คืนค่าการตั้งค่าทั้งหมด
คุณแน่ใจว่าต้องการคืนค่าการตั้งค่าทั้งหมด ?
ลำดับตอนที่ #224 : ความรู้และทฤษฎีเรื่อง"ความเร็วแสง"
ัมภีร์ไบเบิลอริส์ศาสนาล่าวว่า เมื่อแรเริ่มัรวาลมืสนิทนระทั่พระเ้าไ้ประทานแสให้ แล้วสวรร์็สว่าไสว แ่ทฤษีำเนิอัรวาลที่นัวิทยาศาสร์เื่อะนี้แถลว่า เมื่อ ๑๓,๐๐๐ ล้านปี่อนนี้ ัรวาลไ้อุบัิาารระเบิอสสารที่ร้อนัและมีวามหนาแน่นสูนหาที่ สุมิไ้ และหลัาที่ารระเบิแล้ว ารยายัวอย่ารวเร็วไ้ทำให้อุหภูมิอัรวาลล่ำล นระทั่มีอุหภูมิเพีย ๓,๐๐๐ อศาสัมบูร์ภายในเวลา ๕ แสนปี แล้วอุหภูมิ็ล่ำอีเมื่อรัสี่า ๆ ที่แผ่ระายทั่วัรวาลลายสภาพเป็นรัสีอินฟราเร านั้นัรวาล็มืสนิทอีรั้หนึ่ และเมื่อเวลาผ่านไปนานประมา ๑,๐๐๐ ล้านปี ยุมือัรวาล็สิ้นสุล เมื่อาวฤษ์่าๆ เริ่มถือำเนิ และแรึูแบบโน้มถ่วไ้ทำให้ปิิริยานิวเลียร์ในาวฤษ์ปลปล่อยแส ัรวาลึไ้ลุโิ่วัวาลอีำรบหนึ่
ทุวันนี้นัวิทยาศาสร์ไ้ระหนัแล้วว่า แสเป็นสสารที่ลึลับที่สุนิหนึ่ในัรวาล ในอีเมื่อ ๓๓๐ ปี่อนนี้ Issac Newton เื่อว่าแสประอบ้วยอนุภาเล็ๆ ที่เลื่อนที่ไปในแนวเส้นร ันั้น เวลาแสระทบระ มันะสะท้อนในลัษะเียวันับเวลาลูบอลนำแพ แ่ในปี ๒๓๔๕ Thomas Young ไ้แสให้โลประัษ์ว่าแสมีธรรมาิเสมือนลื่น เพราะเวลาเรารวมแส มันสามารถหัล้าหรือเสริมันเ่นเียวับลื่นทั่วไป อีทั้ยัสามารถเลี้ยวเบนเวลาเลื่อนที่ผ่านใล้อบอวัสุเหมือนาร เลื่อนที่อลื่นน้ำในสระ ึ่มุมมอนี้ไ้รับารยืนยันโย James Clerk Maxwell ึ่เป็นผู้ที่ไ้พบว่า แสเป็นลื่นแม่เหล็ไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ในัวอมัน และสำหรับแสที่าเรามอเห็นนั้น ะมีวามยาวลื่นั้แ่ ๔๐๐-๗๐๐ นาโนเมร (๑ นาโนเมร = ๑๐-๙ เมร) แ่ารทลอศึษาุสมบัิอแสะทำปิิริยาับสสารเมื่อ้นริส์ศวรรษ ที่ ๒๐ นี้ลับทำให้นัฟิสิส์ระหนัว่า แสสามารถแสุสมบัิอลื่นหรืออนุภาไ้ ึ่มันะแสุสมบัิ้านลื่นหรืออนุภา็ึ้นับสิ่แวล้อมและ สถานาร์ที่เราทลอ
ส่วนาวบ้านนั้น็รู้ว่าแสมีวามเร็วที่สูมานไม่มีสสารอะไรหรือใรใน ัรวาละมีวามเร็วเท่า และแสไม่อยู่นิ่ ือมันะเลื่อนที่ลอเวลา และนัเรียน็รู้ว่านัวิทยาศาสร์ใ้วามเร็วแสเป็นัวำหนวามยาว มาราน ๑ เมร เป็น้น
