นักวิทยาศาสตร์ไอน์สไตน์พูดอย่างไรเกี่ยวกับกาลอวกาศ?

(แดน ตรี) - ฟิสิกส์สมัยใหม่พิสูจน์แล้วว่าอวกาศและเวลาไม่สามารถแยกออกจากกันได้ง่ายๆ แต่ถูกทอเข้าด้วยกันเป็น "เนื้อผ้า" ของกาลอวกาศ

เป็นเวลานานแล้วที่มนุษย์จินตนาการถึงอวกาศว่าเป็นความว่างเปล่าอันเงียบงันไร้ขอบเขต ที่ซึ่งเทห์ฟากฟ้าทั้งหลายมาและไป เวลาถูกมองว่าเป็นกระแสที่ไหลอย่างแน่วแน่และชัดเจน พาเราจากอดีตสู่อนาคต

อย่างไรก็ตาม ฟิสิกส์สมัยใหม่ได้หักล้างแนวคิดนี้ โดยแสดงให้เห็นว่าอวกาศและเวลาไม่อาจแยกจากกันได้ แต่รวมเข้าเป็นหนึ่งเดียว นั่นคือ กาลอวกาศ

ทฤษฎีสัมพันธภาพพิเศษของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์แสดงให้เห็นว่ากาลอวกาศไม่ใช่แค่ฉากหลังเฉยๆ แต่เป็นโครงสร้างไดนามิกที่มีอิทธิพลต่อจักรวาลและการเคลื่อนที่ของวัตถุ

มันคือเส้นด้ายที่มองไม่เห็นซึ่งยึดทุกสิ่งเข้าด้วยกัน ชี้นำเหตุการณ์ต่างๆ ที่เกิดขึ้น หากปราศจากกาลอวกาศ แนวคิดเรื่องสถานที่และเวลาก็คงไร้ความหมาย

วัตถุขนาดใหญ่บิดเบือนกาลอวกาศ

เพื่อแสดงให้เห็นถึงความเชื่อมโยงระหว่างอวกาศและเวลา ลองนึกภาพคนสองคน คนหนึ่งอยู่บนโลก และอีกคนหนึ่งเดินทางในยานอวกาศด้วยความเร็วเกือบเท่าแสง

เมื่อพวกเขาพบกันอีกครั้ง นาฬิกาของผู้คนบนยานอวกาศจะแสดงเวลาที่ผ่านไปน้อยกว่านาฬิกาของผู้คนบนโลก ปรากฏการณ์นี้ หรือที่เรียกว่า ไทม์ไดเลชัน ชี้ให้เห็นว่าอวกาศและเวลาต้องทำงานร่วมกันเสมือนเป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างเดียวกัน

นี่ก็เป็นเหตุผลว่าทำไมนักบินอวกาศบนสถานีอวกาศนานาชาติจึงมีอายุช้ากว่าผู้คนบนโลกเล็กน้อย

ไอน์สไตน์ยังแสดงให้เห็นว่าวัตถุขนาดใหญ่อย่างเช่นดาวเคราะห์และดวงดาวมีความสามารถในการบิดเบือนกาลอวกาศ ซึ่งส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของวัตถุโดยรอบ การบิดเบือนนี้เองที่อธิบายแรงโน้มถ่วง

โลกไม่ได้โคจรรอบดวงอาทิตย์เพราะว่ามัน "ถูกผูก" ไว้ด้วยเชือกที่มองไม่เห็น แต่เพราะมันเคลื่อนที่ไปตามกาลอวกาศที่โค้งงอโดยดวงอาทิตย์

ลองนึกภาพแผ่นผ้าที่ถูกยืดออก หากคุณวางลูกบอลขนาดใหญ่ไว้บนนั้น พื้นผิวจะบุ๋มลง หากคุณกลิ้งลูกบอลขนาดเล็กกว่า มันจะหมุนวนเข้าด้านในตามเส้นโค้งของผ้า วัตถุท้องฟ้าในจักรวาลก็ได้รับผลกระทบจากกาลอวกาศที่โค้งงอเช่นเดียวกัน

โดยการแสดงให้เห็นถึงการเชื่อมโยงระหว่างอวกาศและเวลา และแรงโน้มถ่วงที่เป็นรูปทรงเรขาคณิตของการรวมกันนี้ ไอน์สไตน์ได้เปลี่ยนวิธีที่เราเข้าใจจักรวาลไปโดยสิ้นเชิง

เขาอ้างว่ากาลอวกาศไม่ใช่หน่วยวัดแบบเฉยๆ แต่เป็นองค์ประกอบที่มีการเคลื่อนไหวในเรื่องราวของจักรวาล

เนื้อผ้าแห่งความเป็นจริง

กาลอวกาศไม่ใช่แค่สมมติฐาน ทางวิทยาศาสตร์ แต่เป็นแก่นแท้ของความเป็นจริง ทุกเหตุการณ์ ตั้งแต่การเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ไปจนถึงเสียงติ๊กต๊อกของนาฬิกา ล้วนเกิดขึ้นในกาลอวกาศ

เราไม่สามารถระบุพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่งได้โดยไม่พิจารณาถึงเวลา และในทางกลับกัน สิ่งเหล่านี้แยกจากกันไม่ได้ และเมื่อนำมารวมกันแล้ว พวกมันก็กำหนดขั้นตอนของการดำรงอยู่

ฟิสิกส์สมัยใหม่สร้างขึ้นจากความเข้าใจนี้ ทฤษฎีสัมพัทธภาพ ควอนตัมเอนแทงเกิลเมนต์ จักรวาลวิทยา และเทคโนโลยีหลายอย่างที่หล่อหลอมชีวิตประจำวันของเราล้วนขึ้นอยู่กับกาลอวกาศ กาลอวกาศเป็นกรอบการทำงานที่กฎของธรรมชาติดำเนินไป เป็นตัวกำหนด “ที่ไหน” และ “เมื่อใด” ของความเป็นจริง

ผลกระทบของกาลอวกาศไม่ได้เป็นเพียงทฤษฎี หลุมดำขนาดมหึมาที่มีความหนาแน่นหนาแน่น บิดเบือนกาลอวกาศจนแม้แต่แสงก็หนีไม่พ้น

ในระดับที่เล็กกว่า ระบบกำหนดตำแหน่งทั่วโลก (GPS) ของเรายังต้องอาศัยกาลอวกาศเพื่อให้ทำงานได้อย่างถูกต้อง ดาวเทียม GPS ที่โคจรรอบโลกเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่แตกต่างจากอุปกรณ์บนพื้นดิน เนื่องจากการขยายเวลาที่เกิดจากแรงโน้มถ่วง

หากไม่แก้ไขการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ การระบุตำแหน่ง GPS จะคลาดเคลื่อนไปหลายกิโลเมตรต่อวัน กาลอวกาศมีอิทธิพลต่อวิธีที่เราเคลื่อนไหว สื่อสาร และโต้ตอบกับ โลก ในชีวิตประจำวันอย่างเงียบๆ

ที่มา: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/nha-bac-hoc-einstein-noi-gi-ve-khong-thoi-gian-20250922090326350.htm