Newsletter subscribe
Tag: ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของไอน์สไตน์

ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#13 บทที่ 2 อวกาศ-เวลา : ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของไอน์สไตน์

Posted: 28/12/2020 at 10:05   /   A Brief History of Time, Universe

สมมติฐานพื้นฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพที่ว่า “กฎของวิทยาศาสตร์ควรเหมือนกันสำหรับผู้สังเกตการณ์ที่เคลื่อนที่อย่างอิสระ” ไม่ว่าพวกเขาจะมีความเร็วเท่าใดก็ตาม นี่เป็นเรื่องจริงสำหรับกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน แต่ตอนนี้แนวคิดนี้ได้ขยายออกไปเพื่อรวมทฤษฎีของ Maxwell และความเร็วของแสงไว้ “ผู้สังเกตการณ์ทุกคนควรวัดความเร็วแสงเท่ากันไม่ว่าจะเคลื่อนที่เร็วแค่ไหนก็ตาม” ความคิดง่ายๆนี้มีผลลัพธ์ที่น่าทึ่ง บางทีสิ่งที่รู้จักกันดีที่สุดคือ “ความเท่ากันของมวลและพลังงาน (equivalence of mass and energy)” ที่สรุปไว้ในสมการที่มีชื่อเสียงของไอน์สไตน์ E = mc2 (โดยที่ E คือพลังงาน m คือมวล และ c คือความเร็วแสง) และกฎที่ว่า “ไม่มีสิ่งใดเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าความเร็วแสง” เนื่องจากความเท่าเทียมกันของพลังงานและมวล พลังงานที่วัตถุมีเนื่องจากการเคลื่อนที่ของมันจะเพิ่มมวลของมัน กล่าวอีกนัยหนึ่งก็คือจะทำให้เพิ่มความเร็วได้ยากขึ้น เอฟเฟกต์นี้มีความสำคัญมากสำหรับวัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วใกล้เคียงกับความเร็วแสงเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ที่ 10% ของความเร็วแสง มวลของวัตถุจะมากกว่าปกติเพียง 0.5% ในขณะที่ความเร็วแสง 90% มวลของวัตถุจะมากกว่ามวลปกติถึง 2 เท่า เมื่อวัตถุเข้าใกล้ความเร็วแสง มวลของมันจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วมากขึ้นเรื่อยๆ ดังนั้นจึงต้องใช้พลังงานมากขึ้นในการเร่งความเร็วให้มากขึ้น ในความเป็นจริงมันไม่สามารถไปถึงความเร็วแสงได้ เพราะเมื่อนั้นมวลของมันจะกลายเป็นไม่มีที่สิ้นสุด จากความเท่าเทียมกันของมวลและพลังงาน มันจะต้องใช้พลังงานจำนวนไม่จำกัดเพื่อไปที่นั่น ด้วยเหตุนี้วัตถุใดๆ จึงถูกจำกัดความเร็วโดยทฤษฎีสัมพัทธภาพตลอดไปว่า จะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วช้ากว่าความเร็วแสง […]

No Comments read more

ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#12 บทที่ 2 อวกาศ-เวลา : การทดลองที่ปฏิเสธการดำรงอยู่ของอีเธอร์

