณ์ที่ได้รับ เพื่อช่วยให้ผู้สังเกตการณ์สามารถเลือกใช้หรือปฏิเสธแบบจำลองแต่ละชนิดได้ตามที่เหมาะสมกับข้อมูล นักดาราศาสตร์ทฤษฎียังพยายามสร้างหรือปรับปรุงแบบจำลองให้เข้ากับข้อมูลใหม่ ๆ ในกรณีที่เกิดความไม่สอดคล้องกัน ก็มีแนวโน้มที่จะปรับปรุงแบบจำลองเล็กน้อยเพื่อให้เข้ากันกับข้อมูล ในบางกรณีถ้าพบข้อมูลที่ขัดแย้งกับแบบจำลองอย่างมากเมื่อเวลาผ่านไปนาน ๆ ก็อาจจะต้องล้มเลิกแบบจำลองนั้นไปก็ได้
หัวข้อต่าง ๆ ที่นักดาราศาสตร์ทฤษฎีสนใจศึกษาได้แก่ วิวัฒนาการและการเปลี่ยนแปลงของดาวฤกษ์ การก่อตัวของดาราจักร โครงสร้างขนาดใหญ่ของวัตถุในเอกภพ กำเนิดของรังสีคอสมิก ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป และฟิสิกส์จักรวาลวิทยา รวมถึงฟิสิกส์อนุภาคในทางดาราศาสตร์ด้วย การศึกษาฟิสิกส์ดาราศาสตร์เป็นเสมือนเครื่องมือสำคัญที่ใช้ตรวจวัดคุณสมบัติของโครงสร้างขนาดใหญ่ในเอกภพ ที่ซึ่งแรงโน้มถ่วงมีบทบาทสำคัญต่อปรากฏการณ์ทางกายภาพต่าง ๆ และเป็นพื้นฐานของการศึกษาฟิสิกส์หลุมดำ และการศึกษาคลื่นแรงโน้มถ่วง ยังมีทฤษฎีกับแบบจำลองอื่น ๆ อีกซึ่งเป็นที่ยอมรับและร่วมศึกษากันโดยทั่วไป ในจำนวนนี้รวมถึงแบบจำลองแลมบ์ดา-ซีดีเอ็ม ทฤษฎีบิกแบง การพองตัวของจักรวาล สสารมืด และ พลังงานมืด ซึ่งกำลังเป็นหัวข้อสำคัญในการศึกษาดาราศาสตร์ในปัจจุบัน
ตัวอย่างหัวข้อการศึกษาดาราศาสตร์เชิงทฤษฎี มีดังนี้
สาขาวิชาหลักของดาราศาสตร์
ดาราศาสตร์สุริยะ
ดวงอาทิตย์ เป็นเป้าหมายการศึกษาทางดาราศาสตร์ยอดนิยมแห่งหนึ่ง อยู่ห่างจากโลกไปประมาณ 8 นาทีแสง เป็นดาวฤกษ์ซึ่งอยู่ในแถบลำดับหลักโดยเป็นดาวแคระประเภท G2 V มีอายุประมาณ 4.6 พันล้านปี ดวงอาทิตย์ของเรานี้ไม่นับว่าเป็นดาวแปรแสง แต่มีความเปลี่ยนแปลงในการส่องสว่างอยู่เป็นระยะอันเนื่องจากจากรอบปรากฏของจุดดับบนดวงอาทิตย์ อันเป็นบริเวณที่พื้นผิวดวงอาทิตย์มีอุณหภูมิต่ำกว่าพื้นผิวอื่น ๆ อันเนื่องมาจากผลของความเข้มข้นสนามแม่เหล็ก
ดวงอาทิตย์ส่องแสงสว่างมากขึ้นเรื่อย ๆ ตลอดอายุของมัน นับแต่เข้าสู่แถบลำดับหลักก็ได้ส่องสว่างมากขึ้นถึง 40% แล้ว ความเปลี่ยนแปลงการส่องสว่างของดวงอาทิตย์ตามระยะเวลานี้มีผลกระทบอย่างสำคัญต่อโลกด้วย ตัวอย่างเช่นการเกิดปรากฏการณ์ยุคน้ำแข็งสั้น ๆ ช่วงหนึ่ง (Little Ice Age) ระหว่างช่วงยุคกลาง ก็เชื่อว่าเป็นผลมาจาก Maunder Minimum
พื้นผิวรอบนอกของดวงอาทิตย์ที่เรามองเห็นเรียกว่า โฟโตสเฟียร์ เหนือพื้นผิวนี้เป็นชั้นบาง ๆ เรียกชื่อว่า โครโมสเฟียร์ จากนั้นเป็นชั้นเปลี่ยนผ่านซึ่งมีอุณหภูมิเพิ่มสูงขึ้นอย่างมาก ชั้นนอกสุดมีอุณหภูมิสูงที่สุด เรียกว่า โคโรนา
ใจกลางของดวงอาทิตย์เรียกว่าย่านแกนกลาง เป็นเขตที่มีอุณหภูมิและความดันมากพอจะทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่น เหนือจากย่านแกนกลางเรียกว่าย่านแผ่รังสี (radiation zone) เป็นที่ซึ่งพลาสมาแผ่คลื่นพลังงานออกมาในรูปของรังสี ชั้นนอกออกมาเป็นย่านพาความร้อน (convection zone) ซึ่งสสารแก๊สจะเปลี่ยนพลังงานกลายไปเป็นแก๊ส เชื่อว่าย่านพาความร้อนนี้เป็นกำเนิดของสนามแม่เหล็กที่ทำให้เกิดจุดดับบนดวงอาทิตย์
ลมสุริยะเกิดจากอนุภาคของพลาสมาที่ไหลออกจากดวงอาทิตย์ ซึ่งจะแผ่ออกไปจนกระทั่งถึงแนว heliopause เมื่อลมสุริยะทำปฏิกิริยากับสนามแม่เหล็กของโลก ทำให้เกิดแนวการแผ่รังสีแวนอัลเลนและออโรร่า ในตำแหน่งที่เส้นแรงสนามแม่เหล็กโลกไหลเวียนในชั้นบรรยากาศ
วิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์
วิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์เป็นสาขาวิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับองค์ประกอบของดาวเคราะห์ ดวงจันทร์ ดาวเคราะห์แคระ ดาวหาง ดาวเคราะห์น้อย และวัตถุท้องฟ้าอื่น ๆ ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ ตลอดจนถึงบรรดาดาวเคราะห์นอกระบบด้วย วัตถุในระบบสุริยะจะเป็นที่นิยมศึกษาค้นคว้ามากกว่า ในช่วงแรกสามารถสังเกตการณ์ได้ผ่านกล้องโทรทรรศน์ ต่อมาจึงใช้การสังเกตการณ์โดยยานอวกาศมาช่วย การศึกษาสาขานี้ทำให้เราเข้าใจการเกิดและวิวัฒนาการของระบบดาวเคราะห์ได้ดีขึ้น แม้จะมีการค้นพบใหม่ ๆ เกิดขึ้นตลอดเวลาก็ตาม
วัตถุในระบบสุริยะสามารถแบ่งออกได้เป็น ดาวเคราะห์รอบใน แถบดาวเคราะห์น้อย และดาวเคราะห์รอบนอก ในกลุ่มดาวเคราะห์รอบในประกอบด้วย ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก และดาวอังคาร ส่วนในกลุ่มดาวเคราะห์รอบนอกเป็นดาวแก๊สยักษ์ ได้แก่ ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส ดาวเนปจูน และดาวเคราะห์หินขนาดเล็ก พลูโต พ้นจากดาวเนปจูนไปจะมีแถบไคเปอร์ และกลุ่มเมฆออร์ต ซึ่งแผ่กว้างเป็นระยะทางถึงหนึ่งปีแสง
ดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นจากแผ่นจานฝุ่นที่หมุนวนรอบ ๆ ดวงอาทิตย์ เมื่อผ่านกระบวนการต่าง ๆ นานาเช่น การดึงดูดของแรงโน้มถ่วง การปะทะ การแตกสลาย และการรวมตัวกัน แผ่นจานฝุ่นเหล่านั้นก็ก่อตัวเป็นรูปร่างที่เรียกว่า ดาวเคราะห์ก่อนเกิด (protoplanet) แรงดันการแผ่รังสีของลมสุริยะจะพัดพาเอาสสารที่ไม่สามารถรวมตัวกันติดให้กระจายหายไป คงเหลือแต่ส่วนของดาวเคราะห์ที่มีมวลมากพอจะดึงดูดบรรยากาศชั้นแก๊สของตัวเอาไว้ได้ ดาวเคราะห์ใหม่เหล่านี้ยังมีการดึงดูดและปลดปล่อยสสารในตัวตลอดช่วงเวลาที่ถูกเศษสะเก็ดดาวย่อย ๆ ปะทะตลอดเวลา การปะทะเหล่านี้ทำให้เกิดหลุมบ่อบนพื้นผิวดาวเคราะห์ดั่งเช่นที่ปรากฏบนพื้นผิวดวงจันทร์ ผลจากการปะทะนี้ส่วนหนึ่งอาจทำให้ดาวเคราะห์ก่อนเกิดแตกชิ้นส่วนออกมาและกลายไปเป็นดวงจันทร์ของมันก็ได้
เมื่อดาวเคราะห์เหล่านี้มีมวลมากพอ โดยรวมเอาสสารที่มีความหนาแน่นแบบต่าง ๆ เข้าไว้ด้วยกัน กระบวนการนี้ทำให้ดาวเคราะห์ก่อตัวเป็นดาวแบบต่าง ๆ คือแกนกลางเป็นหิน หรือโลหะ ล้อมรอบด้วยชั้นเปลือก และพื้นผิวภายนอก แกนกลางของดาวเคราะห์อาจเป็นของแข็งหรือของเหลวก็ได้ แกนกลางของดาวเคราะห์บางดวงสามารถสร้างสนามแม่เหล็กของตัวเองขึ้นมาได้ ซึ่งช่วยปกป้องชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ดวงนั้น ๆ จากผลกระทบของลมสุริยะ
ความร้อนภายในของดาวเคราะห์หรือดวงจันทร์เป็นผลจากการปะทะกันที่ทำให้เกิดโครงร่างและสารกัมมันตรังสี (เช่น ยูเรเนียม ธอเรียม และ 26Al ดาวเคราะห์และดวงจันทร์บางดวงสะสมความร้อนไว้มากพอจะทำให้เกิดกระบวนการทางธรณีวิทยาเช่น ภูเขาไฟและแผ่นดินไหว ส่วนพวกที่สามารถสะสมชั้นบรรยากาศของตัวเองได้ ก็จะมีกระบวนการกัดกร่อนของลมและน้ำ ดาวเคราะห์ที่เล็กกว่าจะเย็นตัวลงเร็วกว่า และปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยาจะหยุดลงเว้นแต่หลุมบ่อจากการถูกชนเท่านั้น
ดาราศาสตร์ดาวฤกษ์
การศึกษาเกี่ยวกับดาวฤกษ์และวิวัฒนาการของดาวฤกษ์เป็นพื้นฐานสำคัญในการทำความเข้าใจกับเอกภพ วิทยาการฟิสิกส์ดาราศาสตร์ของดวงดาวเกิดขึ้นมาจากการสังเกตการณ์และการพยายามสร้างทฤษฎีเพื่อทำความเข้าใจ รวมถึงการสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อศึกษาผลที่เกิดขึ้นภายในดวงดาว
ดาวฤกษ์ถือกำเนิดขึ้นในย่านอวกาศที่มีฝุ่นและแก๊สอยู่หนาแน่น เรียกชื่อว่าเมฆโมเลกุลขนาดยักษ์ เมื่อเกิดภาวะที่ไม่เสถียร ส่วนประกอบของเมฆอาจแตกสลายไปภายใต้แรงโน้มถ่วง และทำให้เกิดเป็นดาวฤกษ์ก่อนเกิดขึ้น บริเวณที่มีความหนาแน่นของแก๊สและฝุ่นสูงมากพอ และร้อนมากพอ จะเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่น ซึ่งทำให้เกิดดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักขึ้น ธาตุที่กำเนิดขึ้นในแกนกลางของดาวฤกษ์โดยมากเป็นธาตุที่หนักกว่าไฮโดรเจนและฮีเลียมทั้งสิ้น
คุณลักษณะต่าง ๆ ของดาวฤกษ์ขึ้นอยู่กับมวลเริ่มต้นของดาวฤกษ์นั้น ๆ ดาวฤกษ์ที่มีมวลมากจะมีความส่องสว่างสูง และจะใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนจากแกนกลางของมันเองไปอย่างรวดเร็ว เมื่อเวลาผ่านไป เชื้อเพลิงไฮโดรเจนเหล่านี้จะค่อย ๆ แปรเปลี่ยนกลายไปเป็นฮีเลียม ดาวฤกษ์ก็จะวิวัฒนาการไป การเกิดฟิวชั่นของฮีเลียมจะต้องใช้อุณหภูมิแกนกลางที่สูงกว่า ดังนั้นดาวฤกษ์นั้นก็จะขยายตัวใหญ่ขึ้น ขณะเดียวกันก็เพิ่มความหนาแน่นแกนกลางของตัวเองด้วย ดาวแดงยักษ์จะมีช่วงอายุที่สั้นก่อนที่เชื้อเพลิงฮีเลียมจะถูกเผาผลาญหมดไป ดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่าจะผ่านกระบวนการวิวัฒนาการได้มากกว่า โดยที่มีธาตุหนักหลอมรวมอยู่ในตัวเพิ่มมากขึ้น
