EP.1 Albert Einstein: เมื่อไอน์สไตน์ "โกง" แรงโน้มถ่วง
สวัสดีครับท่านผู้อ่าน! ยินดีต้อนรับสู่เพจ "ชื่อนั้นสำคัญฉะนี้" กับน้าไก่คนเดิม วันนี้เรามาเปิด Episode แรกกันในตอนที่ชื่อว่า "เมื่อไอน์สไตน์ 'โกง' แรงโน้มถ่วง" ฟังดูเหมือนหนังแอ็คชั่นใช่มั้ยล่ะครับ แต่เรื่องจริงมันส์ยิ่งกว่า! เราจะไปดูกันว่านักวิทยาศาสตร์หัวฟูคนนี้ ไปทำอีท่าไหนถึงกล้าไปงัดข้อกับกฎแรงโน้มถ่วงของเซอร์ไอแซค นิวตัน ที่เปรียบเหมือนเจ้าพ่อวงการฟิสิกส์มานานกว่า 200 ปี เตรียมตัวให้พร้อม แล้วเราจะไปแงะเรื่องราวที่พลิกโฉมความเข้าใจของมวลมนุษยชาติตลอดกาลกันครับ!
เรื่องราวของเราต้องย้อนกลับไปในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1 บรรยากาศมาคุคลุ้งไปทั่วยุโรป ไม่เว้นแม้แต่วงการวิทยาศาสตร์ ตอนนั้น กฎของนิวตันคือเบอร์หนึ่ง คือที่สุด คือทุกสิ่งทุกอย่าง แต่แล้วก็มีนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน-สวิสชื่อ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ โผล่ขึ้นมาพร้อมกับไอเดียสุดเพี้ยนที่อาจจะล้มกระดานทุกอย่างที่เคยมีมา ไอน์สไตน์ถูกชวนให้กลับมาทำงานที่เบอร์ลิน ส่วนอีกฟากหนึ่งของสนามรบในอังกฤษ นักดาราศาสตร์หนุ่มชื่อ อาเธอร์ เอ็ดดิงตัน ถูกสั่งให้ศึกษาทฤษฎีของไอน์สไตน์ เพื่อปกป้องเกียรติภูมิของนิวตัน
จุดเริ่มต้นของความบ้าทั้งหมดนี้ไม่ได้มาจากห้องแล็บหรูหรานะครับท่านผู้อ่าน แต่มันเริ่มจากของเล่นเด็กชิ้นหนึ่ง ตอน 5 ขวบ ไอน์สไตน์ป่วยอยู่บนเตียง พ่อเลยเอาเข็มทิศมาให้เล่น เด็กน้อยคนนี้ทึ่งมากว่าทำไมเข็มมันชี้ไปทางทิศเหนือตลอด ไม่ว่าจะหมุนไปทางไหน เขาเลยรู้ว่ามันต้องมี "พลังงานลึกลับ" บางอย่างที่มองไม่เห็นคอยควบคุมอยู่ ความสงสัยในวันนั้นกลายเป็นเชื้อไฟที่ลุกโชนตลอดชีวิตของเขาเลยครับ
ไอน์สไตน์ไม่ได้เริ่มจากการทดลอง แต่เริ่มจากสิ่งที่เขาเรียกว่า "การทดลองในความคิด" (Thought Experiment) เขาชอบจินตนาการถึงสถานการณ์ที่เป็นไปไม่ได้ อย่างเช่น "ถ้าเราวิ่งไล่ตามลำแสงด้วยความเร็วเท่าแสง เราจะเห็นอะไร?" หรือไอเดียที่กลายเป็นกุญแจสำคัญคือ "ถ้าเราอยู่ในลิฟต์ที่สายเคเบิลขาดแล้วกำลังร่วงลงมา เราจะรู้สึกไร้น้ำหนัก เหมือนลอยอยู่ในอวกาศเลยใช่ไหม?"
