Pantip-Cafe | Pantip-TechExchange | PantipMarket.com | Chat | PanTown.com | BlogGang.com  


 
บางทีมวล อาจไม่มีแรงดึงดูด ... (อันนี้ลองคิดเล่นๆเฉยๆนะ ไม่ได้บอกว่ามันเป็นจริง) ติดต่อทีมงาน

ถ้ายังไงก็ลองอ่านๆดูเล่นๆละกันนะคะ ^^ จะร่ายยาวเลยนะ

(เหนื่อยพิมพ์)

---

อะไรก็ตาม ที่ทำให้เราคิดว่า มวล มีแรงดึงดูด.. มันคือ "ลูก Apple" กับ "แสง"

(บางที คิดมากๆก็เหนื่อยนะ >< ไม่รู้จะคิดไปทำไม สู้ใช้ชีวิตไปวันๆ เป็นคนไปวันๆดีกว่า อิอิ^^)

อันนี้กระทู้สุดท้ายแล้วล่ะ.. เหนื่อยคิด (555+ ^^)

เริ่มจากลูก Apple ก่อน

ปี พ.ศ.ไหนก็ไม่รู้ อยู่ดีๆคนชื่อ นิวตั้น ก็เห็นลูกแอปเปิ้ลตกจากต้นไม้

ตอนนั้นเอง.. เขาก็เกิดสงสัย ทำไมลูก apple ไม่ลอยขึ้นฟ้า หรือไม่ก็ไปทางซ้ายทางขวา.. ทำไมต้องดิ่งลงล่าง ?? ><

ไปๆมาๆ เขาก็เลยคิดว่า.. ต้องมีอะไรสักอย่างดูดมันแน่ๆเลย ><

และอะไรสักอย่างที่ว่านั่น เขาก็เรียกมันว่า "แรงดึงดูด" (Gravity)

ต่อมา..

(ไม่มีรูปปลากรอบนะ แต่เดี๋ยวเอาสารคดีมาประกอบแทนละกัน.. แต่ที่จะพูดในกระทู้นี้ไม่เกี่ยวกับสารคดี แต่ให้ดูสารคดีประกอบเพื่อความเข้าใจมากขึ้น)

ต่อมา.. นิวตั้นก็ทำการ ทำนายว่า.. ที่โลกเราและดาวเคราะห์อีก 7 ดวงหมุนรอบดวงอาทิตย์ ก็เป็นเพราะ แรงดึงดูดของดวงอาทิตย์

แต่.. "การทำงานของแรงดึงดูด" ที่นิวตั้นอ้างถึงนั้น อาจไม่ถูกต้อง[x]

ให้พวกเราลองนึกภาพ เราเอาเส้นด้ายผูกไว้กับก้อนหินแล้วใช้มือเหวี่ยงๆให้มันเป็นวงกลมอ่ะ

แรงจากจุดศูนย์กลางและแรงตรงเส้นเชือก มันจะเป็นแรงที่ทำให้ก้อนหินหมุนรอบจุดศูนย์กลางใช่ป่าว???

นิวตั้นก็คิดว่า แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ ก็ทำแบบนั้นกับโลกแหละ..

แต่.. ในปี พ.ศ.ต่อมา ปีอะไรก็ไม่รู้(จำปีไม่ได้หรอก) เขาก็มีการวัดค่าแรงโน้มถ่วงของดาวแต่ละดวง ปรากฏว่า.. แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ มันไม่สามารถเหวี่ยงให้โลกหมุนรอบมันได้

ทำนองเดียวกัน แรงโน้มถ่วงของโลก ก็ไม่เพียงพอที่จะเหวี่ยงให้ดวงจันทร์หมุนรอบโลกได้เช่นกัน

ถ้ายังงั้น.. มันคือ อะไร?? อะไรล่ะ ที่ทำให้ดาวดวงเล็กหมุนรอบดาวดวงใหญ่ ???

----

ยุคต่อมา (ผ่านมา 200 กว่าปี) มาที่ยุคของ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์

มีนักวิทยาศาสตร์คนหนึ่ง(ยังไม่ใช่ไอน์สไตน์หรอกนะ) เขาได้ทำการวัดความเร็วของ"แสง" แต่ก็เกิดความประหลาดอย่างหนึ่งขึ้น

ก่อนที่จะพูดถึงความเร็วแสง ขอพูดถึง "ความเร็วสัมพัทธ์" ก่อนนะคะ ^^

ถ้ามีรถไฟขบวนหนึ่งนะ มีถนนลาดยางเรียบขนานไปกับรางรถไฟ(รางรถไฟ กับ ถนน จะขนานกันนะ)

แล้วถ้ามีคนขับรถมอเตอร์ไซต์อยู่บนถนน แล้วในขณะนั้น ถ้ามีรถไฟวิ่งอยู่บนรางรถไฟด้วย

ถ้ารถไฟวิ่งไปทางขวา --> ด้วยความเร็ว 60 km/h แล้วมอไซต์ขับไปทางขวาเช่นกัน --> ด้วยความเร็ว 40 km/h คนที่ขับมอไซต์อยู่ จะเห็นรถไฟวิ่งเร็วกว่าเขาแค่ 20 km/h (อันนี้ หลายๆคนน่าจะพอนึกภาพออกอยู่นะ เขาเรียกว่า ความเร็วสัมพัทธ์อ่ะ)