การสิ้นสุดชะตากรรมของดาวฤกษ์ก็ขึ้นอยู่กับมวลของมันเช่นกัน ดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ของเรามากกว่า 8 เท่าจะแตกสลายกลายไปเป็นซูเปอร์โนวา ขณะที่ดาวฤกษ์ที่เล็กกว่าจะกลายไปเป็นเนบิวลาดาวเคราะห์ และวิวัฒนาการต่อไปเป็นดาวแคระขาว ซากของซูเปอร์โนวาคือดาวนิวตรอนที่หนาแน่น หรือในกรณีที่ดาวฤกษ์นั้นมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ของเรากว่า 3 เท่า มันจะกลายไปเป็นหลุมดำ สำหรับดาวฤกษ์ที่เป็นระบบดาวคู่อาจมีวิวัฒนาการที่แตกต่างออกไป เช่นอาจมีการถ่ายเทมวลแก่กันแล้วกลายเป็นดาวแคระขาวแบบคู่ซึ่งสามารถจะกลายไปเป็นซูเปอร์โนวาได้ การเกิดเนบิวลาดาวเคราะห์และซูเปอร์โนวาเป็นการกระจายสสารธาตุออกไปสู่สสารระหว่างดาว หากไม่มีกระบวนการนี้แล้ว ดาวฤกษ์ใหม่ ๆ (และระบบดาวเคราะห์ของมัน) ก็จะก่อตัวขึ้นมาจากเพียงไฮโดรเจนกับฮีเลียมเท่านั้น
ดาราศาสตร์ดาราจักร
ระบบสุริยะของเราโคจรอยู่ภายในดาราจักรทางช้างเผือก ซึ่งเป็นดาราจักรชนิดก้นหอยมีคาน และเป็นดาราจักรสมาชิกแห่งหนึ่งในกลุ่มท้องถิ่น ดาราจักรนี้เป็นกลุ่มแก๊ส ฝุ่น ดาวฤกษ์ และวัตถุอื่น ๆ อีกจำนวนมากที่หมุนวนไปรอบกัน โดยมีแรงโน้มถ่วงกระทำต่อกันทำให้ดึงดูดกันไว้ ตำแหน่งของโลกอยู่ที่แขนฝุ่นกังหันด้านนอกข้างหนึ่งของดาราจักร ดังนั้นจึงมีบางส่วนของทางช้างเผือกที่ถูกบังไว้และไม่สามารถมองเห็นได้
ที่ใจกลางของทางช้างเผือกมีลักษณะคล้ายดุมกังหันขนาดใหญ่ ซึ่งเชื่อว่าเป็นที่ตั้งของหลุมดำมวลยวดยิ่ง รอบ ๆ ดุมกังหันเป็นแขนก้นหอยชั้นต้นมี 4 ปลายหมุนอยู่รอบ ๆ แกน เป็นย่านที่มีการเกิดใหม่ของดาวฤกษ์ดำเนินอยู่ มีดาวฤกษ์แบบดารากร 1 ที่อายุเยาว์อยู่ในย่านนี้เป็นจำนวนมาก ส่วนจานของก้นหอยประกอบด้วยทรงกลมฮาโล อันประกอบด้วยดาวฤกษ์แบบดารากร 2 ที่มีอายุมากกว่า ทั้งยังเป็นที่ตั้งของกลุ่มดาวฤกษ์หนาแน่นที่เรียกกันว่า กระจุกดาวทรงกลม
ที่ว่างระหว่างดวงดาวมีสสารระหว่างดาวบรรจุอยู่ เป็นย่านที่มีวัตถุต่าง ๆ อยู่อย่างเบาบางมาก บริเวณที่หนาแน่นที่สุดคือเมฆโมเลกุล ซึ่งประกอบด้วยโมเลกุลของไฮโดรเจนและธาตุอื่น ๆ ที่เป็นย่านกำเนิดของดาวฤกษ์ ในช่วงแรกจะมีการก่อตัวเป็นเนบิวลามืดรูปร่างประหลาดก่อน จากนั้นเมื่อมีความหนาแน่นเพิ่มขึ้นมาก ๆ ก็จะเกิดการแตกสลายแล้วก่อตัวใหม่เป็นดาวฤกษ์ก่อนเกิด
เมื่อมีดาวฤกษ์มวลมากปรากฏขึ้นมากเข้า มันจะเปลี่ยนเมฆโมเลกุลให้กลายเป็นบริเวณเอชทูซึ่งเป็นย่านเรืองแสงเต็มไปด้วยแก๊สและพลาสมา ลมดาวฤกษ์กับการระเบิดซูเปอร์โนวาของดาวเหล่านี้จะทำให้กลุ่มเมฆกระจายตัวกันออกไป แล้วเหลือแต่เพียงกลุ่มของดาวฤกษ์จำนวนหนึ่งที่เกาะกลุ่มกันเป็นกระจุกดาวเปิดอายุน้อย ๆ เมื่อเวลาผ่านไปกระจุกดาวเหล่านี้ก็จะค่อย ๆ กระจายห่างกันออกไป แล้วกลายไปเป็นประชากรดาวดวงหนึ่งในทางช้างเผือก
การศึกษาจลนศาสตร์ของมวลสารในทางช้างเผือกและดาราจักรต่าง ๆ ทำให้เราทราบว่า มวลที่มีอยู่ในดาราจักรนั้นแท้จริงมีมากกว่าสิ่งที่เรามองเห็น ทฤษฎีเกี่ยวกับสสารมืดจึงเกิดขึ้นเพื่ออธิบายปรากฏการณ์นี้ แม้ว่าธรรมชาติของสสารมืดยังคงเป็นสิ่งลึกลับไม่มีใครอธิบายได้
ดาราศาสตร์ดาราจักรนอกระบบ
การศึกษาวัตถุที่อยู่ในห้วงอวกาศอื่นนอกเหนือจากดาราจักรของเรา เป็นการศึกษาเกี่ยวกับกำเนิดและวิวัฒนาการของดาราจักร การศึกษารูปร่างลักษณะและการจัดประเภทของดาราจักร การสำรวจดาราจักรกัมมันต์ การศึกษาการจัดกลุ่มและกระจุกดาราจักร ซึ่งในหัวข้อหลังนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการทำความเข้าใจกับโครงสร้างขนาดใหญ่ของจักรวาล
ดาราจักรส่วนใหญ่จะถูกจัดกลุ่มตามรูปร่างลักษณะที่ปรากฏ เข้าตามหลักเกณฑ์ของการจัดประเภทดาราจักร ซึ่งมีกลุ่มใหญ่ ๆ ได้แก่ ดาราจักรชนิดก้นหอย ดาราจักรชนิดรี และดาราจักรไร้รูปแบบ
ลักษณะของดาราจักรคล้ายคลึงกับชื่อประเภทที่กำหนด ดาราจักรชนิดรีจะมีรูปร่างในภาคตัดขวางคล้ายคลึงกับรูปวงรี ดาวฤกษ์จะโคจรไปแบบสุ่มโดยไม่มีทิศทางที่แน่ชัด ดาราจักรประเภทนี้มักไม่ค่อยมีฝุ่นระหว่างดวงดาวหลงเหลือแล้ว ย่านกำเนิดดาวใหม่ก็ไม่มี และดาวฤกษ์ส่วนใหญ่จะมีอายุมาก เรามักพบดาราจักรชนิดรีที่บริเวณใจกลางของกระจุกดาราจักร หรืออาจเกิดขึ้นจากการที่ดาราจักรขนาดใหญ่สองแห่งปะทะแล้วรวมตัวเข้าด้วยกันก็ได้
ดาราจักรชนิดก้นหอยมักมีรูปทรงค่อนข้างแบน เหมือนแผ่นจานหมุน และส่วนใหญ่จะมีหลุมดำมวลยวดยิ่งเป็นดุมหรือมีแกนรูปร่างคล้ายคานที่บริเวณใจกลาง พร้อมกับแขนก้นหอยสว่างแผ่ออกไปเป็นวง แขนก้นหอยนี้เป็นย่านของฝุ่นที่เป็นต้นกำเนิดของดาวฤกษ์ ดาวฤกษ์อายุน้อยมวลมากจะทำให้แขนนี้ส่องสว่างเป็นสีฟ้า ส่วนที่รอบนอกของดาราจักรมักเป็นกลุ่มของดาวฤกษ์อายุมาก ดาราจักรทางช้างเผือกของเราและดาราจักรแอนดรอเมดาก็เป็นดาราจักรชนิดก้นหอย
ดาราจักรไร้รูปแบบมักมีรูปร่างปรากฏไม่แน่ไม่นอน ไม่ใช่ทั้งดาราจักรชนิดรีหรือชนิดก้นหอย ประมาณหนึ่งในสี่ของจำนวนดาราจักรทั้งหมดที่พบเป็นดาราจักรชนิดไร้รูปแบบนี้ รูปร่างอันแปลกประหลาดของดาราจักรมักทำให้เกิดปฏิกิริยาแรงโน้มถ่วงแปลก ๆ ขึ้นด้วย
ดาราจักรกัมมันต์คือดาราจักรที่มีการเปล่งสัญญาณพลังงานจำนวนมากออกมาจากแหล่งกำเนิดอื่นนอกเหนือจากดาวฤกษ์ ฝุ่น และแก๊ส แหล่งพลังงานนี้เป็นย่านเล็ก ๆ แต่หนาแน่นมากซึ่งอยู่ในแกนกลางดาราจักร โดยทั่วไปเชื่อกันว่ามีหลุมดำมวลยวดยิ่งอยู่ที่นั่นซึ่งเปล่งพลังงานรังสีออกมาเมื่อมีวัตถุใด ๆ ตกลงไปในนั้น ดาราจักรวิทยุคือดาราจักรกัมมันต์ชนิดหนึ่งที่ส่องสว่างมากในช่วงสเปกตรัมของคลื่นวิทยุ มันจะเปล่งลอนของแก๊สออกมาเป็นจำนวนมาก ดาราจักรกัมมันต์ที่แผ่รังสีพลังงานสูงออกมาได้แก่ ดาราจักรเซย์เฟิร์ต เควซาร์ และเบลซาร์ เชื่อว่าเควซาร์เป็นวัตถุที่ส่องแสงสว่างมากที่สุดเท่าที่เป็นที่รู้จักในเอกภพ
โครงสร้างขนาดใหญ่ของจักรวาลประกอบด้วยกลุ่มและกระจุกดาราจักรจำนวนมาก โครงสร้างนี้มีการจัดลำดับชั้นโดยที่ระดับชั้นที่ใหญ่ที่สุดคือ มหากระจุกของดาราจักร เหนือกว่านั้นมวลสารจะมีการโยงใยกันในลักษณะของใยเอกภพและกำแพงเอกภพ ส่วนที่ว่างระหว่างนั้นมีแต่สุญญากาศ
จักรวาลวิทยา
จักรวาลวิทยา (; มาจากคำในภาษากรีกว่า κοσμος "cosmos" หมายถึง เอกภพ และ λογος หมายถึง การศึกษา) เป็นการศึกษาเกี่ยวกับเอกภพทั้งหมดในภาพรวม
การสังเกตการณ์โครงสร้างขนาดใหญ่ของเอกภพ เป็นสาขาวิชาหนึ่งที่เรียกว่า จักรวาลวิทยาเชิงกายภาพ ช่วยให้เรามีความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับการกำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล ทฤษฎีที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปสำหรับพื้นฐานของจักรวาลวิทยาสมัยใหม่ ได้แก่ ทฤษฎีบิกแบง ซึ่งกล่าวว่าเอกภพของเรากำเนิดมาจากจุดเพียงจุดเดียว หลังจากนั้นจึงขยายตัวขึ้นเป็นเวลากว่า 13.7 พันล้านปีมาแล้ว หลักการของทฤษฎีบิกแบงเริ่มต้นขึ้นตั้งแต่การค้นพบรังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล ในปี ค.ศ. 1965
ตลอดช่วงเวลาการขยายตัวของเอกภพนี้ เอกภพได้ผ่านขั้นตอนของวิวัฒนาการมามากมายหลายครั้ง ในช่วงแรก ทฤษฎีคาดการณ์ว่าเอกภพน่าจะผ่านช่วงเวลาการพองตัวของจักรวาลที่รวดเร็วมหาศาล ซึ่งเป็นหนึ่งเดียวกันและเสมอกันในทุกทิศทางในสภาวะเริ่มต้น หลังจากนั้น นิวคลีโอซินทีสิสจึงทำให้เกิดธาตุต่าง ๆ ขึ้นมากมายในเอกภพยุคแรก
เมื่อมีอะตอมแรกเกิดขึ้น จึงมีการแผ่รังสีผ่านอวกาศ ปลดปล่อยพลังงานออกมาดั่งที่ทุกวันนี้เรามองเห็นเป็นรังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล เอกภพขยายตัวผ่านช่วงเวลาของยุคมืดเพราะไม่ค่อยมีแหล่งกำเนิดพลังงานของดาวฤกษ์
เริ่มมีการจัดโครงสร้างลำดับชั้นของสสารขึ้นนับแต่เริ่มมีการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของสสาร สสารที่รวมกลุ่มกันอยู่เป็นบริเวณหนาแน่นที่สุดกลายไปเป็นกลุ่มเมฆแก๊สและดาวฤกษ์ยุคแรกสุด ดาวฤกษ์มวลมากเหล่านี้เป็นจุดกำเนิดของกระบวนการแตกตัวทางไฟฟ้าซึ่งเชื่อว่าเป็นต้นกำเนิดของธาตุหนักมากมายที่อยู่ในเอกภพยุคเริ่มต้น
ผลจากแรงโน้มถ่วงทำให้มีการดึงดูดรวมกลุ่มกันเกิดเป็นใยเอกภพ มีช่องสุญญากาศเป็นพื้นที่ว่าง หลังจากนั้นโครงสร้างของแก๊สและฝุ่นก็ค่อย ๆ รวมตัวกันเกิดเป็นดาราจักรยุคแรกเริ่ม เมื่อเวลาผ่านไป มันดึงดูดสสารต่าง ๆ เข้ามารวมกันมากขึ้น และมีการจัดกลุ่มโครงสร้างเข้าด้วยกันเป็นกลุ่มและกระจุกดาราจักร ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งในโครงสร้างขนาดใหญ่คือมหากระจุกดาราจักร
โครงสร้างพื้นฐานที่สุดของจักรวาลคือการมีอยู่ของสสารมืดและพลังงานมืด ในปัจจุบันเราเชื่อกันว่าทั้งสองสิ่งนี้มีอยู่จริง และเป็นส่วนประกอบถึงกว่า 96% ของความหนาแน่นทั้งหมดของเอกภพ เหตุนี้การศึกษาฟิสิกส์ในยุคใหม่จึงเป็นความพยายามทำความเข้าใจกับองค์ประกอบเหล่านี้
ศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับสาขาอื่น
การศึกษาดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่ก้าวหน้ามากขึ้น ทำให้มีความเกี่ยวข้องกับวิทยาศาสตร์สาขาอื่นมากยิ่งขึ้น ดังนี้
โบราณดาราศาสตร์ (Archaeoastronomy) เป็นการศึกษาเกี่ยวกับวิทยาการดาราศาสตร์ในยุคโบราณหรือยุคดั้งเดิม โดยพิจารณาถึงสภาพสังคมและวัฒนธรรม อาศัยหลักฐานในทางโบราณคดีและมานุษยวิทยาเข้ามาช่วย
