เรียกได้ว่าเป็น 1 ในกระแสสุดฮือฮาของโลกเมื่อวันที่ 11 กุมภาพันธ์ที่ผ่านมา ทางศูนย์วิจัย LIGO(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) ได้มีเปิดการถ่ายทอดสดแถลงข่าวยืนยันการค้นพบคลื่นความโน้มถ่วงเป็นครั้งแรกของโลก ซึ่งเจ้าคลื่นความโน้มถ่วงตัวนี้นั้นถือว่าเป็น 1 ในการค้นพบครั้งยิ่งใหญ่ที่สุดของมวลมนุษยชาติเลยก็ว่าได้ แถมการค้นพบครั้งนี้ยังเชื่อมโยงไปถึงการค้นพบหลุมดำคู่ที่โคจรรอบกันเองอีกด้วย โดยเราจะขอเรียบเรียงจากอาจารย์เจษดา และนักวิทยาศาสตร์ท่านอื่น ๆ ให้ท่านเข้าใจได้มากที่สุดนะครับ
คลื่นความโน้มถ่วงคืออะไร ?
คลื่นความโน้มถ่วงคือการเคลื่อนไหวบนกาลอวกาศ โดยเปรียบเทียบเหมือนกับเราปูผ้าห่มขนาดยักษ์ เมื่อเราทำการโยนสิ่งใด ๆ ลงไป ก็จะเกิดการกระเพื่อมขึ้น ซึ่งถ้าสิ่งที่โยนยิ่งมีขนาดใหญ่เท่าไหร่ การกระเพื่อมก็จะยิ่งใหญ่ขึ้นมากเท่านั้น ซึ่งทำให้ทุกสิ่งที่อยู่รอบ ๆ การบิดเบี้ยวและถ้าคุณเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงผ่านจุด ๆ นั้นก็จะเกิดการหักเหกลายเป็นวงกลมแทน เทียบง่าย ๆ คือโลกรวมไปถึงดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ ของสุริยจักรวาลเราที่กำลังหมุนรอบดวงอาทิตย์ก็เป็น 1 ในสิ่งที่เกิดจากคลื่นความโน้มถ่วงที่ดวงอาทิตย์กระทำออกมา โดยคลื่นนี้จะสามารถดึงดูดได้แม้กระทั่งแสงที่ไม่มีมวล ซึ่งต่างจากแรงโน้มถ่วงของโลกที่ไม่สามารถดึงดูดแสงให้โค้งงอได้
ซึ่งแน่นอนว่านักวิทยาศาสตร์หลาย ๆ คนนั้นเชื่อว่าเจ้าคลื่นความโน้มถ่วงนั้นมีอยู่จริง แต่ยังไม่มีใครสามารถหาหลักฐานเพื่อค้นพบมันได้
แล้วค้นพบได้อย่างไร ?
แต่แล้วทางทีมวิจัยจาก MIT และ Caltech ร่วมมือกันสร้างสร้างศูนย์วิจัยขึ้นมาในลักษณะคล้ายตัว L ในชื่อ หอสังเกตการณ์คลื่นความโน้มถ่วงโดยเลเซอร์อินเตอร์เฟอโรเมทรี (the Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) หรือ LIGO เพื่อดักจับเจ้าคลื่นความโน้มถ่วงนี้จากสถานที่ห่างไกลหลายล้านปีแสง ซึ่งการค้นพบครั้งนี้เกิดขึ้นจากบิดเบือนของแหล่งพลังงานขนาดมหาศาลจากหลุมดำ 2 ดวงโคจรรอบกันด้วยความเร็วมหาศาลรวมตัวเข้าด้วยกันแล้วเกิดระเบิดจนสร้างคลื่นความโน้มถ่วงออกมาถึงโลกเราได้
ซึ่ง ณ ปัจจุบัน LIGO ยังมี sensitivity เพียงแค่ 1 ใน 3 ของที่ควรจะเป็นเพียงเท่านั้น และ LIGO ยังสามารถพัฒนาเครื่องมือได้อีก จึงมีโอกาสที่จะตรวจพบปรากฏการณ์อื่นได้อีกมาก
นี่คือวิดีโอที่ทำขึ้นมาเพื่ออธิบายเกี่ยวกับเรื่องคลื่นความโน้มถ่วงในรูปแบบของการ์ตูนที่จะทำให้คุณเข้าใจมากยิ่งขึ้น
When two black holes collide, they release massive amounts of energy in the form of gravitational waves that last a fraction of a second and can be “heard” throughout the universe – if you have the right instruments. Today we learned that the #LIGO project heard the telltale chirp of black holes colliding, fulfilling Einstein’s General Theory of Relativity. NASA’s LISA mission will look for direct evidence of gravitational waves. http://go.nasa.gov/23ZbqoEThis video illustrates what that collision might look like.
