‘การกระเพื่อมตัวของอวกาศ’ 100 ปี แห่งบทพิสูจน์ ‘ทฤษฎีสัมพัทธภาพ’ ของ ‘ไอน์สไตน์ “

สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (สดร.) กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (วท.) ได้เผยแพร่ข้อมูลใหม่ของโลกว่าด้วยทฤษฎีการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงได้เป็นครั้งแรก (แบบเข้าใจง่าย) โดยนายมติพล ตั้งมติธรรม นักวิชาการประจำศูนย์บริการวิชาการและสื่อสารทางดาราศาสตร์ สดร. ระบุว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปที่คิดค้นโดยอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ เมื่อร้อยปีก่อนกล่าวว่า มวลทำให้กาลอวกาศรอบๆ เกิดความโค้ง ทฤษฎีนี้ให้ผลที่แม่นยำกว่าทฤษฎีความโน้มถ่วงแบบนิวตัน

สิ่งหนึ่งที่ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปทำนายไว้ก็คือ มวลสารที่เคลื่อนไหวหรือพุ่งเข้าชนกันจะทำให้ที่ว่าง (space) จะเกิดการกระเพื่อมออกไปเป็นระลอกคลื่น ซึ่งการกระเพื่อมของที่ว่างคือคลื่นความโน้มถ่วง (gravitational wave) ซึ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่าแสงนั่นเอง

คลื่นความโน้มถ่วงเป็นคลื่นที่แปลกไปกว่าคลื่นอื่นๆ ในธรรมชาติ เช่น คลื่นน้ำเคลื่อนที่ไปในตัวกลางคือน้ำ คลื่นเสียงเคลื่อนที่ในตัวกลางคืออากาศ คลื่นแสงเคลื่อนที่ผ่านที่ว่างคืออวกาศ แต่คลื่นความโน้มถ่วงคือการกระเพื่อมของตัวอวกาศเอง ซึ่งมันจะนำพลังงานและโมเมนตัมเชิงมุมของระบบออกมากับตัวเองเหมือนกับคลื่นอื่นๆ แต่ปัญหาคือมันตรวจสอบยากมาก เพราะคลื่นความโน้มถ่วงนั้นมีค่าอ่อนมากๆ

อย่างไรก็ตาม ที่กล่าวมาทั้งหมดนี้เป็นเพียงผลจากการคำนวณเชิงทฤษฎีเท่านั้น นักวิทยาศาสตร์จึงพยายามตรวจสอบหาคลื่นความโน้มถ่วงซึ่งเกิดขึ้นเพื่อทดสอบความถูกต้องของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป

Advertisement

การค้นพบคลื่นความโน้มถ่วงเกิดขึ้นได้อย่างไร

นายมติพลระบุว่า เมื่อวันที่ 11 กุมภาพันธ์ 2015 ห้องปฏิบัติการ Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) ตีพิมพ์การค้นพบคลื่นความโน้มถ่วงที่ออกมาจากหลุมดำที่ชนกัน หลุมดำนั้นมีมวลมาก หลักการคือ เลเซอร์จะถูกปล่อยเข้าใส่กระจกที่แยกแสงได้เป็นสองทางในทิศตั้งฉากกัน ปลายทางจะมีกระจกซึ่งจะสะท้อนแสงทั้งสองลำนั้นกลับมา แสงที่สะท้อนกลับมาจะเกิดการแทรกสอดกันไม่ต่างจากคลื่นทุกชนิด ซึ่งจะมีเครื่องตรวจสอบการแทรกสอดที่เกิดขึ้น หากคลื่นความโน้มถ่วงมีจริง มันจะส่งผลให้ท่อด้านหนึ่งเกิดการเปลี่ยนแปลงความยาวซึ่งจะส่งผลต่อการแทรกสอดที่เกิดขึ้นจนตรวจจับได้ ท่อแต่ละด้านของ LIGO ยาวถึง 4 กิโลเมตร! เพื่อให้การหดของท่อที่เกิดจากคลื่นความโน้มถ่วงมีค่ามากที่สุดเท่าที่จะทำได้ แต่กระนั้นการหดก็ยังเกิดขึ้นน้อยกว่าขนาดของอะตอมเสียอีก และนักฟิสิกส์ก็ยังไปตรวจจับได้

การเข้าใจเรื่องใหม่ๆ เกี่ยวกับความโน้มถ่วงอาจยังไม่ทำให้เกิดการประยุกต์ใช้อะไรเร็วๆ นี้ แต่มันเป็นหลักหมุดสำคัญทางวิทยาศาสตร์และอาจทำให้ค้นพบอะไรใหม่ๆ ตามมาได้อีกมากมาย เช่น ความโน้มถ่วงที่ถูกปลดปล่อยออกมาในระยะเริ่มต้นของเอกภพ

มีการคาดกันว่า งานวิจัยนี้กล่าวได้ว่ายิ่งใหญ่และสำคัญเหมือนการค้นพบฮิกส์โบซอน และมีโอกาสได้รับรางวัลโนเบลสูงมาก

Advertisement
QR Code
เกาะติดทุกสถานการณ์จาก Line@matichon ได้ที่นี่
Line Image