ชีววิทยาดาราศาสตร์ (Astrobiology) เป็นการศึกษาการมาถึงและวิวัฒนาการของระบบชีววิทยาในเอกภพ ที่สำคัญคือการศึกษาและตรวจหาความเป็นไปได้ของสิ่งมีชีวิตในโลกอื่น
เคมีดาราศาสตร์ (Astrochemistry) เป็นการศึกษาลักษณะทางเคมีที่พบในอวกาศ นับแต่การก่อตัว การเกิดปฏิกิริยา และการสูญสลาย มักใช้ในการศึกษาเมฆโมเลกุล รวมถึงดาวฤกษ์อุณหภูมิต่ำต่าง ๆ เช่น ดาวแคระน้ำตาลและดาวเคราะห์ ส่วน เคมีจักรวาล (Cosmochemistry) เป็นการศึกษาลักษณะทางเคมีที่พบในระบบสุริยะ รวมถึงกำเนิดของธาตุและการเปลี่ยนแปลงสัดส่วนของไอโซโทป ทั้งสองสาขานี้คาบเกี่ยวกันระหว่างศาสตร์ทางเคมีและดาราศาสตร์
นอกจากนี้ ยังมีการศึกษาเกี่ยวกับ การวัดตำแหน่งดาว (Astrometry) และกลศาสตร์ท้องฟ้า (Celestial Mechanics) ซึ่งศึกษาเกี่ยวกับตำแหน่งและการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของวัตถุท้องฟ้า การระบุพิกัดและจลนศาสตร์ของวัตถุท้องฟ้า ลักษณะของวงโคจร ความโน้มถ่วง และอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับวิชากลศาสตร์และฟิสิกส์
ดาราศาสตร์สมัครเล่น
ดาราศาสตร์ เป็นสาขาวิชาหนึ่งทางวิทยาศาสตร์ที่บุคคลทั่วไปสามารถมีส่วนร่วมได้อย่างมากที่สุด
นับแต่อดีตมา นักดาราศาสตร์สมัครเล่นได้สังเกตพบวัตถุท้องฟ้าและปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ที่สำคัญมากมายด้วยเครื่องมือที่พวกเขาสร้างขึ้นมาเอง เป้าหมายในการสังเกตการณ์ของนักดาราศาสตร์สมัครเล่นโดยมากได้แก่ ดวงจันทร์ ดาวเคราะห์ ดาวฤกษ์ ดาวหาง ฝนดาวตก และวัตถุในห้วงอวกาศลึกอีกจำนวนหนึ่งเช่น กระจุกดาว กระจุกดาราจักร หรือเนบิวลา สาขาวิชาย่อยสาขาหนึ่งของดาราศาสตร์สมัครเล่น คือการถ่ายภาพทางดาราศาสตร์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับวิธีการถ่ายภาพในท้องฟ้ายามราตรี นักดาราศาสตร์สมัครเล่นส่วนมากจะเจาะจงเฝ้าสังเกตวัตถุท้องฟ้าหรือปรากฏการณ์บางอย่างที่พวกเขาสนใจเป็นพิเศษ
ส่วนใหญ่แล้วนักดาราศาสตร์สมัครเล่นจะสังเกตการณ์ดาราศาสตร์ในคลื่นที่ตามองเห็น แต่ก็มีการทดลองเล็ก ๆ อยู่บ้างที่กระทำในช่วงคลื่นอื่นนอกจากคลื่นที่ตามองเห็น เช่นการใช้ฟิลเตอร์แบบอินฟราเรดติดบนกล้องโทรทรรศน์ หรือการใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุ เป็นต้น นักดาราศาสตร์สมัครเล่นผู้บุกเบิกในการสังเกตการณ์ดาราศาสตร์วิทยุ คือ คาร์ล แจนสกี (Karl Jansky) ผู้เริ่มเฝ้าสังเกตท้องฟ้าในช่วงคลื่นวิทยุตั้งแต่คริสต์ทศวรรษ 1930 ยังมีนักดาราศาสตร์สมัครเล่นอีกจำนวนหนึ่งที่ใช้กล้องโทรทรรศน์ประดิษฐ์เองที่บ้าน หรือใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุที่แต่เดิมสร้างมาเพื่องานวิจัยทางดาราศาสตร์ แต่ปัจจุบันได้เปิดให้บุคคลทั่วไปเข้าไปใช้งานได้ด้วย
มีบทความทางดาราศาสตร์มากมายที่ส่งมาจากนักดาราศาสตร์สมัครเล่น อันที่จริงแล้ว นี่เป็นหนึ่งในไม่กี่สาขาวิชาทางวิทยาศาสตร์ที่มือสมัครเล่นก็สามารถมีส่วนร่วมหรือเขียนบทความสำคัญ ๆ ขึ้นมาได้ นักดาราศาสตร์สมัครเล่นสามารถตรวจวัดวงโคจรโดยละเอียดของดาวเคราะห์ขนาดเล็กได้ พวกเขาค้นพบดาวหาง และทำการเฝ้าสังเกตดาวแปรแสง ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีดิจิตอลทำให้นักดาราศาสตร์สมัครเล่นมีความสามารถในการถ่ายภาพทางดาราศาสตร์ได้ดียิ่งขึ้น และหลาย ๆ ภาพก็เป็นภาพปรากฏการณ์อันสำคัญทางดาราศาสตร์ด้วย
ปีดาราศาสตร์สากล 2009
ปี ค.ศ. 2009 เป็นปีที่ครบรอบ 400 ปี นับจากกาลิเลโอได้ประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ขึ้นเพื่อทำการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ และพบหลักฐานยืนยันแนวคิดดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางจักรวาลที่นำเสนอโดย นิโคเลาส์ โคเปอร์นิคัส ไม่นานก่อนหน้านั้น การค้นพบนี้ถือเป็นการปฏิวัติแนวคิดพื้นฐานเกี่ยวกับจักรวาล และเป็นการบุกเบิกการศึกษาดาราศาสตร์ยุคใหม่โดยอาศัยกล้องโทรทรรศน์ ซึ่งมีความก้าวหน้ายิ่งขึ้นตามที่เทคโนโลยีของกล้องโทรทรรศน์พัฒนาขึ้น
องค์การสหประชาชาติจึงได้ประกาศให้ปี ค.ศ. 2009 เป็นปีดาราศาสตร์สากล โดยได้ประกาศอย่างเป็นทางการเมื่อวันที่ 20 ธันวาคม ค.ศ. 2008 กิจกรรมต่าง ๆ ดำเนินการโดยสหพันธ์ดาราศาสตร์สากล และได้รับการสนับสนุนจากองค์การยูเนสโก ซึ่งเป็นหน่วยงานหนึ่งของสหประชาชาติที่รับผิดชอบงานด้านการศึกษา วิทยาศาสตร์ และวัฒนธรรม มีพิธีเปิดอย่างเป็นทางการที่กรุงปารีส ในวันที่ 15-16 มกราคม ค.ศ. 2009
ดูเพิ่ม
ปีดาราศาสตร์สากล
นักดาราศาสตร์
กลุ่มดาว
บันไดระยะห่างของจักรวาล
ระบบสุริยะ
กล้องโทรทรรศน์
การสำรวจอวกาศ
สมาคมดาราศาสตร์ไทย
อ้างอิง
แหล่งข้อมูลอื่น
เว็บไซต์อย่างเป็นทางการ "ปีดาราศาสตร์สากล 2009"
สมาคมดาราศาสตร์ไทย
สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ
โครงการเครือข่ายสารสนเทศดาราศาสตร์สำหรับโรงเรียน
ศูนย์วิทยาศาสตร์เพื่อการศึกษา (ท้องฟ้าจำลองกรุงเทพ)
โครงการลีซ่า โครงการเรียนรู้เรื่องวิทยาศาสตร์โลกและอวกาศ โดยหอดูดาวเกิดแก้ว สนับสนุนโดยสำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย
ดาราศาสตร์ดอตคอม
ดูดาวดอตคอม
องค์การนาซา
วารสารดาราศาสตร์ Astronomy.com
เว็บไซต์ทางการ กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล |
547 | https://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%A0%E0%B8%B9%E0%B8%A1%E0%B8%B4%E0%B8%A8%E0%B8%B2%E0%B8%AA%E0%B8%95%E0%B8%A3%E0%B9%8C | ภูมิศาสตร์ | ภูมิศาสตร์ (, แปลว่า "การพรรณนาเกี่ยวกับโลก") เป็นสาขาทางวิทยาศาสตร์ที่มุ่งเน้นถึงการศึกษาเกี่ยวกับพื้นดิน ภูมิประเทศ ประชากร และปรากฏการณ์บนโลก บุคคลแรกที่ใช้คำว่า γεωγραφία คือเอราทอสเทนีส (276–194 ปีก่อน ค.ศ.) ภูมิศาสตร์ครอบคลุมสาขาต่าง ๆ ที่มุ่งเน้นความเข้าใจเกี่ยวกับโลกและความซับซ้อนระหว่างมนุษย์และธรรมชาติที่เกิดขึ้นซึ่งไม่เฉพาะแต่ในรูปธรรมแต่ยังรวมถึงความเป็นมาและการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้น
โดยทั่วไปภูมิศาสตร์มักถูกแบ่งออกเป็นสองสาขาหลักคือภูมิศาสตร์มนุษย์และภูมิศาสตร์กายภาพ ภูมิศาสตร์มนุษย์เกี่ยวข้องกับการศึกษาถึงผู้คน ชุมชน วัฒนธรรม เศรษฐกิจ และปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม
ด้วยการศึกษาความสัมพันธ์ของสิ่งต่าง ๆ บนพื้นที่และสถานที่ ขณะที่ภูมิศาสตร์กายภาพเกี่ยวข้องกับการศึกษาถึงกระบวนการและแบบรูปในสิ่งแวดล้อมทางธรรมชาติอันประกอบด้วย บรรยากาศภาค อุทกภาค ชีวภาค และธรณีภาค
สี่ขนบธรรมเนียมทางประวัติศาสตร์ในการวิจัยทางภูมิศาสตร์ประกอบด้วย การวิเคราะห์เชิงพื้นที่ของปรากฏการณ์ธรรมชาติและมนุษย์ การศึกษาพื้นที่ของสถานที่และภูมิภาค การศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างพื้นดินกับมนุษย์ และวิทยาศาสตร์โลก ภูมิศาสตร์ได้รับการกล่าวขานว่าเป็น "สาขาวิชาแห่งโลก" และ "ตัวเชื่อมระหว่างมนุษย์และวิทยาศาสตร์กายภาพ"
บทนำ
นักภูมิศาสตร์ได้รับการจัดให้อยู่ในกลุ่มเดียวกับนักทำแผนที่และผู้ที่ทำการศึกษาเกี่ยวกับลำดับและชื่อของสถานที่ต่าง ๆ แม้ว่านักภูมิศาสตร์จะได้รับการฝึกฝนเกี่ยวกับภูมินามวิทยาและการทำแผนที่แต่ก็ไม่ถือว่าเป็นหน้าที่หลักของนักภูมิศาสตร์ นักภูมิศาสตร์เป็นผู้ศึกษาเกี่ยวกับพื้นที่และการกระจายของฐานข้อมูลเชิงเวลาจากปรากฏการณ์ กระบวนการ คุณลักษณะ ตลอดจนปฏิสัมพันธ์ระหว่างมนุษย์กับสิ่งแวดล้อม เนื่องจากพื้นที่และสถานที่ส่งผลต่อความหลากหลายของสิ่งต่าง ๆ เช่น เศรษฐศาสตร์ สุขภาพ ภูมิอากาศ พืช และสัตว์ ทำให้ภูมิศาสตร์มีความเป็นสหวิทยาการสูง ลักษณะการเป็นสหวิทยาการของวิธีการทางภูมิศาสตร์ขึ้นอยู่กับความสนใจเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างปรากฏการณ์ทางกายภาพและมนุษย์รวมถึงแบบรูปเชิงพื้นที่ที่เกิดขึ้น
ภูมิศาสตร์สามารถแบ่งสาขาออกกว้าง ๆ ได้ออกเป็นสองสาขา คือ ภูมิศาสตร์มนุษย์และภูมิศาสตร์กายภาพ ซึ่งในอดีตส่วนใหญ่จะมุ่งเน้นถึงสิ่งแวดล้อมสรรค์สร้างว่ามนุษย์สามารถรังสรรค์ จัดการ มีมุมมองและอิทธิพลต่อพื้นที่นั้นอย่างไร ในภายหลังได้มีการมุ่งเน้นถึงสิ่งแวดล้อมทางธรรมชาติว่าสิ่งมีชีวิต ภูมิอากาศ ดิน น้ำ และธรณีสัณฐานมีผลและปฏิสัมพันธ์อย่างไร ความแตกต่างระหว่างวิธีการศึกษาเหล่านี้นำไปสู่การเกิดสาขาที่สามซึ่งผสานกันระหว่างภูมิศาสตร์กายภาพและภูมิศาสตร์มนุษย์คือ ภูมิศาสตร์สิ่งแวดล้อม ซึ่งเป็นการศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งแวดล้อมและมนุษย์
แขนงวิชา
ภูมิศาสตร์กายภาพ
ภูมิศาสตร์กายภาพเป็นสาขาที่มุ่งเน้นการศึกษาถึงสภาพทางภูมิศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับวิทยาศาสตร์โลก เพื่อเข้าใจลักษณะและปัญหาของธรณีภาค อุทกภาค บรรยากาศ และชีวภาค
ภูมิศาสตร์มนุษย์
ภูมิศาสตร์มนุษย์เป็นสาขาที่มุ่งเน้นถึงการศึกษาการศึกษาแบบรูปและกระบวนการอันเกิดจากสังคมมนุษย์ ซึ่งครอบคลุมทั้งมนุษย์ การเมือง วัฒนธรรม สังคม และเศรษฐกิจ