Posted by NASA Goddard on Thursday, February 11, 2016
โดยสถานีหอสังเกตการณ์นี้มีลักษณะคล้ายตัว แอล ขนาดยักษ์ มีแขน 2 ข้่างที่เป็นท่อสุญญากาศยาวกว่า 2.5 ไมล์ (ประมาณ 4 กิโลเมตร) ซึ่งที่ปลายแขนจะมีกระจกเงาอยู่ และเมื่อคลื่นความโน้มถ่วงเคลื่อนที่ผ่านกระจกเงา มันก็จะทำให้เกิดการบิดเบี้ยวของสเปซไทม์ และทำให้กระจกเงาที่แขนข้างหนึ่งขยับเข้ามาใกล้ มากกว่าที่แขนอีกข้างหนึ่ง โดยการจับเวลาที่แสงเลเซอร์จะสะท้อนกลับมาจากกระจกทั้ง 2 ด้านว่าข้างไหนมีเปลี่ยนแปลงไป ซึ่งแน่นอนว่ามีโอกาสที่จะคลาดเคลื่อนสูงมาก ๆ เพราะขนาดที่สามารถวัดได้เล็กเพียง 1 ในหมื่นของขนาดโปรตอนเท่านั้นเอง (เล็กเกิ๊น)
ภาพของหอสังเกตการณ์ของ LIGO
อย่างไรก็ตาม ข้อจำกัดอย่างหนึ่งของคลื่นความโน้มถ่วงก็คือ คลื่นความโน้มถ่วงนั้นไม่สามารถบอกทิศทางได้ ใกล้เคียงกับไมโครโฟนที่สามารถฟังเสียงได้ แต่บอกไม่ได้ว่าเสียงมาจากทิศทางใด ซึ่ง ณ ตอนนี้กำลังจะมีการสร้างเครื่องตรวจวัดคลื่นความโน้มถ่วงอีกเป็นจำนวนมาก ทั้งที่ญี่ปุ่น อิตาลี ฯลฯ เป็นเครือข่ายของคลื่นความโน้มถ่วง ซึ่งหากเรามีเครื่องตรวจวัดหลายตำแหน่ง ก็จะช่วยให้เราสามารถจำกัดขอบเขตของทิศทางที่กำลังมาถึงได้ โดยการค้นพบครั้งยิ่งใหญ่นี้ไม่ได้เกิดขึ้นเพียงข้ามคืน แต่ใช้ระยะเวลากว่า 50 ปีและเงินทุนสนับสนุนทั้งจากภาครัฐและภาคเอกชน รวมถึงเงินภาษีประชาชนกว่า 40 ปี กว่าจะค้นพบคลื่นความโน้มถ่วงอันยิ่งใหญ่ของมวลมนุษยชาตินี้ได้
ประโยชน์ของคลื่นความโน้มถ่วงคืออะไร ?
เจ้าคลื่นตัวนี้จะทำให้เรารู้ถึงต้นกำเนิดของการระเบิด Bigbang, Nova หรือ Super Nova ได้ รวมไปถึงการกำเนิดของหลุมดำที่ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของเซอร์ ไอแซค นิวตัน และทฤษฎีสัมพันธภาพของอัลเบิร์ด ไอสไตน์ ไม่สามารถใช้ได้เลย
ซึ่ง ณ ตอนนี้ยังไม่สามารถบอกอย่างเป็นทางการว่าสามารถนำมาทำอะไรได้แน่ ๆ แต่ 1 ในทฤษฎีที่คนทั้งโลกให้ความสนใจตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบันคือ ทฤษฎีการบิดเบือนเวลา ซึ่งจะส่งผลให้เราสามารถเดินทางข้ามกาลเวลาได้ รวมไปถึงการเดินทางผ่านระยะทางหลายล้านปีแสงก็อาจจะเริ่มเป็นรูปเป็นร่างในเวลาอีกไม่กี่สิบปีถ้าสามารถประยุกต์นำไปใช้ได้ (เปรียบเทียบกับเรื่อง Interstellar ได้เลย) รวมไปถึงทฤษฎีใหม่ ๆ ที่เหล่านักเรียนสายวิทย์จะได้เรียนรู้ในอนาคตอย่างแน่นอน (RIP ล่วงหน้า)
เกี่ยวข้องอย่างไรกับภาพยนตร์เรื่อง Interstellar ?
ทางแฟนเพจ ทะลุมิติวิทยาศาสตร์กับอินเตอร์สเตลลาร์ ได้ออกมาอธิบายถึงเรื่องราวของคลื่นความโน้มถ่วงและ LIGO ว่ามันเกี่ยวข้องอย่างไรกับ Interstellar ในโพสต์นี้เลยครับ
คลื่นความโน้มถ่วง หรือ Gravitational wave เกี่ยวข้องกับ Interstellar ยังไง????เฉลย… เกี่ยวกันมากมายหลายแง่มุมเลยทีเดียว…
Posted by ทะลุมิติวิทยาศาสตร์กับอินเตอร์สเตลลาร์ on Thursday, February 11, 2016
เรียกได้ว่าการค้นพบคลื่นความโน้มถ่วงในครั้งนี้น่าจะทำให้ผู้ค้นพบได้รับรางวัลโนเบลสาขาวิทยาศาสตร์ไปได้อย่างแน่นอน และในอนาคตอันใกล้เราก็อาจจะได้เห็นสิ่งประดิษฐ์ที่ใช้ทฤษฎีนี้ออกมาให้คุณเห็นกันอย่างแน่นอน
ที่มา: Facebook อาจารย์เจษฎา | YouTube | Wiki | Pantip
และที่ขาดไม่ได้เลยคือ ประเทศไทยเป็น 1 ในประเทศที่มีผู้คนสนใจเป็นจำนวนมาก ซึ่งแน่นอนว่าถ้าสนใจแบบปกติมันก็คงจะไม่มีประเด็นอะไร แต่งานนี้พวกที่ไม่ได้สนใจแต่เข้าไปเพียงเพื่อต้องการป่วน (ทั้งพิมพ์ภาษาไทย ทั้งด่ากัน ขนาดขายของยังมี) ทำให้เราได้ค้นพบว่า ประเทศไทยยังมีประชากรที่ไม่มีคุณภาพที่สามารถเข้าถึงอินเทอร์เน็ตได้อยู่อีกมากนั่นเอง…