วันนี้เราคุยกันถึงคลิปวิดีโอ Cosmos Ep. 9: The Lost Worlds of Planet Earth ที่เด็กๆไปดูกันที่บ้านในสัปดาห์ที่แล้ว เกี่ยวกับโลกของเราที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา

โลกของเราอายุประมาณสี่พันเกือบๆห้าพันล้านปี นักธรณีวิทยาศึกษาประวัติของโลกผ่านหลักฐานต่างๆในชั้นดินชั้นหิน ฟอสซิล ฯลฯ มีการแบ่งประวัติของโลกเป็นยุคต่างๆเรียกว่า Geological time scale สรุปยุคต่างๆดังภาพนี้:

ตัวอย่างจากสารคดี Cosmos  ก็เช่นยุคประมาณ 350 ล้านปีที่แล้วที่ยังไม่มีตัวอะไรย่อยสลายต้นไม้ทำให้สะสมกลายเป็นถ่านหินเรียกว่า Carboniferous ครับ ชื่อมันแปลว่า carbo- (ถ่านหิน) + fero- (รวบรวม/ขนมา) ในวิดีโอ Cosmos ยุคนี้คือยุคที่มีออกซิเจนเยอะๆและแมลงที่อาศัยการแพร่ของอากาศเข้าไปตามรูตามผิวร่างกายสามารถเติบโตมีขนาดใหญ่มากๆ

เชิญดูสรุปเป็นคลิป มีซับอังกฤษครับ:

มีเรื่องอื่นๆเกี่ยวกับโลกโบราณที่ ช่อง PBS Eons ครับ

สำหรับเรื่องทวีปยักษ์ที่แตกแยกเป็นทวีปปัจจุบันดูที่เรื่องๆ Pangaea (แพนเจีย) และ Plate tectonics

อยากให้เด็กๆเข้าไปอ่าน Life Timeline ด้วยนะครับ จะได้รู้เกี่ยวกับว่าสิ่งมีชีวิตพวกไหนเกิดขี้นประมาณไหนในประวัติศาสตร์โลก

ในช่อง PBS Eons มีหลายวิดีโอที่อยากให้เด็กๆได้ดูครับ เช่นเรื่องการเคลื่อนที่ของทวีปต่างๆ ถ้าฟังไม่ทันกดดูซับนะครับ:

เรื่องไมโตคอนเดรียและคลอโรพลาสท์ที่เมื่อก่อนน่าจะเป็นแบคทีเรียอิสระ แต่มารวมตัวกับเซลล์อื่นกลายเป็นเซลล์สมัยนี้:

และเรื่องไทรโลไบท์ครับ:

ช่อง PBS Eons นี้มีวิดีโออีกมากมายเกี่ยวกับประวัติศาสตร์สิ่งมีชีวิตบนโลกครับ ถ้าสนใจกดดูไปเรื่อยๆนะครับ

อันนี้เป็นเรื่องการสูญพันธุ์ใหญ่ๆในอดีตครับ:

มีคำถามเรื่องการปลูกต้นไม้จะแก้ปัญหาโลกร้อนได้หรือไม่ แนะนำให้เด็กๆเข้าไปอ่านลิงก์เหล่านี้ครับ:

1. Why don’t we just plant a lot of trees?
2. Examining the viability of planting trees to help mitigate climate change
3. Why planting tons of trees isn’t enough to solve climate change
4. คลิป Climate change: The trouble with trees:

สรุปเรื่องวิธีต่างๆจะใช้จับคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศเพื่อสู้กับ climate change (แนะนำให้ดูอย่างยิ่งนะครับ):

ความรู้รอบตัวเรื่องพลังงานนิวเคลียร์ เนื่องจากสามารถเป็นเครื่องมือสำคัญเพื่อต่อสู้ climate change ดูรายละเอียดของวิดีโอ/video description สำหรับข้อมูลอ้างอิงได้ครับ:

วันนี้เราคุยกันถึงคลิปวิดีโอ Cosmos Ep. 8: Sisters of the Sun ที่เด็กๆไปดูกันที่บ้านในสัปดาห์ที่แล้ว เกี่ยวกับความรู้เรื่องดาวฤกษ์ครับ

เด็กๆควรอ่านเรื่องดาวฤกษ์เป็นความรู้รอบตัวจากเว็บของ NASA ที่นี่ครับ 

รายละเอียดเพิ่มเติมเป็นภาษาอังกฤษที่นี่ เป็นภาษาไทยที่นี่ หรือแนะนำให้ดูคลิปนี้ครับ:

ดาวมีชะตากรรมต่างๆกันขึ้นกับมวลของมันครับ สรุปได้ด้วยรูปนี้ (เชิญกดดูถ้าเห็นไม่ชัด) จาก https://en.wikipedia.org/wiki/Stellar_evolution:

