คืนค่าการตั้งค่าทั้งหมด
คุณแน่ใจว่าต้องการคืนค่าการตั้งค่าทั้งหมด ?
ลำดับตอนที่ #156 : 6 สิ่งมหัศจรรย์แห่งแสง
6 สิ่งมหัศจรรย์แห่งแสง
เรื่อง : ชัยวัฒน์ คุประตกุล Kshaiwat2@hotmail.com 
อะไรจะเกิดขึ้น ถ้ามนุษย์บนดาวเคราะห์ดวงหนึ่ง ซึ่งไม่เคยพบกับความมืดแห่งรัตติกาลเลย เป็นเวลายาวนานสองพันปี แล้ววันหนึ่ง ดวงอาทิตย์ก็จะหายไปจากท้องฟ้า?
คำตอบในเรื่องสั้นวิทยาศาสตร์คลาสสิกของ ไอแซก อาซิมอฟ เรื่อง Nightfall คือ ความล่มสลายของอารยธรรม
มนุษย์... โดยพื้นฐานแล้ว... กลัวความมืด ดังนั้นสิ่งแรกสุดที่มนุษย์ได้ใช้ประโยชน์จากการค้นพบไฟ นอกเหนือไปจากการทำอาหารให้สุก คือ การขับไล่ความมืด แต่ความมหัศจรรย์ของแสง มิใช่เพียงแค่ทำให้คนไม่ต้องกลัวความมืดเท่านั้น ยังมีอีกมาก
แสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่ง เช่นเดียวกับคลื่นไมโครเวฟ รังสีอัลตราไวโอเลต รังสีอินฟราเรด รังสีเอ็กซ์ และรังสีแกมมา ซึ่งแต่ละชนิดก็มีความแปลกประหลาดมหัศจรรย์มากมาย แต่ถ้าจะต้องคัดสรรออกมาเป็นพิเศษ เพียง 6 สิ่งมหัศจรรย์แห่งแสง ต่อไปนี้ ก็คือผลของการคัดสรรของผู้เขียน
1.ความเร็วของแสงกับทฤษฎีสัมพันธภาพของไอน์สไตน์
ทฤษฎีสัมพันธภาพ (ทั้งภาคพิเศษและภาคทั่วไป) ของไอน์สไตน์ เป็น 1 ใน 2 เสาหลักวิทยาศาสตร์ยุคใหม่ คู่กับทฤษฎีควอนตัม
ความสำเร็จ ความสำคัญ ความยิ่งใหญ่ ของทฤษฎีสัมพันธภาพ ขึ้นอยู่กับความกล้าหาญของไอน์สไตน์ ในการนำเสนอความคิดใหม่เกี่ยวกับแสงว่า แสงเคลื่อนที่ในสุญญากาศ (เช่น ในอวกาศ) ด้วยความเร็วคงที่เสมอ ไม่ขึ้นอยู่กับสภาพการเคลื่อนที่ของต้นกำเนิดแสง และผู้วัดมาเป็น “หลักการพื้นฐาน” ของทั้งภาคพิเศษ และภาคทั่วไปของทฤษฎีสัมพันธภาพ
ก่อนการเสนอความคิดเรื่องแสงมีความเร็วคงที่ดังกล่าวนี้ ความรู้ความเข้าใจของวงการวิทยาศาสตร์ที่ยึดถือกันตลอดมา คือ แสงเป็นคลื่นชนิดหนึ่ง และความเร็วของคลื่นแสง ก็เช่นเดียวกับความเร็วของคลื่นชนิดอื่น เช่น คลื่นเสียง ที่ความเร็วของคลื่นจะขึ้นอยู่กับสภาพการเคลื่อนที่ของต้นกำเนิดคลื่น และผู้สังเกต
แล้วมีนักวิทยาศาสตร์ที่คิดต่างเรื่องความเร็วของแสงไปจากไอน์สไตน์หรือไม่?
คำตอบคือ มี! และก็มีนักวิทยาศาสตร์หลายคนที่กำลังพยายามหาข้อพิสูจน์แสดงว่า ไอน์สไตน์คิดผิด!
