 |
<script language="JavaScript" src="http://www.vcharkarn.com/javafeed/article/315" type="text/javascript"></script> |
|
|
String Theory ภาค 1: ความฝันที่ใกล้จะเป็นจริงของไอน์สไตน์?
ไอน์สไตน์เสียชีวิต สิบปีก่อนหน้าที่จะถึงยุคทองของฟิสิกส์อนุภาค จึงไม่ทราบว่า มันไม่ได้มีแค่แรงโน้มถ่วงและแรงแม่เหล็กไฟฟ้า แต่ยังมีแรงพื้นฐานคือ แรงนิวเคลียร์แบบอ่อน และแรงนิวเคลียร์แบบเข้ม ทฤษฎีสตริงค้นพบขึ้นมา ขณะที่นักฟิสิกส์ศึกษาแรงนิวเคลียร์แบบเข้ม...
post ครั้งแรก: Sun 25 September 2005, 2:48 pm ปรับปรุงล่าสุด: Sun 25 September 2005, 2:48 pm
|
หน้าที่ 4 - จักรวาลวิทยาและการทดสอบทฤษฎีเส้นเชือก
ดร. อรรถกฤต ฉัตรภูติ
ภาควิชาฟิสิกส์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
นักเขียนประจำ วิชาการ.คอม
ไม่ใช่นักฟิสิกส์ทุกคนจะสนับสนุนทฤษฎีเส้นเชือก หลายคนชี้จุดอ่อนของทฤษฎีนี้ว่าเป็น ทฤษฎีที่ไม่สามารถจะพิสูจน์ว่าผิดได้ ที่เป็นเช่นนั้นเพราะว่าทฤษฎีเส้นเชือกใช้อธิบายธรรมชาติในที่ๆมีขนาดเล็กมากๆ การที่จะศึกษาระบบที่เล็กขนาดนั้นตามกฎของทฤษฎีควอนตัมจะต้องใช้พลังงานมากมหาศาล มากเกินกว่าที่ห้องทดลองใดๆบนโลกจะสามารถทำได้ จุดอ่อนนี้เองทำให้ทฤษฎีเส้นเชือกถูกมองว่าเป็นเพียงเกมทางคณิตศาสตร์ เพราะไม่สามารถที่จะนำมาทำการทดลองพิสูจน์ด้วยกระบวนการทางฟิสิกส์ได้
อย่างไรก็ตามในช่วงสิบปีที่ผ่านมา การศึกษาในอีกสาขาหนึ่งที่เกี่ยวกับการกำเนิดและวิวัฒนาการของเอกภพได้ก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว ในจักรวาลอันกว้างใหญ่มีปรากฏการณ์ธรรมชาติหลายปรากฏการณ์ที่ให้พลังงานมหาศาล และอาจมากพอที่จะทดสอบทฤษฎีเส้นเชือกได้ นักฟิสิกส์จึงพยายามมองหาห้องทดลองนอกโลกเพื่อที่จะทดสอบทฤษฎีเส้นเชือก หรือ ทฤษฎีอื่นๆที่เกี่ยวข้องกับทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัม
จักรวาลวิทยา หรือ Cosmology เป็นวิชาที่ศึกษาวิวัฒนาการและการกำเนิดของเอกภพ เป็นหนึ่งในสาขาวิชาที่กำลังได้รับการศึกษาอยู่อย่างมากในขณะนี้ เพราะนอกจากจะมีข้อมูลมายให้ศึกษาแล้ว ยังมีปัญหาอีกหลายอย่างที่ต้องการทฤษฎีใหม่ๆมาอธิบาย