ถ้ารถไฟวิ่งไปทางขวาด้วยความเร็ว 60 km/h แต่มอไซต์จอดอยู่นิ่งๆ มอไซต์ก็จะเห็นรถไฟวิ่งด้วยความเร็ว 60 km/h ในขณะเดียวกัน คนบนรถไฟไม่ได้เห็นมอไซต์จอดนิ่งๆนะ คนบนรถไฟจะเห็นมอไซต์วิ่งผ่านไปด้วยความเร็ว 60 km/h เช่นกัน

แต่ทีนี้ ถ้ามีบุคคลที่ 3 เช่น "ต้นไม้"

ถ้ามีต้นไม้อยู่ห่างออกไปจากมอไซต์สัก 2 เมตร แล้วมอไซต์ก็จอดอยู่นิ่งๆ แต่รถไฟวิ่งไปทางขวา --> ด้วยความเร็ว 60 km/h แบบนี้ คนบนรถไฟจะเห็นทั้งมอไซต์และต้นไม้ผ่านพวกเขาไปด้วยความเร็ว 60 km/h แต่คนบนรถไฟจะเห็นมอไซต์ กับ ต้นไม้ มีความเร็วเป็น 0 (เมื่อเทียบมอไซต์กับต้นไม้)

----

เรื่องบนโลกอาจทำให้หลายๆคนนึกภาพไม่ค่อยออก

ลองนึกภาพ อวกาศดำๆมืดๆ

เราสมมติว่า จักรวาลนี้ ไม่มีอะไรเลย.. มีลูกบอลอยู่ 1 ลูกสีฟ้า และมีคนอยู่ 1 คนชื่อนาย A

ถ้ารอบๆตัวของนาย A และลูกบอล ไม่มีอะไรเลย มีแต่อวกาศมืดๆดำๆ ทั้งจักรวาลมีแค่ 2 อย่างนี่แหละ คือ A และ ลูกบอล

ถ้าเราให้ลูกบอลเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงด้วยความเร็วคงที่ 30 km/h ให้นาย A ยืนอยู่เฉยๆ(ในแนวระนาบเดียวกันนะ)

ถ้าลูกบอลมันมีตานะ.. (สมมติให้มันมีตา) มันจะเห็นนาย A เคลื่อนที่ผ่านมันไปด้วยความเร็ว 30 km/h ในขณะเดียวกัน นาย A ก็จะเห็นลูกบอลผ่านไปด้วยความเร็ว 30/h เช่นกัน (ทั้งสองฝ่ายจะเห็นกันและกันเคลื่อนที่ด้วยความเร็วค่าเดียวกัน)

สรุปแล้ว.. ถ้ามีของแค่ 2 สิ่งในจักรวาล.. ถ้าคนๆหนึ่งมีความเร็ว แต่อีกคนอยู่นิ่งๆ มันจะดูกันไม่ออก มันจะแยกไม่ออกว่า อันไหนอยู่นิ่งๆ อันไหนกำลังเคลื่อนที่ ?? (เพราะต่างคนก็ต่างเห็นกันและกันเคลื่อนที่ด้วยความเร็วค่าเดียวกัน)

แล้วถ้าทั้งสองเคลื่อนที่ไปแบบเส้นตรง ด้วยความเร็วที่เท่ากัน(ทิศทางเดียวกัน).. ทั้งสองสิ่ง จะเห็นกันและกัน อยู่นิ่งๆ (เพราะมันไม่มีสิ่งที่ 3 มาเปรียบเทียบ)

สรุปแล้ว ความเร็ว ก็คือ การเปรียบเทียบ

ที่เราอยู่บนโลก เห็นคนนั้นคนนี้ เคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่านั้นเท่านี้ เพราะมันมีสิ่งเปรียบเทียบอยู่มากมายบนผิวโลก

แต่ถ้า อวกาศนี้ มีวัตถุอยู่แค่ 2 สิ่ง มันจะงงมากๆว่า อันไหนกำลังเคลื่อนที่ อันไหนอยู่นิ่งๆ แล้วแต่ละฝั่งจริงๆแล้วเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่าไหร่กันแน่ ??

ถ้าในอวกาศมีลูกบอลอยู่แค่ 1 ลูก.. ลูกบอลลูกนี้จะเหมือนอยู่นิ่งๆตลอดเวลา เพราะมันไม่มีสิ่งเปรียบเทียบว่ามันเคลื่อนไปทางซ้ายหรือทางขวา มันจะเหมือนมันอยู่ที่เดิมตลอดเวลา

------

ทีนี้ กลับมาเรื่อง "ความเร็วแสง"

มีนักวิทยาศาสตร์คนหนึ่ง เขาสามารถสังเกตุเห็นความประหลาดของ ความเร็วแสง ได้..

นั่นคือ.. ไม่ว่าผู้สังเกตุการณ์จะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่าไหร่ แต่คนๆนั้นก็จะมักจะเห็นแสงเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 3x10(กำลัง8) m/s เสมอ!!

มันเหมือน.. การเคลื่อนที่ของแสงมันไม่มีความเร็วสัมพัทธ(อาจใช้คำศัพท์ไม่ถูกนะ โทษที --')

ลองนึกเทียบกับ รถไฟ กับ มอไซต์ สิ่.. ถ้ารถไฟกับมอไซ์วิ่งไปทางเดียวกันแบบขนานกัน ถ้ารถไฟวิ่ง 60 km/h มอไซต์วิ่ง 40 km/h มอไซต์จะมองเห็นรถไฟวิ่งไปด้วยความเร็ว 20 km/h

แต่ถ้าเปรียบกับแสง.. เปลี่ยนรถไฟเป็นแสง ถ้าแสงกับมอไซต์วิ่งไปทางเดียวกัน ไม่ว่ามอไซต์จะเพิ่ม speed ให้เร็วขึ้นแค่ไหน จาก 40 km/h เป็น 10,000 km/h หรือเป็น 1 ล้าน km/h แต่มอไซต์ก็จะยังเห็นแสงวิ่งแซงหน้าไปด้วยความเร็วเท่าเดิม คือ 3x10(กำลัง8) m/s เสมอ!!