แนวทางต่าง ๆ ในการศึกษาภูมิศาสตร์มนุษย์ที่เกิดขึ้นใหม่และรวมถึง:
ภูมิศาสตร์พฤติกรรม
ภูมิศาสตร์สตรีนิยม
ทฤษฎีทางวัฒนธรรม
ภูมิปรัชญา
ภูมิศาสตร์สิ่งแวดล้อม
ภูมิศาสตร์สิ่งแวดล้อมเป็นสาขาหนึ่งของภูมิศาสตร์ที่อธิบายถึงลักษณะเชิงพื้นที่ของการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างมนุษย์และธรรมชาติของโลก การศึกษาภูมิศาสตร์สิ่งแวดล้อมจำเป็นที่จะต้องเข้าใจถึงลักษณะดั้งเดิมของภูมิศาสตร์กายภาพและภูมิศาสตร์มนุษย์ตลอดจนวิธีการที่สังคมมนุษย์กำหนดกรอบความคิดให้กับสิ่งแวดล้อมด้วย
ภูมิศาสตร์สิ่งแวดล้อมได้กลายเป็นตัวเชื่อมระหว่างภูมิศาสตร์กายภาพและภูมิศาสตร์มนุษย์อันเนื่องมาจากความเชี่ยวชาญของทั้งสองสาขาที่เพิ่มขึ้น รวมถึงความสัมพันธ์ของมนุษย์กับการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมซึ่งมีผลมาจากกระแสโลกาภิวัตน์และการเปลี่ยนแปลงทางเทคโนโลยี จึงจำเป็นที่ต้องมีวิธีแบบใหม่ในการเข้าใจความสัมพันธ์ของการเปลี่ยนแปลงและพลวัต ตัวอย่างของการศึกษาเกี่ยวกับภูมิศาสตร์สิ่งแวดล้อม ได้แก่ การจัดการภาวะฉุกเฉิน การจัดการทรัพยากรสิ่งแวดล้อม ความยั่งยืน นิเวศวิทยาการเมือง
ภูมิสารสนเทศ
ภูมิสารสนเทศเป็นสาขาหนึ่งของภูมิศาสตร์ที่เกิดขึ้นจากการใช้เทคนิคเชิงพื้นที่แบบดั้งเดิมในการทำแผนที่และศึกษาภูมิประเทศร่วมกับการนำคอมพิวเตอร์มาประยุกต์ในช่วงกลางคริสต์ทศวรรษ 1950 เทคนิคต่าง ๆ ของภูมิสารสนเทศเป็นที่แพร่หลายในสาขาวิชาอื่นมากมาย เช่น จีไอเอส และการรับรู้จากระยะไกล นอกจากนี้ภูมิสารสนเทศยังส่งผลต่อการฟื้นฟูหน่วยงานทางภูมิศาสตร์บางส่วนซึ่งถูกลดสถานะลงในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1950 โดยเฉพาะในอเมริกาเหนือ
ภูมิสารสนเทศมีความครอบคลุมกับสาขาที่เกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์เชิงพื้นที่อย่างมาก เช่น การทำแผนที่ ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ (GIS) การรับรู้จากระยะไกล และระบบกำหนดตำแหน่งบนโลก (GPS)
ภูมิศาสตร์ภูมิภาค
ภูมิศาสตร์ภูมิภาคเป็นสาขาหนึ่งของภูมิศาสตร์ที่ศึกษาถึงทุกภูมิภาคของโลกซึ่งแต่ละภูมิภาคมีความแตกต่างเฉพาะตัว หลักสำคัญของภูมิศาสตร์ภูมิภาคคือเพื่อเข้าใจถึงเอกลักษณ์และลักษณะเฉพาะตัวของภูมิภาคนั้น ๆ ว่าเป็นอย่างไรทั้งในเรื่องของสภาพแวดล้อมและมนุษย์ที่อยู่อาศัยในภูมิภาคนั้นด้วย ภูมิศาสตร์ภูมิภาคยังมีผลต่อภูมิภาคาภิวัตน์ซึ่งครอบคลุมถึงการใช้วิธีที่เหมาะสมในการแบ่งพื้นที่ออกเป็นภูมิภาคต่าง ๆ ด้วย
ภูมิศาสตร์ภูมิภาคถือว่าเป็นหนึ่งในวิธีการหนึ่งสำหรับการศึกษาองค์ความรู้ต่าง ๆ ทางภูมิศาสตร์ (คล้ายคลึงกับการปฏิวัติเชิงปริมาณ หรือภูมิศาสตร์เชิงวิพากษ์)
สาขาอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง
การผังเมือง การวางแผนภาค และการวางแผนเชิงพื้นที่ เป็นการใช้องค์ความรู้ทางภูมิศาสตร์ช่วยในการกำหนดแนวทางในการพัฒนา (หรือไม่พัฒนา) ที่ดินให้เป็นไปตามเกณฑ์ที่กำหนด เช่น ความปลอดภัย ความสวยงาม โอกาสทางเศรษฐกิจ การอนุรักษ์มรดกทางวัฒนธรรมทางธรรมชาติหรือมนุษย์สร้างขึ้น เป็นต้น การวางแผนพื้นที่ของเมือง นคร และชนบทโดยส่วนมากจะประยุกต์ใช้องค์ความรู้ทางภูมิศาสตร์
วิทยาศาสตร์ภูมิภาค ในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1950 วอลเตอร์ ไอสาร์ดได้นำเสนอเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ภูมิภาคเพื่อเป็นพื้นฐานหาคำตอบทางภูมิศาสตร์โดยเน้นเชิงปริมาณมากขึ้น ตรงข้ามกับการใช้แนวโน้มเชิงพรรณนาที่อยู่ในแบบแผนดั้งเดิม วิทยาศาสตร์ภูมิภาคประกอบด้วยองค์ความรู้ซึ่งในมิติเชิงพื้นที่ใช้เป็นบทบาทพื้นฐาน เช่น การจัดการทรัพยากร ทฤษฎีทำเลที่ตั้ง การวางแผนภาคและเมือง การขนส่งและการสื่อสาร ภูมิศาสตร์มนุษย์ การกระจายของประชากร นิเวศวิทยาภูมิทัศน์ และสิ่งแวดล้อมเชิงคุณภาพ
วิทยาดาวเคราะห์ โดยทั่วไปภูมิศาสตร์จะมีความเกี่ยวข้องเฉพาะกับโลก อย่างไรก็ตามภูมิศาสตร์ก็สามารถนำมาใช้ในการศึกษาถึงโลกอื่น ๆ ได้เช่นกัน เช่น ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะและนอกเหนือไปจากระบบสุริยะ วิทยาดาวเคราะห์เป็นการศึกษาระบบที่มีขนาดใหญ่กว่าโลกซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นสาขาหนึ่งของดาราศาสตร์หรือจักรวาลวิทยา ตัวอย่างอื่น ๆ เช่น อังคารวิทยา (การศึกษาเกี่ยวกับดาวอังคาร) ได้รับการเสนอแต่ยังไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลาย
วิทยาศาสตร์ดาวเทียม โดยศึกษาเกี่ยวกับการใช้ประโยชน์จากดาวเทียมในการเป็นเครื่องมือศึกษาทางภูมิศาสตร์
วิทยาศาสตร์โลก หรือ โลกศาสตร์ นำวิทยาศาสตร์มาใช้ในการศึกษาโลกในด้านที่เป็นประโยชน์ต่อภูมิศาสตร์
วิศวกรรมสำรวจ ใช้หลักทางวิศวกรรมมาใช้ในการช่วยศึกษาทางภูมิศาสตร์ โดยครอบคลุมรวมไปถึง วิศวกรรมปิโตรเลียม วิศวกรรมเหมืองแร่ วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม วิศวกรรมธรณี วิศวกรรมชลศาสตร์ วิศวกรรมทรัพยากรธรณี วิศวกรรมโยธา วิศวกรรมไฟฟ้า และ วิชาการทำแผนที่
เทคนิค
แผนที่เป็นเครื่องมือหลักสำคัญขององค์ความรู้ทางภูมิศาสตร์ถึงความสัมพันธ์เชิงพื้นที่ต่าง ๆ ซึ่งการทำแผนที่แบบดั้งเดิมได้รับการพัฒนาให้ทันสมัยมากขึ้นสำหรับการวิเคราะห์ทางภูมิศาสตร์และการใช้คอมพิวเตอร์ได้กลายเป็นรากฐานของระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ (GIS) ในปัจจุบัน
ในการศึกษานักภูมิศาสตร์จะคำนึงถึงสี่ปัจจัย ประกอบด้วย
เป็นระบบ (Systematic) — องค์ความรู้ต่าง ๆ ทางภูมิศาสตร์ในแต่ละประเภทสามารถใช้ได้สำหรับทุกพื้นที่
ภูมิภาค (Regional) — การวิเคราะห์ความสัมพันธ์อย่างเป็นระบบสำหรับภูมิภาคที่เจาะจงหรือที่ตั้งบนโลกในแต่ละประเภท
พรรณนา (Descriptive) — ระบุคุณสมบัติและลักษณะของประชากรในแหล่งที่ตั้ง
วิเคราะห์ (Analytical) — ว่า ทำไม (why) เราจึงพบคุณสมบัติและลักษณะของประชากรในพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ที่เจาะจงนั้น
การทำแผนที่
การทำแผนที่เป็นการศึกษาถึงการแสดงลักษณะพื้นผิวโลกด้วยสัญลักษณ์แบบนามธรรมซึ่งมีการเติบโตมาช้านานอันเป็นผลจากเทคนิคการเขียนถึงสภาพความเป็นจริงที่พัฒนามากขึ้น และแม้ว่าภูมิศาสตร์สาขาต่าง ๆ จะใช้แผนที่เป็นส่วนหนึ่งของการนำเสนอผลการวิเคราะห์ แต่ความจริงแล้วองค์ความรู้ของการทำแผนที่นั้นมีมากพอที่จะแยกออกมาเป็นสาขาต่างหาก
นักทำแผนที่ต้องเรียนรู้ถึงจิตวิทยาการรู้คิดและการยศาสตร์เพื่อเข้าใจถึงการสื่อข้อมูลสัญลักษณ์เกี่ยวกับโลกให้มีประสิทธิภาพมากที่สุด รวมถึงพฤติกรรมทางจิตวิทยาเพื่อให้ผู้อ่านแผนที่เข้าใจข้อมูลได้ ตลอดจนภูมิมาตรศาสตร์และคณิตศาสตร์ขั้นสูงเพื่อเข้าใจว่ารูปร่างของโลกส่งผลต่อการผิดเพี้ยนของตำแหน่งสัญลักษณ์บนแผนที่ซึ่งฉายไปยังวัสดุพื้นผิวราบเรียบได้อย่างไร จึงกล่าวได้โดยไม่มีข้อขัดแย้งว่าการทำแผนที่กำเนิดจากการที่สาขาวิชาทางภูมิศาสตร์มีการเติบโตที่ใหญ่ขึ้น นักภูมิศาสตร์ส่วนใหญ่จะยกตัวอย่างว่าแผนที่เป็นจุดเริ่มต้นของความสนใจทางภูมิศาสตร์ในวัยเด็กของพวกเขา
ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์
ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์หรือจีไอเอส (GIS) เป็นการจัดการถึงการจัดเก็บและการเรียกคืนข้อมูลเกี่ยวกับโลกด้วยคอมพิวเตอร์โดยอัตโนมัติซึ่งมีความถูกต้องตามวัตถุประสงค์ของข้อมูล ผู้เชี่ยวชาญด้านจีไอเอสต้องเข้าใจถึงวิทยาการคอมพิวเตอร์และระบบฐานข้อมูลนอกเหนือไปจากสาขาอื่น ๆ ทางภูมิศาสตร์ด้วย จีไอเอสเป็นการปฏิวัติสาขาวิชาการทำแผนที่โดยนำซอฟต์แวร์จีไอเอสมาช่วยในการทำแผนที่เกือบทั้งหมดในปัจจุบัน จีไอเอสยังหมายถึงการใช้ซอฟต์แวร์และเทคนิคทางจีไอเอสเพื่อทดแทน วิเคราะห์ และคาดการณ์ความสัมพันธ์เชิงพื้นที่ ในบริบทนี้จีไอเอสเป็นตัวแทนสำหรับภูมิสารสนเทศศาสตร์
การรับรู้จากระยะไกล
การรับรู้จากระยะไกลเป็นศาสตร์เกี่ยวกับการรับข้อมูลของลักษณะพื้นผิวโลกจากระยะไกล ข้อมูลจากการรับรู้จากระยะไกลมีการได้มาหลายรูปแบบ เช่น ภาพถ่ายดาวเทียม ภาพถ่ายทางอากาศ รวมถึงข้อมูลที่ได้รับจากเครื่องรับรู้แบบพกพา (hand-held sensors) นักภูมิศาสตร์จำนวนมากใช้การรับรู้จากระยะไกลเพื่อได้ข้อมูลเกี่ยวกับภูมิประเทศ ทะเล และบรรยากาศของโลก เนื่องจากการรับรู้จากระยะไกลสามารถ
ค้นหาข้อมูลตามวัตถุประสงค์ซึ่งมีความหลากหลายของพื้นที่หลายระดับ (ตั้งแต่ท้องถิ่นจนถึงทั่วโลก)
ทำให้สรุปจากมุมมองของพื้นที่ที่สนใจได้ง่ายขึ้น
ช่วยให้สามารถเข้าถึงพื้นที่ห่างไกลและไม่สามารถเข้าถึงได้
แสดงข้อมูลเชิงคลื่นนอกเหนือจากส่วนที่มองเห็นได้จากสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า
อำนวยความสะดวกในการศึกษาถึงการเปลี่ยนแปลงคุณลักษณะหรือพื้นที่ในช่วงเวลาต่าง ๆ ว่าเป็นอย่างไร