ดาวมวลน้อย (ประมาณ 0.02-0.08 เท่ามวลดวงอาทิตย์) เป็น brown dwarf (ดาวแคระน้ำตาล) จะมีชีวิตยืนยาวเป็นแสนล้าน-ล้านล้านปี อุณหภูมิไม่สูง แสงที่เปล่งอยู่ในช่วงอินฟราเรดเป็นส่วนใหญ่ ถ้าสนใจลองดู 10 Interesting Facts about Brown Dwarf Stars ดูได้ครับ

ดาวมวลกลางๆ (0.08-8 เท่ามวลดวงอาทิตย์, ดวงอาทิตย์เราก็เป็นพวกนี้) จะมีอายุขัยหลายพันล้านถึงหมื่นล้านปี (ดวงอาทิตย์เราน่าจะมีอายุขัยประมาณหมื่นล้านปี) อุณหภูมิสูงปานกลาง เมื่อแก่ลง (แปลงไฮโดรเจนเป็นธาตุอื่นๆไปมากแล้ว) ก็กลายเป็น red giant (ดาวยักษ์แดง) และจะกลายเป็น white dwarf (ดาวแคระขาว) ในที่สุด แต่ระหว่างทางถ้ามีดาวโคจรกันเป็นคู่ก็จะทำให้เกิด type Ia supernova (ซุปเปอร์โนวาประเภท 1a) ได้

ดาวมวลมากๆ (มากกว่า 8 เท่ามวลดวงอาทิตย์) จะมีอายุสั้น ยิ่งมวลมากยิ่งสั้นเพราะนำ้หนักที่กดทับศูนย์กลางเร่งปฏิกริยานิวเคลียร์ให้เร็วมากขึ้น อายุขัยอาจจะประมาณไม่กี่ล้านถึงไม่กี่สิบล้านปี เมื่อแก่จะกลายเป็น red supergiant (ดาวยักษ์ใหญ่แดง) แล้วระเบิดเป็น type II supernova (ซุปเปอร์โนวาประเภท 2) ส่วนแกนกลางที่เหลือจะกลายเป็น neutron star (ดาวนิวตรอน) หรือ black hole (หลุมดำ) ขึ้นอยู่ว่ามวลเริ่มต้นของดาวมากแค่ไหน

ถ้าสนใจเรื่องพวกนี้ ลองดู Playlist ของ Professor Dave ก็ได้ครับ มีหลายตอน ค่อยๆดูไปเรื่อยๆสัปดาห์ละสองสามคลิปก็ได้ ถ้าจดโน้ตไปด้วยก็จะเรียนรู้ได้ดีขึ้น:

ประวัตินิดหน่อยว่าทำไมถึงแจกแจงดาวฤกษ์เป็น OBAFGKM  (จำง่ายๆว่า Oh, Be A Fine Guy(Girl), Kiss Me.):

O จะเป็นพวกร้อนสุด พวก M จะเป็นพวกเย็นสุด ถ้าอยากรู้ประวัติ H-R Diagram (Hertzsprung-Russell Diagram) ที่อยู่ในวิดีโอกดดูที่นี่นะครับ

ภาพสเปคตรัมของแสงจากดาวประเภทต่างๆที่ทีมของ Annie Jump Cannon ศึกษา ในคลิป Cosmos ครับ (ภาพจาก https://blog.sdss.org/2015/11/30/how-sdss-uses-light-to-measure-the-mass-of-stars-in-galaxies/):

อันนี้ความรู้รอบตัวว่าทำไมเราถึงเห็นดาวเป็นแฉกๆทั้งๆที่ดวงดาวจริงๆเป็นทรงกลมครับ:

คำถามจากเด็กๆว่าดาวใกล้ๆจะเป็น supernova แล้วทำให้เราตายไหม เชิญดูคลิปโดยนักดาราศาสตร์มาเล่าให้ฟังว่าดาวไหนน่าจะเป็น supernova บ้างครับ:

คำถามจากเด็กๆเรื่องเราวัดระยะทางไกลๆในอวกาศได้อย่างไร ควรศึกษาเรื่อง cosmic distance ladder ครับ:

วันนี้เราคุยกันถึงคลิปวิดีโอ Cosmos Ep. 7: The Clean Room ที่เด็กๆไปดูกันที่บ้านในสัปดาห์ที่แล้ว เกี่ยวกับการประมาณอายุโลกเท่ากับประมาณสี่พันห้าร้อยล้านปีด้วยเทคนิกดูการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสี

ครึ่งชีวิต (หรือ half-life) คือเวลาที่สารกัมมันตภาพรังสีเปลี่ยนไปเป็นสารอื่นๆครึ่งหนึ่ง ยกตัวอย่างแบบง่ายสุดก็เช่นถ้าสาร A เปลี่ยนร่างกลายเป็นสาร B ที่อยู่คงตัวไม่เปลี่ยนแปลงด้วยครึ่งชีวิตเท่ากับ 1 วัน และเราเริ่มต้นด้วยสาร A 1,000 กรัม และสาร B 0 กรัม เมื่อผ่านไปหนึ่งวัน สาร A จะลดไปครึ่งหนึ่งเหลือ 500 กรัม และกลายเป็นสาร B ไปประมาณ 500 กรัม เมื่อผ่านไปสองวันสาร A ก็จะลดลงไปอีกครึ่งจากที่เหลือ กลายเป็น 250 กรัม และสาร B กลายเป็นประมาณ 750 กรัม เมื่อผ่านไป 3 วัน สาร A ก็จะลดลงอีกครึ่งหนึ่งของที่เหลือ กลายเป็น 125 กรัม ผ่านไปสี่วันเหลือ 62.5  กรัม ผ่านไปห้าวันเหลือ 31.25  กรัม  ดังนี้ไปเรื่อยๆ

ในกรณีสาร A และ B ข้างต้น ถ้าเรารู้สัดส่วนระหว่าง A และ B และรู้ค่าครึ่งชีวิต เราก็สามารถคำนวณได้ว่าเวลาผ่านไปนานเท่าไรจึงจะเห็นอัตราส่วนที่เราพบ เช่นถ้าเราพบว่าในตัวอย่างเรามีสาร B ประมาณ 750 กรัมและสาร A ประมาณ 250 กรัม เราก็คำนวณได้ว่าเวลาต้องผ่านไป 2 วันจากตอนเริ่มต้นที่ตอนแรกมีแต่สาร A อย่างเดียว

เทคนิกประมาณเวลาโดยดูการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสีนี้เรียกว่า Radiometric dating ถ้าสนใจลองเข้าไปอ่านกันครับ (อาจต้องรอเป็นมัธยมปลายก่อนถึงจะเข้าใจคณิตศาสตร์ที่เกี่ยวข้อง)

Clair Patterson ดูกรณีสาร A คือยูเรเนียม-238/ยูเรเนียม-235 และสาร B คือตะกั่ว-206/ตะกั่ว-207 ที่มีครี่งชีวิตเท่ากับ 4.47 พันล้านปี/710 ล้านปีโดยตรวจหาสาร A และ B ในอุกกาบาตที่เป็นซากเหลืออยู่ในระบบสุริยะ ไม่ได้รวมตัวเป็นดาวเคราะห์  พบว่าอายุโลกเท่ากับประมาณ 4.5 พันล้านปีครับ

ถ้าสนใจลองดูประวัติเบื้องต้นของอายุโลกได้ที่นี่ครับ มีการประมาณด้วยความรู้ต่างๆเท่าที่มีในยุคต่างๆ เช่นประมาณจากคัมภีร์, จากการสูญเสียความร้อนของลูกโลกร้อน, จากการยุบตัวของก๊าซกลายเป็นดวงอาทิตย์, จากการโคจรของดวงจันทร์ทำให้โลกหมุนช้าลง, จากขบวนการทำให้น้ำทะเลเค็ม, จนมาถึงวิธีปัจจุบันซึ่งน่าจะถูกต้องที่สุดโดยการวัดการสลายตัวของธาตุกัมมันภาพรังสี

งานของ Patterson ทำให้เขาพบด้วยว่ามีตะกั่วปนเปื้อนมากมายแถวๆผิวโลก พบว่าตะกั่วเหล่านี้มาจากน้ำมันเชื้อเพลิงที่เติม Tetraethyllead เพื่อเพิมสมรรถนะเครื่องยนต์ ในที่สุดตอนนี้น้ำมันรถก็ไม่ใส่สารเคมีที่มีตะกั่วเป็นส่วนประกอบแล้วหลังจากใช้มาหลายสิบปี

ต่อไปคือลิงก์ที่น่าสนใจต่างๆที่พาดพิงระหว่างการเรียนครับ เด็กๆแวะเข้าไปดูกันนะครับ บางอันสั้น บางอันยาว อันไหนยาวไปก็อ่านส่วน Intro ไปก่อนก็ได้ครับ:

How Did Scientists Calculate the Age of Earth?

ใช้ Carbon-14 และ Uranium-238 วัดเวลาที่ผ่านไป อธิบายโดย Professor Dave:

ทำไมตะกั่วถึงถูกใส่เข้าไปในน้ำมันเชื้อเพลิง หรืออ่านจากลิงก์นี้ก็ได้ครับ:

ทำไมถึงใช้ตะกั่วในน้ำมันเชื้อเพลิงอยู่หลายสิบปี และลิงก์เกี่ยวกับอาชญากรรมและตะกั่ว

ตะกั่วเป็นพิษในร่างกายอย่างไร

การทำงานของเครื่องยนต์:

เจาะนำ้แข็งเพื่อดูสภาพแวดล้อมในอดีต

ถ้าสนใจตัวอย่างว่าธาตุต่างๆถูกใช้อย่างไร ไปที่เว็บ PeriodicTable.com แล้วกดดูธาตุแต่ละตัว

Homeopathy คืออะไร และทำไมคุณไม่ควรถูกหลอกให้ใช้