และเพราะ "แสง" นี่แหละ.. ที่ทำให้ ในเวลาต่อมา..

อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ก็ได้นำเอาความประหลาดของแสง ไปต่อยอดเป็นทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ว่าด้วยเรื่อง การทำงานของ Gravity (แรงโน้มถ่วง)

แต่ก่อนจะพูดถึงเรื่องการทำงานของแรงโน้มถ่วง จขกท. ก็จะขอย้อนกลับไปที่ ความเร็วแสง ทำให้เกิด Space-Time ได้อย่างไร ??

---

เนื่องจาก ความเร็วแสงมีค่าคงที่เสมอ คือ 3x(10^8) m/s ดังนั้น..

ถ้าเราเคลื่อนที่ไปด้วยความเร็ว 2x(10^8) m/s เป็นความเร็วคงที่ ขนานไปกับแสง ไปทางเดียวกับแสง

จุด start อยู่จุดเดียวกันนะ..

เอาแบบนี้ดีกว่า ให้ แสงเป็นนาย C ให้ยานที่วิ่งด้วยความเร็ว 2x(10^8) m/s เป็น B แล้วให้ คนดู(ที่อยู่บนโลก) เป็น D

C กับ B แข่งกัน.. (D มองดูอยู่บนโลก)

มาดูที่ 1 วินาทีแรกที่ผ่านไป

1 วินาทีแรกที่ผ่านไป(จากจุด start)

แบ่งเป็นคนในยาน กับคนบนโลกนะ

1 วินาทีแรกของคนบนยาน พวกเขาจะเห็นแสงวิ่งนำหน้าไป 3x(10^8) เมตร (เพราะแสงจะมีความเร็ว 3x(10^8) m/s เสมอ)

1 วินาทีแรกของคนในยาน พวกเขาจะเห็นแสงเคลื่อนที่ไปแล้ว 3x(10^8) เมตร

แต่คนบนโลก จะเห็นแสงเคลื่อนที่ไปแล้ว 5x(10^8) เมตร และเวลาผ่านไปแล้ว 1 วินาทีกว่าๆ

พอเข้าวินาทีที่ 2 คนบนยานจะเห็นแสงวิ่งไปได้ระยะทาง 6x(10^8) เมตร

แต่คนบนโลกจะเห็นแสงวิ่งไปแล้ว 3 วินาทีกว่าๆ และได้ระยะทางไปแล้ว 10x(10^8) เมตร

จะสังเกตุเห็นเลยว่า.. เวลาของคนบนยาน มันจะเดินช้ากว่าเวลาของคนบนโลก (ในกรณีที่ ยานเคลื่อนที่ด้วยความเร็วใกล้เคียงความเร็วแสง)

แต่ถ้า.. ยานลำนั้น เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว "เท่ากับ" ความเร็วแสง เวลาของคนในยานจะไม่เดินช้าลง แต่มันจะ หยุดนิ่ง

แล้วถ้า.. ยานลำนั้น เคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่ "เร็วกว่าแสง" ยานลำนั้น ก็จะย้อนเวลาได้.. (ตามทฤษฎี)

----

ทีนี้.. คำว่า ความเร็วแสง ความเร็วของยาน ความเร็วของคน

ถามว่า.. คำว่า "ความเร็ว" เทียบกับอะไร ???

ที่บอกว่า แสงเดินทางด้วยความเร็ว 3x(10^8) m/s เนี่ย.. เทียบกับอะไร??

ที่บอกว่า ยานอวกาศเดินทางด้วยความเร็ว 2x(10^8) m/s เนี่ย.. เทียบกับอะไร??

ในทางโลก เราอาจบอกได้ว่า.. ยานอวกาศเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่ใกล้เคียงความเร็วแสง หรือ ด้วยความเร็วเท่ากับแสง หรือ ด้วยความเร็วมากกว่าแสง

แต่ถ้า ไม่ใช่ทางโลกล่ะ..

เราลองสมมติเหตุการณ์ อวกาศดำมืด ที่มีลูกบอลอยู่ 2 ลูก

ลูกบอลลูกหนึ่ง เราให้แทน"แสง" คือ มีความเร็วคงที่เสมอ

แล้วเราก็ให้ลูกบอลอีกลูกเป็นวัตถุธรรมดานะ..

ตั้งชื่อว่า บอลแสง และ บอลB

ถ้าเราให้บอลแสง มีความเร็วเท่าความเร็วแสง และไม่ว่าผู้สังเกตุจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่าไหร่ ก็จะเห็นบอลแสงเคลื่อนที่ไปด้วยความเร็วคงที่ค่าหนึ่งเสมอ

ถ้าเราให้ บอลB เป็นวัตถุธรรมดา

ในจักรวาลนี้ เราสมมติว่า ให้มีแค่ บอลแสง และ บอลB รอบๆไม่มีอะไรเลย.. รอบๆก็เป็นมืดๆดำๆ ไม่มีอะไรเลย..

