[กระทู้ชวนคุย] Gravity, Space-Time, Black Hole, ความเร็วสัมพัทธ, และ Missing Higgs

1. Gravity: ไม่มีขอบเขตที่ตายตัว และไม่มีจำกัดอีกต่างหาก(เกิดขึ้นทันทีระหว่างวัตถุ 2 ชิ้นที่มีมวล) ยิ่งอยู่ใกล้กันแรงยิ่งมาก ยิ่งมวลเยอะแรงก็ยิ่งมาก (เป็นแรงที่ ไม่มีขีดจำกัด และไม่มี carrier ทำให้ไม่มีขอบเขตที่แน่นอน)

2. Space-Time: ไม่น่าเชื่อว่า ต่อมาอีกไม่นาน ไอน์สไตน์ก็มาบอกว่า Space-Time คือ Hidden Dimension และมีความสัมพันธ์กันกับ Gravity

ในบรรดาแรงทั้ง 4 ซึ่งได้แก่ Strong Force, Electromagnetic Force, Weak Force และ Gravity

ในบรรดาแรงทั้งสี่ Gravity เป็นแรงที่มีอิทธิพลมากที่สุดในจักรวาล (เป็นแรงที่ก่อให้เกิดดวงดาวและกาแล็กซี่ต่างๆหลังการระเบิด Big Bang) แต่... Gravity กลับเป็นแรงที่ "อ่อนที่สุด" เมื่อเทียบกับอีก 3 แรง (อ่อนกว่า Weak Force ด้วย)

นอกจากนี้ Gravity ยังเป็นแรงที่ส่งผลต่อ Space-Time อีกด้วย (ทั้งๆที่มันเป็นแรงที่อ่อนมาก แต่แรงอีก 3 แรง กลับไม่มีผลอะไรกับ Space-Time)

ถ้า Gravity ยิ่งมาก Space-Time รอบๆมันก็จะยิ่งโดนบิดงอมาก ถ้าเราไปอยู่ใกล้ๆดาวดวงใหญ่ๆที่มีแรงดึงดูดมหาศาล ความรู้สึกเราจะเหมือนเวลามันเดินปกติ แต่ถ้าเราออกจากดาวดวงนั้นมา กลับมาที่โลก เราจะพบว่า เวลาบนโลก มันไปไกลหลายปีแล้ว เป็นทฤษฎีที่ว่า ถ้าเราสามารถสร้างยานอวกาศไปบินอยู่ใกล้ๆหลุมดำได้ ถ้าเราใช้เวลาอยู่ใกล้ๆหลุมดำสักพัก เช่น 1 วัน หลังจากนั้นเราก็บินกลับมาที่โลก เราจะพบว่าเวลาบนโลกมันผ่านไปหลายร้อยปีแล้ว เป็นต้น

จะเห็นได้ว่า Gravity สัมพันธ์กับมวล ถ้ามวลมาก Gravity ก็มาก แล้วถ้า Gravity มาก Space-Time ตรงนั้นก็จะบิดงอมาก (แต่ละตำแหน่งในจักรวาล เวลาจะเดินไม่เท่ากัน ขึ้นอยู่กับว่าตำแหน่งนั้น Space-Time มันเป็นยังไง มันโค้งๆ หรือมันเป็นคลื่น หรือมันเรียบๆ)

3. Black Hole: นักวิทยาศาสตร์บอกว่า Black Hole เกิดจากการระเบิดของดาวฤกษ์ดวงใหญ่ ทำให้กลายเป็น black hole มีแรงดึงดูดมหาศาลที่แม้แต่.. "แสง" ก็ยังหนีไม่พ้น (จริงๆก็มีสาเหตุการเกิด Black Hole อีกสาเหตุหนึ่ง แต่จำไม่ได้ จำได้อันเดียวที่ว่า มันเกิดจากการระเบิดของดาวฤกษ์ แต่ก็ช่างมัน เพราะนี่ไม่ใช่ประเด็นที่สนใจ)

ที่สนใจคือ Black Hole มีแรงดึงดูดมหาศาล แรงดึงดูดนั้น ก็ยังถือว่าเป็น Gravity แต่เป็น Gravity ที่มหาศาล ดูดแม้กระทั่ง แสง..