แม้จะเป็นที่เชื่อกันว่าเอกภพของเราเกิดขึ้นจากการระเบิดครั้งใหญ่ที่เรียกว่า บิ๊กแบง (Big Bang) แต่กระบวนการกำเนิดของเอกภพ และธรรมชาติของเอกภพในขณะที่เกิดขึ้นมาใหม่ๆ นั้นยังไม่เป็นที่เข้าใจดีนักสาเหตุที่สำคัญก็เพราะขาดทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัมนี่เอง นอกจากนี้นักจักรวาลวิทยายังพบว่าองค์ประกอบส่วนใหญ่ของเอกภพในปัจจุบันไม่ได้ประกอบขึ้นจาก ควาร์ก หรือ อนุภาคชนิดใดที่นักฟิสิกส์รู้จัก แต่มันประกอบไปด้วย สสารมืด หรือ Dark matter ซึ่งมีส่วนสำคัญทำให้เกิดโครงสร้างและวิวัฒนาการของกาแล็กซีและ พลังงานมืด หรือ Dark Energy ซึ่งเป็นพลังงานลึกลับที่ผลักให้เอกภพขยายตัวออกด้วยความเร่ง เป็นที่น่าสนใจว่า ทฤษฎีอย่าง String Theory จะช่วยเราตอบปัญหาเหล่านี้ได้หรือไม่? ปัญหาเหล่านี้เป็นความท้าทายอันน่าตื่นเต้นของนักฟิสิกส์ ในแง่หนึ่งเปรียบเทียบได้กับความตื่นเต้นเมื่อต้นศตวรรษที่แล้ว
มวลสารในเอกภพ ประกอบไปด้วย Dark Matter 25 เปอร์เซนต์ และ Dark Energy 70
เปอร์เซ็นต์
ทฤษฎีฟิสิกส์ในปัจจุบันสามารถอธิบายได้ไม่ถึง 5 เปอร์เซ็นต์ของเอกภพ ทฤษฎีเส้นเชือกจะสามารถช่วยให้นักฟิสิกส์เข้าใจพลังงานมืด
และ สสารมืดได้หรือไม่ ยังเป็นสิ่งที่ต้องรอการพิสูจน์
เมื่อหนึ่งร้อยปีที่แล้วความสำเร็จของ ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าของแม็กซ์แวล และกลศาสตร์ของนิวตัน ทำให้นักฟิสิกส์คิดว่าพวกเขามีทฤษฎีที่สมบูรณ์ จนเมื่อได้มาศึกษาธรรมชาติของสิ่งเล็กๆอย่างอะตอม
พวกเขาจึงได้รู้ว่าที่จริงแล้วพวกเขาแทบไม่รู้อะไรเลย ความรู้ที่มีอยู่นั้นยังน้อยนิดนัก และเป็นโอกาสให้ไอน์สไตน์และนักฟิสิกส์คนสำคัญๆอีกหลายคนได้ปฏิวัติทฤษฎีฟิสิกส์ และนำความก้าวหน้ามาสู่วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอย่างไม่มีใครคาดถึง แทบไม่น่าเชื่อว่าเพียงหนึ่งร้อยปีให้หลัง ในขณะที่นักฟิสิกส์ภูมิใจกับความสำเร็จของทฤษฎีควอนตัม และทฤษฎีสัมพัทธภาพ แต่พวกเขาแทบไม่รู้อะไรเลยเมื่อไปศึกษาสิ่งที่มีขนาดใหญ่มากๆอย่างเอกภพของเรา
ประวัติศาสตร์มักจะซ้ำรอยเดิมเสมอ ทฤษฎีใหม่ๆกำลังรอการถูกค้นพบเพื่อที่จะมาปฏิวัติโลกวิทยาการ ไม่ว่าทฤษฎีที่ว่านั้นจะเป็นทฤษฎีเส้นเชือกหรือไม่ก็ตาม การเข้าใจธรรมชาติอย่างลึกซึ้งย่อมนำมาซึ่งความเจริญก้าวหน้าของมวลมนุษย์อย่างไม่ต้องสงสัย เหมือนกับที่ไอน์สไตน์และนักฟิสิกส์ยุคก่อนหน้าเราได้ทำไว้แล้ว
ข้อมูลเพิ่มเติม
หนังสือของ Brian Green , The Elegant Universe: Superstrings, Hidden Dimensions
and the Quest for the Ultimate Theory สำนักพิมพ์ Jonathan Cape ตีพิมพ์เมื่อปี
พ.ศ. 2541
เว็บไซต์ www.Superstring.com
NOVA the Elegant Universe :
http://www.pbs.org/wgbh/nova/elegant/
เกี่ยวกับผู้เขียน
 |
คุณจ้อ หรือ ดร. อรรถกฤต ฉัตรภูติ เป็นหนึ่งในตัวแทนประเทศไทย
