โรงเรียนบ้านบางหลาม

หมู่ที่ 3 บ้านบ้านบางหลาม ตำบลท่าอยู่ อำเภอตะกั่วทุ่ง จังหวัดพังงา 82130

ทฤษฎี การศึกษาและเรียนรู้เกี่ยวกับข้อเท็จจริงของทฤษฎีการขยายเวลา

ทฤษฎี

ทฤษฎี เมื่อพูดถึงผู้ก่อตั้งฟิสิกส์ยุคใหม่ก็ต้องเป็นอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ อาจกล่าวได้ว่าแม้ว่าเขาจะเสียชีวิตไปหลายปีแล้ว แต่ทฤษฎีและการทำนายที่เขาทิ้งไว้ ยังคงเป็นเป้าหมายการวิจัยของชุมชนวิทยาศาสตร์มาโดยตลอด ตัวอย่างเช่น การขยายเวลาในทฤษฎีสัมพัทธภาพ ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์จากห้องปฏิบัติการร่วมฟิสิกส์ดาราศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยโคโลราโด สหรัฐอเมริกาได้ทำการทดลองที่เกี่ยวข้องเพื่อตรวจสอบการยืดเวลา

การวิจัยพบว่า การขยายเวลาจะเกิดขึ้นด้วยความแตกต่างเพียง 1 มิลลิเมตร กรณีนี้แสดงว่าอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ถูกอีกแล้วใช่หรือไม่ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์มีความสำเร็จที่ไม่ธรรมดานับไม่ถ้วนในชีวิตของเขา และการเผยแพร่ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปก็เป็นหนึ่งในนั้น แม้ว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปจะได้รับการตระหนักในระดับจักรวาล แต่อิทธิพลและการประยุกต์ใช้นั้นมีอยู่ทั่วไป เช่น ระบบ GPS ที่เรามักใช้ในชีวิตของเรา

ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไประบุว่า เวลาช้าลงเมื่ออยู่ในสนามโน้มถ่วง เนื่องจากอะตอมสั่นด้วยความถี่ที่ต่ำกว่า ในทางตรงกันข้าม นาฬิกาที่อยู่ใกล้กับสนามโน้มถ่วงจะทำงานช้าลง ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่า การขยายเวลา สถานะที่เป็นอยู่แบบนี้ของการรู้เพียงสิ่งเดียว และไม่รู้อีกสิ่งหนึ่งจะทำให้ทุกคนเข้าใจผิดเกี่ยวกับการขยายเวลา ดังนั้น ทุกคนต้องให้ความสนใจกับการขยายเวลา โดยพื้นฐานแล้วเป็นผลมาจากช่วงเวลาอวกาศ-เวลาคงที่ และเป็นผลตามวัตถุประสงค์

เมื่ออัลเบิร์ต ไอน์สไตน์เสนอ ทฤษฎี นี้บางคนตั้งข้อสงสัยและบางคนสนับสนุน นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการทดลองหลายครั้งเพื่อตรวจสอบว่า ตัวอย่างเช่น ในปี พ.ศ. 2520 ผู้คนปล่อยดาวเทียมที่มีนาฬิกาอะตอมที่มีความแม่นยำสูง และสังเกตความแตกต่างของเวลา ระหว่างนาฬิกากับนาฬิกาภาคพื้นดิน ซึ่งเป็นการยืนยันการขยายเวลา ในครั้งนี้ ทีมวิจัยของมหาวิทยาลัยโคโลราโดในสหรัฐอเมริกา ได้พิสูจน์ผลกระทบของการขยายเวลาในระดับที่เล็กลง

พวกเขาทำการทดลองอะไร คุณได้รับผลลัพธ์แบบไหน เพื่อลดขนาดของการทดลอง นักวิทยาศาสตร์ใช้นาฬิกาขัดแตะแบบออพติคอลสำหรับการวิจัย การผลิตนาฬิกาขัดแตะแบบออพติคอลนี้ ยังมีความเฉพาะเจาะจงมากอีกด้วย จำเป็นต้องทำให้อะตอมของสตรอนเชียมเย็นลงด้วยแสงออโรราก่อน ในระยะสั้น สิ่งนี้ดูเหมือนจะไม่เกี่ยวข้องกับนาฬิกาแบบดั้งเดิม อันที่จริงนาฬิกานี้เป็นเหมือนยานพาหนะสำหรับการทดลองมากกว่า เพราะนักวิทยาศาสตร์เพียงต้องการสังเกตปรากฏการณ์การขยายเวลา

จากกระจุกอะตอมสตรอนเชียมชิ้นนี้ ผลการทดลองสุดท้ายแสดงให้เห็นว่า แม้ระยะทาง 1 มิลลิเมตร เวลาจะล่าช้า แม้ว่าระดับของการชะลอตัวจะไม่ดีเท่าการกะพริบของเรา แต่เป็นการปรับปรุงอย่างมากสำหรับด้านต่างๆ เช่น GPS และการปรับเทียบเวลา ศาสตราจารย์ เยจุนหัวหน้าทีมวิจัยกล่าวว่า หากเราสามารถวัดการเลื่อนสีแดงของความโน้มถ่วงได้แม่นยำกว่านี้ 10 เท่า

