The law of conservation of mass - Todd Ramsey

Translator: siriporn chatratana

Where does all this stuff come from?

สิ่งเหล่านี้มาจากไหนกันนะ

This rock?

หินก้อนนี้

That cow?

วัวตัวนี้

Your heart?

หัวใจของเธอ

Not the things themselves, mind you, but what they're made of:

ไม่ได้ถามถึงของที่ว่าเองหรอก แต่สิ่งที่ประกอบเป็นของพวกนั้นน่ะ:

the atoms that are the fabric of all things.

อะตอมที่เป็นโครงสร้างของทุกสิ่ง

To answer that question, we look to the law of conservation of mass.

เพื่อตอบปัญหานั้น เราต้องมาดูที่กฎทรงมวลของสสาร

This law says take an isolated system

กฎนี้กล่าวว่าให้เอาระบบ ที่ถูกแยกออกมาต่างหากระบบหนึ่ง

defined by a boundary that matter and energy cannot cross.

ที่ถูกล้อมขอบเขตให้สสาร และพลังงานไม่สามารถข้ามผ่านได้

Inside this system, mass, a.k.a. matter and energy,

ภายในระบบนี้ มวล หรืออีกนัยหนึ่งคือ สสารและพลังงาน

can neither be created nor destroyed.

ไม่สามารถถูกสร้างขึ้นมาใหม่ หรือถูกทำลายลงได้

The universe, to the best of our knowledge,

จักรวาล เท่าที่เรารู้

is an isolated system.

เป็นระบบที่ถูกแยกออกมาต่างหาก

But before we get to that, let's look at a much smaller and simpler one.

แต่ก่อนที่เราจะไปถึงตรงนั้น เรามาดู ระบบที่เล็กกว่าและง่ายกว่านั้นกันเถอะ

Here we have six carbon atoms, 12 hydrogen atoms,

ที่นี่เรามีคาร์บอนอยู่หกอะตอม ไฮโดรเจน 12 อะตอม

and 18 oxygen atoms.

และออกซิเจน 18 อะตอม

With a little energy, our molecules can really get moving.

ด้วยพลังงานเพียงน้อยนิด โมเลกุลของเราก็เคลื่อนที่ได้จริงๆแล้ว

These atoms can bond together to form familiar molecules.

อะตอมเหล่านี้สามารถยึดติดกันได้ ทำให้เกิดเป็นโมเลกุลที่เราคุ้นเคย

Here's water,

นี่คือน้ำ

and here's carbon dioxide.

และนี่คือคาร์บอนไดออกไซด์

We can't create or destroy mass.

เราไม่สามารถสร้างมวลใหม่หรือทำลายมวลลงได้

We're stuck with what we've got, so what can we do?

เรามีแค่ไหนเราก็ต้องใช้แค่นั้น แล้วเราจะทำอย่างไรดี

Ah, they have a mind of their own.

อา... พวกมันมีความคิดจิตใจของตัวเอง

Let's see. They've formed more carbon dioxide and water, six of each.

มาดูกัน มันประกอบเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำเพิ่มขึ้น เป็นอย่างละหก

Add a little energy, and we can get them to reshuffle themselves to a simple sugar,

เติมพลังงานลงไปหน่อย เราก็สามารถทำให้มัน สลับสับเปลี่ยนกันจนได้เป็นน้ำตาลธรรมดา ๆ

and some oxygen gas.

กับก๊าซออกซิเจนอีกหน่อยได้

Our atoms are all accounted for: 6 carbon, 12 hydrogen, and 18 oxygen.

อะตอมของเราทั้งหมดถูกนำมาใช้ทั้งหมด: คาร์บอน 6 ไฮโดรเจน 12 และออกซิเจน 18

The energy we applied is now stored in the bonds between atoms.

พลังงานที่เราใส่เข้าไปนั้น ตอนนี้ถูกกักอยู่ในพันธะระหว่างอะตอม

We can rerelease that energy

เราสามารถปลดปล่อย พลังงานนั้นออกมาได้อีกครั้ง

by breaking that sugar back into water and carbon dioxide,

โดยการแยกน้ำตาลนั้นออกให้เป็น น้ำและคาร์บอนไดออกไซด์

and still, same atoms.

และยังคง เป็นอะตอมเดิม

Let's put a few of our atoms aside and try something a little more explosive.

มาแยกเอาอะตอมบางตัวออกไว้ด้านข้างก่อน และมาลองอะไรที่มันตูมตามหน่อยดีกว่า

This here is methane, most commonly associated with cow flatulence,

นี่ อันนี้คือมีเธน หรือที่รู้จักกันดีว่า เกี่ยวกับตดของวัว

but also used for rocket fuel.

แต่ยังถูกนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงจรวดอีกด้วย

If we add some oxygen and a little bit of energy,

ถ้าเราเพิ่มออกซิเจนเข้าไปบ้าง และพลังงานอีกนิดหน่อย

like you might get from a lit match,

เหมือนที่คุณอาจจะได้จากการจุดไม้ขีด

it combusts into carbon dioxide, water and even more energy.

มันจะเผาไหม้กลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำและพลังงานที่มากขึ้นอีก

Notice our methane started with four hydrogen,

สังเกตว่ามีเธนของเราเริ่มมาจาก ไฮโดรเจนสี่อะตอม

and at the end we still have four hydrogen captured in two water molecules.

และสุดท้ายเราก็ยังคงมีไฮโดรเจน สี่โมเลกุลที่ถูกกักไว้ในโมเลกุลของน้ำ

For a grand finale, here's propane, another combustible gas.