แล้วที่พวกเราเห็น Black Hole มันเป็นสีดำ เพราะมันไม่มีแสงจากจุดนั้นมากระทบดวงตาของเรา นั่นก็หมายความว่า..

สสารที่ Black Hole มันดูดเข้าไปเนี่ย >< มันก็อาจจะอยู่ที่เดิมนั่นแหละ เพียงแต่ แรงดึงดูดอันมหาศาลของ Black Hole ไปเบี่ยงเบนแสงของมันให้ไปทิศทางอื่น(แทนที่จะสะท้อนเข้าดวงตาเรา) เราก็เลยเห็นมันเป็นสีดำๆ >< นั่นก็เท่ากับว่ารัศมีของ Black Hole จริงๆแล้ว ต้องแบ่งเป็น 2 รัศมี คือ รัศมีของมวล(ตัวมันเอง) และรัศมีของความมืดรอบๆมัน(ที่อาจไม่มีมวล แต่มันแค่เบี่ยงทิศทางของแสงของสสารแถวๆนั้นที่มันผ่านไปเฉยๆ)

ปล. พิมพ์ไปพิมพ์มาก็แอบสงสัยอยู่อย่าง ว่าทำไม Gravity ถึงมีอิทธิพลกับแสงหว่า?? ในเมื่ออนุภาค photon มันไม่มีมวล --' (เขาคงมีคำอธิบายไว้แล้วล่ะ แต่เรายังไม่ได้อ่าน ^^)

[จขกท.มาให้ข้อมูลเพิ่มเติมเรื่อง Gravity กับ Photon ::
Gravity ไม่ได้ดูดมวล แต่ Gravity ทำให้ Space-Time มันโค้งงอ และอนุภาคหรือสสารใดๆในอวกาศที่เดินทางผ่าน Space-Time จุดนั้น มันก็เลยมีการเดินทาง ผ่านคลื่นความโค้งความเรียบของ Space-Time บริเวณนั้น (ทำให้เรารู้สึกเหมือน Gravity มันดูดแสง แต่จริงๆแล้วไม่ใช่ แสงมันแค่เดินทางไปตามความโค้งงอของ Space-Time นั่นเอง ^^)
อย่างไรก็ตาม ทุกวันนี้ พวกเรายังใช้การประมาณค่าความโน้มถ่วง(Excellent approximation) ของ Newton ในการส่งยานอวกาศออกนอกโลก ในการคำนวณแรงโน้มถ่วงของโลก ซึ่งมันก็คำนวณได้ใกล้เคียงมากกกก!!
]

4. ความเร็วสัมพัทธ: เห็นหลายๆคน ชอบใช้คำว่า "ถ้าเราสร้างยาน ที่คลื่อนที่ได้เท่าความเร็วแสง หรือ ใกล้เคียงความเร็วแสง" เราคิดถึงคำพูดพวกนี้ทีไร เราปวดหัวทุกที(ฟังแล้วชอบคิดลึกตลอด) --'

จริงๆแล้ว ความเร็วในจักรวาล คือความเร็วของสิ่งหนึ่ง สัมพัทธกับการเคลื่อนที่ของอีกสิ่งหนึ่ง มันไม่ใช่ความเร็วในตัวมันเอง

แต่ไม่ว่าอย่างไร ไม่มีสสารชิ้นไหน หรือวัตถุธาตุชิ้นไหน ที่จะไปเปลี่ยนความเร็วสัมพัทธของแสงได้!

เวลาเรายืนอยู่ข้างทางรถไฟ เราเห็นรถไฟวิ่งผ่าน เราอาจคิดว่า เรากำลังยืนอยู่นิ่งๆ แต่เป็นรถไฟต่างหากที่กำลังเคลื่อนที่ไปด้วยความเร็วค่าหนึ่ง, ในทางตรงกันข้าม ถ้าเราอยู่บนรถไฟแล้วเรามองออกไปนอกหน้าต่าง เห็นคนยืนอยู่ข้างทาง เราอาจเข้าใจว่า เรากำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วค่าหนึ่ง แต่คนข้างนอกต่างหากล่ะที่ยืนอยู่นิ่งๆ, ทั้งๆที่ จริงๆแล้ว พวกเราทุกคนก็กำลังเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา เรายืนบนผิวโลก โลกกำลังหมุนรอบตัวเองตลอดเวลา และโคจรรอบดวงอาทิตย์อยู่ตลอดเวลา และเราก็โคจรรอบใจกลางกาแล็กซี่อยู่ตลอดเวลา และกาแล็กซี่ของเราก็กำลังเคลื่อนที่เปลี่ยนตำแหน่งอยู่ตลอดเวลา

