colorThemecolorThemecolorThemecolorThemecolorTheme

ปรากฏการณ์ดาราศาสตร์อาจเผยให้เห็นร่องรอยของ 'ควอนตัมโฟม'

15 ก.ค. 2560 (13:17 น.)

-

จำนวนการดู

-

จำนวนการแชร์

  • แชร์เรื่องนี้
j

การปะทุของรังสีแกมมา

 

ทฤษฎีควอนตัมของความโน้มถ่วง (Quantum gravity) เป็นหนึ่งในทฤษฎีที่นักฟิสิกส์ปรารถนามาตั้งแต่ยุคของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์แล้ว เพราะมันจะสามารถอธิบายความโน้มถ่วงได้ในระดับรากฐานและทำให้ทฤษฎีฟิสิกส์ใหญ่ๆ สองทฤษฎี ได้แก่ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (ใช้อธิบายความโน้มถ่วง) และ ทฤษฎีควอนตัม (ใช้อธิบายปรากฏการณ์เล็กๆ ในโลกของอนุภาค) สามารถรวมกันได้อย่างสมบูรณ์

 

แม้ในปัจจุบันนักฟิสิกส์จะยังไม่สามารถสร้างทฤษฎีดังกล่าวขึ้นมาได้สำเร็จ แต่แนวทางหนึ่งของทฤษฎีนี้ตั้งสมมติฐานว่า กาลอวกาศ (Space-time) ไม่ใช่แผ่นราบเรียบสม่ำเสมอ แต่เต็มไปด้วยการกระเพื่อมและม้วนไปมาเหมือนฟองเล็กๆ ในเครื่องดื่มอัดลมที่พองแล้วแตกแล้วก็กลับมาพองใหม่ไปมา

 

k

ควอนตัมโฟม

 

ลักษณะการกระเพื่อมดังกล่าวเรียกว่า ควอนตัมโฟม (Quantum foam)

นักฟิสิกส์เปรียบเทียบแนวคิดเรื่องควอนตัมโฟมให้เห็นภาพไว้ว่า

 

หากเราอยู่บนเครื่องบินที่บินสูงมากๆ แล้วมองลงมายังทะเล เราจะสังเกตเห็นว่าผิวทะเลนั้นราบเรียบ แต่เมื่อเราลงจากเครื่องบินแล้วมานั่งเรือล่องไปในทะเล เราจะสังเกตเห็นได้ชัดเจนว่าพื้นผิวทะเลนั้นไม่ได้ราบเรียบ แต่เต็มไปด้วยคลื่นมากมาย

 

ควอนตัมโฟมเป็นฟองเล็กๆ ที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วและมีขนาดที่เล็กมากๆ จนเทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาคที่มีอยู่ในปัจจุบันยังไม่สารถตรวจจับได้ (ถ้ามันมีอยู่จริง)

 

ล่าสุดนักวิจัยชาวอิตาเลียนรายงานในวารสาร Nature Astronomy เสนอวิธีการตรวจจับควอนตัมโฟมจากสัญญาณแปลกๆ บางอย่างจากอนุภาคนิวตริโนและแสงที่ปลดปล่อยออกมาจากการปะทุของรังสีแกมมา (Gamma-ray bursts)

 

การปะทุของรังสีแกมมาเป็นปรากฏการณ์ที่ปลดปล่อยพลังงานออกมามหาศาลในชั่วเสี้ยววินาที โดยมีแหล่งกำเนิดอยู่นอกกาแล็กซีทางช้างเผือกของเรา ห่างจากโลกเราออกไปราวพันล้านปีแสง นักดาราศาสตร์ยังไม่แน่ใจนักว่าแหล่งกำเนิดของมันคืออะไร แต่บางส่วนเชื่อว่ามันอาจเกิดขึ้นในระหว่างการระเบิดของดาวฤกษ์ที่เรียกว่า ซูเปอร์โนวา หรืออาจเกิดจากดาวนิวตรอนชนกัน

 

ทีมวิจัยชาวอิตาเลียนเชื่อว่า การกระเพื่อมของที่ว่างที่เรียกว่า ควอนตัมโฟม (Quantum foam) นั้นส่งผลต่อแสงและนิวตริโนที่เดินทางมายังโลก แน่นอนว่าการตรวจสอบการกระเพื่อมดังกล่าวนั้นไม่สามารถทำได้หากแสงเดินทางเป็นระยะทางสั้นๆ เพราะโฟมเหล่านี้อาจมีขนาดเล็กกว่าอะตอมราวๆ หมื่นล้านล้านเท่า! แต่แสงที่เดินทางผ่านห้วงอวกาศมาไกลในระดับพันล้านปีแสงนั้นอาจได้รับผลกระทบจากควอนตัมโฟมมากพอจะตรวจสอบได้ และการรบกวนจากโฟมนั้นมีรูปแบบที่แตกต่างจากกลไกการรบกวนอื่นๆ อย่างชัดเจน

 

ปัญหาใหญ่ในตอนนี้คือการปะทุของรังสีแกมมาเป็นปรากฏการณ์ที่ตรวจจับได้ยากมากๆ การวาบขึ้นมาในแต่ละครั้งกินเวลาไม่กี่วินาทีเท่านั้น ยิ่งการตรวจจับแสงและนิวตริโนที่มาจากมันยิ่งยากไปกันใหญ่

 

หากนักฟิสิกส์สามารถตรวจจับควอนตัมโฟมได้สำเร็จ จะเป็นการบุกเบิกอาณาจักรใหม่แห่งฟิสิกส์ที่ไม่เคยมีใครพบเห็นมาก่อน และที่สำคัญคือเราจะได้รู้เป็นครั้งแรกว่าเอกภพของเราถูกถักทอขึ้นด้วยที่ว่างและเวลาที่มีลักษณะไม่ราบเรียบ      

   

อย่างไรก็ตาม นักฟิสิกส์จำนวนมากหวังว่าจะมีวิธีที่เป็นไปได้และง่ายกว่านี้ในการตรวจจับควอนตัมโฟม ซึ่งนี่เป็นหนึ่งในหัวข้อที่นักฟิสิกส์ทั่วโลกกำลังทำวิจัยกันอยู่

 

อ้างอิง

nature.comscience.nasa.gov

 

บทความโดยอาจวรงค์ จันทมาศ

colorThemecolorThemecolorThemecolorThemecolorTheme

คิดอย่างไรกับเรื่อง :

ปรากฏการณ์ดาราศาสตร์อาจเผยให้เห็นร่องรอยของ 'ควอนตัมโฟม'

  • ติดต่อโฆษณา02-833-2000
COPYRIGHT © 2016
THAI BROADCASTING COMPANY LIMITED
ALL RIGHTS RESERVED
ติดตามเรา
colorThemecolorThemecolorThemecolorThemecolorTheme