ส่วนตอนท้ายสุด ๆ นี้ นี่คือโพรเพน ก๊าซที่ติดไฟได้อีกตัวหนึ่ง

We add oxygen, light it up, and boom.

เราเติมออกซิเจน แล้วจุดไฟ และตู้ม

More water and carbon dioxide.

ได้น้ำและคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่ม

This time we get three CO2s

คราวนี้เราได้ CO2 สามโมเลกุล

because the propane molecule started with three carbon atoms,

เพราะโมเลกุลของโพรเพนเริ่มต้นจาก คาร์บอนสามอะตอม

and they have nowhere else to go.

และไม่มีที่ไปที่อื่น

There are many other reactions we can model with this small set of atoms,

มันยังมีอีกหลายปฏิกิริยาที่เราสามารถ จำลองได้ด้วยชุดอะตอมเล็ก ๆ ชุดนี้

and the law of conservation of mass always holds true.

และกฎทรงมวลยังคงเป็นจริงเสมอ

Whatever matter and energy go into a chemical reaction

ไม่ว่าสสารหรือพลังงานใด ๆ เข้าสู่การกระทำปฏิกิริยาทางเคมี

are present and accounted for when it's complete.

ก็จะยังคงปรากฏและมีจำนวนเท่าเดิม เมื่อปฏิกิริยาเสร็จสิ้นแล้ว

So if mass can't be created or destroyed,

ดังนั้นถ้ามวลไม่สามารถถูกสร้างขึ้น หรือถูกทำลายลงได้

where did these atoms come from in the first place?

แล้วอะตอมเหล่านี้แรกเริ่มเดิมที มาจากไหนล่ะ

Let's turn back the clock and see.

หมุนนาฬิกาย้อนกลับและมาดูกันเถอะ

Further, further, further, too far.

ไกลขึ้น ไกลขึ้น ไกลขึ้น ไกลเกินไปแล้ว

Okay, there it is.

โอเค นั่นแหละ ตรงนั้น

The Big Bang.

บิ๊กแบง

Our hydrogen formed from a high-energy soup of particles

ไฮโดรเจนของเราเกิดมาจากซุปอนุภาคพลังงานสูง

in the three minutes that followed the birth of our universe.

ในสามนาทีต่อจากกำเนิดแห่งจักรวาลของเรา

Eventually, clusters of atoms accumulated and formed stars.

ในที่สุด กลุ่มก้อนอะตอมก็มาเกาะรวมกัน เกิดกลายเป็นดวงดาว

Within these stars, nuclear reactions fused light elements,

ในดวงดาวเหล่านี้ ปฏิกิริยานิวเคลียร์หลอมธาตุเบา

such as hydrogen and helium,

อย่างเช่น ไฮโดรเจนและฮีเลียม

to form heavier elements, such as carbon and oxygen.

ให้กลายเป็นธาตุที่หนักขึ้น อย่างเช่น คาร์บอนและออกซิเจน

At first glance, these reactions may look like they're breaking the law

ในแวบแรกที่เห็น อาจจะดูเหมือนว่า ปฏิกิริยาเหล่านี้กำลังแหกกฏ

because they release an astounding amount of energy,

เพราะพวกมันปลดปล่อยพลังงานออกมาอย่างมหาศาล

seemingly out of nowhere.

ราวกับหาที่มาไม่เจอ

However, thanks to Einstein's famous equation,

อย่างไรก็ดี ก็ต้องขอขอบคุณ สมการอันโด่งดังของไอน์สไตน์

we know that energy is equivalent to mass.

เรารู้ว่า พลังงานนั้นเท่ากับมวล

It turns out that the total mass of the starting atoms

มันกลายเป็นว่ามวลทั้งหมดของอะตอมตั้งต้น

is very slightly more than the mass of the products,

นั้นมากกว่ามวลของผลผลิต เพียงนิดเดียว

and that loss of mass perfectly corresponds to the gain in energy,

และมวลที่สูญหายไปนั้นก็สอดคล้องกับ พลังงานที่ได้เพิ่มมาพอดี

which radiates out from the star as light, heat and energetic particles.

ซึ่งแผ่รังสีออกจากดวงดาวนั้นในรูปของแสง ความร้อน และอนุภาคพลังงานสูง

Eventually, this star went supernova

ในที่สุด ดาวดวงนี้ก็เข้าสู่ภาวะมหานวดารา

and scattered its elements across space.

ระเบิดกระจายองค์ประกอบของมันไปทั่วอวกาศ

Long story short, they found each other and atoms from other supernovas,

ย่อให้สั้นเลยก็คือ อะตอมทั้งหลายและ จากมหานวดาราอื่นหากันเองจนพบ

formed the Earth,

และเกิดเป็นโลกขึ้นมา

and 4.6 billion years later got scooped up to play their parts

และ 4.6 พันล้านปีต่อมา มันก็ถูกตักขึ้นมาเป็นส่วนหนึ่ง

in our little isolated system.

ในระบบปิดเล็ก ๆ ที่ถูกแยกออกมาของเราอันนี้

But they're not nearly as interesting as the atoms that came together to form you,

แต่นั่นมันก็ยังไม่น่าสนใจเท่ากับอะตอม ที่ประกอบขึ้นมาเป็นตัวคุณ

or that cow,

หรือวัวตัวนั้น

or this rock.

หรือหินก้อนนี้สักนิด

And that is why, as Carl Sagan famously told us,

และนั่นจึงเป็นเหตุผล อย่างที่คาร์ล เซเกนบอกเราไว้ว่า

we are all made of star stuff.

เรานั้นล้วนมาจากธุลีดาว