ข้อมูลจากการรับรู้จากระยะไกลอาจถูกใช้ร่วมในการวิเคราะห์ร่วมกับชั้นข้อมูลเชิงดิจิทัลอื่น ๆ (เช่นในระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์)
วิธีเชิงปริมาณ
ธรณีสถิติจัดการกับการวิเคราะห์ข้อมูลเชิงปริมาณ โดยเฉพาะการประยุกต์กับระเบียบวิธีทางสถิติเพื่อสำรวจปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นทางภูมิศาสตร์ ธรณีสถิติถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในหลากหลายสาขา ตลอดจนอุทกวิทยา ธรณีวิทยา การสำรวจปิโตรเลียม การวิเคราะห์ลมฟ้าอากาศ การผังเมือง โลจิสติกส์ และวิทยาการระบาด พื้นฐานทางคณิตศาสตร์สำหรับธรณีสถิติได้มาจากการวิเคราะห์การกระจุก การวิเคราะห์การจำแนกเชิงเส้น สถิติไร้พารามิเตอร์ และความหลากหลายของสาขาวิชาอื่น ๆ การประยุกต์ของธรณีสถิติถูกใช้อย่างมากบนระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการประมาณค่าในช่วง นักภูมิศาสตร์เป็นผู้มีส่วนร่วมอย่างโดดเด่นในกระบวนการของเทคนิคเชิงปริมาณ
วิธีเชิงคุณภาพ
วิธีเชิงคุณภาพทางภูมิศาสตร์หรือเทคนิคการวิจัยทางชาติพันธุ์วิทยาถูกใช้โดยนักภูมิศาสตร์มนุษย์ ในภูมิศาสตร์วัฒนธรรมมีแบบแผนของการใช้เทคนิคการวิจัยเชิงคุณภาพและยังใช้ในสาขามานุษยวิทยาและสังคมวิทยา การสังเกตแบบมีส่วนร่วมและการสัมภาษณ์เชิงลึกถูกใช้โดยนักภูมิศาสตร์มนุษย์นำมาซึ่งข้อมูลเชิงคุณภาพ
ดูเพิ่ม
ห้าแก่นเรื่องทางภูมิศาสตร์
อ้างอิง
วิทยาศาสตร์โลก
สังคมศาสตร์ |
616 | https://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%84%E0%B8%93%E0%B8%B4%E0%B8%95%E0%B8%A8%E0%B8%B2%E0%B8%AA%E0%B8%95%E0%B8%A3%E0%B9%8C | คณิตศาสตร์ | คณิตศาสตร์ () เป็นศาสตร์ที่ครอบคลุมการค้นคว้าเกี่ยวกับ ปริมาณ โครงสร้าง การเปลี่ยนแปลง และปริภูมิ คณิตศาสตร์ไม่มีคำนิยามที่เป็นที่ยอมรับกันทั่วไป กล่าวคร่าว ๆ ได้ว่าคณิตศาสตร์นั้นสนใจ "รูปร่างและจำนวน" และเนื่องจากคณิตศาสตร์มิได้สร้างความรู้ผ่านกระบวนการทดลอง บางคนจึงไม่จัดว่าคณิตศาสตร์เป็นสาขาของวิทยาศาสตร์
คณิตศาสตร์ในปัจจุบันเป็นคณิตศาสตร์ที่ยึดโยงกับโครงสร้างนามธรรมที่ถูกกำหนดขึ้นผ่านทางกลุ่มของสัจพจน์ และอาศัยการให้เหตุผลที่รัดกุมโดยใช้ตรรกศาสตร์สัญลักษณ์ และสัญกรณ์คณิตศาสตร์
โครงสร้างต่าง ๆ ที่นักคณิตศาสตร์สนใจและพิจารณานั้น มักจะมีต้นกำเนิดจากวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ และสังคมศาสตร์ โดยเฉพาะฟิสิกส์ และเศรษฐศาสตร์ ปัญหาทางคณิตศาสตร์ในปัจจุบัน ยังเกี่ยวข้องกับการประยุกต์ใช้ในสาขาวิทยาการคอมพิวเตอร์ และทฤษฎีการสื่อสาร อีกด้วย
เนื่องจากคณิตศาสตร์นั้นใช้ตรรกศาสตร์สัญลักษณ์และสัญกรณ์คณิตศาสตร์ ซึ่งทำให้กิจกรรมทุกอย่างกระทำผ่านทางขั้นตอนที่ชัดเจน เราจึงสามารถพิจารณาคณิตศาสตร์ว่า เป็นระบบภาษาที่เพิ่มความแม่นยำและชัดเจนให้กับภาษาธรรมชาติ ผ่านทางศัพท์และไวยากรณ์บางอย่าง สำหรับการอธิบายและศึกษาความสัมพันธ์ทั้งทางกายภาพและนามธรรม ความหมายของคณิตศาสตร์นั้นยังมีอีกหลายมุมมอง ซึ่งหลายอันถูกกล่าวถึงในบทความเกี่ยวกับปรัชญาของคณิตศาสตร์
คณิตศาสตร์ยังถูกจัดว่าเป็นศาสตร์สัมบูรณ์ โดยไม่จำเป็นต้องมีการอ้างถึงใด ๆ จากโลกภายนอก นักคณิตศาสตร์กำหนดและพิจารณาโครงสร้างบางประเภท สำหรับใช้ในคณิตศาสตร์เองโดยเฉพาะ เนื่องจากโครงสร้างเหล่านี้ อาจทำให้สามารถอธิบายสาขาย่อย ๆ หลาย ๆ สาขาได้ในภาพรวม หรือเป็นประโยชน์ในการคำนวณพื้นฐาน
ที่มาของคำ
คำว่า "คณิตศาสตร์" (คำอ่าน: คะ-นิด-ตะ-สาด) มาจากคำว่า คณิต (การนับ หรือ คำนวณ) และ ศาสตร์ (ความรู้ หรือ การศึกษา) ซึ่งรวมกันมีความหมายโดยทั่วไปว่า การศึกษาเกี่ยวกับการคำนวณ หรือ วิชาที่เกี่ยวกับการคำนวณ ส่วนในภาษาอังกฤษ คำว่าคณิตศาสตร์ตรงกับคำว่า mathematics ซึ่งมาจากคำภาษากรีกโบราณ μάθημα (máthēma) ซึ่งดั้งเดิมหมายถึง "สิ่งที่ได้เรียน" "สิ่งที่จะได้ทราบ" จึงขยายความหมายออกไปรวมถึงความหมาย "วิทยาศาสตร์, ความรู้, และการเรียน"
ในอเมริกาเหนือนิยมย่อคำว่า mathematics ว่า math ส่วนประเทศอื่น ๆ ที่ใช้ภาษาอังกฤษนิยมย่อว่า maths
จุดมุ่งหมายของคณิตศาสตร์
คณิตศาสตร์มีจุดเริ่มต้นจากปัญหาจำนวนมากที่หลากหลาย ในยุคแรกเริ่มคณิตศาสตร์มาจากความจำเป็นเพื่อการค้า การรังวัดที่ดิน สถาปัตยกรรมศาสตร์และดาราศาสตร์ ในขณะที่ปัจจุบัน วิทยาศาสตร์เป็นสาขาสำคัญที่เสนอปัญหาและนำไปสู่การค้นคว้าหัวข้อใหม่ ๆ สำหรับนักคณิตศาสตร์ ทั้งนี้ยังไม่รวมถึงข้อปัญหาที่เกิดขึ้นจากการศึกษาคณิตศาสตร์ในตัวมันเองของนักคณิตศาสตร์ด้วย
ความรู้ทางด้านคณิตศาสตร์เพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอ ผ่านทางการวิจัยและการประยุกต์ใช้ คณิตศาสตร์เป็นเครื่องมืออันหนึ่งของวิทยาศาสตร์ อย่างไรก็ตาม การคิดค้นทางคณิตศาสตร์ไม่จำเป็นต้องมีเป้าหมายอยู่ที่การนำไปใช้ทางวิทยาศาสตร์ (ดู คณิตศาสตร์บริสุทธิ์ และคณิตศาสตร์ประยุกต์)
นอกจากนี้ นักคณิตศาสตร์หลายคนก็ทำงานเพื่อเป้าหมายเชิงสุนทรียภาพเท่านั้น โดยมองว่าคณิตศาสตร์เป็นศาสตร์เชิงศิลปะ มากกว่าที่จะเป็นศาสตร์เพื่อการนำไปประยุกต์ใช้ (ดังเช่น จี. เอช. ฮาร์ดี ที่ได้กล่าวไว้ในหนังสือ A Mathematician's Apology) ; แรงผลักดันในการทำงานเช่นนี้ มีลักษณะไม่ต่างไปจากที่กวีและนักปรัชญาได้ประสบ และเป็นสิ่งที่ไม่สามารถอธิบายได้ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ กล่าวว่า คณิตศาสตร์เป็นราชินีของวิทยาศาสตร์ ในหนังสือ Ideas and Opinions ของเขา
ประวัติ
ทฤษฎีของตรรกศาสตร์ปรากฏขึ้นในหลายวัฒนธรรมทั่วโลก เช่นในอินเดีย จีน กรีกโบราณและโลกอิสลาม ตรรกศาสตร์ที่ปรากฏในวัฒนธรรมกรีก โดยเฉพาะตรรกศาสตร์แบบอริสโตเติลแบบที่ปรากฏในงาน Organon ถูกใช้แพร่หลายในโลกตะวันตก
ในช่วงศตวรรษที่ 18 นักคณิตศาสตร์ที่สนในปรัชญา เช่นไลบ์นิซ และแลมเบิร์ต มีความพยายามศึกษาตรรกศาสตร์ให้อยู่ในรูปสัญลักษณ์ หรือในเชิงพีชคณิต แต่งานที่พวกเขาทำนั้นไม่เป็นที่แพร่หลายเท่าใดนัก จนกระทั่งจอร์จ บูลและตามด้วยออกัสตัส เดอ มอร์แกน ในช่วงกลางของคริสต์ศตวรรษที่ 19 ได้นำเสนอตรรกศาสตร์แบบอริสโตเติลผ่านรูปแบบเชิงพีชคณิต จุดนี้ก่อให้เกิดการพัฒนาเครื่องมือ ที่สามารถใช้เพื่อศึกษามโนทัศน์พื้นฐานของคณิตศาสตร์ได้ คงจะไม่ถูกนักถ้าจะกล่าวว่าการโต้แย้งเชิงรากฐานที่มีขึ้นในช่วง ค.ศ. 1900 - 1925 ได้พบกับคำตอบที่น่าพอใจแล้ว แต่อย่างไรก็ตามตรรกศาสตร์ 'แนวใหม่' นี้ก็ได้ช่วยให้ความกระจ่างในด้านของปรัชญาคณิตศาสตร์เป็นอย่างยิ่ง
ในขณะที่พัฒนาการตามแนวทางดั่งเดิมของตรรกศาสตร์ (ดูรายการบทความด้านตรรกศาสตร์) นั้น ให้ความสำคัญอย่างสูงกับ รูปแบบของการให้เหตุผล มุมมองของคณิตตรรกศาสตร์ในปัจจุบันกลับสามารถกล่าวได้ว่าเป็น การศึกษาเชิงการจัดกลุ่มของเนื้อหา (the combinatorial study of content) ซึ่งครอบคลุมถึงส่วนที่เป็น เชิงสังเคราะห์ (เช่น การส่งข้อความจากภาษาเชิงรูปนัยไปยังคอมไพเลอร์เพื่อเปลี่ยนเป็นภาษาเครื่อง) และส่วนที่เป็น เชิงความหมาย (การสร้างโมเดล หรือเซตของโมเดลทั้งหมดในทฤษฎีโมเดล)
ผลงานตีพิมพ์สำคัญคือ Begriffsschrift ของ แฟรเก และ Principia Mathematica ของเบอร์ทรันด์ รัซเซล
พัฒนาการ
วิวัฒนาการของคณิตศาสตร์อาจถูกมองว่าเป็นชุดของการเพิ่มขึ้นของภาวะนามธรรมหรืออาจเป็นการขยายตัวของวิชาที่เกี่ยวกับสสาร ภาวะนามธรรมที่เกิดขึ้นเป็นครั้งแรกนั้น, มีส่วนเกี่ยวข้องกับสัตว์หลาย ๆ ชนิด, เป็นความน่าจะเป็นที่เกี่ยวข้องกับจำนวน
สาขาของคณิตศาสตร์
ในเชิงภาพรวมอาจกล่าวได้ว่า คณิตศาสตร์สามารถแบ่งออกเป็นสาขาย่อย ๆ ตามสิ่งที่ศึกษาได้เป็น การศึกษาปริมาณ โครงสร้าง ปริภูมิและความเปลี่ยนแปลง ซึ่งตรงกับสาขาเลขคณิต พีชคณิต เรขาคณิต และคณิตวิเคราะห์ตามลำดับ นอกจากนี้เราอาจพิจารณาคณิตศาสตร์ผ่านความสมพันธ์กับสาขาอื่น ๆ เช่น คณิตตรรกศาสตร์กับตรรกศาสตร์ คณิตศาสตร์ประยุกต์กับวิทยาศาสตร์ ปัจจุบันเราพบว่าหลายสาขาของคณิตศาสตร์ที่ดูผิวเผินจะไม่เกี่ยวข้องกัน กลับสัมพันธ์กันอย่างลึกซึ้ง เช่น กรุปกาลัวส์ พื้นผิวรีมันน์และทฤษฎีจำนวน ซึ่งดูแยกออกจากกันโดยสิ้นเชิงนั้น เกี่ยวเนื่องกันผ่านมุมมองของโปรแกรมแลงแลนดส์
รากฐานและปรัชญา
หลังจากการพัฒนาทฤษฎีเซตในปลายศตวรรษที่ 19 ทำให้ทฤษฎีเซตกลายเป็นรากฐานของคณิตศาสตร์ที่สำคัญมากที่สุดในรูปแบบหนึ่ง ความพยายามทำความเข้าใจรากฐานนี้ส่งผลให้เกิดการศึกษาคณิตตรรกศาสตร์ และปรัชญาคณิตศาสตร์
ปรัชญาของคณิตศาสตร์
ปรัชญาคณิตศาสตร์ - รากฐานของคณิตศาสตร์ - ทฤษฎีเซต - ตรรกศาสตร์สัญลักษณ์ - ทฤษฎีโมเดล - ทฤษฎีแคทิกอรี - ตรรกศาสตร์
คณิตศาสตร์บริสุทธิ์
ปริมาณ ระบบจำนวนและทฤษฎีจำนวน
