มิติคืออะไร? และ เอกภพมีกี่มิติ?
มิติ (Dimension) เป็นคำที่เราใช้กันอย่างกว้างขวางในชีวิตประจำวัน
"ภาพถ่ายนี้สวยมาก ดูมีมิติ"
"เวทมนตร์ เป็นพลังงานจากมิติอันลี้ลับ"
"เราต้องมองไปถึงมิติด้านสังคมศาสตร์ ไม่ใช่แค่เศรษฐศาสตร์"
ฯลฯ
แม้แต่ในโลกวิทยาศาสตร์เองก็มีการใช้ศัพท์คำนี้ในหลายความหมาย แต่ในบทความนี้จะอธิบายถึงคำว่ามิติในแง่ของที่ว่างและเวลา โดยจะเริ่มจากการเล่าให้ทุกท่านเข้าใจก่อนว่ามิติคืออะไรกันแน่?
ลองจินตนาการถึงห้องว่างๆที่ภายในมีแมลงตัวหนึ่งบนอยู่กลางอากาศ เราสามารถระบุตำแหน่งของแมลงตัวนั้นให้ชัดเจนด้วยการบอกว่า
- มันอยู่ห่างจากผนังด้านหนึ่งเท่าไหร่
- มันอยู่ห่างจากผนังด้านข้างๆเท่าไหร่
- มันลอยอยู่สูงจากพื้นเท่าไหร่
อันที่จริงมีวิธีอื่นๆที่ใช้ในการระบุตำแหน่งของแมลงอีกมากมาย แต่ไม่ว่าจะใช้วิธีไหนล้วนต้องใช้เลขอย่างน้อย 3 ตัวในการระบุตำแหน่ง
นั่นหมายความว่า ที่ว่าง (space) ในห้องนี้มี 3 มิตินั่นเอง
ยุงบินอยู่ในห้อง
อีกตัวอย่างง่ายๆคือ หากเราวาดรูปลงบนกระดาษวาดเขียนแล้วมีมดตัวหนึ่งยืนนิ่งๆอยู่บนกระดาษแผ่นนั้น
เราสามารถระบุตำแหน่งของมดตัวนั้นได้ด้วยการบอกว่า
- มดตัวนั้นอยู่ห่างจากขอบกระดาษด้านซ้ายเท่าไหร่
-มดตัวนั้นอยู่ห่างจากขอบกระดาษด้านล่างเท่าไหร่
บอกตัวเลขเพียง 2 ตัวก็เพียงพอต่อการระบุตำแหน่งของมดบนแผ่นกระดาษ
ดังนั้นแผ่นกระดาษจึงเป็นที่ว่าง 2 มิติ
(แบบทดสอบ ผิวโลกของเรามีกี่มิติ ระบุตัวเลขที่ใช้ในการระบุตำแหน่งของเราบนโลกว่ามีกี่ตัว อะไรบ้าง)
คำถามต่อไปคือ เวลา (Time) เป็นมิติหรือไม่?
ลองจินตนาการถึงห้องว่างๆที่ภายในมี ชายคนหนึ่งนั่งอยู่และเขาโดนยุงกัดที่แขน
การจะระบุการโดนยุงกัดให้ชัดเจนที่สุดต้องระบุเวลาด้วยว่าเขาโดนยุงกัดเมื่อไหร่ เพราะ การโดนยุงกัด สองเหตุการณ์ อาจเกิดที่ตำแหน่งเดิมเป๊ะ แต่คนละเวลา
ดังนั้นในแง่หนึ่งเวลาจึงเป็นมิติเช่นเดียวกับที่ว่าง (space)
ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษและทั่วไปของไอน์สไตน์จึงเรียกทั้งสองรวมกันว่า กาลอวกาศ (spacetime) ซึ่งทั้งที่ว่างและเวลามีความเชื่อมโยงเกาะเกี่ยวกัน แต่ถึงอย่างไร ธรรมชาติของที่ว่างและอวกาศก็ไม่ได้เหมือนกันเสียทีเดียว
ในทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ เวลาและที่ว่างเป็นมิติที่ตั้งฉากกันดังรูปนี้
ต่อให้เราไม่พูดลงรายละเอียดทางคณิตศาสตร์ในทฤษฎีสัมพัทธภาพ แต่เราก็สามารถเห็นความแตกต่างของทั้งสองสิ่งนี้ได้ด้วยความจริงอันชัดเจนที่ว่า เราสามารถเดินไปข้างหน้าได้ ถอยหลังได้ตามใจชอบ แต่เราเดินทางย้อนเวลาไม่ได้
หรือลองคิดในแง่ที่ว่า
เราสามารถมองไปข้างหน้า หรือเหลียวไปข้างหลังได้อย่างอิสระ แต่เรากลับรับรู้ถึงอดีตได้ในรูปแบบความทรงจำ และมืดบอดต่ออนาคตข้างหน้าอย่างสิ้นเชิง
ดังนั้นในมุมมองแบบมาตรฐาน นักฟิสิกส์จึงอธิบายว่าเอกภพของเรามี 3+1 มิติ (space+Time) โดยไม่ได้รวมให้กลายเป็น 4 แต่เขียนค้างไว้ว่าเป็น 3+1
สตริง คือสิ่งที่เล็กที่สุดตามทฤษฎีสตริง
อย่างไรก็ตามมีทฤษฎีทางฟิสิกส์อยู่ทฤษฎีหนึ่งที่เชื่อว่าแท้จริงแล้วเอกภพมีมิติมากกว่าที่เรารับรู้ โดยเราเรียกมิติที่เรายังรับรู้ไม่ได้เหล่านั้นว่ามิติพิเศษ (extra dimensions) ส่วนทฤษฎีดังกล่าวมีชื่อว่า ทฤษฎีซูเปอร์สตริง (Superstring theory) ซึ่งเป็นทฤษฎีที่ถูกสร้างขึ้นเพื่อทำนายปรากฏการณ์ใหม่ๆที่ยังไม่ได้รับการค้นพบมาก่อน หรือ พูดอีกอย่างว่า มันไม่ใช่ทฤษฎีมาตรฐานที่ได้รับมีการทดลองยืนยันอย่างหนักแน่นจนนักฟิสิกส์ส่วนมากเชื่อถือ
ครั้งถัดๆไปจะอธิบายแนวคิดเบื้องต้นเกี่ยวกับทฤษฎีซูเปอร์สตริง ให้ฟังว่าเหตุใดนักฟิสิกส์หลายคนตื่นเต้นกับมัน
และ ทำไมนักฟิสิกส์อีกไม่น้อยที่รู้สึกไปถึงขั้นว่ามันเหลวไหล
โปรดติดตาม
- 51
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
