วันอาทิตย์ที่ 10 สิงหาคม พ.ศ. 2557

จริง ๆ แล้วเวลานั้นคืออะไร ????

    การรับรู้เวลา (Time perception) สามารถเร่งอัตราให้เร็วขึ้นอย่างเห็นได้ชัดสำหรับสิ่งมีชีวิต โดยผ่านการจำศีล (hibernation) เมื่อการปรับอุณหภูมิกาย (body temperature) และอัตราการเผาผลาญอาหาร หรือ เมแทบอลิซึม (metabolic rate) ของสิ่งมีชีวิตลดลง
     เวลา ( Time ) สำหรับฟิสิกส์นั้นเป็นเพียงการบอกจุด ๆ นึงของผู้สังเกตเท่านั้นซึ่งผู้สักเกตแต่ละคนไม่อาจทำให้มันช้าหรือเร็วได้ หากเราลองมองว่าเวลาแต่ละคนนั้นเท่ากัน แต่มีปัจจัยอย่างอื่นที่อาจทำให้เวลาเรานั้นช้าหรือเร็วที่ไม่เท่ากัน เช่นเราอาจมองเห็นคน ๆ หนึ่งอยู่ภายในดวงดาวอันไกลโพ้น เราเห็นเขาแทบไม่ขยับตัวเลย หมายถึงเวลาบนโลกของเราเดินไป 10 วินาทีแล้วแต่เวลาของคนอีกคนหนึ่งซึ่งเราสังเกตเห็นเดินได้เพียงแค่ 1 วินาทีเท่านั้น มองในทางกลับกัน เขาลองมองกลับมายังโลกของเราจะเห็นว่าเรานั้นเคลื่อนไหวเร็วเหลือเกิน แต่สิ่งที่ผู้สังเกตทั้งสองคนรับรู้ได้คือกิจกรรมของเขาที่ได้ทำในแต่ละวันเขาทำได้พอ ๆ กัน ในโลกของเรา สัตว์บางชนิดสามารถทำอย่างนั้นได้ เราอาจจะเห็นเต่ามีอายุยืนเป็นร้อย ๆ พัน ๆ ปีซึงยาวนานในมุมมองของเราแต่อาจปกติในมุมมองของเต่า ซึ่งกิจกรรมที่เต่าได้ทำเป็นประจำกับเชื่องช้าอัตราการเมทบอริซึมก็ต่ำกว่ามนุษย์ สนุขก็เช่นกันเราอาจเห็นสนุขมีอายุเพียง ไม่กี่สิบปีซึ่งสั้นมากแต่ในมุมมองของสนุขนั้นมันก็คุ้มค่าเเล้ว อัตราการเมทบอริซึมก็ไวกว่ามนุษต์มาก
เห็นได้กว่า อัตราการเมทบอริซึมมีผลต่อเวลาของการใช้ชีวิตของเราในจำพวกทีมีอัตราการเมทบอริซึมค่อนข้างสูงมังมีอายุน้อย สัตว์ที่มีอัตราการเมทบอริซึมต่ำมักมีอายุยืน เช่นเดียวกันกับค้างคาง ปกติค้างคาวจะมีอัตราการเมทบอริซึมในค่อนข้างสูงแต่ทำไมค้างคางจึงมีอายุยืนเมื่อเทียบกับสัตว์ตัวอื่น ๆ ?? เพราะค้างคางได้มีการลดอัตราการเมทบอริซึมลงจนแทบจะหยุดนิ่งเรียหว่าการจำศีล ค้างคาวจึงดูเหมื่อนอายุยืนยาวแต่กิจกรรมในช่วง 1 ชีวิตก็พอ ๆ กับสิ่งมีชีวิตทั้งปวง