การศึกษาเกี่ยวกับปริมาณเริ่มต้นจากจำนวน จำนวนแรก ๆ คือจำนวนนับหรือจำนวนธรรมชาติ ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดี ก่อนจะขยายไปสู่จำนวนเต็ม และการดำเนินการที่เกี่ยวข้อง เช่น การบวก การลบ การคูณ การหาร ซึ่งเรีกยรวมว่าเป็นการศึกษาเลขคณิต สมบัติที่ซับซ้อนมากขึ้นของจำนวนเต็มถูกศึกษาในวิชาทฤษฎีจำนวน ซึ่งมีทฤษฎีบทที่มีชื่อเสียงเช่น ทฤษฎีบทสุดท้ายของแฟร์มา นอกจากนี้ทฤษฎีจำนวนยังมีข้อความคาดการณ์จำนวนมากที่ยังแก้ไม่ได้ เช่น ข้อความคาดการณ์จำนวนเฉพาะคู่แฝด และข้อความคาดการณ์ของก็อลท์บัค
ระบบจำนวนได้รับการพัฒนาเพิ่มขึ้นเป็นระบบจำนวนตรรกยะหรือเศษส่วน และในภายหลังเป็นส่วนหนึ่งของระบบจำนวนจริง อีกที ซึ่งกำหนดให้เป็นลิมิตของลำดับของจำนวนตรรกยะและเป็นระบบจำนวนที่มีความต่อเนื่อง ระบบจำนวนจริงถูกขยายนัยทั่วไปเป็นระบบจำนวนเชิงซ้อน และจากทฤษฎีบทหลักมูลของพีชคณิต ทุกสมการพหุนามในตัวแปรเดียวที่มีสัมประสิทธิ์เป็นจำนวนเชิงซ้อน และไม่ใช่พหุนามคงตัวจะมีรากเสมอ
ระบบจำนวนนับยังถูกขยายต่อโดยแบ่งตามสมบัติที่เกี่ยวข้อง เนื่องจากจำนวนนับมีหน้าที่ได้สองแบบ คือ จำนวนนับใช้เพื่อบ่งบอกจำนวนของวัตถุในกลุ่ม ๆ หนึ่ง และจำนวนนับใช้เพื่อบ่งบอกอันดับของวัตถุในกลุ่ม ๆ หนึ่ง แนวคิดแรกนำไปสู่จำนวนเชิงการนับซึ่งสามารถใช้เปรียบเทียบขนาดของเซตอนันต์ได้ และแนวคิดหลักนำไปสู่แนวคิดเรื่องจำนวนเชิงอันดับที่
จำนวน - จำนวนธรรมชาติ - จำนวนเต็ม - จำนวนตรรกยะ - จำนวนจริง - จำนวนเชิงซ้อน - จำนวนเชิงพีชคณิต - ควอเทอร์เนียน - ออกโทเนียน - จำนวนเชิงอันดับที่ - จำนวนเชิงการนับ - ลำดับของจำนวนเต็ม - ค่าคงที่ทางคณิตศาสตร์ - อนันต์
โครงสร้าง
สาขาเหล่านี้ ศึกษาขนาดและความสมมาตรของจำนวนและวัตถุทางคณิตศาสตร์ต่าง ๆ
พีชคณิตนามธรรม - ทฤษฎีจำนวน - ทฤษฎีกรุป - ทอพอโลยี - พีชคณิตเชิงเส้น - ทฤษฎีแคทิกอรี - ทฤษฎีอันดับ
ปริภูมิ
สาขาเหล่านี้ มักใช้วิธีการเชิงรูปภาพมากกว่าในสาขาอื่น ๆ
ทอพอลอยี - เรขาคณิต - ตรีโกณมิติ - เรขาคณิตเชิงพีชคณิต - เรขาคณิตเชิงอนุพันธ์ - ทอพอโลยีเชิงอนุพันธ์ - ทอพอโลยีเชิงพีชคณิต - พีชคณิตเชิงเส้น - เรขาคณิตสาทิสรูป
ความเปลี่ยนแปลง
หัวข้อเหล่านี้ เกี่ยวข้องกับการวัดความเปลี่ยนแปลงของฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ และความเปลี่ยนแปลงระหว่างจำนวน
แคลคูลัส - แคลคูลัสเวกเตอร์ - คณิตวิเคราะห์ - การวิเคราะห์เชิงจริง - การวิเคราะห์เชิงซ้อน - ทฤษฎีเมเชอร์ - การวิเคราะห์เชิงฟังก์ชัน - การวิเคราะห์ฟูร์ริเยร์ - สมการเชิงอนุพันธ์ - ระบบพลวัติ - ทฤษฎีความอลวน - รายการฟังก์ชัน
วิยุตคณิต
วิยุตคณิต คือแขนงของคณิตศาสตร์ที่สนใจวัตถุที่มีค่าเฉพาะเจาะจงที่แตกต่างกัน
คณิตศาสตร์เชิงการจัด - ทฤษฎีการคำนวณ - วิทยาการเข้ารหัสลับ - ทฤษฎีกราฟ
คณิตศาสตร์ประยุกต์
สาขาในคณิตศาสตร์ประยุกต์ ใช้ความรู้ทางคณิตศาสตร์เพื่อแก้ปัญหาในโลกของความเป็นจริง
คณิตศาสตร์ฟิสิกส์ - กลศาสตร์ - กลศาสตร์ของไหล - การวิเคราะห์เชิงตัวเลข - การหาค่าเหมาะที่สุด - ความน่าจะเป็น - สถิติศาสตร์ - คณิตศาสตร์การเงิน - ทฤษฎีเกม - คณิตศาสตร์ชีววิทยา - วิทยาการเข้ารหัสลับ - ทฤษฎีข้อมูล - ทฤษฎีระบบควบคุม
เครื่องมือทางคณิตศาสตร์
ลูกคิด
กระดูกนาเปียร์
ไม้บรรทัด และ วงเวียน
เครื่องคิดเลข และ คอมพิวเตอร์
ภาษาโปรแกรม
อ้างอิง
ดูเพิ่ม
เส้นเวลาของคณิตศาสตร์
แหล่งข้อมูลอื่น
ภาษาไทย
คณิตศาสตร์เบื้องต้น จากสารานุกรมสำหรับเยาวชน
แหล่งรวมความรู้ด้านคณิตศาสตร์ จากเครือข่ายคอมพิวเตอร์เพื่อโรงเรียนไทย
ภาษาอื่น
สารานุกรมคณิตศาสตร์
The Mathematical Atlas - แนะนำสาขาต่าง ๆ ของคณิตศาสตร์สมัยใหม่
Planet Math - สารานุกรมคณิตศาสตร์ เน้นคณิตศาสตร์สมัยใหม่
MathWorld - สารานุกรมคณิตศาสตร์ เน้นคณิตศาสตร์ดั้งเดิม
Metamath - อธิบาย และพิสูจน์หลักการทางคณิตศาสตร์ต่าง ๆ อย่างเป็นขั้นเป็นตอน
Interactive Mathematics Miscellany and Puzzles - บทความ และเกมคณิตศาสตร์ เล่นออนไลน์ได้
ชุมชนไทย
ศูนย์กลางคณิตศาสตร์ไทย - เว็บไซต์สำหรับผู้มีใจรักคณิตศาสตร์
เครื่องคิดเลข - เว็บไซต์สำหรับคำนวณเกี่ยวกับคณิตศาสตร์
คณิตศาสตร์ |
677 | https://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%94%E0%B8%99%E0%B8%95%E0%B8%A3%E0%B8%B5 | ดนตรี | ดนตรี () คือ เสียงและโครงสร้างที่จัดเรียงอย่างเป็นแบบแผน ซึ่งมนุษย์ใช้เกประกอบกิจกรรมศิลปะที่เกี่ยวข้องกับเปโด โดยดนตรีนั้นเกแสดงออกมาในด้านระดับเสียง (ซึ่งรวมถึงท่วงทำนองและเสียงเกประสาน) จังหวะ และคุณภาพเสียง ได้แก่ ความเกต่อเนื่องของเสียง เนื้อเสียง ความดัง และพรรณลักษณ์ของเสียง(texture)
ดนตรีในความหมายอย่างกว้าง หมายถึง กิจกรรมการเกแสดงออกทางวัฒนธรรม (une activité culturelle) ของมนุษย์ที่เกี่ยวกับการขับร้อง รวมถึงการสร้างจังหวะและทำนอง ดนตรีจึงมีความสำคัญ ไม่เพียงแค่ในเชิงเก หรือการใช้เพื่อความบันเทิงและในพิธีกรรม แต่ยังรวมถึงความสำคัญในด้านศิลปะ และด้านสุนทรียศาสตร์ อีกด้วย
ศัพทมูลวิทยา
คำว่า "ดนตรี" มีรากศัพท์มาจากภาษาสันสกฤต คือ तन्त्री (ตนฺตฺรี) ซึ่งแปลว่า ดนตรี ในภาษาอื่นที่มีรากศัพท์เดียวกัน ได้แก่ ภาษาเขมร คือ តន្ត្រី (ตนฺตฺรี) และ ภาษาลาว คือ ດົນຕີ (ดนตี)
อ้างอิง
หนังสืออ่านเพิ่ม
Colles, Henry Cope (1978). The Growth of Music : A Study in Musical History, 4th ed., London ; New York : Oxford University Press. ISBN 0-19-316116-8 (1913 edition online at Google Books)
Small, Christopher (1977). Music, Society, Education. John Calder Publishers, London. ISBN 0-7145-3614-8
ศิลปะการแสดง |
729 | https://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%8A%E0%B8%B5%E0%B8%A7%E0%B8%A7%E0%B8%B4%E0%B8%97%E0%B8%A2%E0%B8%B2 | ชีววิทยา | ชีววิทยา () เป็นแขนงหนึ่งของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ (natural science) ที่ศึกษาเกี่ยวกับชีวิต และสิ่งมีชีวิต ซึ่งรวมถึง โครงสร้าง การทำงาน การเจริญเติบโต ถิ่นกำเนิด วิวัฒนาการ การกระจายพันธุ์ และอนุกรมวิธาน โดยเป็นการศึกษาในทุก ๆ แง่มุมของสิ่งมีชีวิต โดยคำว่า ชีววิทยา (Biology) มาจากภาษากรีก คือคำว่า "bios" แปลว่า สิ่งมีชีวิต และ "logos" แปลว่า วิชา หรือการศึกษาอย่างมีเหตุผล
แขนงวิชาชีววิทยา
มีแขนงย่อย 4 กลุ่ม
การศึกษาโครงสร้างพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต เช่นเซลล์ ยีน
การศึกษาการทำงานของโครงสร้างต่าง ๆ ตั้งแต่ระดับเนื้อเยื่อ ระดับอวัยวะ จนถึงระดับร่างกาย
การศึกษาประวัติศาสตร์ของสิ่งมีชีวิต เช่น วิวัฒนาการ
การศึกษาความสัมพันธ์ในระหว่างสิ่งมีชีวิต เช่น การพึงพาอาศัยกัน การเกื้อกูลของสิ่งมีชีวิต
การแบ่งกลุ่มนี้เป็นเพียงการจัดหมวดหมู่ให้สาขาต่าง ๆ ในชีววิทยาให้เป็นระเบียบและเข้าใจง่าย แต่ความจริงแล้ว ขอบเขตของสาขาต่าง ๆ นั้นไม่แน่นอน และสาขาวิชาส่วนใหญ่ก็จำเป็นต้องใช้ความรู้จากสาขาอื่นด้วย ตัวอย่างเช่น สาขาชีววิทยาของวิวัฒนาการ ต้องใช้ความรู้จากสาขาอณูวิทยา เพื่อจัดลำดับของดีเอ็นเอ ซึ่งจะช่วยให้เข้าใจความแปรผันทางพันธุกรรมของประชากร หรือสาขาวิชาสรีรวิทยา ต้องใช้ความรู้จากสาขาชีววิทยาของเซลล์ เพื่ออธิบายการทำงานของระบบอวัยวะ
ระบบการศึกษา
การศึกษาสิ่งมีชีวิตในระดับอะตอมและโมเลกุล จัดอยู่ในสาขาวิชาอณูชีววิทยา ชีวเคมี และอณูพันธุศาสตร์ การศึกษาในระดับเซลล์ จัดอยู่ในสาขาวิชาเซลล์วิทยา และในระดับเนื้อเยื่อ จัดอยู่ในสาขาวิชาสรีรวิทยา กายวิภาคศาสตร์ และมิญชวิทยา สาขาวิชาคัพภวิทยาเป็นการศึกษาการเจริญเติบโตและพัฒนาการของตัวอ่อนของสิ่งมีชีวิต
ประเภทสาขา
สาขาวิชาพันธุศาสตร์เป็นการศึกษาการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตจากรุ่นหนึ่งไปสู่อีกรุ่นหนึ่ง สาขาวิชาพฤติกรรมวิทยาเป็นการศึกษาพฤติกรรมของกลุ่มสิ่งมีชีวิต
สาขาวิชาพันธุศาสตร์ประชากรเป็นการศึกษาพันธุศาสตร์ในระดับประชากรของสิ่งมีชีวิต การศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งกับสิ่งมีชีวิตอีกชนิดหนึ่ง และระหว่างสิ่งมีชีวิตกับถิ่นที่อยู่อาศัย จัดอยู่ในสาขาวิชานิเวศวิทยาและชีววิทยาของวิวัฒนาการ
ปรากฏการณ์ทางชีววิทยา
ปรากฏการณ์การเปลี่ยนแปลงจากทางธรรมชาติ เกิดจากการความแตกต่างของสภาพพื้นที่ และการใช้ชีวิตของการดำรงชีวิต เช่น นกนางแอ่น ในทะเล กับ นกนางแอ่น บนภาคพื้นที่อยู่ในวงศ์ตระกูลเดียวกันแต่ แตกต่างในการดำรงชีวิตและลักษณะของสภาพร่างกาย เป็นต้น
หลักของวิชาชีววิทยา
หลักทฤษฎีเซลล์ (Cell Theory). ซึ่งทฤษฎีนี้ระบุว่าสิ่งมีชีวิตทั้งหลายจะต้องประกอบไปเซลล์อย่างน้อยหนึ่งเซลล์ ซึ่งเซลล์ถือว่าเป็นองค์ประกอบพื้นฐานที่สุดของการทำงานในสิ่งมีชีวิต นอกจากนี้ กระบวนการทางกลศาสตร์และทางเคมีต่างก็ล้วนอาศัยเซลล์เป็นตัวขับเคลื่อนกระบวนการเช่นเดียวกัน ทั้งเชื่อว่าเซลล์สามารถเกิดจากเซลล์ต้นกำเนิด (perexisting cells) ได้เท่านั้น
หลักวิวัฒนาการ (Evolution). เชื่อในการเลือกสรรของธรรมชาติ (natural selection) และการถ่ายทอดทางพันธุกรรม
