นักฟิสิกส์ในตำนานอย่างอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ถือเป็นนักคิดที่ล้ำหน้าในยุคสมัยของเขา เขาเกิดเมื่อวันที่ 14 มีนาคม พ.ศ. 2422 และได้เรียนรู้เกี่ยวกับดาวเคราะห์แคระพลูโต ซึ่งยังคงมองเห็นได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์ที่ทันสมัยที่สุดในปัจจุบัน เขามีความคิดที่จะเดินทางในอวกาศซึ่งกลายเป็นความจริงเมื่อกว่า 100 ปีต่อมา
แม้จะมีข้อจำกัดทางเทคนิคในเวลานั้น แต่ในปี พ.ศ. 2458 ไอน์สไตน์ได้เผยแพร่ทฤษฎีสัมพันธภาพอันโด่งดังของเขา โดยทำนายเกี่ยวกับลักษณะของจักรวาลที่เกิดขึ้นเมื่อกว่าศตวรรษก่อน
กาแล็กซีหมุนมากมายจากภาพสนามลึกภาพแรกของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ และภาพเหมือนของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์
นี่คือข้อสังเกตที่พิสูจน์ว่าไอน์สไตน์ถูกต้องเกี่ยวกับธรรมชาติของจักรวาล และยังมีข้อสังเกตอีกข้อที่พิสูจน์ว่าเขาผิด
1.ภาพแรกของหลุมดำ
ทฤษฎีสัมพันธภาพของไอน์สไตน์อธิบายถึงแรงโน้มถ่วงอันเป็นผลจากการบิดเบือนกาลอวกาศ โดยพื้นฐานแล้ว ยิ่งวัตถุมีมวลมากเท่าไร กาลอวกาศก็จะยิ่งบิดเบือนมากขึ้นเท่านั้น ทำให้วัตถุที่มีขนาดเล็กกว่าตกลงมาหาวัตถุนั้น ทฤษฎีนี้ยังทำนายการมีอยู่ของหลุมดำด้วย ซึ่งเป็นวัตถุมวลมากที่ทำให้กาลอวกาศบิดเบือนมากจนแม้แต่แสงก็ไม่สามารถหนีรอดไปได้
เมื่อนักวิจัยใช้กล้องโทรทรรศน์ Event Horizon Telescope (EHT) ถ่ายภาพหลุมดำได้เป็นครั้งแรก พวกเขาได้พิสูจน์ว่าไอน์สไตน์พูดถูกเกี่ยวกับเรื่องเฉพาะเจาะจงบางประการ กล่าวคือ หลุมดำทุกหลุมมีจุดที่ไม่มีทางกลับที่เรียกว่าขอบฟ้าเหตุการณ์ ซึ่งมีลักษณะเป็นวงกลมโดยประมาณและมีขนาดตามที่คาดการณ์ไว้โดยอิงจากมวลของหลุมดำ ภาพหลุมดำอันล้ำสมัยของ EHT แสดงให้เห็นว่าการคาดเดานี้ถูกต้องอย่างแน่นอน
2. เสียงสะท้อนของหลุมดำ
นักดาราศาสตร์ได้พิสูจน์แล้วว่าทฤษฎีของไอน์สไตน์เกี่ยวกับหลุมดำนั้นถูกต้องอีกครั้งเมื่อพวกเขาตรวจพบรูปแบบที่แปลกประหลาดของรังสีเอกซ์ที่ถูกปล่อยออกมาใกล้หลุมดำที่อยู่ห่างจากโลก 800 ล้านปีแสง นอกจากการแผ่รังสีเอกซ์ที่คาดว่าจะมาจากด้านหน้าหลุมดำแล้ว ทีมยังตรวจพบ "เสียงสะท้อนที่ส่องสว่าง" ของรังสีเอกซ์ที่คาดการณ์ไว้ด้วย
3. คลื่นความโน้มถ่วง
หลุมดำสองแห่งรวมตัวกัน
ทฤษฎีสัมพันธภาพของไอน์สไตน์ยังอธิบายถึงคลื่นความโน้มถ่วงขนาดยักษ์ในโครงสร้างของกาลอวกาศ ซึ่งเรียกว่าคลื่นความโน้มถ่วง คลื่นเหล่านี้เกิดจากการรวมตัวของวัตถุที่มีมวลมากที่สุดในจักรวาล เช่น หลุมดำและดาวนิวตรอน