ข้ามไปสู่อนาคตในทางฟิสิกส์

     การเดินทางข้ามเวลาไปสู่อนาคตในทางฟิสิกส์ มีหลายวิธีในการที่บุคคลสามารถ "เดินทางไปในอนาคต" ในความหมายเฉพาะ คือ บุคคลที่สามารถกำหนดหรือทำสิ่งต่าง ๆ ให้เกิดขึ้นเพื่อสำหรับเวลาในจำนวนเล็กน้อยของเวลาส่วนตัวของเขาเอง โดยที่เวลาส่วนตัวสำหรับคนอื่น ๆ บนโลกได้ผ่านไปอย่างยาวนาน ตัวอย่างเช่นผู้สังเกตการณ์อาจใช้เวลาเดินทางออกไปจากโลกและกลับมาที่ความเร็วสัมพัทธ์กับการเดินทางเป็นเวลานานเพียงไม่กี่ปีตามที่วัดได้จากนาฬิกาของตัวเองและเมื่อเดินทางกลับมายังโลกก็พบว่าเวลาบนโลกได้ผ่านไปนับเป็นพัน ๆ ปี เห็นได้ว่าตามทฤษฎีสัมพัทธภาพนั้น ไม่มีคำตอบตามวัตถุประสงค์สำหรับคำถามที่ว่าระยะเวลาจริง ๆ ได้ผ่านไปนานเท่าไหร่ในระหว่างการเดินทาง โดยที่มันจะมีความถูกต้องเท่าเทียมกันหรือไม่อย่างไรที่จะบอกว่าการเดินทางครั้งนี้ได้กินเวลาเพียงไม่กี่ปีที่ผ่านมาหรือว่า การเดินทางนั้นกินระยะเวลานานนับเป็นพัน ๆ ปี ซึ่งก็จะขึ้นอยู่กับการเลือกใช้กรอบอ้างอิงที่กำหนดให้เป็นจุดอ้างอิงของการเคลื่อนที่แต่เพียงเท่านั้น
     
  

    


การท่องไปในเวลา


สตีเฟน ฮอว์คิง ได้ชี้ให้เห็นว่าการที่ไม่มีการปรากฏตัวของนักท่องเที่ยวจากในอนาคต คือ ข้อโต้แย้งถึงการดำรงอยู่ของการเดินทางข้ามเวลาด้วยตัวแปรของปฏิทรรศน์เฟอร์มิ แน่นอนว่านี่จะไม่เป็นการพิสูจน์ให้เห็นได้ว่าการเดินทางข้ามเวลาเป็นสิ่งที่เป็นไปไม่ได้ทางกายภาพ เพราะมันอาจเป็นไปได้ว่าการเดินทางข้ามเวลานั้นมีทางเป็นไปได้ แต่มันอาจไม่เคยได้รับการพัฒนาเทคโนโลยีนี้ขึ้นมา (หรือพัฒนาเทคโนโลยีนี้อย่างไม่ถูกวิธีที่จะตรงไปในอนาคต) และถึงแม้ว่าอาจจะมีการพัฒนาขึ้นมาแล้วก็ตาม ฮอว์คิงยังตั้งข้อสังเกตอีกว่าในสถานที่แห่งอื่น ๆ นั้นการเดินทางเพียงครั้งเดียวอาจเป็นไปได้ในขอบเขตของกาล-อวกาศที่โค้งงอในเส้นทางที่ถูกต้อง และซึ่งถ้าเราไม่สามารถสร้างขอบเขตดังกล่าวไปจนกระทั่งถึงช่วงเวลาในอนาคต แล้วการเดินทางข้ามเวลาจะไม่สามารถที่จะเดินทางย้อนกลับไปก่อน ณ วันที่เริ่มต้นออกเดินทางจากมา ดังนั้น " นี่จะเป็นคำอธิบายว่าทำไมเราจึงยังไม่เคยเจอะเจอนักท่องเที่ยวจากอนาคตเลย " 


คาร์ล เซแกน ยังเคยชี้ให้เห็นความเป็นไปได้ที่ผู้เดินทางข้ามเวลาอาจจะเคยมาเยี่ยมเยียนพวกเรา แต่จะมีการปิดบังอำพรางตัวในการมีอยู่ของพวกเขาอย่างไรหรือไม่นั้นก็ไม่ได้รับการยืนยันได้ว่าจะเป็นนักเดินทางข้ามเวลาตัวจริง เป็นเพราะว่ามันจะเป็นการนำการเปลี่ยนแปลงความต่อเนื่องของกาล-อวกาศโดยไม่ได้ตั้งใจที่สามารถนำมาเกี่ยวข้องกับผลลัพธ์ที่ไม่พึงประสงค์กับนักเดินทางเหล่านั้น 

วันเสาร์ที่ 9 สิงหาคม พ.ศ. 2557

ปัญหาฝาแฝดพิศวง (Twin paradox)