แล้วถ้าเราให้บอลB เคลื่อนที่ไปด้วยความเร็ว 2x(10^8) m/s แต่บอลB ก็จะยังคงเห็นบอลแสงเคลื่อนที่ไปด้วยความเร็ว 3x(10^8) m/s อยู่ดี

พูดง่ายๆก็คือ ถ้าในจักรวาลนี้ ไม่มีวัตถุชิ้นที่ 3 มาเปรียบเทียบ.. ต่อให้บอลBจะเคลื่อนที่ไปด้วยความเร็วเท่าไหร่ แต่บอลB จะเห็นบอลแสงเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่เสมอ

นั่นก็เท่ากับว่า.. ถ้าในจักรวาลนี้ มีแค่บอลB กับ บอลแสง, บอลB จะเหมือนเป็นวัตถุที่อยู่นิ่งๆตลอดเวลา บอลBจะรู้สึกว่าตัวเองอยู่นิ่งๆตลอดเวลา(ไม่ว่าตัวเองจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่าไหร่ แต่นั่นจะมีค่าเท่ากับ บอลB อยู่นิ่งๆตลอดเวลา)

ถ้าจักรวาลนี้ มีแค่ เรา กับ แสง เราจะเห็นแสงเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ตลอดเวลา และเราจะเห็นเรา อยู่นิ่งๆ ตลอดเวลา


แล้วที่ไอน์สไตน์บอกว่า.. ถ้ายานอวกาศเคลื่อนที่ด้วยเร็วใกล้เคียงแสง เวลาจะเดินช้า ถ้าเร็วเท่าแสง เวลาจะหยุดนิ่ง ถ้าเร็วกว่าแสง เวลาจะย้อนกลับ

ถามคืนหน่อยว่า.. "ความเร็ว คือ อะไร ??" ความเร็วคือการเปรียบเทียบ.. แล้วเราจะใช้อะไรเปรียบเทียบล่ะ ว่าเราเดินทางได้เร็วเกือบเท่าแสง หรือเร็วเท่าแสง หรือเร็วกกว่าแสง?? เราจะเทียบกับพื้นผิวโลก หรือเราจะเทียบกับดวงอาทิตย์ หรือเราจะเทียบกับกาแล็กซี่แอนโดรมีด้า ??

--- ความเร็ว เป็นสิ่งไม่แน่นอน อยู่ที่ว่าเราจะเทียบกับอะไร แล้วเราจะรู้ได้ยังไงว่า วัตถุหนึ่งๆมันจะเคลื่อนที่เท่าความเร็วแสง? ใช้อะไรเป็นตัวสากลในการเทียบ? แล้วมันจะย้อนเวลาได้จริงๆหรือ?? หรือมันจะเป็นแค่ทฤษฎี??

คำว่า "ยานอวกาศ วิ่งด้วยความเร็วใกล้เคียงแสง" คำพูดนี้ จะใช้ได้ก็ต่อเมื่อ มีวัตถุชิ้นที่ 3 เป็นตัวอ้างอิง(แต่วัตถุชิ้นที่ 3 มีมากมายนับไม่ถ้วน เราจะใช้ชิ้นไหนล่ะ?? ถึงจะกล่าวได้ว่า เราเดินทางได้เท่ากับความเร็วแสงจริงๆ??)

เช่น ถ้ามีลูกบอล 3 ลูกในอวกาศ (รอบๆไม่มีอะไรเลย ให้ว่างเปล่า)

ถ้ามีลูกบอล 3 ลูก ลูกแรกเป็นลูกบอลแสง(มีคุณสมบัติเหมือนแสง) ลูกที่สองวิ่งด้วยความเร็วค่าหนึ่ง และอีกลูกอยู่นิ่งๆ

ถ้ามีลูกบอลอยู่ 3 ลูก ลูกบอลลูกที่สอง ถ้ามองไปที่ลูกบอลแสงจะเห็นตัวเองอยู่กับที่ตลอดเวลา แต่ถ้ามองไปที่ลูกบอลลูกที่ 3 ถึงจะรู้สึกว่าตัวเองกำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วค่าหนึ่ง

แต่ในมุมมองของลูกบอลลูกที่ 3 กลับเห็นเวลาของลูกบอลลูกที่ 2 กับลูกบอลแสง วิ่งไปด้วยความเร็วที่ใช้เวลามากกว่าที่ลูกบอล 2 เข้าใจ (เช่น ลูกบอล 3 เห็นว่าบอลสองวิ่งไปใช้เวลา 5 วินาทีแล้ว แต่ตัวของบอล 2 เอง กลับรู้สึกว่าตัวเองเพิ่งวิ่งผ่านมาแค่ 2 วินาที)

ดังนั้น..

ถ้าบอกว่า.. เวลาเดินช้าลง หรือ เวลาเดินเร็วขึ้น หรือระยะทางมันหดสั้นลง หรือระยะทางมันยืดขยายออก

ถามว่า.. เทียบกับอะไร ?? และใช้อะไรเป็นมาตรฐาน ??

ในจักรวาลนี้ มีสิ่งเดียวที่เป็นมาตรฐานให้เราได้ ก็คือ "แสง" เพราะไม่ว่าเราจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่าไหร่ แต่เมื่อเทียบกับแสง เราจะรู้สึกทันทีว่า เราหยุดอยู่กับที่.. แต่ถ้าเทียบกับวัตถุอื่นๆ เราจะมองเห็นความแตกต่างของความเร็วของวัตถุแต่ละชิ้นแต่ละคนแตกต่างกันไป

---

ทีนี้ ย้อนกลับมาที่ ความเร็วแสง และ Space-Time

ที่ผ่านมา.. ไอน์สไตน์บอกไว้ว่า ยานอวกาศที่มีความเร็วสูง(ใน scale ของความเร็วแสง) จะมีผลต่อเวลา(Time)และระยะทาง(Space ระยะทางหรือพื้นที่ว่างๆ จะใช้คำว่า Space นะคะ) นี่คือในในมุมของยานอวกาศ

ทีนี้..