2.ความเร็วแสงกับสภาพของจักรวาล
หลักการพื้นฐานของไอน์สไตน์เรื่อง ความเร็วของแสงว่าคงที่ ไม่ขึ้นอยู่กับสภาพการเคลื่อนที่ของต้นกำเนิดแสง และผู้สังเกตเป็น “เครื่องมือ” สำคัญ ทำให้นักวิทยาศาสตร์ในปัจจุบัน สามารถศึกษาสภาพและการเคลื่อนที่ของดวงดาว กาแล็กซี พัลซาร์ ควอซาร์ หลุมดำ ฯลฯ อย่างมีความหมายตรงกัน...
ตัวอย่างสภาพและการเคลื่อนที่ดังกล่าว มีเช่น การกระจายตัว และตำแหน่งของดวงดาวและกาแล็กซีต่างๆ การเคลื่อนที่ของดวงดาวและกาแล็กซีว่ากำลังเคลื่อนที่หนีห่างออกไปจากโลก ในทิศทางใด ด้วยความเร็วเท่าใด หลุมดำที่ใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือก และที่ตำแหน่งใจกลางกาแล็กซีต่างๆ นั้น อยู่ห่างจากโลกเพียงใด
3.ดวงอาทิตย์ แหล่งกำเนิดชีวิตเพื่อโลก
ในบรรดาดาวเคราะห์ทั้งหมด 8 ดวง ของระบบสุริยะ ตามหลักฐานข้อมูลที่มีอยู่ในปัจจุบัน มีเฉพาะโลกเท่านั้น ที่มีสิ่งมีชีวิตกำเนิดเกิดขึ้น และวิวัฒนาการต่อมา จนกระทั่งมีความหลากหลายของสรรพชีวิตบนโลก ในขณะที่ดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ทั้งหมด อย่างแน่ชัด ไม่มีสิ่งมีชีวิตที่จะตรวจพบได้เลย ไม่ว่าจะเป็นพืชหรือสัตว์
เพราะเหตุใด สรรพชีวิตจึงดูจะเกิดขึ้นเฉพาะกับดาวเคราะห์โลก ในขณะที่ดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ดาวศุกร์ และดาวอังคาร ต่างก็ได้รับแสงสว่าง และความร้อนจากดวงอาทิตย์เช่นเดียวกัน?
คำตอบดูจะเป็นว่า เป็นความมหัศจรรย์แห่งความพอเหมาะพอดี ที่พลังงานจากดวงอาทิตย์ ในรูปของแสงอาทิตย์ เอื้อต่อการเกิด และการพัฒนาการของสิ่งมีชีวิตบนโลก ในขณะที่บนดาวดวงอื่น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ดาวอังคาร เป็นไปได้ว่า เคยมีสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก กำเนิดเกิดขึ้นมาในอดีตของดาวอังคาร ที่เคยปกคลุมด้วยน้ำมาก่อน แต่ชีวิตบนดาวอังคารไม่พัฒนาต่อมา
ความจริงที่ดาวอังคารเป็นอย่างไร คำตอบคงจะได้มาในเร็วๆ นี้ จากยานสำรวจดาวอังคาร และจากการเยือนดาวอังคารด้วยตัวมนุษย์เอง
4.ความเป็นอนุภาคของแสง
ความเป็นคลื่นของแสง ชัดเจน มีทฤษฎี (คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า) และผลการทดลองศึกษาชัดเจน ตั้งแต่อดีตกาลนานมา ในขณะที่ความเป็นอนุภาคของแสง มักเป็นที่เข้าใจกันว่า เริ่มต้นจริงๆ จากทฤษฎีปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กตริก (Photoelectric Effect) ผลงานรางวัลโนเบลของไอน์สไตน์ ทว่า ในความเป็นจริง มีนักวิทยาศาสตร์หลายคนก่อนหน้าไอน์สไตน์ที่ได้เสนอความคิดว่า แสงเป็นอนุภาคด้วย แต่ไม่ได้รับการสานต่อ เนื่องจากไม่สามารถอธิบายความเป็นอนุภาคของแสงอย่างให้เป็นที่ยอมรับได้ จนกระทั่งมาถึงไอน์สไตน์