ทฤษฎี

เราจะเห็นคลื่นสสารทั้งหมดของอะตอมเดินทางผ่านความโค้งของกาลอวกาศ การวัดความแตกต่างของเวลาในขนาดที่เล็ก สามารถทำให้เราพบว่าแรงโน้มถ่วงทำลายการเชื่อมโยงกันของควอนตัม จะเห็นได้ว่าวิทยาศาสตร์ที่แท้จริง สามารถยืนหยัดในการตรวจสอบเวลาและการทดลองต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นการทดลองนาฬิกาอะตอมในอดีต หรือการตรวจสอบมาตราส่วนมิลลิเมตรในปัจจุบัน ก็ได้ยืนยันความถูกต้องของผลการขยายเวลา

ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ไม่ว่ามาตราส่วนจะแม่นยำเพียงใด อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ก็พิสูจน์ให้เขาเห็นว่าถูกต้อง แล้วการยืดขยายเวลาจะนำมาซึ่งแรงบันดาลใจแบบไหนให้กับมนุษย์ได้ แม้ว่าเอฟเฟกต์การขยายเวลาจะเป็นเพียงปรากฏการณ์ แต่การค้นพบพาหะของมัน ซึ่งก็คือนาฬิกาอะตอมมีบทบาทสำคัญ ในการศึกษากลศาสตร์ควอนตัมและการสังเกตการณ์จักรวาล เราได้กล่าวไปแล้วก่อนหน้านี้ว่า นาฬิกาอะตอมนั้นไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับนาฬิกาแบบดั้งเดิม

นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้สถานการณ์นี้ เพื่อค้นหาสสารมืดในจักรวาลได้ สสารมืดเป็นเมฆที่ปกคลุมนักวิทยาศาสตร์มาเป็นเวลานาน หลักฐานปัจจุบันบ่งชี้โดยทั่วไปว่า มีสสารมืดจำนวนมากในเอกภพ แต่เราไม่สามารถค้นพบได้ ดังนั้น หากนาฬิกาอะตอมช่วยให้เราค้นพบสสารมืด และพิสูจน์การมีอยู่ของมันได้ อุปสรรคในการสำรวจจักรวาลของมนุษย์ก็จะน้อยลง นอกจากนี้ เอฟเฟกต์การขยายเวลายังมีส่วนช่วยในเนื้อหาจำนวนมากสำหรับนิยายวิทยาศาสตร์ของมนุษย์ และภาพยนตร์นิยายวิทยาศาสตร์

ท้ายที่สุดแล้ว ยังมีความสัมพันธ์บางอย่างระหว่างการขยายเวลากับความเร็วสัมพัทธ์ ซึ่งหมายความว่า คนที่บินในยานอวกาศความเร็วแสง จะมีเวลาช้ากว่าคนบนโลก อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าที่นี่พิจารณาเฉพาะผลกระทบจากแรงโน้มถ่วง ในขณะที่ปัจจัยอื่นๆ จะถูกละเว้น ในทฤษฎีสัมพัทธภาพอวกาศและเวลา ความเร็วของเวลาที่ผ่านไปถูกกำหนดโดยความเร็ว และแรงโน้มถ่วงของระบบอ้างอิง เมื่อทราบความเร็วสัมพัทธ์และแรงโน้มถ่วงของระบบอ้างอิงทั้ง 2 แล้ว

ความแตกต่างของเวลาในระบบอ้างอิงทั้ง 2 สามารถคำนวณตามทฤษฎีสัมพัทธภาพออกมาได้ ตัวอย่างเช่น ในอินเตอร์สเตลลาร์ทะยานดาวกู้โลก เมื่อพ่อที่ยังเด็กเห็นลูกสาวของเขาอีกครั้ง หลังจากบินไปมาหลายครั้งลูกสาวก็อายุมากแล้ว แต่รูปร่างหน้าตาของเขาก็ไม่ได้เปลี่ยนไปมากนัก ดังนั้น จึงเป็นเหตุผลว่าหากมนุษย์สามารถสร้างยานอวกาศที่มีความเร็วแสง หรือแม้แต่ยานอวกาศที่มีความเร็วเหนือแสงได้ในอนาคต

การบินออกจากระบบสุริยะและข้ามทางช้างเผือก เป็นสิ่งที่ทำได้ง่ายภายในอายุที่จำกัด อย่างไรก็ตาม หลังจากเข้าใจผลการขยายเวลาแล้ว ผู้ที่เดินทางระหว่างดวงดาวควรบอกลาคนที่รักล่วงหน้า อย่างไรก็ตาม รู้สึกเหมือนอยู่บนยานอวกาศได้ไม่นาน และอาจเป็นโลกที่มีความรุนแรงอยู่แล้ว เมื่อพวกเขากลับมายังโลก แน่นอนว่าทั้งหมดที่กล่าวมาเป็นเรื่องเพ้อฝัน เพราะในทฤษฎีของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ไม่มีอะไรจะไปถึงความเร็วแสงได้เลย และยิ่งเป็นการคิดเพ้อฝันที่จะก้าวข้ามความเร็วแสง

บทความที่น่าสนใจ กระดูก คนจีนมีกระดูกเพียง 204 ชิ้นเท่านั้นและอีก 2 ชิ้นที่เหลือหายไปไหน

บทความล่าสุด