ถ้า.. แสงเคลื่อนที่ช้าลงล่ะ ??

เนื่องจาก เราไม่มีวันที่จะเห็นแสงเคลื่อนที่ช้าลง (ความเร็วแสงจะคงที่เสมอ) ดังนั้น.. ถ้ามีอะไรสักอย่างมาทำให้แสงเคลื่อนที่ช้าลง.. แทนที่เราจะเห็นแสงเคลื่อนที่ช้าลง แต่เปล่าเลย.. กลับเป็น "เวลา" ของเราต่างหาก ที่จะเดินช้าลง

ไอน์สไตน์บอกว่า.. Gravity ของดาวฤกษ์ขนาดยักษ์ มันดึงดูดแสงให้เดินทางช้าลง

ดังนั้น "เวลา"ที่อยู่รอบๆดาวฤกษ์ดวงนั้น ก็จะเดินช้าลง (นึกภาพออกไหม?? เราไม่มีวันเห็นแสงเดินทางช้าลงเด็ดขาด ดังนั้น ต่อให้แสงเดินทางช้าลงจริง แต่สิ่งที่จะเปลี่ยนแปลงคือ "เวลา"ของผู้สังเกตุ เวลาของผู้สังเกตุจะเดินช้าลงจนทำให้ผู้สังเกตุเห็นแสงเดินทางด้วยความเร็วคงที่เสมอ ไม่มีทางที่จะเห็นแสงเดินทางช้าลงเด็ดขาด)

จากทฤษฎี ยานอวกาศ วิ่งแข่งกับ แสง ทำให้ไอน์สไตน์ได้รู้แล้วว่า "เวลา และ ระยะทาง" มันเป็นสิ่งที่ "ยืด หด ได้" ไม่มั่นคง ไม่เป็นมาตรฐาน

ทีนี้.. ไอน์สไตน์ ก็ได้ทำการทดลองจนสังเกตุเห็นอีกอย่าง

เนื่องจาก แสง มีคุณสมบัติเป็นทั้ง คลื่น และ อนุภาค และบางทีมันก็มีมวล

แล้วถ้ามันเป็นอนุภาค ถ้ามันมีมวล มันก็ต้องโดนผลกระทบกับแรงดึงดูดของดาว

ก็มีการทำการทดลอง ว่า.. แรงโน้มถ่วงของดาว สามารถดึงแสงได้จริงๆด้วย >< (อันนี้ก็ไปหาอ่านเองละกันนะ ว่าเขาทดลองกันยังไง)

สรุปแล้ว.. แรงโน้มถ่วงของดาวต่างๆ เช่น ดวงอาทิตย์ โลก พระจันทร์ ดาวเสาร์ หลุมดำ ฯลฯ ล้วนมีผลต่อการเดินทางของแสง

ยิ่งแรงโน้มถ่วงมาก ยิ่งดึงดูดแสงมาก(ดึงให้เข้าหาและเดินทางช้าลง)..

และทุกครั้งที่มันดึงให้แสงเดินทางช้าลง เวลารอบๆมันก็จะเดินช้าลงและระยะทางรอบๆมันก็จะหดสั้นลง

และแนวคิดนี้เอง นำไปสู่ทฤษฏี Space-Time

ไอน์สไตน์บอกว่า.. ที่แรงดึงดูดของดวงอาทิตย์มันไม่เพียงพอที่จะทำให้โลกมาโคจรรอบมันได้นั้น.. จริงๆแล้วมันเป็นเพราะ พวกเราเข้าใจการทำงานของแรงดึงดูดผิด

แรงดึงดูดไม่ได้ดึงให้สิ่งต่างๆเข้ามาหามันแบบแรงเส้นเชือก (ไม่ใช่แบบที่เราใช้ด้ายผูกหินแล้วแกว่งๆให้เป็นวงกลมอ่ะ มันไม่ได้ทำงานแบบนั้น)

แต่..

แรงโน้มถ่วงของดาวต่างๆ ไปดึงแสงที่เดินทางผ่านมัน ให้เดินทางช้าลง จนทำให้เวลารอบๆดาวดวงนั้นเดินช้าลง และระยะทางก็หดสั้นลง

ไอน์สไตน์อธิบายเรื่อง Space-Time ให้เข้าใจง่ายๆโดยการใช้แกน X(แทนเวลา) และ แกน Y(แทนระยะทาง) เหมือนในรูปประกอบอ่ะ)

เพราะ เวลา กับ ระยะทาง มันเป็นสิ่งที่ "จับต้องไม่ได้" ถ้าจะให้เห็นภาพ ก็เลยต้องสมมติมันขึ้นมาให้เป็นแกน x และแกน y เพื่อให้เข้าใจง่าย และอธิบายเปรียบเทียบการทำงานของ Gravity ที่ส่งผลต่อ Space-Time ไว้เหมือนในภาพประกอบอ่ะ (ดูภาพประกอบเอาละกันนะ อิอิ ^^)