แต่ไม่ว่า เราจะกำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่าไหร่ก็ตาม แต่เมื่อเทียบกับแสงแล้ว เราจะเห็นแสงเร็วกว่าเรา 3x(10^8) m/s เสมอ O.O

เข้าใจไหมว่า??? พวกเรา "อยู่ที่เดิม เราไม่ได้ไปไหนเลย!"

แล้วไอ่คำว่า "ถ้าเราสามารถสร้างยานที่เคลื่อนที่ไปเร็วเท่าความเร็วแสง" เราคิดว่า คำกล่าวนี้ ไม่สมเหตุสมผล

เพราะ.. คำว่า "ถ้ายานเคลื่อนที่ด้วย.. ความเร็วแสง.." อยากถามว่า เราเทียบกับอะไร ?? เราจะเอาการเคลื่อนที่ของยานเทียบกับการเคลื่อนที่ของ Andromeda Galaxy หรือเราจะเอาการเคลื่อนที่ของยานเทียบกับการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์???

คำถามคือ เราจะใช้อะไร มาเปรียบเทียบกับความเร็วของยาน แล้วให้คำนิยามมันว่า "มันกำลังเคลื่อนที่เท่าความเร็วแสง หรือใกล้เคียงความเร็วแสง???"

คำตอบคือ.. มันเป็นคำพูดที่ ไม่สมเหตุสมผล แล้วหากเราต้องการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสงจริงๆ บางทีตอนนี้กาแล็กซี่ของเราอาจกำลังวิ่งหนีเปลี่ยนตำแหน่งไปเรื่อยๆ บวกกับความเร็วที่เราโคจรรอบใจกลางกาแล็กซี่ บวกความเร็วที่เราโคจรรอบดวงอาทิตย์ และบวกความเร็วที่เรากำลังหมุนรอบตัวเอง เอาความเร็วตั้งต้นมารวมกัน บางทีนะ.. ตอนนี้ "พวกเราอาจกำลังเคลื่อนที่เปลี่ยนตำแหน่ง ด้วยความเร็วที่มากกว่าความเร็วแสงอยู่ก็เป็นได้ ^^"

หลังการระเบิด Big Bang จนถึงตอนนี้ ทุกๆกาแล็กซี่ อาจกำลังเคลื่อนที่หนีห่างจากจุดที่เคยเป็น Singularity ด้วยความเร็วที่มากกว่าความเร็วแสงก็เป็นได้ ><

ดังนั้น ความเร็วสัมพัทธระหว่างวัตถุ 2 ชิ้น จึงเป็นเรื่องที่ "ลวงตามากกกกก!!"

แล้ววัตถุที่จะเดินทางได้เร็วกกว่าแสง ก็เป็นสิ่งที่ "ไม่สมเหตุสมผล" เพราะในจักรวาลนี้ แสง..จะเร็วกว่าพวกเราที่ความเร็ว 3x(10^8) m/s เสมอ

และไม่ว่าพวกเราจะอยู่ ณ ตำแหน่งไหนของโลกใบนี้ หรือของจักรวาลนี้ เมื่อเทียบกับแสงแล้ว พวกเราจะเหมือน "อยู่ที่เดิม ไม่ได้เคลื่อนไหวเปลี่ยนตำแหน่งไปไหนเลย" O.O