ไปแข่งขันฟิสิกส์โอลิมปิก ที่ประเทศฟินแลนด์ เมื่อสมัยเป็นนักเรียนมัธยม
จบชั้นมัธยมปลายจากโรงเรียนปทุมคงคา เข้ารับทุนการศึกษาเป็นนักเรียนในโครงการพสวท
และสำเร็จการศึกษา ระดับปริญญาตรีที่ภาควิชาฟิสิกส์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
จากนั้น ศึกษาต่อด้านปริญญาโท ฟิสิกส์ทฤษฎี ทีมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ (University
of Cambridge) และ ปริญญาเอก ฟิสิกส์ทฤษฎี ที่มหาวิทยาลัยเดอร์แรม
(Universiy of Durham) ในเวลาต่อมา
ปัจจุบันเป็นอาจารย์ ประจำภาควิชาฟิสิกส์์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
และ เป็น 1 ใน 3 ของผู้ริเริ่มก่อตั้ง วิชาการ.คอม |
|
*หมายเหตุ
งานเขียนชิ้นนี้ ได้รับการคุ้มครองสิทธิตามพระราชบัญญัติคุ้มครองสิทธิทางปัญญา โดยลิขสิทธิเป็นของผู้เขียน ที่ให้เกียรตินำเผยแพร่ผ่าน วิชาการ.คอม เรามีความยินดีและอนุญาตให้ทำซ้ำหรือเผยแพร่ต่อเพื่อประโยชน์ทางการศึกษาเท่านั้น กรุณาให้เกียรติผู้เขียน โดยอ้างชื่อผู้เขียนและ วิชาการ.คอม (www.vcharkarn.com) ทุกครั้งที่ทำการเผยแพร่ต่อ ห้ามนำส่วนหนึ่งส่วนใดไปเผยแพร่ต่อในสื่อที่เอื้อประโยชน์ทางธุรกิจก่อนได้รับอนุญาต ขอขอบคุณที่ร่วมกันช่วยสร้างให้สังคมไทยเป็นสังคมแห่งปัญญา
จำนวน 16 ความเห็น, หน้า่ | -1-
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 1 12 ม.ค. 2549 (11:17) ความฝันที่ใกล้จะเป็นจริงของไอน์สไตล์
kk00713@thaimail.com (IP:61.19.127.34,192.168.1.185,)
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 2 12 ม.ค. 2549 (19:07) ไม่เข้าใจว่าทำไมถึงดูหน้าต่อไปของบทความไม่ได้
rommyisme (IP:58.147.118.19,,)
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 3 23 ม.ค. 2549 (15:56) ไมค่อยเข้าใจอะไรเลยซิ แต่ก็ไม่เป็นไรหรอกนะ ก็ขอขอบคุณด้วยแล้วกันนะจะ
gxmath@thaimail.com (IP:202.129.48.180,192.168.2.15,)
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 4 25 ม.ค. 2549 (19:11) คณิตศาสตร์ที่ใช้ในทฤษฎีเส้นเชือกนี่มันมีอะไรบ้างครับ เคยอ่านเจอในหนังสือ Beyon ไอสไตน์ ของ ดร.มิชิโอะ คากุ แต่ไม่ได้กล่าวถึงรายละเอียดเลย เช่น ความสมมาตร LE Group แล้วอะไรคือความสมมาตรแบบE(8)xE(8) อยากรู้ครับ
ควาย (IP:58.147.21.199,,)