นี่แหละ คือการทำงานของ Gravity ที่ทำให้ดาวดวงเล็กหมุนรอบดาวดวงใหญ่

ดาวดวงไหน มวลยิ่งมาก แรงโน้มถ่วงยิ่งมาก เวลาบนดาวดวงนั้นก็จะเดินช้าลง ช่องว่างรอบๆมันก็จะหดสั้นลง.. และจากทฤษฎีนี้เอง ก็เลยนำไปสู่เรื่อง Time Travel

ว่า.. หากเราสามารถสร้างยานอวกาศ ที่ไปบินรอบๆหลุมดำได้ (ไม่ใช่เข้าไปในหลุมดำนะ แต่ไปบินวนรอบๆมันอ่ะ) เพราะเวลารอบๆหลุมดำมันเดินช้ากว่าเวลาบนโลก ถ้าเราไปบินวนหลุมดำสัก 3 วินาที แล้วเราก็บินกลับมาที่โลก เวลาบนโลกอาจผ่านไปแล้ว 200 ปี (อันนี้ดูได้จากสารคดีนะ มีภาพประกอบในสารคดี)

---

ทีนี้.. ลองสังเกตุ พื้นที่ว่างๆ รอบๆตัวเราสิ่

พื้นที่ว่างๆบนโลก อาจประกอบไปด้วยโมเลกุลของอ็อกซิเจน, ไนโตรเจน, มีคลื่นวิทยุ มีขี้ฝุ่น ฯลฯ

แต่เราหมายถึง.. พื้นที่ว่างจริงๆ เช่น อวกาศนอกโลก หรือ พื้นที่สูญญากาศ, พื้นที่ว่างๆรอบๆตัวเรา

พื้นที่ว่างๆพวกนี้ มันไม่ได้มีแค่ฝุ่นหรือโมเลกุลของธาตุต่างๆนะ.. มันมีมิติของ Space และ Time อยู่ในนั้นด้วย

ที่พวกเรา ไม่เห็นความแตกต่างของมัน ก็เพราะ เราอยู่บนรัศมีใกล้เคียงกันจากแกนกลางโลกมาที่ผิวโลก(เราได้รับอิทธิพลจากค่าแรงโน้มถ่วงของโลกที่เท่าๆกัน) ทำให้เรารู้สึกว่า เวลาและระยทางของเรา มันเท่าๆกัน.. จนมีการสร้างนาฬิกา มีการสร้างไม้เมตร ตลับเมตร..

ตอนที่ไอน์สไตน์คิดค้นทฤษฎีเรื่อง Space-Time ได้ เขาได้มีการทำการทดลอง เอานาฬิกาความแม่นยำสูงขึ้นไปวัดบนภูเขาสูง กับบนเครื่องบิน

เวลาบนภูเขาสูงๆ จะเดินเร็วกว่าเวลาบนพื้นผิวโลก (แต่มันเร็วกว่ากันแค่นิดเดียว.. แบบเสี้ยววินาที)

ถ้าเราอยู่ใกล้ๆดวงอาทิตย์ เวลาของเราจะเดินช้ากว่าเวลาบนโลก(แต่มันช้ากว่าไม่มาก เป็นวินาที)

แต่ถ้าเราไปอยู่ใกล้ๆดาวฤกษ์ดวงใหญ่ๆ หรือใกล้ๆหลุมดำ เวลาของเราจะเดินช้ามากกกกก!! (เช่น เราอยู่ใกล้ๆหลุมดำแค่ 3 วินาที แต่เวลาบนโลกอาจผ่านไปแล้ว 200 ปี เป็นต้น)

สรุปแบบรวบรัดคือ.. ยิ่งแรงโน้มถ่วงมาก เวลาก็จะยิ่งเดินช้า

----

แต่..

เวลา คือ อะไรล่ะ ??

บุคคลธรรมดาทั่วๆไป อาจเข้าใจว่า เวลาก็คือ นาฬิกา เวลาก็คือ การเปลี่ยนแปลงที่ใช้อ้างอิงกันและกัน เช่น 8 โมงเช้าของทุกๆวันก็จะต้องเปิดเพลงเคารพธงชาติ เป็นต้น

แต่.. ในทางวิทยาศาสตร์ เวลา ไม่ใช่นาฬิกา ไม่ใช่การเปลี่ยนแปลง..

แต่.. เวลา คือ "illusion" เป็นลำดับเหตุการณ์ เป็น frames ต่อเนื่องกัน.. (อันนี้ก็ดูได้จากสารคดีเช่นกัน แนบสารคดีไว้ 2 อันอ่ะ ดูเองละกัน)

เนื่องจาก จขกท.วาดภาพไม่เก่ง เลยต้องเอาสารคดีมาแนบ เพื่อให้เห็นภาพด้วยนะ (แต่เนื้อหาในกระทู้ที่ จขกท. พิมพ์อยู่นี้ ไม่เหมือนในสารคดีเด๊ะ)

---

คำถามก็คือ..