นักฟิสิกส์ได้ยืนยันการมีอยู่ของคลื่นความโน้มถ่วงในปี 2015 โดยใช้เครื่องตรวจจับชนิดพิเศษที่เรียกว่า Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) และทำการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงเพิ่มขึ้นอีกหลายสิบตัวอย่างในปีต่อๆ มา ซึ่งพิสูจน์ให้เห็นว่าไอน์สไตน์คิดถูกอีกครั้ง
4. พันธมิตรหลุมดำสั่นคลอน
การศึกษาคลื่นความโน้มถ่วงอาจเปิดเผยความลับของวัตถุขนาดใหญ่ที่อยู่ห่างไกลซึ่งปลดปล่อยวัตถุเหล่านี้ออกมาได้ จากการศึกษาคลื่นความโน้มถ่วงที่ปล่อยออกมาจากหลุมดำสองหลุมที่ชนกันช้าๆ ในปี 2022 นักฟิสิกส์ได้ยืนยันแล้วว่าวัตถุขนาดใหญ่เหล่านี้แกว่งไปมาหรือเคลื่อนที่ไปข้างหน้าในวงโคจรขณะที่มันโคจรเข้าใกล้กันมากขึ้นเรื่อยๆ ดังที่ไอน์สไตน์ทำนายไว้
5. ดาวเกลียว 'เต้นรำ'
นักวิทยาศาสตร์ ได้พบเห็นทฤษฎีการเคลื่อนตัวของไอน์สไตน์อีกครั้งหลังจากศึกษาดาวฤกษ์ที่โคจรรอบหลุมดำมวลยิ่งยวดเป็นเวลา 27 ปี หลังจากโคจรรอบหลุมดำครบ 2 รอบแล้ว พบว่าวงโคจรของดาวฤกษ์ "เต้นรำ" ไปข้างหน้าในรูปดอกจัน แทนที่จะเคลื่อนที่เป็นวงรีตามเส้นทางที่กำหนด
การเคลื่อนไหวนี้ยืนยันคำทำนายของไอน์สไตน์เกี่ยวกับว่าวัตถุขนาดเล็กจะโคจรรอบวัตถุขนาดค่อนข้างใหญ่ได้อย่างไร
6. ดาวนิวตรอนที่กำลังยุบตัว
ไม่ใช่แค่หลุมดำเท่านั้นที่ทำให้กาลอวกาศรอบตัวมันบิดเบี้ยว เปลือกดาวฤกษ์ที่มีความหนาแน่นสูงมากก็ทำแบบเดียวกันได้เช่นกัน ในปี 2020 นักฟิสิกส์ได้ศึกษาว่าดาวนิวตรอนโคจรรอบดาวแคระขาว (ดาวฤกษ์ประเภทหนึ่งที่กำลังจะตายและยุบตัว) ได้อย่างไรในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา และพบว่าดาวทั้งสองโคจรรอบกันอย่างไม่แน่นอนในระยะยาว
นักวิจัยระบุว่าการเคลื่อนตัวดังกล่าวอาจเกิดจากปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการดึงรั้ง (tug-of-war) กล่าวคือ ดาวแคระขาวดึงเวลาและอวกาศมากพอที่จะเปลี่ยนแปลงวงโคจรของดาวนิวตรอนเล็กน้อยเมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งสิ่งนี้ยืนยันคำทำนายจากทฤษฎีสัมพันธภาพของไอน์สไตน์อีกครั้ง
7. เลนส์ความโน้มถ่วง
ตามคำกล่าวของไอน์สไตน์ หากวัตถุมีมวลมากพอ วัตถุนั้นจะบิดเบือนกาลอวกาศจนทำให้แสงที่อยู่ไกลออกไปซึ่งเปล่งออกมาจากด้านหลังของวัตถุถูกขยายใหญ่ขึ้น (เมื่อมองจากโลก) ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าเลนส์โน้มถ่วง และถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในการถือแว่นขยายเพื่อส่องวัตถุในอวกาศลึก
ภาพสนามลึกภาพแรกของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ใช้เอฟเฟกต์เลนส์ความโน้มถ่วงของกระจุกดาวกาแล็กซีที่อยู่ห่างออกไป 4,600 ล้านปีแสง เพื่อขยายแสงจากกาแล็กซีที่อยู่ห่างออกไปกว่า 13,000 ล้านปีแสงได้อย่างน่าทึ่ง