ทุวันนี้นัวิทยาศาสร์และนัเทโนโลยีทุนรู้ีว่า ารรู้วามเร็วแสอย่าถู้อเป็นเรื่อที่มีวามสำัมา สมาร E=mc2 อ Einstein แสให้เห็นว่า หาเราทำให้มวล m ิโลรัมอสสารหายไป เรา็ะไ้พลัาน E ูล ึ่หาไ้าารเอา m ู้วยวามเร็วแส ( c ) ยำลัสอ และในทารัน้าม หาเราำัพลัาน E ูลไ้ เรา็ะไ้สสารที่มีมวล m ิโลรัมึ่มี่าเท่าับ E/c2 เ่นัน หรือในรีทฤษีสัมพัทธภาพพิเศษอ Einstein ึ่ระบุว่าใร็ามที่เลื่อนที่้วยวามเร็วสม่ำเสมอ ไม่ว่าะเลื่อนที่เ้าหาหรือออาแหล่แส เา็ะวัวามเร็วอแสไ้ ๒๙๙,๗๙๒,๔๕๘ เมร/วินาที เสมอ
นอานี้ ทฤษีสัมพัทธภาพพิเศษยัมีบทบััิอีว่า มนุษย์ไม่สามารถออแรผลัวัถุนวัถุมีวามเร็วเท่าแส ทั้นี้เพราะเวลาวัถุมีวามเร็ว มวลอมันะเพิ่มและเมื่อมันมีมวลมาึ้น แรที่ำเป็นในารผลัมัน็มาาม และเมื่อวัถุมีวามเร็วใล้แส มวลอวัถุ็ะมามหาศาล ึ่นั่น็หมายวามว่า เรา้อออแรมานหาที่สุมิไ้ ึ่เราไม่มี ยัวอย่าเ่น ะที่อิเล็รอนมีวามเร็วเท่าับร้อยละ ๙๙.๙๙๙๙๕ อแส มวลอมันไ้เพิ่มมาเป็น ๑,๐๐๐ เท่าอมวละอยู่นิ่ หรือในารวัระยะทาระหว่าโลับวันทร์ ถ้าเรารู้เวลาที่แสเินทาาโลถึวันทร์แล้วสะท้อนลับมาสู่โล หาูเวลาัล่าว้วยวามเร็วแส แล้วหาร้วยสอ เรา็ะรู้ระยะห่าระหว่าโลับวันทร์ทันที
ามปริเวลาแสเลื่อนที่ผ่านสุาาศ ไม่ว่าแสนั้นะเป็นแสอินฟราเรหรือแสอัลราไวโอเล วามเร็วแสที่วัไ้ะเท่าันเสมอ แ่เวลาแสเลื่อนที่ผ่านสสาร เ่น น้ำ อาาศ แ้ว วามเร็วแสในสสาระน้อยว่าวามเร็วแสในสุาาศเสมอ นัฟิสิส์เรียอัราส่วนระหว่าวามเร็วแสในสุาาศับวามเร็วแสในสสาร ว่า ันีหัเหอสสารนั้นๆ เ่น เวลาเราล่าวว่าันีหัเหอเพรเท่าับ ๒.๔ นั่นหมายวามว่า แสเลื่อนที่ในสุาาศไ้เร็วว่าในเพร ๒.๔ เท่า
ประวัิศาสร์ไ้ารึว่า ในปี ๒๑๕๐ Galileo เป็นบุลแรที่ไ้พยายามวัวามเร็วแส โยให้าย ๒ นยืนถือะเียบนยอเา ๒ ลูที่อยู่ห่าันประมา ๑๐ ิโลเมร และะเียมีที่ปิ-เปิแส ารไม่มีนาฬิาับเวลาที่มีสมรรถภาพทำให้ Galileo ประสบวามล้มเหลวในารวัวามเร็วแส เพราะผู้ทลอไ้รายานารเห็นแสะเียอย่าทันทีทันใ นเาไม่สามารถับเวลาที่แสเินทาไ้ Galileo ึสรุปเพียว่าแสมีวามเร็วที่สูมา
่อมาในปี ๒๒๑๙ นัาราศาสร์าวเนมาร์ื่อ Ole Romer ็ไ้ื่อว่าเป็นผู้ที่ประสบวามสำเร็ในารวัวามเร็วแสเป็นนแร โยารสัเูปราาร์ันทรุปราาอาวพฤหัสบีะวันทร์ื่อ Io โรหายลับ้าหลัาวพฤหัสบี ึ่เาไ้พบว่าเวลาโลอยู่ใล้าวพฤหัสบีมาที่สุ และเวลาที่โลอยู่ไลาาวพฤหัสบีมาที่สุ ืออี ๖ เือน่อมา วันทร์ Io ใ้เวลาหายลับไปเบื้อหลัาวพฤหัสบีนาน่าันประมา ๑,๔๕๐ วินาที Romer ให้เหุผลอเวลาที่แ่าันนี้ว่า มันเป็นเวลาที่แสใ้ในารเินทา้ามวโรอโลรอบวอาทิย์ และเมื่อเาใ้ัวเลวามยาวเส้นผ่านศูนย์ลา วโรอโล ๓๑๑ ล้านิโลเมร (ัวเละนั้น) เาวัวามเร็วแสไ้เท่าับ ๒๑๔,๔๘๒ ิโลเมร่อวินาที (ึ่ผิพลาาัวเลริประมาร้อยละ ๒๘.๔)