Posted: 26/12/2020 at 10:26   /   A Brief History of Time, Universe

มีการเสนอว่ามีสารที่เรียกว่า “อีเธอร์ (ether)” ปรากฏอยู่ทุกหนทุกแห่งแม้ในพื้นที่ “ว่างเปล่า” คลื่นแสงควรเดินทางผ่านอีเธอร์เหมือนคลื่นเสียงเคลื่อนที่ผ่านอากาศ ดังนั้นความเร็วของพวกมันจึงควรสัมพันธ์กับอีเธอร์ แต่จะแตกต่างกันไปตามผู้สังเกตที่แตกต่างกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในขณะที่โลกเคลื่อนที่ผ่านอีเธอร์ขณะโคจรรอบดวงอาทิตย์ ความเร็วแสงที่เดินทางในทิศทางเดียวกันกับการเคลื่อนที่ของโลกรอบดวงอาทิตย์ผ่านอีเธอร์ (เมื่อเราเคลื่อนที่เข้าหาแหล่งกำเนิดแสง) ควรสูงกว่าความเร็วแสงที่เดินทางในทิศทางทำมุมฉากกับการเคลื่อนที่ของโลก (เมื่อเราเคลื่อนที่ออกจากแหล่งกำเนิดแสง) ในปี 1887 อัลเบิร์ต มิเชลสัน (ซึ่งต่อมากลายเป็นคนอเมริกันคนแรกที่ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์) และเอ็ดเวิร์ด มอร์ลีย์ ได้ทำการทดลองที่ School of Applied Science ในเมืองคลีฟแลนด์ พวกเขาเปรียบเทียบความเร็วของแสงที่เดินทางในทิศทางเดียวกันกับการเคลื่อนที่ของโลก กับความเร็วแสงที่เดินทางในทิศทางทำมุมฉากกับการเคลื่อนที่ของโลก พวกเขาประหลาดใจมากที่ได้ค่าเหมือนกันทุกประการ! ระหว่างปี 1887 ถึงปี 1905  มีความพยายามหลายครั้ง โดยเฉพาะนักฟิสิกส์ชาวดัตช์ เฮนดริก ลอเรนซ์ (Hendrik Lorentz) เพื่ออธิบายผลการทดลองของมิเชลสัน – มอร์ลีย์ ในแง่ของวัตถุที่หดตัวและนาฬิกาที่ช้าลงเมื่อเคลื่อนที่ผ่านอีเธอร์ อย่างไรก็ตามในบทความที่มีชื่อเสียงในปี 1905 อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ (Albert Einstein) เสมียนที่ไม่มีใครรู้จักมาก่อนซึ่งทำงานอยู่ที่สำนักงานสิทธิบัตรสวิสได้แนะนำ (ในทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ-ผู้เขียน) ว่าไม่จำเป็นต้องคิดเรื่องอีเธอร์หากคุณปฏิเสธแนวคิดเรื่องเวลาสัมบูรณ์ (absolute time)  แนวคิดที่คล้ายกันนี้เกิดขึ้นใน […]

No Comments read more

กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#11 ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของไอน์สไตน์ตอนที่ 6 Time Travel

Posted: 03/08/2020 at 21:16   /   Origin and Evolution of The Universe, Universe

เดอะ ไทม์แมชชีน (The Time Machine) เป็นหนึ่งในนวนิยายวิทยาศาสตร์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดที่เขียนโดย เอช.จี เวลส์ (H.G Wells) ในปี 1895 ซึ่งมีอิทธิพลอย่างมากต่อโลก ในนวนิยายของเวลส์ นักท่องเวลาได้สร้างไทม์แมชชีนที่สามารถย้อนกาลเวลากลับไปในอดีตและเดินทางผ่านข้ามกาลเวลาไปสู่อนาคต  ความคิดของการเดินทางข้ามเวลาที่ยิ่งใหญ่นี้ เป็นสิ่งน่าท้าทายสำหรับนักวิทยาศาสตร์มากมาย นักวิทยาศาสตร์หลายคนได้ทำการวิจัยมานานหลายทศวรรษเพื่อค้นหาว่ามนุษย์สามารถเดินทางข้ามเวลาได้หรือไม่ อย่างไรก็ตามเมื่อเราคิดถึง “การเดินทางข้ามเวลา” เรามักจะคิดถึงการเดินทางที่เร็วกว่าความเร็วแสง การเดินทางข้ามเวลาแบบนั้น ดูเหมือนจะเห็นเฉพาะในภาพยนตร์หรือหนังสือนิยายวิทยาศาสตร์ มันจะเป็นจริงหรือไม่ วิทยาศาสตร์บอกว่า ได้!     Maître Gims – Je te pardonne ft. Sia     Time Travel In Physics spaceplace.nasa.gov กว่า 100 ปีมาแล้ว อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ (Albert Einstein) ประกาศทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ (Theory of special relativity; […]

