หรือว่าแสงไม่ใช่ที่สุดของจักรวาล?
ถ้าถามว่าอะไรเร็วที่สุดในจักรวาล? 90% ของคนคงตอบ "แสง" เพราะมันวิ่งที่ 299,792,458 เมตรต่อวินาที หรือเกือบ 300,000 กิโลเมตรต่อวินาที ซึ่งโคตรไว แบบที่ถ้าปล่อยแสงจากโลก มันจะชนดวงจันทร์ในเวลาแค่ 1.3 วินาที
แต่เดี๋ยวก่อน… ถ้าแสงมันเทพขนาดนั้น แล้วทำไมมันถึง "แพ้" แรงโน้มถ่วง? ทำไมหลุมดำถึงสามารถขังแสงไว้ได้? หรือจริง ๆ แล้วจักรวาลมีของแรงกว่าที่เราคิด?
สปอยล์ก่อนเข้าเรื่อง: แสงไม่ได้แพ้ แต่มันหนีไม่พ้น!
อย่าเพิ่งเข้าใจผิดว่าแรงโน้มถ่วง "ทำให้แสงช้าลง" เพราะจริง ๆ แล้ว แสงไม่เคยเปลี่ยนความเร็ว (ในกรอบอ้างอิงเฉพาะของมันเอง) แต่หลุมดำมันใช้ ทริค บางอย่างที่ทำให้แสง "ไปไม่ถึงที่หมาย"
ลองมาดูแบบทีละขั้น จะได้เข้าใจว่าแสงโดนเล่นงานยังไง
1. แสงโคตรไว แต่ไม่มีมวล = โดนหลุมดำหลอกได้
แสงเป็น คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า มันไม่มีมวล ดังนั้น ตามหลักของไอแซก นิวตัน แรงโน้มถ่วงไม่ควรจะมีผลกับมันเลย
แต่!!! โลกเราใช้ฟิสิกส์นิวตันไม่ได้แล้ว เพราะอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ดันมาพลิกเกมด้วยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ที่บอกว่า...
"แรงโน้มถ่วงไม่ใช่แค่แรงดึง แต่มันคือการบิดงอของกาลอวกาศ"
ลองนึกภาพจักรวาลเป็นผ้าปูโต๊ะ แรงโน้มถ่วงก็เหมือนการเอาลูกโบว์ลิ่งไปวางบนผ้านั้น ทำให้ทุกอย่างรอบ ๆ มันต้องไหลเข้าหากัน
แสงไม่ได้มีมวลก็จริง แต่เส้นทางของมันต้องวิ่งผ่านกาลอวกาศที่ถูก "กดทับ" ดังนั้น มันจึงโดนหลุมดำ "บังคับทิศทาง" ได้
2. หลุมดำคือกับดักสุดโหด
ทีนี้ ถ้าแรงโน้มถ่วงเบา ๆ แบบของโลกหรือดวงอาทิตย์ แสงแค่ "โค้ง" นิดหน่อย แต่ถ้าเป็นหลุมดำ นั่นคืออีกเรื่อง
หลุมดำเป็นจุดที่แรงโน้มถ่วงเยอะขนาดที่แม้แต่แสงก็ออกมาไม่ได้ เพราะมันสร้างสิ่งที่เรียกว่า ขอบฟ้าเหตุการณ์ (Event Horizon)
ขอบฟ้าเหตุการณ์ = เส้นที่ถ้าข้ามไปแล้ว ไม่มีอะไรออกมาได้ ไม่ว่าจะเร็วแค่ไหน
ลองนึกภาพว่าคุณอยู่บนพื้นโลก แล้วจรวดต้องใช้ความเร็วประมาณ 11.2 กม./วินาที ถึงจะหนีแรงโน้มถ่วงโลกได้ (เรียกว่า Escape Velocity)
แต่ถ้าเป็นหลุมดำ Escape Velocity ของมัน = ต้องวิ่งเร็วกว่าแสง
ปัญหาคือ… ไม่มีอะไรที่เร็วกว่าแสงได้ตามกฎฟิสิกส์ ดังนั้น ไม่ว่าแสงจะพยายามแค่ไหน ถ้ามันตกลงไปข้างใน มันก็ไม่มีวันโผล่ออกมาอีก
3. แสงโดนดัดโค้ง + เวลาถูกยืดออก
นอกจากแสงจะหนีไม่พ้นแล้ว หลุมดำยังมี อีกไม้ตาย ที่เรียกว่า การยืดเวลาตามแรงโน้มถ่วง (Gravitational Time Dilation)
ไอน์สไตน์บอกว่า ยิ่งอยู่ใกล้แรงโน้มถ่วงสูง เวลาเดินช้าลง
แปลว่า… ถ้ามีคนไปอยู่ใกล้ ๆ หลุมดำ เวลาของเขาจะเดินช้ากว่าคนที่อยู่ไกลออกมา
นี่คือเหตุผลที่หนัง Interstellar มีฉากที่ลูกเรือไปลงดาวใกล้หลุมดำ แล้วกลับมาเจอเพื่อนแก่ไปเป็นสิบ ๆ ปี
ทีนี้ ถ้าแสงกำลังพยายาม "ปีน" ออกมาจากหลุมดำ มันจะต้องต้านแรงโน้มถ่วงที่สูงมาก จนสุดท้าย ความถี่ของแสงลดลงเรื่อย ๆ และพลังงานหมดไปก่อนจะออกมาได้
แล้วอะไรอาจเร็วกว่าแสง?
ถ้ากฎของไอน์สไตน์ยังใช้ได้ 100% ไม่มีอะไรเร็วกว่าแสง
แต่... ถ้ามีอะไรบางอย่างที่ "โกง" ระบบนี้ล่ะ?
1. Tachyon (ทาคีออน) - อนุภาคสมมุติที่เชื่อว่าเกิดมาเร็วกว่าแสงตั้งแต่แรก และไม่มีวันช้ากว่าแสง
2. Wormhole (รูหนอน) - อุโมงค์เชื่อมระหว่างสองจุดของกาลอวกาศ อาจทำให้เดินทางได้ไวกว่าการวิ่งผ่านอวกาศโดยตรง
3. Warp Drive (ไดรฟ์วาร์ป) - แนวคิดที่ทำให้ "บิด" กาลอวกาศ แทนที่จะวิ่งเร็วกว่าแสงตรง ๆ
สรุปแบบเข้าใจง่าย
✅ แสงไม่ได้ช้าลง แต่มันโดนหลุมดำ "บิดเส้นทาง" จนออกมาไม่ได้
✅ ขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำมี Escape Velocity สูงกว่าแสง = ไม่มีอะไรหนีได้
✅ เวลาที่อยู่ใกล้หลุมดำเดินช้าลง ทำให้แสงดูเหมือนถูกดึงไปติดกับ
✅ มีทฤษฎีที่อาจโกงความเร็วแสงได้ เช่น ทาคีออน, รูหนอน และไดรฟ์วาร์ป
สุดท้ายแล้ว… แสงไม่ใช่ที่สุดของจักรวาล แต่สิ่งที่โกงแสงได้อาจเป็น "กาลอวกาศ" เอง เพราะจักรวาลแม่งเล่นเกมที่เรายังไม่เข้าใจกันทั้งหมด!
#ความเร็วแสงแพ้หลุมดำ #แรงโน้มถ่วงสุดโหด #แสงหนีไม่รอด #ฟิสิกส์ล้ำลึก #กาลอวกาศโค้ง #ทฤษฎีสัมพัทธภาพ
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น