หลักทฤษฎีพันธุกรรม (Gene Theory). เชื่อว่าลักษณะทางพันธุกรรมนั้น ถูกเก็บเป็นรหัสสิ่งมีชีวิตใน DNA ในยีนอันเป็นมูลฐานแห่งการถ่ายทอดพันธุกรรม
หลักภาวะธำรงดุล (Homeostasis). เป็นหลักที่เชื่อในการรักษาสมดุลของสิ่งมีชีวิต ในการปรับระบบภาวะแวดล้อมทั้งทางฟิสิกส์และเคมีของระบบภายในสิ่งมีชีวิตให้เข้ากับระบบภายนอกสิ่งมีชีวิต
สารพันธุกรรม
สารพันธุวิศวกรรม หรือ สารพันธุกรรม ชื่ออื่น ๆ DNA เป็นสสารประเภท นาโนไมโคร ที่มีการประกอบด้วย กรดนิวคลีอิก เช่น ดีเอ็นเอ ทำหน้าที่เป็นรหัสพันธุกรรม
หลักของลักษณะร่วมกันอีกสิ่งหนึ่งคือ สิ่งมีชีวิตทุกชนิด นอกเหนือจากเซลล์ของไวรัส ประกอบขึ้นจากเซลล์ และยังมีกระบวนการเจริญเติบโตคล้ายคลึงกัน ตัวอย่างเช่น สิ่งมีชีวิตชั้นสูงส่วนใหญ่จะมีเอ็มบริโอที่มีลักษณะขั้นต้นคล้ายกัน และมียีนคล้ายกันอีกด้วย ต้องเป็นสิ่งมีชีวิตประเภทเดียวกันเท่านัน้จึงจะสามารถได้รับการผสมกันได้
วิวัฒนาการ
แนวคิดหลักของชีววิทยาคือ สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีต้นกำเนิดร่วมกัน และมีการเปลี่ยนแปลงพัฒนาโดยกระบวนการที่เรียกว่า วิวัฒนาการเช่นลิงมาเป็นมนุษย์
ความหลากหลายของสิ่งมีชีวิต
สิ่งมีชีวิตบนโลกมีความหลากหลาย และนักชีววิทยาได้มีการจัดจำแนกประเภทของสิ่งมีชีวิตเหล่านั้น ดูเพิ่มเติมได้ที่หัวข้อของ อนุกรมวิธาน
ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อม
สิ่งมีชีวิตทุกชนิดจะมีความสัมพันธ์กับสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น ๆ และกับสิ่งแวดล้อม เหตุผลหนึ่งที่ทำให้การศึกษาระบบทางชีววิทยาทำได้ยากคือ ความสัมพันธ์ดังกล่าวมีมากมายหลายทางที่เป็นไปได้ แม้แต่ในการศึกษาระดับที่เล็กที่สุด เช่น แบคทีเรียจะมีปฏิกิริยากับน้ำตาลที่อยู่โดยรอบ ซึ่งเป็นการตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อม เหมือนกับที่สิงโตมีการตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อมขณะที่ออกหาอาหารในทุ่งหญ้าซาวันนา ส่วนพฤติกรรมที่มีต่อสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น ๆ อาจเป็นไปทั้งในลักษณะอาศัยอยู่ร่วมกัน คุกคามต่อกัน เป็นปรสิต หรือพึ่งพาอาศัยกัน ความสัมพันธ์นี้จะซับซ้อนมากขึ้นหากมีสิ่งมีชีวิต 2 ชนิด หรือมากกว่า มีความเกี่ยวข้องต่อกันในระบบนิเวศ การศึกษาความสัมพันธ์นี้จัดเป็นสาขาวิชานิเวศวิทยา
ขอบเขตของชีววิทยา
ชีววิทยาเป็นสาขาวิชาที่ใหญ่มากจนไม่อาจศึกษาเป็นสาขาเดียวได้ จึงต้องแยกออกเป็นสาขาย่อยต่าง ๆ ในหัวข้อนี้จะแบ่งสาขาย่อยออกเป็น 4 กลุ่ม กลุ่มที่หนึ่งเป็นสาขาที่ศึกษาโครงสร้างพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต อย่างเช่นเซลล์ ยีน เป็นต้น กลุ่มที่สองศึกษาการทำงานของโครงสร้างต่าง ๆ ตั้งแต่ระดับเนื้อเยื่อ ระดับอวัยวะ จนถึงระดับร่างกาย กลุ่มที่สามศึกษาประวัติศาสตร์ของสิ่งมีชีวิต กลุ่มที่สี่ศึกษาความสัมพันธ์ในระหว่างสิ่งมีชีวิต อย่างไรก็ตาม การแบ่งกลุ่มนี้เป็นเพียงการจัดหมวดหมู่ให้สาขาต่าง ๆ ในชีววิทยาให้เป็นระเบียบและเข้าใจง่าย แต่ความจริงแล้ว ขอบเขตของสาขาต่าง ๆ นั้นไม่แน่นอน และสาขาวิชาส่วนใหญ่ก็จำเป็นต้องใช้ความรู้จากสาขาอื่นด้วย ตัวอย่างเช่น สาขาชีววิทยาของวิวัฒนาการ ต้องใช้ความรู้จากสาขาอณูวิทยา เพื่อจัดลำดับของดีเอ็นเอ ซึ่งจะช่วยให้เข้าใจความแปรผันทางพันธุกรรมของประชากร หรือสาขาวิชาสรีรวิทยา ต้องใช้ความรู้จากสาขาชีววิทยาของเซลล์ เพื่ออธิบายการทำงานของระบบอวัยวะ
โครงสร้างของชีวิต
อณูชีววิทยาเป็นสาขาหนึ่งในชีววิทยา ซึ่งศึกษาในระดับโมเลกุล สาขานี้มีความสอดคล้องกับสาขาอื่น ๆ ในชีววิทยา โดยเฉพาะสาขาพันธุศาสตร์และชีวเคมี อณูชีววิทยาเป็นการศึกษาปฏิสัมพันธ์ของระบบต่าง ๆ ในเซลล์ ซึ่งได้แก่ ความสัมพันธ์ระหว่าง ดีเอ็นเอ อาร์เอ็นเอ การสังเคราะห์โปรตีน และการควบคุมความสัมพันธ์เหล่านี้
ชีววิทยาของเซลล์เป็นสาขาที่ศึกษาลักษณะทางสรีรวิทยาของเซลล์ รวมไปถึงพฤติกรรม ปฏิสัมพันธ์ และสิ่งแวดล้อมของเซลล์ ทั้งระดับจุลภาคและระดับโมเลกุล สาขาวิชานี้จะศึกษาวิจัยทั้งสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว อย่างเช่นแบคทีเรีย และเซลล์ที่ทำหน้าที่พิเศษในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ อย่างเช่นมนุษย์
พันธุศาสตร์เป็นสาขาที่ศึกษายีน พันธุกรรม และการผันแปรของสิ่งมีชีวิต ในการศึกษาวิจัยสมัยใหม่ มีเครื่องมือที่สำคัญในการศึกษาหน้าที่ของยีน หรือความสัมพันธ์ทางพันธุกรรม ในสิ่งมีชีวิต ข้อมูลทางพันธุกรรมจะอยู่ในโครโมโซม ซึ่งข้อมูลจะแทนที่ด้วยโครงสร้างทางเคมีของโมเลกุลของดีเอ็นเอ
สรีรวิทยาของสิ่งมีชีวิต
สรีรวิทยาเป็นสาขาที่ศึกษาเกี่ยวกับกระบวนการทางกายภาพและทางชีวเคมีในสิ่งมีชีวิต เพื่อให้เข้าใจหน้าที่ของโครงสร้างต่าง ๆ ซึ่งเป็นหลักการสำคัญในการศึกษาทางชีววิทยา การศึกษาทางสรีรวิทยาสามารถแบ่งออกได้เป็นสรีรวิทยาของพืชและสรีรวิทยาของสัตว์ แต่หลักของสรีรวิทยาในสิ่งมีชีวิตทุกชนิดล้วนแต่เหมือนกัน ตัวอย่างเช่น การศึกษาสรีรวิทยาของเซลล์ยีสต์สามารถประยุกต์ใช้กับการศึกษาในเซลล์มนุษย์ได้ สรีรวิทยาของสัตว์เป็นการศึกษาทั้งในมนุษย์และสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น ๆ สรีรวิทยาของพืชก็มีวิธีการศึกษาเช่นเดียวกับในสัตว์
กายวิภาคศาสตร์เป็นสาขาที่สำคัญในสรีรวิทยา ซึ่งศึกษาเกี่ยวกับหน้าที่และความสัมพันธ์ของระบบอวัยวะในสิ่งมีชีวิต เช่น ระบบประสาท ระบบภูมิคุ้มกัน ระบบต่อมไร้ท่อ ระบบหายใจ ระบบไหลเวียนโลหิต การศึกษาเกี่ยวกับระบบเหล่านี้สามารถแบ่งออกเป็นสาขาวิชาต่าง ๆ ได้อีก เช่น ประสาทวิทยา วิทยาภูมิคุ้มกัน
ความหลากหลายและวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต
การศึกษาวิวัฒนาการมีความเกี่ยวข้องกับต้นกำเนิดและการสืบทอดลักษณะของสปีชี่ส์ รวมถึงการเปลี่ยนแปลงลักษณะที่ผ่านมา และต้องอาศัยนักวิทยาศาสตร์จากหลายสาขาที่เกี่ยวข้องกับอนุกรมวิธานของสิ่งมีชีวิต สาขาวิวิฒนาการมีรากฐานจากสาขาบรรพชีวินวิทยา ซึ่งอาศัยซากดึกดำบรรพ์ในการตอบคำถามเกี่ยวกับรูปแบบและจังหวะของวิวิฒนาการ
สาขาวิชาหลักใหญ่ที่เกี่ยวกับอนุกรมวิธานมี 2 สาขา คือ พฤกษศาสตร์ และสัตววิทยา พฤกษศาสตร์เป็นสาขาที่ศึกษาเกี่ยวพืช มีเนื้อหาครอบคลุมกว้างขวางตั้งแต่การเจริญเติบโต การสืบพันธุ์ เมแทบอลิซึม โรค และวิวัฒนาการของพืช ส่วนสัตววิทยาจะศึกษาเกี่ยวกับสัตว์ รวมทั้งลักษณะทางสรีรวิทยาของสัตว์ซึ่งอยู่ในสาขากายวิภาคศาสตร์และคัพภวิทยา กลไกทางพันธุศาสตร์และการเจริญของพืชและสัตว์จะศึกษาในสาขาอณูชีววิทยา อณูพันธุศาสตร์ และชีววิทยาของการเจริญ
ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิต
สาขานิเวศวิทยาจะศึกษาการกระจายและความหนาแน่นของสิ่งมีชีวิต รวมทั้งความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อม สิ่งแวดล้อมของสิ่งมีชีวิตจะหมายถึงถิ่นที่อยู่อาศัย ซึ่งจะรวมไปถึงปัจจัยทางกายภาพอย่างสภาพภูมิอากาศและลักษณะทางภูมิศาสตร์ รวมทั้งสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ที่อาศัยอยู่ในบริเวณเดียวกัน การศึกษาระบบทางนิเวศวิทยามีหลายระดับ ตั้งแต่ระดับสิ่งมีชีวิต ระดับประชากร ระดับระบบนิเวศ ไปจนถึงระดับโลกของสิ่งมีชีวิต จึงจะเห็นได้ว่า นิเวศวิทยาเป็นสาขาที่ครอบคลุมถึงสาขาอื่น ๆ อีกมากมาย
สาขาพฤติกรรมวิทยาจะศึกษาพฤติกรรมของสัตว์ (โดยเฉพาะสัตว์สังคมอย่างสัตว์จำพวกลิงและสัตว์กินเนื้อ) บางครั้งอาจจัดเป็นสาขาหนึ่งในสัตววิทยา นักพฤติกรรมวิทยาจะเน้นศึกษาที่วิวัฒนาการของพฤติกรรม และความเข้าใจในพฤติกรรม โดยตั้งอยู่บนทฤษฎีการคัดเลือกโดยธรรมชาติ
ประวัติศาสตร์ของชีววิทยา
การค้นพบที่สำคัญทางด้านชีววิทยาได้แก่
ทฤษฎีเซลล์
ทฤษฎีการเกิดโรค
พันธุศาสตร์
วิวัฒนาการ
ดีเอ็นเอ
สาขาวิชาที่เกี่ยวข้อง
กลุ่มวิชาที่ศึกษาสิ่งมีชีวิตแต่ละกลุ่มสิ่งมีชีวิต
สัตววิทยา (zoology) ศึกษาชีววิทยาของสัตว์ ตั้งแต่สัตว์ชั้นต่ำพวก ฟองน้ำ แมงกะพรุน พยาธิตัวแบน พยาธิตัวกลม กลุ่มหนอนปล้อง สัตว์ที่มีข้อปล้อง กลุ่มสัตว์พวกหอย ปลาดาว จนถึง สัตว์มีกระดูกสันหลัง และ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
พฤกษศาสตร์ (Botany) เป็นสาขาวิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับพืช ศึกษาทั้งในด้านโครงสร้าง การเจริญเติบโต การสืบพันธุ์ กระบวนการสร้าง (แอแนบอลิซึม) และสลาย (แคแทบอลิซึม) โรค และคุณสมบัติทางเคมีและความสัมพันธ์ระหว่างกลุ่มต่าง ๆ การกระจายของพืชในส่วนต่าง ๆ ของโลก
จุลชีววิทยา (Microbiology) คือการศึกษาเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตที่มีขนาดเล็ก ส่วนมากมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า ซึ่งเรียกว่าจุลินทรีย์ ได้แก่ แบคทีเรีย อาร์เคีย ไวรัส เชื้อรา และ ยีสต์
