ແມ່ນຫຍັງຢູ່ໃນຈັກກະວານທີ່ໄວກວ່າຄວາມສະຫວ່າງບໍ?

(ແດນໄຕ) - ແສງສະຫວ່າງເດີນທາງດ້ວຍຄວາມໄວ 299,792,458 ກິໂລແມັດຕໍ່ວິນາທີ, ເປັນຕົວເລກທີ່ຖືວ່າເປັນຂອບເຂດຈໍາກັດຢ່າງແທ້ຈິງຂອງຈັກກະວານ. ແຕ່​ເປັນ​ຫຍັງ​ຄວາມ​ໄວ​ຂອງ​ແສງ​ຈຶ່ງ​ຖືກ​ຈຳກັດ​ໄວ້ ແລະ​ເປັນ​ຫຍັງ​ຈຶ່ງ​ບໍ່​ສາມາດ​ເກີນ​ສິ່ງ​ກີດຂວາງ​ນີ້​ໄດ້?

ນັກຟີຊິກເຄີຍພະຍາຍາມ "ແລ່ນ" ແສງສະຫວ່າງ (ຮູບແຕ້ມ: Getty).

ເລື່ອງນີ້ໄດ້ກວມເອົາຫຼາຍສັດຕະວັດແລ້ວ, ຈາກການທົດລອງທີ່ລົ້ມເຫລວຂອງ Galileo ຈົນເຖິງການຢັ້ງຢືນທີ່ທັນສະໄຫມຂອງ Einstein, ອະທິບາຍເຖິງສິ່ງທີ່ເບິ່ງຄືວ່າເປັນໄປບໍ່ໄດ້.

ຈາກ Galileo ໄປສູ່ການວັດແທກຄວາມໄວຂອງແສງຄັ້ງທໍາອິດ

ກ່ອນສະຕະວັດທີ 17, ທິດສະດີສ່ວນໃຫຍ່ເຊື່ອວ່າແສງສະຫວ່າງແຜ່ຂະຫຍາຍໃນທັນທີ, ຫຼືວ່າຄວາມໄວຂອງມັນແມ່ນຢ່າງແທ້ຈິງ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, Galileo Galilei ໄດ້ກາຍເປັນຄົນທໍາອິດທີ່ສົງໃສວ່າສົມມຸດຕິຖານນີ້.

ໃນປີ 1638, ລາວແລະຜູ້ຊ່ວຍຂອງລາວໄດ້ດໍາເນີນການທົດລອງສອງພູເຂົາ, ໂດຍໃຊ້ໂຄມໄຟເພື່ອວັດແທກຄວາມຊັກຊ້າຂອງແສງສະຫວ່າງ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຄວາມລ່າຊ້າມີຂະຫນາດນ້ອຍຫຼາຍ (ຕາມລໍາດັບຂອງ microseconds) ທີ່ອຸປະກອນແລະການສະທ້ອນຂອງມະນຸດໃນເວລານັ້ນບໍ່ສາມາດວັດແທກຄວາມໄວຂອງແສງໄດ້. ເຖິງວ່າຈະມີຄວາມລົ້ມເຫລວ, Galileo ສະຫຼຸບວ່າຄວາມສະຫວ່າງ, "ຖ້າບໍ່ແມ່ນທັນທີ, ຈະຕ້ອງໄວທີ່ສຸດ."

ການທົດລອງຂອງ Galileo ຊ່ວຍໃຫ້ລາວຄົ້ນພົບວ່າຄວາມໄວຂອງແສງມີຂອບເຂດຈໍາກັດ, ແຕ່ຕົວເລກນີ້ແມ່ນໃຫຍ່ທີ່ສຸດ (ພາບ: ກາງ).

ພຽງແຕ່ສອງສາມທົດສະວັດຕໍ່ມາ, ນັກດາລາສາດ Ole Römer ໄດ້ເຮັດການຄາດຄະເນຄັ້ງທໍາອິດ. ແນມເບິ່ງດວງຈັນ Io ຂອງດາວພະຫັດ, ລາວສັງເກດເຫັນວ່າໄລຍະເວລາຂອງ Io ຜ່ານເຂົ້າແລະອອກຈາກເງົາຂອງດາວພະຫັດແຕກຕ່າງກັນກັບຕໍາແຫນ່ງຂອງໂລກໃນວົງໂຄຈອນຂອງມັນ.

ຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ສະສົມຫຼາຍກວ່າ 10 ນາທີນີ້ໄດ້ຖືກອະທິບາຍໂດຍ Römer ເປັນຜົນມາຈາກການໃຊ້ເວລາເພີ່ມເຕີມທີ່ມັນໃຊ້ເວລາສໍາລັບແສງສະຫວ່າງໃນການເດີນທາງໄລຍະທາງທີ່ຍາວກວ່າ. ຈາກນີ້, ລາວຄາດຄະເນຄວາມໄວຂອງແສງປະມານ 214,000 ກິໂລແມັດຕໍ່ວິນາທີ, ເຊິ່ງເປັນຜົນການປະຕິວັດໃນເວລານັ້ນ.

ໃນປີ 1849, ນັກຟິສິກ Hippolyte Fizeau ທໍາອິດໄດ້ວັດແທກຄວາມໄວຂອງແສງໂດຍກົງໂດຍໃຊ້ເຄື່ອງມືຫມຸນຄວາມໄວສູງປະສົມປະສານກັບກະຈົກສະທ້ອນແສງທີ່ວາງໄວ້ຫ່າງຈາກ 8 ກິໂລແມັດ.

ເມື່ອ​ເກຍ​ຫມູນ​ວຽນ​ໄວ​ຈົນ​ແສງ​ສະ​ຫວ່າງ​ຖືກ​ກັດ​ແຂ້ວ​ຕໍ່​ໄປ, Fizeau ໄດ້​ຄິດ​ໄລ່​ຄວາມ​ໄວ​ໄດ້​ປະ​ມານ 315,000 ກິ​ໂລ​ແມັດ​ຕໍ່​ວິ​ນາ​ທີ, ພາຍ​ໃນ 5% ຂອງ​ມູນ​ຄ່າ​ຂອງ​ມື້​ນີ້. ນີ້​ແມ່ນ​ຈຸດ​ຫັນ​ປ່ຽນ​ທີ່​ເຮັດ​ໃຫ້​ຄວາມ​ສະຫວ່າງ​ເປັນ​ຫົວ​ຂໍ້​ຂອງ​ການ​ສຶກສາ​ດ້ານ​ປະລິມານ​ແທນ​ທີ່​ຈະ​ເປັນ​ການ​ສົມ​ມຸດ​ຖານ.

Einstein ແລະຂອບເຂດຈໍາກັດຢ່າງແທ້ຈິງຂອງຈັກກະວານ

ຄໍາຖາມທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດຍັງຄົງຢູ່: ເປັນຫຍັງຄວາມໄວຂອງແສງຈຶ່ງເປັນຂອບເຂດຈໍາກັດສູງສຸດ? ໃນຕົ້ນສະຕະວັດທີ 20, Albert Einstein ໄດ້ແກ້ໄຂບັນຫານີ້ດ້ວຍທິດສະດີທີ່ມີຊື່ສຽງຂອງລາວ.

ລາວໄດ້ຖາມຄໍາຖາມວ່າ: ຖ້າໄຟສາຍຕິດຢູ່ເທິງບັ້ງໄຟທີ່ເຄື່ອນທີ່ດ້ວຍຄວາມໄວສູງ, ແສງສະຫວ່າງທີ່ປ່ອຍອອກມາຈະເກີນແສງສະຫວ່າງໃນສູນຍາກາດບໍ? ຄໍາຕອບທີ່ຫນ້າປະຫລາດໃຈແມ່ນບໍ່, ເພາະວ່າເວລາແລະພື້ນທີ່ບໍ່ແມ່ນຢ່າງແທ້ຈິງ.

Albert Einstein ແກ້ໄຂບັນຫາຂອງແສງດ້ວຍທິດສະດີຂອງລາວ (ພາບ: Getty).