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 5 25 ม.ค. 2549 (20:20) เราอยากบอกว่า ถึงแม้ทฤษฎีสัมพันธภาพจะเข้าได้ดีกับกฏเกี่ยวกับไฟฟ้าและแม่เหล็กแต่ไม่เข้ากับทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของนิวตันกฏนี้กว่าวว่าถ้าเราเปลี่ยนสถาพการกระจายของสสารที่บริเวณหนึ่งของอวกาศการเปลี่ยนแปลงของสนามความดน้มถ่วงจะรู้สึกได้ในทันที
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 6 25 ม.ค. 2549 (20:23) อ้อแล้วที่คุณควายบอกว่าหนังสือBeyonไอสไตน์ ของ ดร.มิชิโอะ คากุ แต่ไม่ได้กล่าวถึงรายละเอียดเลย นั้นอยากให้ไปอ่านของ Stephen Hawkingจะดีกว่านะ
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 7 26 ม.ค. 2549 (06:38) ขอบคุณคุณpaopaoครับที่แนะนำแหล่งข้อมูล
ควาย (IP:58.147.83.157,,)
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 8 25 ก.พ. 2549 (08:31) เเละ อยากกล่าวว่าเเม้โลกจะเจริญก้าวหน้าเเค่ไหนเเต่ เชื่อเถอะว่ามีอะไรให้ค้นพบอีกเเน่นอน
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 10 25 มิ.ย. 2549 (12:43) ขอบคุณมากครับ สำหรับบทความดี ๆ ให้ความรู้กับคนไทยครับ
เป็นกำลังใจให้นะครับ
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 11 19 ส.ค. 2549 (13:49) สิ่งที่ดีแล้ว ย่อมมีสิ่งที่ดีกว่า แค่สิ่งที่ดีที่สุด ไม่เคยมี และจะไม่มีตลอดกาล
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 12 21 ก.ย. 2549 (10:00) ข้อความเดิม "...นอกจากนี้นักจักรวาลวิทยายังพบว่าองค์ประกอบส่วนใหญ่ของเอกภพในปัจจุบันไม่ได้ประกอบขึ้นจาก ควาร์ก หรือ อนุภาคชนิดใดที่นักฟิสิกส์รู้จัก แต่มันประกอบไปด้วย สสารมืด หรือ Dark matter ซึ่งมีส่วนสำคัญทำให้เกิดโครงสร้างและวิวัฒนาการของกาแล็กซีและ พลังงานมืด หรือ Dark Energy ซึ่งเป็นพลังงานลึกลับที่ผลักให้เอกภพขยายตัวออกด้วยความเร่ง เป็นที่น่าสนใจว่า ทฤษฎีอย่าง String Theory จะช่วยเราตอบปัญหาเหล่านี้ได้หรือไม่?..."
ปรัชญาของจักรวาลมีอยู่ว่า "ในสุดช่วยสอนนอกสุด" หากเรานำมาประกอบกับเนื้อหาในบทความนี้ทั้งหมด มันก็จะทำให้การศึกษาฟิสิกส์ในระดับควอนตัมและระดับเอกภพมาลงตัวอยู่ด้วยกันได้
เมื่อก่อนเราศึกษาอะตอม เราพบว่าความสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคในอะตอม คล้าย ๆ กับระบบสุริยจักรวาลของเรา วันนี้เราเจาะทะลุอะตอมลงไปถึงควาร์กแล้ว
เรารู้ว่าควาร์กมีการเกาะเกี่ยวกันตั้งสามสี ส่วนสตริงไม่ต้องพูดถึง มันยาวออกไปเป็นเส้น มีรูปลักษณ์ที่แปรเปลี่ยนได้นานา
มันจะเป็นรูปลักษณ์ของเอกภพที่เรากำลังมองหาอยู่หรือเปล่า?
