บทความ
 อวกาศ
 พลังงาน
 อิเล็กทรอนิกส์
 ทฤษฏีสัมพัทธภาพ
 ไครโอเจนิกส์
 เฮลิคอปเตอร์
 เกียร์อัตโนมัติ
 โทรศัพท์มือถือ
 ยาง
 รถไฟความเร็วสูง
 คลัตช์ และกระปุกเกียร์ธรรมดา
 เจ็ทแพ็ค
 แผ่นดินไหว
 คู่มือ ต้องรอด
 โรงไฟฟ้าพลังน้ำ
 ดาวเทียม
 เชื่อมโลหะใต้น้ำ
 กังหันลมผลิตไฟฟ้า
 เครื่องยนต์ดีเซล
 เครื่องยนต์เบนซิน
 คัมภีร์สงครามซุนวู ฉบับเข้าใจง่าย
 โลหะ
 ฟิสิกส์
 ปัญหาพระยามิลินท์
 ยานยนต์สมัยใหม่
 แมคาทรอนิกส์
 เครื่องกล 6 แกน
 เครื่องยนต์เจ็ท
 หุ่นยนต์
 สินค้า ผลงาน
 เขียนแบบ
 ออกแบบ คำนวณ
 วางโครงการ
วันนี้ 32
เมื่อวาน 652
สัปดาห์นี้ 684
สัปดาห์ก่อน 5,706
เดือนนี้ 11,815
เดือนก่อน 22,351
ทั้งหมด 768,937
  Your IP :54.162.118.107

2. สัมพัทธภาพพิเศษ และสัมพัทธภาพทั่วไป

 

 

รูปอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

 

      ไอศรีมก้อนที่สอง แนวคิดเบื้องต้นที่กล่าวในหัวข้อที่แล้ว เป็นเพียงการกล่าวถึง สัมพัทธภาพของกาลิเลโอ เป็นทฤษฏีเริ่มแรก จนกระทั้งได้มีนักวิทยาศาสตร์ที่ชื่อว่า อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ได้ค้นพบแนวคิดสัมพัทธภาพสมัยใหม่ จนทำให้ แนวคิดของ ฟิสิกส์นิวโตเนียน (Newtonian physics) ได้ถูกทำลายลง

 

      ซึ่งทำให้นักวิทยาศาสตร์รุ่นใหม่ สามารถเรียนรู้เกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของรถไฟที่มีความเร็ว ไปจนถึงการเคลื่อนที่ของแสงที่มีความเร็วคงที่

 

 

รูปรถไฟความเร็วสูง

 

 

รูปแสง

 

ไอสไตน์ได้เสนอ ทฤษฏีสัมพัทธภาพพิเศษ ซึ่งมีความจำเป็นอย่างยิ่ง ดังต่อไปนี้:

 

      กฎทางฟิสิกส์จะใช้ได้เหมือนกันเมื่ออยู่ภายใน กรอบเฉื่อย (Inertial frames) ทั้งหมด และความเร็วของแสงจะมีค่าเหมือนกันจากการสังเกตของผู้สังเกตการณ์ทั้งหมด ไม่ว่าจะสังเกตการณ์อยู่ในรถที่อยู่นิ่ง, รถไฟที่กำลังแล่นด้วยความเร็ว หรือจรวดที่สร้างขึ้นมาในอนาคต แสงจะเคลื่อนที่ที่ความเร็วเดียวกัน และกฎของทางฟิสิกส์ยังคงคงที่

 

      ในแนวคิดแบบฟิสิกส์นิวโตเนียน สมมติว่าเรากำลังอยู่บนรถไฟที่มีความเร็ว และพุ่งไปในทิศทางที่คงที่ แล้วสมมติอีกว่า รถไฟไม่มีหน้าต่างให้มองออกไปข้างนอก เมื่อรถไฟแล่นไป เราจะไม่สามารถบอกได้เลยว่า เราได้เคลื่อนที่ผ่านอะไรไปบ้างในการเดินทาง ทำให้เราไม่รู้อะไรเลยจนกว่ารถไฟหยุดแล้ว เราออกไปดูว่าถึงไหน

 

      แต่ถ้าคิดตามแนวคิดในแบบสัมพัทธภาพพิเศษ มันจะมีผลต่อทุกอย่าง โดยพื้นฐานง่าย ๆ ในทฤษฏีจะเสนอว่าระยะทาง กับเวลาไม่มีค่าที่สัมบูรณ์แน่นอน

      ตอนนี้ มันถึงเวลาที่จะกินไอศครีมก้อนที่สาม โดยมีทฤษฏีของไอสไตน์เพิ่มเข้ามา ในปี พ.ศ. 2458 ไอสไตน์ได้ตีพิมพ์ ทฤษฏีสัมพัทธภาพทั่วไป (Theory of general relativity) ของเขาขึ้นมา ซึ่งเขาได้คำนึงถึงปัจจัยด้าน แรงโน้มถ่วง (Gravity) แล้วเทียบไปยังความสัมพัทธ์ของจักรวาล