ອີງ​ຕາມ​ທິດ​ສະ​ດີ​ພິ​ເສດ​ຂອງ​ການ​ພົວ​ພັນ (1905​)​, ໃນ​ເວ​ລາ​ທີ່​ວັດ​ຖຸ​ເຄື່ອນ​ໄຫວ​ໄວ​, ມະ​ຫາ​ຊົນ​ຂອງ​ມັນ​ເພີ່ມ​ຂຶ້ນ​, ແລະ​ໃນ​ເວ​ລາ​ດຽວ​ກັນ​ຊ້າ​ລົງ​. ເມື່ອມັນໄປຮອດຄວາມໄວຂອງແສງ, ເວລາຢຸດ, ມະຫາຊົນກາຍເປັນອັນເປັນນິດແລະບໍ່ສາມາດເລັ່ງຕື່ມອີກ. ນັ້ນເຮັດໃຫ້ມັນເປັນໄປບໍ່ໄດ້ທີ່ອະນຸພາກຂອງວັດຖຸໃດໆທີ່ຈະເກີນກວ່າແສງສະຫວ່າງ.

ການທົດລອງຕໍ່ມາຄ່ອຍໆຢືນຢັນທິດສະດີຂອງ Einstein. ໃນປີ 1964, ນັກຄົ້ນຄວ້າ MIT Bill Bertozzi ໄດ້ເລັ່ງລັດອິເລັກຕອນ ແລະຄົ້ນພົບວ່າ ເມື່ອອີເລັກໂທຣນເຂົ້າໃກ້ຄວາມໄວຂອງແສງ, ພວກມັນກໍ່ໜັກຈົນບໍ່ສາມາດເລັ່ງໄດ້.

ໃນ​ຊຸມ​ປີ 1970, ນັກ​ຟິ​ສິກ​ສອງ​ຄົນ​ຄື Joseph Hafele ແລະ Richard Keating ໄດ້​ເອົາ​ໂມງ​ປະ​ລໍາ​ມະ​ນູ Cesium ຂຶ້ນ​ຍົນ​ເພື່ອ​ບິນ​ໄປ​ທົ່ວ ​ໂລກ . ເມື່ອພວກເຂົາກັບຄືນມາ, ໂມງແມ່ນແລ່ນຊ້າກວ່າໂມງມາດຕະຖານໃນຫ້ອງທົດລອງ. ນີ້ແມ່ນຫຼັກຖານທີ່ຊັດເຈນຂອງການຂະຫຍາຍເວລາ.

ໃນປັດຈຸບັນ, ເຖິງແມ່ນວ່າລະບົບ GPS ເທິງດາວທຽມຕ້ອງຄິດໄລ່ການແກ້ໄຂເວລາຕາມທິດສະດີຂອງຄວາມກ່ຽວຂ້ອງ. ຖ້າບໍ່ສົນໃຈ, ຄວາມຜິດພາດການຈັດຕໍາແຫນ່ງສາມາດສູງເຖິງກິໂລແມັດ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ລະບົບກົນຈັກທີ່ທັນສະໄຫມລົ້ມລົງຫມົດ.

ເພາະສະນັ້ນ, ຄວາມໄວຂອງແສງສະຫວ່າງບໍ່ພຽງແຕ່ເປັນຕົວເລກແຫ້ງ, ແຕ່ເປັນຂໍ້ຈໍາກັດພື້ນຖານຂອງທໍາມະຊາດ, ພື້ນຖານຂອງຟີຊິກແລະເຕັກໂນໂລຢີທີ່ທັນສະໄຫມ.

ຈາກຄວາມລົ້ມເຫລວຂອງ Galileo, ຄວາມຄືບຫນ້າຂອງ Römer, ຄວາມສະຫລາດຂອງ Fizeau ກັບຄວາມສະຫລາດຂອງ Einstein, ເລື່ອງຂອງແສງສະຫວ່າງໄດ້ພິສູດຄວາມຈິງຫນຶ່ງ: ໃນຈັກກະວານນີ້, ບໍ່ມີຫຍັງສາມາດໄປໄວກວ່າແສງສະຫວ່າງ.

ທີ່ມາ: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/trong-vu-tru-co-thu-gi-nhanh-hon-anh-sang-20250929072502675.htm