เราลองลบภาพสสารรอบๆตัวเราออกให้หมด แล้วลองสมมติว่า ในจักรวาลนี้มีแค่ "ตัวเรา" กับ "แสง" แล้วเราจะพบว่า "พวกเราอยู่ตำแหน่งเดิมตลอดเวลา ไม่ได้เคลื่อนไหวไปไหนเลย" แต่ที่เรารู้สึกว่า เรากำลังเปลี่ยนตำแหน่งและมีความเร็วค่าหนึ่ง นั่นเพราะ เราเอาตัวเองไปเทียบกับสภาพแวดล้อมรอบๆตัวเรา ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่แน่นอน(สภาพแวดล้อมรอบๆตัวเรา มันก็เหมือนเรา เมื่อเทียบกับแสงมันก็อยู่ตำแหน่งเดิม และมันก็มีการเปลี่ยนรูปอยู่ตลอดเวลา electron ก็หมุนรอบนิวเคลียสอยู่ตลอดเวลา สสารในจักรวาลก็มีการเปลี่ยนรูปอยู่ตลอดเวลา บางทีก็รวมกันเป็นก้อนหิน บางทีมันก็รวมกันเป็นอากาศ บางทีมันก็รวมกันเป็นสิ่งมีชีวิต)

สรุป: เพราะเราเห็นการเปลี่ยนรูปของสสารรอบๆตัวเรา(ซึ่ง มันก็มีการเปลี่ยนรูปอยู่ตลอดเวลาทุกเสี้ยววินาที) เลยทำให้เราเข้าใจว่า...เราเปลี่ยนตำแหน่ง ทำให้เราเข้าใจว่า...เรากำลังเคลื่อนที่ ทำให้เราเข้าใจว่าสิ่งต่างๆรอบตัวเรากำลังเคลื่อนไหว แต่ทั้งหมดนี้ มันเกิดขึ้นเพียงเพราะ "สสาร มันมีการเปลี่ยนรูปอยู่ตลอดเวลา^_^" แต่พวกเราทุกคนอยู่ตำแหน่งเดิม ไม่ได้เปลี่ยนตำแหน่งหรือเคลื่อนที่ไปไหนเลย ^^

5. Higgs boson: The physicists Peter Higgs, Robert Brout and François Englert came up with a solution to solve this conundrum.

They suggested that all particles had no mass just after the Big Bang. As the Universe cooled and the temperature fell below a critical value, an invisible force field called the ‘Higgs field’ was formed together with the associated ‘Higgs boson’. The field prevails throughout the cosmos: any particles that interact with it are given a mass via the Higgs boson. The more they interact, the heavier they become, whereas particles that never interact are left with no mass at all.

Credit: CERN - Missing Higgs

จากข้อความข้างต้น ที่ Copy มาจากเวบของ CERN

Dr.Higgs เจ้าของทฤษฎีอนุภาค Higgs ที่เขาใช้ LHC ยิงอนุภาคหาๆกันอยู่นั้น เขาเสนอทฤษฎีมาว่า แต่เดิม(หลังการระเบิด Big Bang) อนุภาคต่างๆจะยังไม่มีมวล จนกระทั่ง อนุภาคเหล่านั้นมาเจอกับสนามพลังงาน Higgs เลยทำให้อนุภาคเหล่านั้นมีมวล O.O

เราอ่านแล้วทำให้เราพลอยนึกถึงเรื่อง การเคลื่อนที่ใกล้เคียงกับความเร็วแสง ที่สมัยก่อนไอน์สไตน์บอกว่า วัตถุใดๆก็ตามที่เคลื่อนที่ไปด้วยความเร็วค่าหนึ่ง ยิ่งเร็ว มวลก็ยิ่งมาก แล้วถ้าวัตถุนั้นเกิดเคลื่อนที่เท่าความเร็วแสง มวลก็จะเป็นอนันต์

---

เราลองเอา 2 คำกล่าวนี้ มาชนกันซิ

1. หลังการระเบิด Big Bang, Dr.Higgs เสนอทฤษฎีมาว่า เมื่อก่อน อนุภาคในจักรวาล ยังไม่มีมวล แต่เพราะมาเจอกับสนาม Higgs field เลยทำให้อนุภาคนั้นมีมวล

2. ไอน์สไตน์บอกว่า วัตถุใดๆก็ตามที่เคลื่อนที่เข้าใกล้ความเร็วแสง มวลก็จะยิ่งมากมายมหาศาล แล้วถ้ายิ่งเคลื่อนที่เร็วเท่ากับความเร็วแสง มวลก็จะเพิ่มมากขึ้นจนเป็นอนันต์ O.O