8. รัศมีของไอน์สไตน์
รัศมีของไอน์สไตน์
รูปแบบหนึ่งของการเลนส์ความโน้มถ่วงมีความชัดเจนมากจนนักฟิสิกส์เรียกมันว่าของไอน์สไตน์ เมื่อแสงจากวัตถุที่อยู่ไกลถูกขยายจนกลายเป็นฮาโลที่สมบูรณ์แบบรอบๆ วัตถุขนาดใหญ่ที่อยู่เบื้องหน้า นักวิทยาศาสตร์ เรียกมันว่า "ฮาโลไอน์สไตน์" วัตถุสวยงามเหล่านี้มีอยู่ทั่วอวกาศและถูกถ่ายภาพโดยนักดาราศาสตร์
9. จักรวาลเปลี่ยนแปลง
เมื่อแสงเดินทางผ่านจักรวาล ความยาวคลื่นของแสงจะเปลี่ยนแปลงและยืดออกไปในรูปแบบต่างๆ เรียกว่า เรดชิฟต์ เรดชิฟต์ที่โด่งดังที่สุดเกิดจากการขยายตัวของจักรวาล (ไอน์สไตน์เสนอตัวเลขที่เรียกว่าค่าคงที่จักรวาลวิทยาเพื่ออธิบายการขยายตัวที่ชัดเจนนี้ในสมการอื่นๆ ของเขา)
อย่างไรก็ตาม ไอน์สไตน์ยังทำนายถึง "การเลื่อนไปทางแดงเนื่องจากแรงโน้มถ่วง" อีกด้วย ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อแสงสูญเสียพลังงานระหว่างทางออกจากแอ่งในกาลอวกาศที่เกิดจากวัตถุขนาดใหญ่ เช่น กาแล็กซี ในปี 2011 การศึกษาแสงจากกาแล็กซีที่อยู่ห่างไกลออกไปหลายแสนแห่งได้พิสูจน์ให้เห็นว่า "การเลื่อนไปทางแดงเนื่องจากแรงโน้มถ่วง" มีอยู่จริงตามที่ไอน์สไตน์เสนอ
10. อะตอมกำลังเคลื่อนที่ในพันธะควอนตัม
ดูเหมือนว่าทฤษฎีของไอน์สไตน์จะใช้ได้กับโลกควอนตัมด้วยเช่นกัน ทฤษฎีสัมพันธภาพระบุว่าความเร็วแสงจะคงที่ในสุญญากาศ ซึ่งหมายความว่าอวกาศควรมีลักษณะเหมือนกันทุกประการเมื่อมองจากทุกทิศทาง
ในปี 2015 นักวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าผลกระทบนี้เป็นจริงแม้ในระดับที่เล็กที่สุด เมื่อพวกเขาทำการวัดพลังงานของอิเล็กตรอนสองตัวที่เคลื่อนที่ไปในทิศทางที่ต่างกันรอบนิวเคลียสของอะตอม ความแตกต่างของพลังงานระหว่างอิเล็กตรอนยังคงเท่าเดิมไม่ว่าจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางใด ซึ่งยืนยันส่วนหนึ่งของทฤษฎีของไอน์สไตน์
11. ความผิดพลาดเกี่ยวกับพันกันเชิงควอนตัม
ในปรากฏการณ์ที่เรียกว่าพันกันเชิงควอนตัม อนุภาคที่เชื่อมโยงกันดูเหมือนจะสื่อสารกันได้ในระยะทางไกลได้เร็วกว่าความเร็วแสง โดย "เลือก" สถานะที่จะอยู่ในหลังจากวัดได้แล้วเท่านั้น
ไอน์สไตน์เกลียดปรากฏการณ์นี้ โดยเยาะเย้ยว่าเป็น "การกระทำที่น่ากลัวในระยะไกล" และยืนกรานว่าไม่มีอิทธิพลใดเดินทางได้เร็วกว่าแสง และวัตถุต่างๆ ก็มีสถานะไม่ว่าเราจะวัดมันหรือไม่ก็ตาม
อย่างไรก็ตาม ในการทดลองระดับโลกที่วัดอนุภาคนับล้านตัวทั่วโลก นักวิจัยพบว่าอนุภาคดูเหมือนจะเลือกเพียงสถานะเดียวทันทีที่ได้รับการวัด
(ที่มา: tienphong.vn)
มีประโยชน์
อารมณ์
ความคิดสร้างสรรค์
มีเอกลักษณ์
ความโกรธ
แหล่งที่มา
การแสดงความคิดเห็น (0)