มันเป็นสังคม มันไม่ใช่ของเดี่ยว
เอกภพของเราเป็นสังคม...เหมือนสังคมมนุษย์ มนุษย์เราอยู่ใกล้ ๆ กัน อยู่รวม ๆ กัน พอมาอยู่ใกล้กันอยู่รวมกันแล้วก็ชอบเป็นโรคติดต่อ บางทีไม่ได้ติดต่อด้วยเชื้อโรค แต่ติดต่ออย่างการเอาอย่างกัน เห่อตามกัน ที่เรียกว่า 'แฟชั่น'
เอกภพเป็นแฟชั่น เป็นโรคติดต่อ ความสัมพันธ์ของเอกภพจึงเป็นสิ่งที่เราควรจะขนานนามได้ว่า "สนาม"
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 13 21 ก.ย. 2549 (11:10) สสารมืด หรือ Dark matter ซึ่งมีส่วนสำคัญทำให้เกิดโครงสร้างและวิวัฒนาการของกาแล็กซีและ
พลังงานมืด หรือ Dark Energy ซึ่งเป็นพลังงานลึกลับที่ผลักให้เอกภพขยายตัวออกด้วยความเร่ง
จริง ๆ แล้วคุณมืดทั้งสองนี้ สมควรจะถูกเรียกว่าคุณสว่าง เป็นสสารสว่างและพลังงานสว่าง อยู่ในที่ที่เรียกว่า ซูเปอร์สเปซ หรือไฮเปอร์สเปซ (Superspace or Hyperspace) เป็นบริเวณที่สว่างไสวไปด้วยรังสีต่าง ๆ มากมาย
สสารมืดจากเอกภพเราจะเดินทางไปอยู่ที่นั่นได้ จะต้องเปลี่ยนแปลงจากสถานะโลด ไปอยู่ในสถานะงีบ อันเป็นสถานะที่อะตอมทุกอะตอมอยู่ในชั้นพลังงานควอนตัมเท่ากับศูนย์ ในตอนนี้เอง ที่สสารจะเปล่งรังสีออกมา และกลายร่างเป็นสิ่งที่นักดาราศาสตร์เรียกกันว่า หลุมดำ Black Hole แล้วมันจะไม่ไปเพียงหนึ่งเดียว แต่จะเดินทางไปพร้อมกับเพื่อน ๆ ซึ่งจะติดโรคขี้เมื่อยตามไปด้วยอีกเป็นจำนวนมาก
ในขณะที่เดินทางไปนั้น พวกเขาก็จะค่อย ๆ แผ่รังสีออกมาทีละน้อยทีละน้อย ที่เราเห็นเป็นบริเวณสว่างนั่นคือรังสีที่พวกเขาแผ่ออกมา จากการคายพลังงานเมื่อเปลี่ยนสถานะ ส่วนใจกลางที่เป็นบริเวณมืดนั่นคือส่วนที่พวกเขาผลุบเข้าไปอยู่ในซูเปอร์สเปซ หรือไฮเปอร์สเปซเป็นที่เรียบร้อยแล้ว
พวกเขาจะออกมาอีกไหม ? ออกมาได้ (สตีเฟน ฮอว์คิง เสียพนันให้เพื่อนเป็นเอนไซโครปิเดียชุดใหญ่ ก็เพราะคิดผิดในเรื่องนี้แหละ !)
สสารสว่างหรือพลังงานสว่าง จะกลับออกมาสู่เอกภพเราได้ โดยกรรมวิธีง่าย ๆ ก็คือ ย้อนกลับกระบวนการที่เกิดตอนขาไปนั่นเอง
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 14 26 ก.ย. 2549 (23:30) ทฤษฎีทางฟิสิกส์เกี่ยวกับอนุภาคนั้น ทุกวันนี้มาจากการ deduce หรือจากการสังเกตอนุภาคจริงๆครับ ไม่ต้องถึงระดับ quark ก็ได้ แต่อะตอม และ อิเลคตรอน เคยมีใครเห็นบ้างไหมครับ?
อีกคำถามนึง ในแต่ละ galaxy นั้นจะใช้กฎทางฟิสิกส์เดียวกันหรือไม่ครับ?
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 15 17 พ.ย. 2549 (16:42) ขอบคุณค่ะ
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 16 2 ธ.ค. 2549 (00:38) ชอบเรื่องพวกนี้มั่กๆ
แต่ปัญญาอ่อน(ตกเลข)
"ฮ่า"
DarkEnergy-BigChill (IP:222.123.64.184)
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 17 28 พ.ย. 2551 (15:33) น่าสนใจมาก ๆ เลยครับ ขอบคุณครับ