No Comments read more

กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#10 ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของไอน์สไตน์ตอนที่ 5 Mass, Energy, Speed of Light

Posted: 29/07/2020 at 21:00   /   Origin and Evolution of The Universe, Universe

ไอน์สไตน์ได้สร้างทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ (Theory of special relativity; 1905) บนสมมุติฐาน 2 ข้อ คือ 1) กฎทั้งหมดทางฟิสิกส์จะเหมือนกันในทุกกรอบอ้างอิงเฉื่อย 2) ความเร็วของแสงในสูญญากาศมีค่าคงที่ (ค่าเดียวคือ c = 300,000,000 เมตร/วินาที) สำหรับทุกผู้สังเกตการณ์ และความเร็วของแสงไม่ขึ้นกับการเคลื่อนที่ของแหล่งกำเนิดแสง หรือ การเคลื่อนที่ของผู้สังเกตุการณ์ จากสมมุติฐานที่สอง ไอน์สไตน์กล่าวว่า “ไม่มีสิ่งใดเคลื่อนที่เร็วกว่าแสง” ถ้าเราสังเกตุบางสิ่งที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วใกล้ความเร็วแสง สิ่งที่เราจะสังเกตุเห็น Time dilation เวลาของมันจะเดินช้าลง Length contraction ความยาวของมันหดสั้นลงในทิศทางที่เคลื่อนที่ Mass increase มวลของมันเพิ่มขึ้น     Thomas Rhett – Star Of The Show     Rest Mass & Relativistic Mass ในทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของไอน์สไตน์ (Einstein’s […]

No Comments read more

กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#6 ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของไอน์สไตน์ตอนที่ 1 Ether, Space-Time, Reference Frame

Posted: 12/02/2020 at 14:05   /   Origin and Evolution of The Universe, Universe

ความแตกต่างระหว่างฟิสิกส์คลาสสิก (Classical physics) กับ ฟิสิกส์สมัยใหม่ (Modern physics) โดยทั่วไปฟิสิกส์คลาสสิก (Classical physics) เกิดขึ้นก่อนศตวรรษที่ 20 มักเกี่ยวข้องกับสสารและพลังงานที่มองเห็นได้ ใหญ่กว่าอะตอม โมเลกุล อิเล็กตรอน และนิวคลีไอ และเคลื่อนที่ช้ากว่าความเร็วแสง มีความแม่นยำในการอธิบายในขนาดมองเห็นได้ ซึ่งส่วนใหญ่อธิบายด้วย Newton’s laws  ฟิสิกส์สมัยใหม่ (Modern physics)  ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับพฤติกรรมของสสารและพลังงานภายใต้สภาวะที่สุดขั้ว หรือกับวัตถุที่มีขนาดใหญ่มากหรือเล็กมาก atomic and subatomic scales ยกตัวอย่างเช่น ด้านฟิสิกส์อะตอม (Atomic physics) ซึ่งเป็นการศึกษาโครงสร้างของอะตอม (นิวเคลียสและอิเล็กตรอน) และด้านฟิสิกส์นิวเคลียร์ (์Nuclear physics) ซึ่งเป็นการศึกษาในระดับที่เล็กที่สุด คือการศึกษาคุณสมบัติของนิวเคลียสและกระบวนการเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องกับนิวเคลียสที่เรียกว่า ปฏิกิริยานิวเคลียร์ (นิวเคลียส ประกอบด้วยอนุภาคมูลฐานคือ โปรตอน (proton) และนิวตรอน (neutron)) สาขาฟิสิกส์นิวเคลียร์นี้เป็นฟิสิกส์พลังงานสูง เนื่องจากให้พลังงานที่สูงมากที่จำเป็นในการผลิตอนุภาคหลายชนิดในเครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่ ทฤษฎีหลักของฟิสิกส์สมัยใหม่มีอยู่ 2 ทฤษฎี นำเสนอภาพแนวคิดเรื่องอวกาศเวลาและสสารที่แตกต่างไปจากฟิสิกส์คลาสสิค […]

No Comments read more