จากลูก apple ทำให้นักวิทยาศาสตร์คิดว่า มวล มีแรงดึงดูด ยิ่งมวลมากแรงดึงดูดก็มาก

แต่ทำไม แรงดึงดูดถึงเป็นแรงอ่อนๆ ไม่เพียงพอที่จะดูดดาวดวงเล็กมาโคจรรอบมัน

จนนำไปสู่ทฤษฎี Space-Time ที่ไอน์สไตน์บอกว่า แรงดึงดูดไปบิดงอ Space-Time จนทำให้ดาวดวงเล็กหมุนรอบดาวดวงใหญ่

รอบๆตัวเราก็มี Space-Time อยู่ ที่ระดับผิวโลก ก็จะมี Space-Time ระดับเดียวกัน (scale เดียวกัน) ถ้าไปอยู่บนดวงจันทร์ เวลาจะเดินเร็วกว่าบนโลก(แต่เร็วกว่าแค่ เป็นวินาที)

ถ้าไปอยู่บนดาวดวงเล็กกว่า เวลาจะเดินเร็วกว่า

ถ้าไปอยู่บนดาวดวงใหญ่กว่า เวลาจะเดินช้ากว่า

ถ้าไปอยู่รอบๆหลุมดำ เวลาจะเดินช้ามากๆๆๆๆๆ(เดินช้ากว่าบนดาวดวงใหญ่ เพราะแรงดึงดูดของหลุมดำมีมากกว่า)

แต่ถ้า.. จักรวาลนี้.. มีแค่แสง กับ เรา.. แล้วอะไรคือ เวลา?? อะไรคือ เวลาเดินช้าเดินเร็ว ??

แล้วการบิดงอของ "เวลา และ ช่องว่าง" มันจะทำให้ดาวหมุนรอบดาวดวงใหญ่กว่าได้อย่างไร ?? (เข้าใจไหมว่า ไอน์สไตน์ใช้ sheet เพื่ออธิบายการทำงานของ Space-Time แต่ในความเป็นจริงแล้ว Space-Time ไม่ได้เป็นสิ่งที่จับต้องได้ ไม่มีพื้นผิว ไม่มีมวล ไม่มีพลังงาน.. แล้วมันจะไปทำให้ดาวเคราะห์หมุนรอบมันได้อย่างไร ??)

Space และ Time มันเป็น มิติ ที่ไม่สามารถจับต้องได้

ไอน์สไตน์บอกว่า มันส่งผลให้ดาวดวงเล็กหมุนรอบดาวดวงใหญ่ แต่มันไม่ใช่สิ่งที่จับต้องได้ ??

แล้วในเมื่อ มันไม่ใช่แรง ไม่ใช่สิ่งที่จับต้องได้ มันไม่ใช่มวล มันไม่ใช่พลังงาน แล้วมันจะไปทำให้ดาวดวงเล็กมาหมุนรอบดาวดวงใหญ่ได้อย่างไร??? (ลองใช้สามัญสำนึกคิดสิ่)

แล้วถ้าย้อนกลับไปถามว่า.. ทำไม Gravity ถึงทำให้ Space-Time บิดงอ..

เราจะเห็นกัน "จะๆ" เลยว่า.. มันเป็นการเปรียบเทียบกับ "แสง"

เพราะแรงโน้มถ่วง ดึงดูดให้แสงเดินทางช้าลง,  Time และ Space รอบๆมัน ก็เลยบิดงอ

แล้วถามหน่อย.. ถ้าจักรวาลนี้ ไม่มีแสง.. แล้ว Time กับ Space ยังจะบิดงออยู่ไหม ???

การบิดงอของ Time-Space เป็นทฤษฎีที่ เทียบกับ ความเร็วแสง เทียบกับการเคลื่อนที่ของแสง

แต่.. ในความเป็นจริงแล้ว Time และ Space มันไม่ใช่สิ่งที่จับต้องได้

ลองเอามือควานๆดูอากาศรอบๆตัวเราสิ่.. มีใครไปแตะไปจับ Time กับ Space ได้บ้าง ??

และอีกอย่าง.. ความเร็วและเวลา มันคือ การอ้างอิงของวัตถุ 3 ชิ้นขึ้นไป

ถ้าจักรวาลนี้ มีวัตถุอยู่แค่ 1-2 ชิ้น มันจะไม่มีเวลา ไม่มีความเร็ว

แต่ถ้าวัตถุนี้มีวัตถุมากกว่า 3 ชิ้นขึ้นไป มันถึงจะเริ่มมีเวลา.. แล้วถามหน่อยว่า อะไรคือ เวลา ??

ในทางวิทยาศาสตร์ ได้กล่าวไว้ว่า.. เวลาคือ illusion (ลองนึกภาพหนัง Sci-Fi ที่พระเอกมีพลังจิตหยุดเวลาได้อ่ะ)

ทุกๆครั้งที่พระเอกหยุดเวลา นั่นแหละคือ 1 Frame(เราสมมติให้เป็น frame เพื่อความเข้าใจง่ายนะ คล้ายๆเราดูหนังดูภาพยนต์ที่เราจะ เล่นไปหน้า หรือรีถอยหลัง หรือpauseให้มันหยุดค้างไว้ก่อน ทุกๆครั้งที่ pause นั่นแหละคือ 1 frame) อันนี้ดูในสารคดี illusion of time ที่แนบมาด้วยก็ได้นะ จะได้เข้าใจมากขึ้น

---

นอกจากนี้นะ..

ไอน์สไตน์เคยพิสูจน์ทฤษฎีของตน ตอนเกิดสุริยุปราคา ถ้าแสงเดินทางเป็นเส้นตรง พวกแสงของดาวที่อยู่หลังดวงอาทิตย์มันต้องถูกดวงอาทิตย์ดูดไว้แล้วโค้งมาอีกด้านหนึ่ง ส่งผลให้เรามองเห็นดาวที่อยู่หลังดวงอาทิตย์ได้ (อันนี้เขาทดลองกันตอนเกิดสุริยุปราคา ที่จะเห็นดาวอยู่ข้างๆดวงอาทิตย์อ่ะ ซึ่งจริงๆแล้ว ถ้าเทียบกับตำแหน่งของโลก มันจะอยู่หลังดวงอาทิตย์)

คิดดูว่า.. เราเห็นดาวอยู่ข้างๆดวงอาทิตย์ ทั้งๆที่จริงๆแล้วมันอยู่หลังดวงอาทิตย์

นี่เป็นแค่ 1 ในเหตุการณ์ที่โดนแรงโน้มถ่วงของอาทิตย์เบนแสงของดาวดวงนั้นอ้อมมาอีกด้านหนึ่ง

แล้วลองคิดดูว่า..