 

รูปแนวคิดหนึ่งในสัมพัทธภาพทั่วไป

 

วิดีโอแนวคิดของทฤษฏีสัมพัทธภาพทั่วไป

 

แนวคิดสำคัญที่ต้องจำ ก็คือ หลักความเท่าเทียม (Equivalence principle)

 

 

รูปอธิบายหลักความเท่าเทียม

ซึ่งกล่าวว่า แรงโน้มถ่วงจะดึงดูดในทิศทางเดียวกัน เทียบได้กับความเร่งในแบบอื่น ๆ นี่จึงเป็นเหตุที่ว่าทำไมเวลาขึ้นลิฟต์ เมื่อลิฟต์ขึ้นจึงมีความรู้สึกว่าแรงโน้มถ่วงเพิ่มขึ้น (รู้สึกว่าหนัก) และเมื่อตอนลิฟต์เคลื่อนที่ลงแรงโน้มถ่วงก็ลดลง (รู้สึกว่าเบาตัว)

 

รูปแนวคิดหลักความเท่าเทียม เทียบกับการใช้ลิฟต์

 

      หากคิดเรื่องแรงโน้มถ่วงเทียบเท่ากับความเร่งแล้ว ก็ให้ความเร่งหมายถึงแรงโน้มถ่วงด้วย (เหมือนการเคลื่อนที่) ซึ่งมันจะส่งผลต่อการวัดในด้านเวลา และอวกาศ

 

รูปการวาร์ปของดวงดาวเกิดการบิดตัวของเวลา และอวกาศ

 

            หมายความว่า วัตถุขนาดใหญ่มีการ วาร์ป (Warps) ขึ้น จนทำให้เกิดการแปรปรวนบิดตัวของเวลา และอวกาศผ่านแรงโน้มถ่วง

 

      ดังนั้นทฤษฏีของไอสไตน์ ได้เปลี่ยนแปลงความหมายในของแรงโน้มถ่วงไปอย่างสิ้นเชิง จากการที่เกิดการวาร์ปแปรปรวน จนเกิดการบิดของเวลา-อวกาศ (กาลอวกาศ)

 

      นักวิทยาศาสตร์ ได้ตั้งข้อสังเกตการแปรปรวนของแรงโน้มถ่วงทั้งเวลา และอวกาศ พอที่จะกลับคำนิยามนี้

 

 

รูปแนวคิดเรื่องการต่างกันของเวลาระหว่างในโลก กับนอกโลก

 

      วิธีนี้: ทำให้รู้ว่าเวลาจะผ่านไปเร็วขึ้นเมื่ออยู่ในวงโคจรนอกโลก มากกว่าบนพื้นโลก เมื่อทำการเปรียบเทียบเวลาบนโลก กับผู้ที่อยู่ในวงโคจรของดาวเทียมที่โคจรไกลห่างจากมวลของดวงดาว นักวิทยาศาสตร์เรียกปรากฏการณ์สิ่งนี้ว่า การยืดเวลาของแรงโน้มถ่วง (Gravitational time dilation)

 

 

รูปการยืดเวลาของแรงโน้มถ่วง

 

      ในทำนองเดียวกัน นักวิทยาศาสตร์ได้สังเกตแสงที่มีลำแสงเป็นทางตรงในขณะที่แสงเดินทาง แต่เมื่อผ่านดวงดาวขนาดใหญ่แสงจะมีอาการโค้งโอบรอบดวงดาวนั้น ซึ่งนักวิทยาศาสตร์เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า เลนส์โน้มถ่วง (Gravitational lensing)

 

 

รูปการเกิดเลนส์โน้มถ่วง

 

      ดังนั้น ถ้าหากถามว่า อะไรคือสิ่งที่จะสัมพัทธ์กับเรา? คำตอบก็คือ เราต้องศึกษาทฤษฏีสัมพัทธภาพ ซึ่งมันจะช่วยให้เรามี กรอบแนวคิดทางจักรวาลวิทยา (Cosmological framework) เพื่อที่จะถอดรหัสของจักรวาล ช่วยให้เราเข้าใจ กลศาสตร์ฟากฟ้า (Celestial mechanics) โดยมีการคาดการณ์การดำรงอยู่ของ หลุมดำ (Black holes) และสร้างแผนผังของจักรวาลที่ห่างไกลเราออกไป

 

 

รูปการจำลองภาพหลุมดำ

 

 

 

 

 

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

 

“อย่ามัวแต่หาเงิน

วิ่งตามเงิน

จนลืมความสุขในชีวิตไป”

 

<หน้าที่แล้ว                                 สารบัญ                    หน้าต่อไป>

 

 

 

Share on Facebook
 
Google

WWW
http://www.thummech.com/
ฟังเพลงออนไลน์ คลิกเลย
 
Copyright © 2013-2015 Thummech All Rights Reserved. 
Powered by  ThaiWebPlus 
คนธรรมดามีความรู้คือคนฉลาด คนฉลาดมีความเข้าใจคือคนธรรมดา