ารวัวามเร็วแสในเวลา่อมาไ้รับารพันาให้ถู้อและละเอียยิ่ึ้น โยใ้อุปร์อิเล็ทรอนิส์แทนเรื่อัรนทำให้วามเร็วแสเป็นปริมาที่ นัวิทยาศาสร์สามารถวัไ้ถู้อที่สุ่าหนึ่ธรรมาิ (ผิพลาไม่เินร้อยละ ๐.๐๐๐๖๖๗๑) ันั้น ในปี ๒๕๒๖ สมาพันธ์วิทยาศาสร์นานาาิึไ้ำหนให้แสมีวามเร็ว ๒๙๙,๗๙๒,๔๕๘ เมร่อวินาทีลอไป และไ้ำหนวามยาวมาราน ๑ เมรใหม่ โยให้เป็นระยะทาที่แสเลื่อนที่ไ้ใน ๑/๒๙๙,๗๙๒,๔๕๘ วินาที
แม้ว่าวามเร็วออนุภาใๆ ะสูว่าวามเร็วแสในสุาาศไม่ไ้็าม แ่เรา็สามารถเร่อนุภาให้มีวามเร็วสูว่าวามเร็วแสในสสารไ้ เ่น เรารู้ว่าวามเร็วแสในน้ำเท่าับ ๐.๖ เท่าอวามเร็วแสในสุาาศ ทั้นี้เพราะเวลาแสเลื่อนที่ผ่านไปในน้ำ ะมันพุ่ผ่านอะอมอไฮโรเนและออิเน อิเล็รอนในอะอมอธาุทั้สอะูลืนแส และปลปล่อยแสนั้นออมาอี ารเสียเวลาเยี่ยนี้ทำให้แสเลื่อนที่ไปในน้ำไ้้าว่าเวลาที่มันเลื่อน ที่ผ่านสุาาศ ึ่มันไม่ไ้ปะทะอะไรเลย แ่ถ้าเรามีอนุภานิวรอนที่มีวามเร็ว ๐.๘ เท่าอวามเร็วแสในสุาาศพุ่ผ่านในน้ำ อันรริยา (interaction) ระหว่านิวรอนวามเร็วสูับอะอมอไฮโรเนและออิเนะทำให้นิวรอนแผ่ รัสีลื่นแม่เหล็ไฟฟ้า ึ่ะปราทุรั้ที่วามเร็วอนิวรอนสูว่าวามเร็วอแสในน้ำ นัฟิสิส์เรียรัสีัล่าวนี้ว่า รัสี Cerenkov ึ่สามารถเห็นไ้ในน้ำที่หล่อเลี้ยเาปิร์ปรมาู เป็น้น
ถึแม้เรารู้ว่าวามเร็วแสในสสาระน้อยว่าวามเร็วแสในสุาาศ็าม แ่วามเร็วัล่าว็ไม่เยน้อยว่าร้อยละ ๕๐ ันั้น เมื่อ Lene Vestergaard Hau แห่มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ในสหรัอเมริา ไ้แถลในปี ๒๕๔๑ ว่า พบวิธีะลอแสนระทั่มีวามเร็วเพีย ๑๗ เมร่อวินาที ึ่นับว่า้าว่าวามเร็วอัรยานเพียเล็น้อยเท่านั้นเอ วารวิทยาศาสร์ึื่นเ้นับ่าววามสำเร็นี้มา และเมื่อปีลายนี้ Hau ็ไ้ประาศอีว่า พบวิธีบัับแสแทบไม่ให้เลื่อนที่ไปไหนมาไหน ือให้อยู่นิ่ๆ ไ้ โยใ้สสาร BEC (Bose-Einstein Condensate) เป็นัวัั
