Newsletter subscribe
Tag: Theory of special relativity

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

กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#7 ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของไอน์สไตน์ตอนที่ 2 Einstein’s Thought Experiments

Posted: 09/03/2020 at 08:31   /   Origin and Evolution of The Universe, Universe

แต่เมื่อวัตถุมีขนาดเล็กกว่าอะตอมหรือมีความเร็วที่สูงใกล้เคียงกับความเร็วแสง กลศาสตร์ดั้งเดิม (Classical Mechanics) จะมีความถูกต้องน้อยลง ต้องใช้กลศาสตร์ควอนตัม (Quantum Mechanics) ในการศึกษาแทน เพื่อให้มีความถูกต้องในการคำนวณสูงขึ้น โดยกลศาสตร์ควอนตัมจะเหมาะสมที่จะศึกษาการเคลื่อนที่ของวัตถุที่มีขนาดเล็กมาก ซึ่งได้ถูกปรับแต่งให้เข้ากับลักษณะของอะตอมในส่วนของความเป็นคลื่น-อนุภาคในอะตอมและโมเลกุล แต่เมื่อกลศาสตร์ทั้งสองไม่สามารถใช้ได้ จากกรณีที่วัตถุขนาดเล็กเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง ทฤษฎีสนามควอนตัม (Quantum Field Theory) จึงเป็นตัวเลือกที่นำมาใช้ในการคำนวณแทนกลศาสตร์ทั้งสอง ไอแซค นิวตัน (Isaac Newton) เป็นคนแรกที่อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างแรงและความเร่ง การศึกษาความสัมพันธ์นี้เรียกว่า กลศาสตร์ของนิวตัน (Newtonian mechanics) ซึ่งกลศาสตร์นิวตันไม่สามารถใช้ได้สำหรับทุกสถานการณ์ และมีแค่ 3 มิติ ไม่มีมิติของเวลาเข้ามาเกี่ยวข้อง และไม่มีความสัมพันธ์กันระหว่างเหตุการณ์ที่ 1 และเหตุการณ์ที่ 2 เมื่อ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ (Albert Einstein) พัฒนาทฤษฎีสัมพัทธภาพเมื่อต้นปี 1900 ทำให้เกิดการปฏิวัติความเข้าใจใหม่ในเรื่องของอวกาศและเวลา (space-time)  ในสมัยก่อน นิวตันมอง space-time ถูกตรึงอยู่กับที่ แต่ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ (Theory of special relativity; […]

No Comments read more