Newsletter subscribe
Tag: Gravitational waves

กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#17 ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ตอนที่ 6 Gravitational Waves (2)

Posted: 11/09/2020 at 23:32   /   Origin and Evolution of The Universe, Universe

เมื่อ 100 ปีที่ผ่านมา ไอน์สไตน์ได้ทำนายการมีอยู่ของคลื่นความโน้มถ่วง (gravitational waves) ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (Theory of general relativity, 1915) คลื่นเหล่านี้เกิดจากการเคลื่อนที่ด้วยความเร่งของวัตถุมวลมาก 2 มวลที่โคจรรอบกันและกัน เช่น หลุมดำหรือดาวนิวตรอน มารวมตัวกัน เมื่อปี 1993 นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ Russell Hulse และ Joseph Taylor ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์สำหรับการค้นพบหลักฐานทางอ้อมที่สนับสนุนการมีอยู่ของคลื่นความโน้มถ่วง การหมุนรอบตัวเองของพัลซาร์ (pulsars) ทำให้เราที่อยู่บนโลกสามารถสังเกตุเห็นลำแสงของคลื่นวิทยุที่ถูกปลดปล่อยออกมาจากพัลซาร์เป็นช่วงจังหวะสม่ำเสมอ ด้วยเหตุนี้พัลซาร์จึงได้ชื่อว่าเป็นนาฬิกาในธรรมชาติที่ดีที่สุดของจักรวาล นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ทั้งสองใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุเฝ้าติดตามการปล่อยคลื่นวิทยุหรือ “radio plus” ของพัลซาร์ในระบบดาวคู่ Hulse-Taylor Binary พวกเขาพบว่าคาบการโคจร (orbital period) ที่ดาวทั้งสองโคจรรอบกันและกันลดลงตลอดเวลา แสดงถึงการเกิด “orbital decay” การค่อยๆลดลงของระยะห่างระหว่างดาวทั้งสอง เนื่องจากการสูญเสียพลังงานในรูปของคลื่นความโน้มถ่วงที่ถูกปลดปล่อยออกมา อัตราการสูญเสียพลังงานตรงกันกับที่ไอน์สไตน์ให้ไว้ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ตั้งแต่นั้นมานักวิทยาศาสตร์หลายคนได้ศึกษาการปลดปล่อยคลื่นวิทยุของพัลซาร์ในระบบดาวคู่นิวตรอนอื่นๆ และพบผลลัพธ์ที่คล้ายกัน ถึงแม้นว่า Binary pulsars จะยืนยันการมีอยู่ของคลื่นความโน้มถ่วง แต่มันเป็นวิธีการตรวจจับโดยทางอ้อม ซึ่งได้กระตุ้นให้เกิดการการค้นหาเพิ่มเติมโดยนักวิทยาศาสตร์หลายๆกลุ่มทั่วโลกตั้งแต่นั้นมา […]

No Comments read more

กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#16 ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ตอนที่ 5 Gravitational Waves (1)

Posted: 11/09/2020 at 22:47   /   Origin and Evolution of The Universe, Universe

คำทำนายสุดท้ายและสำคัญที่สุดในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ (Einstein’s Theory of General Relativity, 1915) คือการมีอยู่ของคลื่นความโน้มถ่วง”Gravitational waves” เมื่อ 100 ปีก่อน และเพิ่งได้รับการยืนยันการมีอยู่จริงของคลื่นนี้จากการตรวจจับโดยตรงเมื่อปี 2015 นักวิทยาศาสตร์ตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วงเป็นครั้งแรกโดย LIGO (Laser Interferometer Gravitational Observatory) คลื่นความโน้มถ่วงแรกที่ตรวจจับได้นี้เกิดขึ้นจากการที่หลุมดำสองอันเคลื่อนที่มาชนและรวมตัวกัน การปะทะกันเกิดขึ้นเมื่อ 1.3 พันล้านปีก่อน แต่ระลอกคลื่นพึ่งเดินทางมาถึงโลกในปี 2015! คลื่นความโน้มถ่วงเป็น ‘ระลอกคลื่น’ ในอวกาศ-เวลา (ripples in space-time) ที่มีกระบวนการกำเนิดที่รุนแรงในจักรวาล ไอน์สไตน์ทำนายการมีอยู่ของคลื่นความโน้มถ่วงในปี 1915 ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของเขา สมการคณิตศาสตร์ของไอน์สไตน์แสดงให้เห็นว่ามีสิ่งพิเศษเกิดขึ้นในจักรวาล เมื่อวัตถุมวลมากสองอัน เช่น ดาวนิวตรอนหรือหลุมดำที่โคจรรอบกันและกัน เคลื่อนที่เข้าหากันด้วยความเร่ง จนถึงความเร็วสูงสุดในเสี้ยววินาทีสุดท้ายของการมาชนและรวมตัวกัน มวลมหาศาลบางส่วนของพวกมันได้แปรเปลี่ยนไปเป็นพลังงานความโน้มถ่วง (ตามกฎการอนุรักษ์พลังงานและสมการของไอน์สไตน์ E = mc2) และเดินทางออกจากแหล่งกำเนิดแบบแผ่ขยายออกไปทุกทิศทุกทาง ปรากฏการณ์นี้ไปรบกวน fabric ของอวกาศ-เวลา เกิดการกระเพื่อมเป็นระลอกคลื่นของอวกาศ-เวลา เหมือนกับระลอกคลื่นในสระน้ำที่เกิดขึ้นเมื่อมีการโยนหินลงไป เรียกคลื่นที่เกิดขึ้นนี้ว่า คลื่นความโน้มถ่วง […]

No Comments read more