จากตรงนั้นเองที่ไอน์สไตน์ปิ๊งไอเดียสุดบรรเจิดขึ้นมา เขาบอกว่าแรงโน้มถ่วงกับความเร่งมันคือสิ่งเดียวกัน แยกกันไม่ออกเลย ถ้าเราอยู่ในห้องปิดทึบที่กำลังพุ่งขึ้นในอวกาศด้วยความเร่งเท่ากับแรงโน้มถ่วงโลก เราจะแยกไม่ออกเลยว่าเราอยู่บนโลกหรือในจรวด และถ้าเป็นแบบนั้นจริง แปลว่าถ้าเราฉายไฟฉายในจรวดที่กำลังเร่งความเร็ว แสงก็ต้องโค้งลงสิ! เพราะพื้นจรวดมันพุ่งขึ้นมารับแสง
และนี่คือจุดเปลี่ยนครับ! ไอน์สไตน์บอกว่า แรงโน้มถ่วงไม่ใช่แรงดึงดูด แบบที่นิวตันว่าไว้ แต่มันคือผลจากการที่มวลสารขนาดใหญ่อย่างดวงอาทิตย์ไป "บิด" หรือ "ทำให้โค้ง" สิ่งที่เรียกว่า "กาล-อวกาศ" (Spacetime) ต่างหาก เหมือนเราวางลูกโบว์ลิ่งลงบนผ้าใบแทรมโพลีน แล้วลูกแก้วที่วิ่งผ่านไปก็ต้องโค้งตามรอยบุ๋มนั้น นี่แหละครับคือทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปที่เสนอในปี 1915 ทฤษฎีนี้อธิบายวงโคจรประหลาดของดาวพุธที่นิวตันอธิบายไม่ได้ ได้อย่างสมบูรณ์แบบ
ทีนี้ พอมีทฤษฎีแล้วจะพิสูจน์ยังไงล่ะ? ไอน์สไตน์ทำนายไว้ว่า ถ้าดวงอาทิตย์บิดกาล-อวกาศได้จริง แสงดาวที่เดินทางผ่านเฉียดดวงอาทิตย์ก็ต้องโค้งตามไปด้วย แต่เราจะเห็นดาวตอนกลางวันได้ไง? คำตอบคือ ต้องรอจังหวะสุริยุปราคาเต็มดวงเท่านั้น! เอ็ดดิงตันที่ตอนแรกก็กึ่งเชื่อกึ่งไม่เชื่อ พอได้อ่านแนวคิดนี้ก็ถึงกับตบเข่าฉาด เขารวบรวมเงินทุนแล้วจัดคณะเดินทางไปยังเกาะพรินซิปี นอกชายฝั่งแอฟริกาตะวันตก เพื่อรอสังเกตการณ์สุริยุปราคาในปี 1919
วันนั้นทุกอย่างดูไม่เป็นใจ ท้องฟ้ามีเมฆมากจนเกือบจะถอดใจกันแล้ว แต่ในที่สุด ฟ้าก็เปิดเป็นใจให้พวกเขาถ่ายรูปได้ทันเวลา เมื่อเอ็ดดิงตันนำแผ่นฟิล์มกลับมาเปรียบเทียบกับภาพถ่ายท้องฟ้าตอนกลางคืนปกติ ผลที่ได้คือ... ตำแหน่งของดวงดาวมันเคลื่อนไปจากเดิมจริงๆ! ตรงตามที่ไอน์สไตน์คำนวณไว้เป๊ะๆ การค้นพบครั้งนี้ทำให้ไอน์สไตน์โด่งดังเป็นพลุแตกในชั่วข้ามคืน บทความวิชาการของเขาถูกตีพิมพ์ลงหน้าหนึ่งของหนังสือพิมพ์ราวกับเป็นข่าวดาราดังเลยทีเดียว
แต่เรื่องมันยังไม่จบแค่นั้นครับท่านผู้อ่าน ความบิดเบี้ยวของกาล-อวกาศนี้ยังนำไปสู่การค้นพบอะไรแปลกๆ อีกเพียบ อย่างแรกคือ "เลนส์ความโน้มถ่วง" (Gravitational Lensing) เมื่อแสงจากกาแล็กซีไกลโพ้นเดินทางผ่านกาแล็กซีขนาดใหญ่ที่อยู่ใกล้กว่า แสงนั้นจะถูกบิดโค้งเหมือนผ่านเลนส์ ทำให้เราเห็นภาพของกาแล็กซีไกลๆ นั้นซ้อนกันหลายภาพ หรือบางทีก็บิดเป็นวงโค้งที่เรียกว่า "วงแหวนไอน์สไตน์" บางครั้งภาพที่ได้ก็ดูเหมือนหน้ายิ้มเลยด้วยซ้ำ