จะเห็นได้ว่า นักวิทยาศาสตร์ 2 ท่านนี้ พูดกันไปคนละทิศละทาง (Mark: เราไม่แน่ใจว่า ที่ว่ายิ่งความเร็วมาก มวลก็ยิ่งเพิ่มมาก มันยังเป็นทฤษฎีที่ได้รับการยอมรับอยู่หรือเปล่านะ เพราะเมื่อสักครู่ลองค้นๆข้อมูลดู เห็นเขาบอกว่า หนังสือเรียนบางเล่มก็ไม่ยอมรับเรื่องนี้แล้ว เพราะนักวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันนี้เขาออกมาให้เหตุผลว่า ความเร็วไม่น่าจะมีผลกับมวล แต่มีผลกับพลังงานต่างหากล่ะ)

และเนื่องจาก เรายังไม่แน่ใจเรื่อง "ความเร็วมาก มวลก็ยิ่งมากขึ้นด้วย" จึงจะขอข้ามเรื่องนี้ไปก่อน(ยังไม่มีข้อสรุป)

เราข้ามมาที่เรื่องนี้แทน..

อนุภาคใดๆที่เจอกับ Higgs field ก็จะเริ่มมีมวล(โดย Higgs boson)

แล้วในจักรวาลนี้ มันมีอนุภาคอยู่ 2-3 ชนิดที่ไม่มีมวล หนึ่งในนั้นก็คือ photon (อนุภาคแสง)

หมายความว่า Dr.Higgs กำลังจะบอกชาวโลกว่า.. แต่เดิม อนุภาคใดๆในจักรวาลก็คือ อนุภาคเดียวกัน ตัวเดียวกัน แต่มันเริ่มมาเป็นคนละชนิด คนละตัว เพราะมันได้รับมวลโดยการผ่านสนาม Higgs field นั่นเอง

ถ้าอย่างนั้น..

ถ้า "มวล" เกิดขึ้นได้ โดย Higgs Field จริงๆ บางที เราอาจเสก"มวล" โดยใช้ Higgs Field เสกให้พื้นที่ว่างๆเนี่ย อยู่ดีๆก็มีมวลขึ้นมา

แล้วถ้าเราสามารถสร้างมวลขึ้นมาได้เยอะๆ(ในพื้นที่จำกัด) Space-Time รอบๆพื้นที่นั้น ก็จะถูกบิดงอเยอะมาก(ถ้าเราไม่อยากให้บิดมาก เราก็ลดมวลที่สร้างลง ถ้าอยากให้บิดงอมากๆ ก็สร้างมวลเพิ่มขึ้น)

แล้ว.. การบิดงอ Space-Time นี่แหละ มันคือ "ประตูมิติข้ามเวลา" พาเราไปกาแล็กซี่อื่นก็ได้ พาเราย้อนไปอดีตก็ได้ ไปอนาคตก็ได้ และบางที อาจนำเราไปสู่การสร้างยานบิน Anti-Gravity Flying Saucer เหมือนของมนุษย์ต่างดาวที่มาโลกเราบ่อยๆไง ^0^

---

ขอจบการคร่ำครวญและคำพูดเพ้อเจ้อแต่เพียงเท่านี้ ถ้าเราพูดถึงทฤษฎีไหนไม่ถูกต้อง ขอความกรุณาช่วยแก้ให้ด้วยก็ดีค่ะ ^_^ ใครมาอ่านจะได้ไม่เข้าใจผิด(เวลาแก้ ก็ขอ reference ด้วยนะคะ ^^)

ทิ้งท้ายด้วย สารคดีสุดโปรด 4 เรื่องดังต่อไปนี้^^

1. The Fabric of the Cosmos: What is space?
2. The Fabric of the Cosmos: Illution of Time
3. The Fabric of the Cosmos: Quantum Leap
4. The Fabric of the Cosmos: Universe or Multiverse?