โลเยรู้ว่าสสารในธรรมาิมี ๔ สถานะ ือ อแ็ อเหลว แ๊ส และพลาสมา (plasma) บันี้โลไ้รู้เพิ่มว่า BEC เป็นสสารสถานะที่ ๕ เพราะประอบ้วยอะอมที่มีุสมบัิเหมือนันทุประาร และมีอุหภูมิประมา ๐.๐๐๐๐๐๐๑ อศาสัมบูร์ ในารทลอะลอแสนั้น Hau ไ้พบว่าเมื่อปล่อยลื่นแสเลเอร์ที่ยาว ๑ ิโลเมรให้ระทบ BEC ึ่ประอบ้วยอะอมอโเียมที่ลอยอยู่ในภานะ และวามันในภานะเท่าับ ๐.๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๑ เท่าอวามันบรรยาาศ อะอมำนวน ๒.๕ ล้านอะอมอ BEC ไ้ะลอวามเร็วอแสลนเหลือเพีย ๑๗ เมร่อวินาที โยลื่นแสที่เยมีวามยาว ๑ ิโลเมรไ้หัวลนมีวามยาวเพีย ๑๐ เมร และเมื่อลื่นเลื่อนที่ผ่านทะลุ BEC ไปแล้ว มัน็พุ่่อไป้วยวามเร็ว ๒๙๙,๗๙๒,๔๕๘ เมร่อวินาที Hau อธิบายเหุาร์นี้ว่าเปรียบเทียบเสมือนับารยืนอยู่ใล้ทารถไฟ แล้วมีแผ่นระาษนาให่ึวาทารถไฟ ะที่รถไฟพุ่นแผ่นระาษ เรา็าหวัว่าแผ่นระาษะาระุย แ่ผลปราว่าเมื่อหัวรถัรระทบระาษ มันถูระาษูลืน แล้วภายในเวลา ๒ วินาที รถไฟทั้บวน็หายเ้าไปในระาษ านั้นทุอย่า็สบเียบ แล้วอี ๑ วินาที่อมา หัวรถัร็ปราอีทา้านหนึ่อระาษ พร้อมับนำบวนรถไฟที่มีวามยาวเท่าเิมพุ่่อไป้วยวามเร็วเิมนสุสาย า
นัวิทยาศาสร์หลายนิว่า เทโนโลยีาระลอและหยุแส วิธีนี้ะมีประโยน์มาในารทำอมพิวเอร์วอนัม (quantum computer) ในอนา เพราะมีวามฝันว่าะสร้าอมพิวเอร์ที่ใ้อะอมแทนที่ะใ้อิเล็รอนในาร นำ้อมูลและำนวมานานแล้ว ันั้น ารรู้วิธีวบุมสถานะออะอมใน BEC และรู้ทฤษีวอนัมะทำให้เรามีัวประมวลผล หรือ โพรเสเอร์ (processor) ที่มีสมรรถภาพสูมายิ่ไปว่านั้น ารรู้วิธีทำให้แสมีวามเร็ว่ำะ่วยให้นัฟิสิส์เ้าใเหุาร์ที่เิ ึ้นในบริเวรอบๆ หลุมำีึ้นอี้วย
นัวิทยาศาสร์อีหลายน็ำลัื่นเ้นับารใ้เทนินี้ในารทำอินเทอร์ เน็วอนัม (quantum internet) ึ่ใ้แสาลุ่มอะอมใน BEC หนึ่ไปสู่ลุ่มอะอมในอี BEC หนึ่ แ่วามเป็นไปไ้ในารส่อีเมลลัษะนี้้ออยอีนาน
ถึแม้ว่า วันนี้ นัวิทยาศาสร์ส่วนมาะมีวามเห็นพ้อันว่า วามเร็วแสเป็น่าที่ไม่แปรเปลี่ยน (ือ ๒๙๙,๗๙๒,๔๕๘ เมร่อวินาทีเสมอไป) แ่็มีนัฟิสิส์บานิว่าเมื่อัรวาลถือำเนิหลัารระเบิรั้ยิ่ ให่ใหม่ๆ แสมีวามเร็วสูยิ่ว่าปัุบันมา อันเป็นผลสืบเนื่อาารยายัวอัรวาลอย่ารวเร็วแบบ exponential นั่นือวามเร็วแสึ้นับอายุอัรวาล แ่เมื่อไม่มีวิธีใะทสอบวามินี้ นัฟิสิส์ส่วนมาึยัไม่ยินยอมน้อมรับในวามถู้ออเรื่อนี้
ันั้นเราึอาสรุปไ้ว่าาหลัานที่ปรานระทั่ถึวินาทีนี้ ไม่ว่าธรีะถล่ม ทวีปะทลาย อารยธรรมะสลาย หรือมนุษย์ะมลายหมโล วามเร็วแสในสุาาศ็ไม่มีวันเปลี่ยนั่วนินิรันร์
ผู้เียน : ศ. ร.สุทัศน์ ยส้าน ภาีสมาิ ประเภทวิทยาศาสร์ายภาพ สาาวิาฟิสิส์ สำนัวิทยาศาสร์
Credit : Tlcthai.com
ความคิดเห็น