กีฏวิทยา (Entomology) เป็นสาขาวิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับสัตว์ในกลุ่มของแมลง การจัดจำแนก สรีรวิทยา สัณฐานวิทยา และนิเวศวิทยาของแมลง
ปักษีวิทยา (Ornithology) เป็นสาขาวิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับนก
เห็ดวิทยา ราวิทยาหรือ กิณวิทยา (Mycology) เป็นสาขาวิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับเห็ด และ รา
มีนวิทยา (Ichthyology) ศึกษาปลา ลักษณะรูปร่างภายนอกของปลา ระบบต่าง ๆ ภายในตัวปลา การจัดจำแนกปลาออกเป็นกลุ่มหรือประเภทต่าง ๆ และเรื่องอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับปลา
สังขวิทยา (Malacology) ศึกษาหอย โดยเฉพาะหอยน้ำจืดที่เป็นเจ้าบ้านส่งผ่านของพยาธิ
ปรสิตวิทยา (Parasitology) ศึกษาปรสิต ซึ่งดำรงชีพโดยเป็นตัวเบียนของสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น เช่น พยาธิตัวกลม พยาธิตัวแบน
กลุ่มวิชาที่ศึกษาจากโครงสร้างหน้าที่และการทำงานของสิ่งมีชีวิต
กายวิภาคศาสตร์ (Anatomy) เป็นการศึกษาโครงสร้างและการจัดเรียงตัวของร่างกายมนุษย์ สาขาวิชาหลักของกายวิภาคศาสตร์ได้แก่
มหกายวิภาคศาสตร์ (Gross anatomy) ซึ่งเกี่ยวข้องกับโครงสร้างที่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า
จุลกายวิภาคศาสตร์ หรือมิญชวิทยา หรือวิทยาเนื้อเยื่อ (Histology) ซึ่งเกี่ยวข้องกับการศึกษากายวิภาคศาสตร์ในระดับจุลภาคซึ่งต้องใช้กล้องจุลทรรศน์
สัณฐานวิทยา (Morphology) ศึกษาโครงสร้างและรูปร่างของสิ่งมีชีวิต
สรีรวิทยา (Physiology) เป็นสาขาวิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับการทำงานของระบบต่าง ๆ ในสิ่งมีชีวิต ทั้งในด้านกลศาสตร์ ด้านกายภาพ และด้านชีวเคมี แบ่งเป็น 2 สาขาย่อย คือ สรีรวิทยาของพืช และสรีรวิทยาของสัตว์
* อณูชีววิทยา (Molecular biology) หรือ ชีววิทยาโมเลกุล เป็นสาขาย่อย ที่แตกออกมาจากชีวเคมี เน้นศึกษาโครงสร้างและการทำงานของยีน (gene) ซึ่งเป็นรหัสพันธุกรรมบนสายดีเอ็นเอ หรือ อาร์เอ็นเอ ตลอดจนการควบคุมการทำงานของยีน ในระดับต่าง ๆ จนออกมาเป็น สาย อาร์เอ็นเอ และ เป็น โปรตีน
พันธุศาสตร์ (Genetics) คือ สาขาแขนงหนึ่งของวิทยาศาสตร์ ซึ่งว่าด้วยการศึกษาหน่วยพันธุกรรม หรือ ยีน, กรรมพันธุ์ (heredity) , และวิวัฒนาการในสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ลักษณะทางพันธุกรรม การถ่ายทอดลักษณะพันธุกรรมในสิ่งมีชีวิต จากชั่วชีวิตหนึ่งไปอีกชั่วชีวิตหนึ่ง
เซลล์พันธุศาสตร์ (Cytogenetics) ศึกษาพันธุศาสตร์ในระดับเซลล์ รูปร่าง ลักษณะ และจำนวนของโครโมโซมในสิ่งมีชีวิต ตำแหน่งที่ตั้งของยีนบนโครโมโซม และการแบ่งเซลล์ในสิ่งมีชีวิต
นิเวศวิทยา (Ecology) คือ วิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับถิ่นที่อยู่และสิ่งแวดล้อม
คัพภวิทยา หรือ วิทยาเอ็มบริโอ (Embryology) เป็นการศึกษาการเจริญของเอ็มบริโอ เอ็มบริโอคือขั้นหนึ่งของการเจริญของสิ่งมีชีวิตก่อนคลอดหรือออกจากไข่ หรือในพืชคือในระยะก่อนการงอก (germination)
ชีววิทยาของเซลล์ (cell biology) หรือ วิทยาเซลล์ (cytology) เป็นวิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับเซลล์ ทั้งในด้านคุณสมบัติทางสรีรวิทยา, โครงสร้าง, ออร์แกเนลล์ที่อยู่ภายใน, ปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม, วัฎจักรเซลล์, การแบ่งเซลล์, และการตายของเซลล์
มหพยาธิวิทยา (Gross pathology) หมายถึงลักษณะแสดงในระดับมหัพภาค (หรือระดับตาเปล่า) ของโรคที่เกิดในอวัยวะ, เนื้อเยื่อ และช่องตัว ศัพท์ดังกล่าวใช้กันทั่วไปในวิชาพยาธิกายวิภาค (anatomical pathology) เพื่อหมายถึงการตรวจเพื่อวินิจฉัยหาข้อมูลในชิ้นเนื้อตัวอย่างหรือการชันสูตรพลิกศพ (autopsy)
อิ่น ๆ
ชีวเคมี (Biochemistry) เป็นการศึกษา ความเป็นไปในระดับชีวโมเลกุลของสิ่งมีชีวิต ทั้งองค์ประกอบทางชีวเคมีของเซลล์หรืออณุภาคต่าง ๆ (รวมไวรัส) โครงสร้างและการเปลี่ยนแปลง ทั้งการสร้างและทำลายโมเลกุลเหล่านั้น (ทั้งสารโมเลกุลเล็ก และ โมเลกุลใหญ่ เป็น มหโมเลกุล (macromolecules) เช่น โปรตีน (Protein) (รวม เอ็นไซม์ / Enzyme) ดีเอ็นเอ (DNA) อาร์เอ็นเอ (RNA) การควบคุมการเปลี่ยนแปลงของโมเลกุล การควบคุมการทำงานในระดับต่าง ๆ การสร้างพลังงานและการใช้พลังงาน อันเป็นปรากฏการณ์ของชีวิต
สัณฐานวิทยา (Morphology) ศึกษารูปพรรณสัณฐานของสิ่งมีชีวิต ไม่ว่าจุลชีพ สัตว์ หรือพืช เพื่อประกอบการระบุชนิด เช่น ลักษณะรูปร่างของดอกไม้ หรือ การจัดเรียงตัวของใบ
อนุกรมวิธาน (Taxonomy) ศึกษาการจัดจำแนกสิ่งมีชีวิต ออกเป็นหมวดหมู่ ในทางวิวัฒนาการ (evolution) สมัยก่อนเน้นข้อมูลสัณฐานวิทยา ปัจจุบันใช้ข้อมูลระดับโมเลกุลมากขึ้น กลายเป็นวิชา Molecular Systematics
บรรพชีวินวิทยา (Paleontology) ศึกษาฟอสซิล (fossils)
ชีวสารสนเทศศาสตร์ (Bioinformatics) หรือ ชีววิทยาเชิงคำนวณ (computational biology) เป็นบูรณาการของสหวิชา ศึกษาโดยใช้ความรู้จาก อณูชีววิทยา ชีวเคมี คณิตศาสตร์ประยุกต์, สถิติศาสตร์, สารสนเทศศาสตร์ และวิทยาการคอมพิวเตอร์ เพื่อจัดเก็บข้อมูลอย่างเป็นระบบ สืบค้น ประมวลผลข้อมูลทางชีววิทยา เพื่อตอบปัญหาทางชีววิทยา หรือทำแบบจำลองเพื่อทำนายความเป็นไปได้ทางชีววิทยา ทำให้เกิดศาสตร์ใหม่ต่อ ๆ มา เช่น จีโนมิกส์ (Genomics) โปรตีโอมิส์ (Proteomics) เมตะโบโลมิกส์ (Metabolomics) ฯลฯ
ชีววิทยาระบบ (Systems biology) เป็นศาสตร์ที่อาศัยความรู้ทางชีวสารสนเทศศาสตร์ คณิตศาสตร์ชั้นสูง วิทยาการคอมพิวเตอร์ และ ชีวเคมี เพื่อทำแบบจำลองของปราฏการณ์ภายในเซลล์ หรือในสิ่งมีชีวิต บนคอมพิวเตอร์ โดยอาศัยการคำนวณ จุดมุ่งหมายก็เพื่อทำนายปรากฏการณ์ของชีวิตในเรื่องต่าง ๆ อาทิ การตอบสนองของเซลล์ต่อยา หรือ ต่อสภาวะต่าง ๆ เป็นต้น ก่อนการทำการทดลองจริงในห้องปฏิบัติการ (wet lab)
ประสาทวิทยาศาสตร์ เป็นการศึกษาเกี่ยวกับ โครงสร้าง หน้าที่ การเจริญเติบโต พันธุกรรมศาสตร์ ชีวเคมี สรีรวิทยา, เภสัชวิทยา และ พยาธิวิทยา ของระบบประสาท นอกจากนี้การศึกษาเกี่ยวกับ พฤติกรรม และ การเรียนรู้ ยังถือว่าเป็นสาขาของประสาทวิทยาอีกด้วย
รายการอ้างอิง
แหล่งข้อมูลอื่น
OSU's Phylocode
Biology Online - Wiki Dictionary
MIT video lecture series on biology
Biology and Bioethics .
Biological Systems - Idaho National Laboratory
The Tree of Life: A multi-authored, distributed Internet project containing information about phylogeny and biodiversity.
Using the Biological Literature Web Resources
ลิงก์วารสาร
PLos Biology A peer-reviewed, open-access journal published by the Public Library of Science
Current Biology General journal publishing original research from all areas of biology
Biology Letters A high-impact Royal Society journal publishing peer-reviewed Biology papers of general interest
Science Magazine Internationally Renowned AAAS Science Publication - See Sections of the Life Sciences
International Journal of Biological Sciences A biological journal publishing significant peer-reviewed scientific papers
An interdisciplinary scholarly journal publishing essays of broad relevance
|
760 | https://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B9%80%E0%B8%A8%E0%B8%A3%E0%B8%A9%E0%B8%90%E0%B8%A8%E0%B8%B2%E0%B8%AA%E0%B8%95%E0%B8%A3%E0%B9%8C | เศรษฐศาสตร์ | "เศรษฐศาสตร์ () เป็นวิชาทางสังคมศาสต(...TRUNCATED) |
766 | https://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%9B%E0%B8%A3%E0%B8%B0%E0%B8%A7%E0%B8%B1%E0%B8%95%E0%B8%B4%E0%B8%A8%E0%B8%B2%E0%B8%AA%E0%B8%95%E0%B8%A3%E0%B9%8C | ประวัติศาสตร์ | "ประวัติศาสตร์ (; รากศัพท์ภาษากรีก ἱσ(...TRUNCATED) |
776 | https://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B9%80%E0%B8%97%E0%B8%84%E0%B9%82%E0%B8%99%E0%B9%82%E0%B8%A5%E0%B8%A2%E0%B8%B5 | เทคโนโลยี | "เทคโนโลยี หรือ เทคนอลอจี (; \"ศาสตร์กา(...TRUNCATED) |
1773 | https://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B9%80%E0%B8%97%E0%B8%84%E0%B9%82%E0%B8%99%E0%B9%82%E0%B8%A5%E0%B8%A2%E0%B8%B5%E0%B8%AA%E0%B8%B2%E0%B8%A3%E0%B8%AA%E0%B8%99%E0%B9%80%E0%B8%97%E0%B8%A8 | เทคโนโลยีสารสนเทศ | "เทคโนโลยีสารสนเทศ หรือ ไอที () คือการ(...TRUNCATED) |
1947 | https://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%A0%E0%B8%B2%E0%B8%A9%E0%B8%B2%E0%B8%AA%E0%B9%80%E0%B8%9B%E0%B8%99 | ภาษาสเปน | "ภาษาสเปน () หรือ ภาษากัสติยา () เป็นภาษ(...TRUNCATED) |
No dataset card yet