 

ไม่ค่อยเข้าใจ แต่เยี่ยมมาก สงสัยว่าคุณMambooไปUpgrade สมองมาใหม่ สุดยอดครับ

 

อย่าเตลิดนะครับ แต่ผมรู้ว่าคุณมีวิธี 555

 

จะเข้ามาเพิ่มข้อความแทรกเรื่อง Gravity กับ Photon

ทำไปทำไม เนื้อหากระทู้หายหมดเลย ><

แต่มีสำรอง ตอนนี้แก้แล้วนะคะ ^_^ กลับมาสวยงามเหมือนเดิมแล้ว ^^

 

. ไอน์สไตน์บอกว่า วัตถุใดๆก็ตามที่เคลื่อนที่เข้าใกล้ความเร็วแสง มวลก็จะยิ่งมากมายมหาศาล แล้วถ้ายิ่งเคลื่อนที่เร็วเท่ากับความเร็วแสง มวลก็จะเพิ่มมากขึ้นจนเป็นอนันต์
อัน นี้ต้องถามพวกนักบิน F4 หรือพวก ขับF1ดูครับ ว่าหนักมากใหมยังไม่เท่ากับแสงนะ

 

แรงโน่้มถ่วง --กราวิตี้ เมื่อเทียบกับแรงในอะตอมแล้ว มันอ่อนมาก จนบางคนว่ามาจากมิติคู่ขนานด้วยซ้ำไป
---โมเมนตั้ม เท่ากับมวลคุณความเร็ว ถ้าเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง ก็จะมีแรงปะทะมาก ทำให่เราคิดว่ามวลเยอะขึ้น แต่มันอาจจะคงที่ก็ได้
---ก็ดีครับ สนุกดี

 

โลกอาจไม่ใช่เอกภพเดียว อาจมีหลายเอกภพ สร้างขึ้นมาเรื่อยๆ แต่มีมิติที่มากกว่าสาม

--หรือเป็นมัลติเวิร์ส--เอกภพหลากมิติ หรือเรียกว่าพหุภพก็ได้ หรือเอกภพหลากมิติ
--21ธค ห้าทุ่มครึ่ง เราอาจได้ไปสู่มิติที่เกินสาม โผล่ไป4 และ5 หมายความว่าเราอาจเห็นเทพเทวดา คนต่างมิติ ด้วยตาของเรานี่แหละ ขณะนี้ชาวต่างดาวจะย้ายโลกบางส่วนกับดวงอาทิตย์ไปที่นั่น-กำลังเคลียร์พื้นที่อยู่

 

[ame=http://www.youtube.com/watch?v=CD5tBIqJU4U]NOVA | The Fabric of the Cosmos: What Is Space - YouTube[/ame]

ตวามว่า หรืออวกาศที่เรานู้จัก ก็เป็นสิ่งลึกลับ หากยิงแนุภาตไปในความว่างเปล่า จะมีอนุภาคกระเด็นออกมามากมาย แสเดงว่ามีอนุภาคที่ไร้รูปซ่อนอยู่

 

ไม่ว่าโฟตอน หรือนุภาคอื่นเช่นอิเลคตรอนก็เป็นได้ทั้งคลื่นและอนุภาค แต่ไม่เป็นพร้อมกัน มันขึ้นอยู่กับการทดลอง แช่น้เแม็ดแสงหรือโฟตอน กระทบผิวโลหะ ทำให้อิเลคตรอนกระเด็นออกมา แสดงว่ามันมีมวล--มันแสดงตัวเป็นนกสองหัว เรามันรู้ในจิตของเราหรือมันกำลังกยอกล้อเราก็ไม่ทราบได้

 

เขาบอกว่า ความเร็วพวกเครื่องบินรบอเมริกา ก็ถือว่า "ช้ามาก เมื่อเทียบกับความเร็วแสง"

แสงเดินทาง 3x(10^8) m/s เครื่องบิน F4 มีความเร็วเท่าไหร่ล่ะ ??

ต่อให้ทฤษฎีที่บอกว่า ความเร็วยิ่งมาก มวลก็ยิ่งเพิ่มมาก เป็นเรื่องจริง มวลของเครื่องบิน F4 มันก็เพิ่มขึ้นแค่ไม่กี่ มิลลิกรัม --' (แทบไม่มีผลอะไร)

 

ให้ยานความเร็วเหนือแสงฟังดูยุ่งยาก

สร้างจุดวาร์ปแล้ววาร์ปไปถึงยังฟังดูง่ายกว่า