โลกนี้ ดาวอังคาร ดาวพฤหัส ดวงอาทิตย์ หลุมดำ ดวงดาวต่างๆในกาแล็กซี่มีมากมาย

มีดวงดาวอยู่มากมายก่ายกองในกาแล็กซี่ มีหลุมดำอีกมากมาย

แล้ว ท่านๆทั้งหลายคิดว่า.. ถ้า Gravity ของดาวทุกดวงมันเบนแสงได้ นั่นก็เท่ากับว่า จักรวาลที่เราเห็นอยู่ตอนนี้ ก็คงผ่านการเบี่ยงเบนแสงมาแล้วมากมายหลายครั้ง กว่าแสงจะเดินทางมาถึงลูกกะตาของเราๆท่านๆ มันก็คงจะโดนเบี่ยงเบน หักเห ผ่านนู่นผ่านนี่มาแล้วมากมาย

แล้วหากแสงต่างๆถูกเบี่ยงเบนโดยสิ่งเหล่านี้จริงๆ.. นั่นก็อาจเป็นไปได้ว่า จักรวาลที่เราเห็นๆกันทุกวันนี้ ที่ว่ากาแล็กซี่อยู่ห่างกันแบบนี้ ที่มันหน้าตาแบบนี้ จริงๆแล้ว มันอาจไม่ได้หน้าตาแบบนี้ มันอาจไม่ได้เป็นแบบนี้ แล้วพื้นที่มืดๆที่เราเห็นมันก็อาจจะไม่มืด แต่มันโดนเบี่ยงแสงออกไปหมดแล้ว หรือมันอาจจะมืดจริงๆ (มีความเป็นไปได้มากมาย)

แสงจากดาวต่างๆ กว่าจะเดินทางมาถึงโลก ผ่านการเบี่ยงเบน ผ่านการดึงดูด หักเห มานักต่อนัก ดังนั้น ไม่มีทางเลย ที่จักรวาลจะมีรูปร่างหน้าตาเหมือนที่เราเห็นในปัจจุบัน และกาแล็กซี่ต่างๆ อาจไม่ได้มีรูปร่างหน้าตาอย่างที่เห็นๆกันอยู่ทุกวันนี้ แม้แต่พื้นที่มืดๆ หรือสสารมืด หรือพลังงานมืด ก็อาจไม่ใช่สิ่งทีเราคิดว่มันเป็น มันอาจไม่ได้มีหน้าตาแบบนี้


เอาเท่านี้ก่อน ^_^

--

แค่คิดว่า.. "เวลาคืออะไร??"

แน่ใจหรือว่า Space-Time คือปัจจัยที่ทำให้ ดาวดวงเล็กหมุนรอบดาวดวงใหญ่ (Space-Time มันเป็นแค่ มิติ จับต้องไม่ได้ สัมผัสไม่ได้ ไม่ใช่แรง ไม่ใช่พลังงาน มันจะทำให้ดาวดวงเล็กมาหมุนรอบดาวดวงใหญ่ได้ยังไง?)

แน่ใจหรือว่า เวลามีช้า มีเร็ว (เพราะจริงๆแล้ว เวลา และ ความเร็ว ล้วนเป็นเรื่องของการเปรียบเทียบ, อ้างอิง ของสิ่งหนึ่งกับอีกสิ่งหนึ่ง ทั้งสิ้น)

แล้วแน่ใจหรือว่า.. Gravity ดึงดูดแสง และทำให้ Space-Time บิดงอ (เพราะที่บอกว่า time มันเดินช้าเดินเร็ว ก็เพราะเอาไปเทียบกับความเร็วแสง แล้วถ้าจักรวาลนี้ไม่มีแสงล่ะ? มันจะยังบิดงออยู่ไหม?)

แนวคิดเหล่านี้ ท่านแน่ใจหรือ?? ถามแค่นี้ล่ะ ><

---

และเป็นไปได้ไหม ที่ดาวโลก อาจจะหมุนรอบดวงอาทิตย์ ด้วยเหตุผลอื่น?? ไม่ใช่เพราะ Gravity ไม่ใช่เพราะ Space-Time ???

แก้ไขเมื่อ 25 ก.พ. 55 04:32:43

 
 

จากคุณ : mooesha
เขียนเมื่อ : 25 ก.พ. 55 03:18:28




ข้อความหรือรูปภาพที่ปรากฏในกระทู้ที่ท่านเห็นอยู่นี้ เกิดจากการตั้งกระทู้และถูกส่งขึ้นกระดานข่าวโดยอัตโนมัติจากบุคคลทั่วไป ซึ่ง PANTIP.COM มิได้มีส่วนร่วมรู้เห็น ตรวจสอบ หรือพิสูจน์ข้อเท็จจริงใดๆ ทั้งสิ้น หากท่านพบเห็นข้อความ หรือรูปภาพในกระทู้ที่ไม่เหมาะสม กรุณาแจ้งทีมงานทราบ เพื่อดำเนินการต่อไป



Pantip-Cafe | Pantip-TechExchange | PantipMarket.com | Chat | PanTown.com | BlogGang.com