Tweet

นักวิทย์ค้นพบคลื่นแรงโน้มถ่วงตามที่ไอส์ไตน์เคยคาดคะเนเมื่อร้อยปีที่แล้ว

นักวิทยาศาสตร์ได้ออกมาเปิดเผยถึงการค้นพบคลื่นแรงโน้มถ่วง ซึ่งเป็นคลื่นที่ไอสไตน์ได้เคยพยากรณ์จากการคำนวนเอาไว้เมื่อ 100 ปีที่แล้ว ซึ่งถือเป็นการค้นพบอันยิ่งใหญ่ในวงกาวิทยาศาตร์เกี่ยวกับกาลเวลา (Space-time) โดยนักวิทยาศาสตร์หลายรายระบุว่าถือเป็นการค้นพบสำคัญเทียบเท่ากับตอนที่กาลิเลโอจับกล้องโทรทัศน์มาส่องดูดวงดาวเลยทีเดียว

คลื่นแรงโน้มถ่วงนั้นเกิดจากการที่ชนกันของมวลขนาดใหญ่ในจักรวาล การค้นพบนี้ถือเป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นในวงการวิทยาศาสตร์มากเนื่องจากมันจะเปิดทางไปสู่การเฝ้าสังเกตจักรวาลแนวใหม่ สำหรับนักดาราศาสตร์แล้วมันเหมือนกันเปลี่ยนจากการดูหนังเงียบมาเป็นการดูหนังมีเสียงของจักรวาลนั่นเอง

เครื่องมีที่ใช้ในการตรวจจับคลื่นแรงโน้มถ่วงนั้นมีชื่อเรียกว่า Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory หรือ LIGO เพื่อที่จะตรวจจับคลื่นแรงโน้มถ่วงจากการชนกันของหลุมดำสองหลุมดำที่อยู่ไกลมากๆ ซึ่งเป็นวิธีการหนึ่งในการทำให้เกิดคลื่นแรงโน้มถ่วง

ในเรื่องของกาลเวลานั้น นักวิทยาศาสตร์ให้จินตานการถึงผิวน้ำราบเรียบ เมื่อมีวัตถุที่มีมวล มันก็จะสร้างแรงโน้มถ่วง ซึ่งก็จะทำให้เกิดหลุมจะลึกจะตื้นก็ขึ้นอยู่กับแรงโน้มถ่วงของวัตถุนั้นๆ และเมื่อวัตถุที่มีแรงโน้มถ่วงสูงมากๆสองวัตถุมาชนกัน มันก็จะส่งคลื่นของแรงโน้มถ่วงออกไปทุกทิศทาง ทำให้สามารถตรวจจับได้

โดยทฤษฏีคลื่นแรงโน้มถ่วงนั้นมีการคิดขึ้นครั้งแรกโดยไอสไตน์เมื่อราวปี ค.ศ. 1916 ซึ่งถือเป็นส่วนหนึ่งของทฤษฏีสัมพันธภาพทั่วไป โดยจะมีสัญญาณอ่อนมากๆของการเกิดเป็นเหมือนคลื่นของกาลเวลา การชนกันของวัตถุขนาดเล็กแต่มีมวลมหาศาลอย่างหลุมดำ หรือดาวนิวตรอน จะเป็นบ่อเกิดของคลื่นแรงโน้มถ่วงไปทั่วจักรวาล

ต่อมานักวิทยาศาสตร์ค้นพบข้อพิสูจทางอ้อมของทฤษฏีนี้เมื่อปี 1970 โดยเป็นการใช้คอมพิวเตอร์คำนวนให้เห็นถึงการส่งผลให้มีการเปลี่ยนวงโคจรของดาวฤกษ์สองดวงที่ชนกัน จนเป็นที่มาของรางวัลโนเบลเมื่อปี 1993 ในสาขาฟิสิกส์ แต่การประกาศถึงการค้นพบคลื่นแรงโน้มถ่วงเมื่อวันพฤหัสที่ผ่านมานั้นถือเป็นการตรวจจับได้โดยตรง

นักวิทยาศาสตร์บางท่านเปรียบเปรยว่า เรารู้ว่าคลื่นเสียงมีจริงทำให้เราได้ยินเสียงต่างๆ และการค้นพบนี้ก็จะบ่งบอกว่าเราสามารถได้ยินเสียงการรวมตัวกันของหลุมดำได้

พูดง่ายๆ คลื่นแรงโน้มถ่วงนั้นถือเป็นซาวแทรคของจักรวาล ที่ทำให้เราสามารถได้ยินเรื่องราวเหตการณ์ต่างๆในจักรวาลได้ผ่านคลื่นแรงโน้มถ่วงเหล่านี้

สำหรับเครื่องมีอในการตรวจจับคลื่นแรงโน้มถ่วงนั้น ในอดีตไอสไตน์ระบุว่ามันยากมากโดยเขาบอกว่านักวิทย์คงไม่สามารถได้ยินมันได้ ต่อมาไอสไตน์ก็เริ่มสงสัยตัวเองเมื่อราวปี 1930 ว่าคลื่นดังกล่าวมีจริงหรือไม่ แต่ในปี 1960 นักวิทยาศาสตร์ก็ได้สรุปว่าคลื่นดังกล่าวน่าจะมีจริง

ต่อมาในปี 1979 NSF ของอเมริกาได้ตัดสินใจให้เงินทุนวิจัยกับ California Institute of Technology และ the Massachusetts Institute of Technology (MIT) เพื่อหาวิธีในการตรวจจับคลื่นดังกล่าว

การทำงานของเครื่องมือดังกล่าวอาศัยแขนสองอันที่ตั้งฉากกัน ด้วยความยาวกว่าสามไมล์ในแต่ละข้าง โดยจะมีแสงเลเซอร์ไปตามความยาวแขนแล้วสะท้อนกับกระจงกลับมายังจุดตัด คลื่นแรงโน้มถ่วงจะทำให้แขนยืดออกเล็กน้อยเพื่อสร้างความไม่สมดุลย์ซึ่งถือว่ามีขนาดน้อยกว่าระดับอะตอม และเครื่อง LIGO สามารถตรวจจับได้

นักวิทยาศาสตร์ประจำศูนย์ดังกล่าวระบุว่า เราคาดว่าน่าจะเจอสัญญาณคลื่นแรงโน้มถ่วงมาเรื่อยๆ ที่เราเจอนี่เป็นเพียงจุดเริ่มต้นเท่านั้น

ที่มา sci-tech-today.com