นิวตัน มักจะได้รับการกล่าวถึงว่า เป็นผู้เสนอความคิดเรื่องแสงเป็นอนุภาคก่อนไอน์สไตน์ แต่จริงๆ แล้วก่อน นิวตัน ก็มี ลูครีติอุส นักปราชญ์ และกวีโรมัน (มีชีวิตอยู่ระหว่างประมาณ 95 ปี ก่อน ค.ศ. ถึงประมาณ 55 ปี ก่อน ค.ศ.) และ อิบนุ อัล-ไฮษัม หรือ อัลฮาเซน นักวิทยาศาสตร์มุสลิม ผู้ได้รับฉายาเป็นผู้นำแห่งวิทยาการแสง หรือ Optics (มีชีวิตอยู่ระหว่างปี ค.ศ. 965-1039)
5.แสง : พลังงานสูงสุดที่มนุษย์สร้างได้
เมื่อกล่าวถึงพลังงานสูงสุดที่มนุษย์สร้างขึ้นมาได้ ผู้คนจำนวนมากจะนึกถึงระเบิดไฮโดรเจน หรือ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน แต่จริงๆ แล้ว พลังงานสูงสุดที่มนุษย์สร้างได้ และกำลังใช้ประโยชน์ได้ด้วย คือ พลังงานจากปฏิกิริยาทำลายล้างกันระหว่างอนุภาค (Particle) กับปฏิอนุภาค (Antiparticle) เพราะอนุภาคกับปฏิอนุภาค จะทำลายล้างกันอย่างสมบูรณ์ เกิดเป็นพลังงานในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า หรือโฟตอน
ตัวอย่างเช่น เครื่อง PET (Positronic Emission Tomography) ถ่ายภาพภายในร่างกายคนป่วย ทำงานโดยปฏิกิริยาระหว่าง อิเล็กตรอน กับ โปสิตรอน ทำลายล้างกันเป็น รังสีแกมมา
เมื่อเปรียบเทียบระดับน้ำหนักต่อน้ำหนักกันแล้ว ปฏิกิริยาระหว่างอนุภาคกับปฏิอนุภาคจะให้พลังงานมากกว่าพลังงานนิวเคลียร์ฟิวชันถึงประมาณ 300 เท่า
6.ความเร็วเหนือแสง
ตามทฤษฎีสัมพันธภาพภาคพิเศษของไอน์สไตน์ ตั้งแต่ระยะแรกๆ ของการนำเสนอ ไอน์สไตน์สรุปว่า ความเร็วแสง (ในสุญญากาศ คือประมาณ 3 แสนกิโลเมตรต่อวินาที หรือ 1.86 แสนไมล์ต่อวินาที) เป็นความเร็วสูงสุด และความเร็วต้องห้าม ของอนุภาคหรือสัญญาณใดๆ ยกเว้นอนุภาคของแสงหรือโฟตอนเอง...
ต่อมาก็มีการเสนอ (เมื่อปี ค.ศ. 1967) โดยนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ และไอน์สไตน์ก็ยอมรับในความเป็นไปได้ คือ จริงๆ แล้วทฤษฎีสัมพันธภาพของไอน์สไตน์ มิได้ห้ามว่า อนุภาคหรือสัญญาณใดๆ จะเคลื่อนที่เร็วกว่าแสงไม่ได้ (แต่ก็ยังเร็วเท่ากับแสงไม่ได้) และมีการตั้งชื่อเรียก อนุภาคที่เคลื่อนที่ด้วยเร็วมากกว่าแสงเสมอว่า เตคีออน (Tachyon)
การค้นหาเตคีออน ได้กำเนิดมาเป็นเวลากว่า 40 ปีแล้ว ถึงแม้จะมีการพบร่องรอยหลักฐานของเตคีออนอยู่บ้าง แต่ก็ยังไม่ผ่านมาตรฐานการประเมินผลทดลอง ตามหลักวิทยาศาสตร์ จึงถือว่ายังไม่พบเตคีออนอย่างเป็นทางการ!
เรื่อง : ชัยวัฒน์ คุประตกุล Kshaiwat2@hotmail.com
วันจันทร์ที่ 25 สิงหาคม พ.ศ. 2551 
ความคิดเห็น