อีกเรื่องที่ใกล้ตัวเราสุดๆ คือ "เวลาที่เดินไม่เท่ากัน" (Time Dilation) ทฤษฎีบอกว่ายิ่งแรงโน้มถ่วงแรง หรือยิ่งเคลื่อนที่เร็ว เวลาจะยิ่งเดินช้าลง! นี่ไม่ใช่เรื่องล้อเล่นนะครับ เพราะระบบ GPS ในมือถือของเราต้องใช้หลักการนี้ในการคำนวณพิกัดเลยนะ ดาวเทียม GPS ที่โคจรอยู่สูงๆ มีแรงโน้มถ่วงน้อยกว่า เวลาของมันจึงเดินเร็วกว่าบนพื้นโลกนิดหน่อย ถ้าไม่มีการปรับแก้ตามทฤษฎีของไอน์สไตน์ รับรองว่า GPS จะพาเราหลงทางไปหลายกิโลเมตรในแต่ละวันเลยล่ะ
ที่พีคสุดๆ คือการทำนายถึง "คลื่นความโน้มถ่วง" (Gravitational Waves) ไอน์สไตน์บอกว่าเมื่อวัตถุที่มีมวลมหาศาลเคลื่อนไหว มันจะสร้างแรงกระเพื่อมในกาล-อวกาศแผ่ออกไปเหมือนคลื่นในน้ำ เรื่องนี้เป็นแค่ทฤษฎีมาเกือบร้อยปี จนกระทั่งปี 2016 ที่สุดเราก็ตรวจจับคลื่นนี้ได้เป็นครั้งแรก จากการชนกันของหลุมดำสองแห่งที่อยู่ห่างออกไป 1,300 ล้านปีแสง! เป็นการเปิดประตูสู่การศึกษาจักรวาลในรูปแบบใหม่ทั้งหมด
เห็นมั้ยครับว่าไอน์สไตน์ไม่ได้มีดีแค่สมการ E=mc² แต่เกร็ดชีวิตของเขาก็น่าสนใจไม่แพ้กัน เขาพูดได้ช้ามากตอนเด็ก แถมยังเคยสอบเข้ามหาวิทยาลัยไม่ผ่านด้วย (แต่ผ่านวิชาคณิตศาสตร์กับวิทยาศาสตร์นะ) นอกจากเป็นนักฟิสิกส์แล้ว เขายังเป็นนักไวโอลินฝีมือดีอีกต่างหาก และที่น่าทึ่งคือเขาเคยถูกเสนอชื่อให้เป็นประธานาธิบดีคนที่สองของอิสราเอล แต่เขาก็ปฏิเสธไป ที่น่าขันคือเขาไม่ชอบนิยายวิทยาศาสตร์เลย เพราะคิดว่ามันทำให้คนเข้าใจวิทยาศาสตร์ผิดๆ แต่สุดท้ายใบหน้าของเขากลับกลายเป็นต้นแบบของอาจารย์โยดาใน Star Wars ไปซะงั้น
จากเด็กน้อยที่ทึ่งกับเข็มทิศ สู่ชายผู้กล้าจินตนาการถึงสิ่งที่ไม่มีใครกล้าคิด และเปลี่ยนความเข้าใจของเราที่มีต่อจักรวาลไปตลอดกาล เขาแสดงให้เราเห็นว่าจินตนาการนั้นสำคัญกว่าความรู้จริงๆ ทฤษฎีของเขาไม่ได้เป็นแค่ตัวอักษรบนกระดาษ แต่มันคือเครื่องมือที่ทำให้เรามีเทคโนโลยีอย่าง GPS และช่วยให้เราเข้าใจวัตถุที่ลึกลับที่สุดในเอกภพอย่างหลุมดำ เรื่องราวของไอน์สไตน์สอนให้เรารู้ว่า บางทีคำตอบของคำถามที่ยิ่งใหญ่ที่สุด อาจซ่อนอยู่ในการกล้าที่จะถามว่า "ถ้า...?" ก็เป็นได้ครับ
สำหรับวันนี้ น้าไก่คงต้องขอลาไปก่อน หวังว่าท่านผู้อ่านจะสนุกกับเรื่องราวการ "โกง" แรงโน้มถ่วงของไอน์สไตน์นะครับ แล้วพบกันใหม่ใน Episode หน้า สวัสดีครับ
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