     ในวิชาฟิสิกส์ ปัญหาฝาแฝดพิศวง (Twin paradox) เป็นการทดลองในจินตนาการของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ เกี่ยวกับ มนุษย์คนนึงได้เดินทางไปในห้วงอวกาศด้วยจรวดความเร็วสูงแล้วกลับมายังโลก เมื่อกลับมาแล้วพบว่ามนุษย์คนนั้นมีอายุน้อยกว่าฝาแฝดของตัวเองที่อาศัยอยู่บนโลก ทำให้ผู้สังเกตที่อยู่บนโลกรู้สึกว่าฝาแฝนที่เดินทางไปกับจรวจความเร็วสูงนั้นจะมีนาฬิกาที่เดินช้ากว่าตน ผลการทำนายครั้งนี้ทำดูเหมือนจะเป็นปริศนาถ้ามองในอีกมุมหนึ่งคือ มองว่าฝาแฝดที่อยู่บนโลกก็กำลังเคลื่อนที่หนีฝาแฝดที่อยู่บนจรวดขณะที่จรวดอยู่นิ่งๆ นั่นทำให้ฝาแฝดที่เดินทางไปกับจรวดรู้สึกว่าฝาแฝดที่อยู่บนโลกมีนาฬิกาที่เดินช้ากว่าตน จึงเรียกปัญหานี้ว่า "ปัญหาพิศวง" (paradox) แต่ในความเป็นจริงแล้ว ปัญหานี้ไม่ได้ขัดกันถ้ามองในกรอบของทฤษฎีสัมพัทธภาพเพราะว่าปัญหานี้เป็นปัญหาที่เกิดขึ้นในกรอบที่มีความเร่งทำให้เกิดความเข้ากันไม่ได้ในทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ และได้รับการยืนยันว่าเป็นจริงตามการทดลองจริงบนโลก เกี่ยวกับการวัดช่วงเวลาด้วยนาฬิกาที่แม่นยำสองเครื่อง ที่อยู่บนพื้นโลกหนึ่งเครื่อง และอยู่บนเครื่องบินที่บินรอบโลกหนึ่งเครื่อง

     

การเดินทางข้ามเวลา




     การเดินทางข้ามเวลา (time travel) เป็นแนวคิดเรื่องเคลื่อนไหวระหว่างห้วงเวลาหนึ่งไปยังอีกห้วงเวลาหนึ่ง ในลักษณะย้อนสู่อดีตหรือมุ่งสู่อนาคต โดยไม่จำต้องประเชิญห้วงเวลาที่คั่นระหว่างจุดเริ่มต้นกับจุดหมายปลายทาง ซึ่งอาจอาศัยเครื่องมือทางเทคโนโลยีที่เรียกกันว่า "จักรกลข้ามเวลา" (time machine) ไม่ว่าจะเป็นแนวคิดในนิยายหรือสมมุติฐานก็ตาม แม้การเดินทางข้ามเวลาได้เป็นหัวเรื่องยอดนิยมในบันเทิงคดีแนววิทยาศาสตร์ (science fiction) มาแต่ปลายคริสต์ศตวรรษที่ 19 และมีทฤษฎีมากหลายว่าด้วยวิธีเดินทางข้ามเวลา ทว่า บัดนี้ ตามกฎแห่งฟิสิกส์แล้วยังไม่ปรากฏว่ามีหนทางช่วยย้อนอดีตหรือลัดสู่อนาคตแต่ประการใดแต่มีทฤษฎีบางทฤษฎีที่โดดเด่นที่สุด ได้แก่ ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษและทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป

    ทฤษฎีสัมพัทธภาพทำนายว่าถ้าใครคนใดคนหนึ่งเคลื่อนที่ออกไปจากโลกที่ความเร็วความสัมพัทธ์และย้อนกลับมายังโลก  เวลาบนโลกจะผ่านไปยาวนานกว่าเวลาของคนที่เดินทางออกไป ดังนั้นในแง่นี้เป็นที่ยอมรับกันว่าสัมพัทธภาพช่วยให้มี "การเดินทางไปในอนาคต" ในทางตรงกันข้ามหลายคนในที่ประชุมนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าการเดินทางข้ามเวลาถอยหลังไม่น่าจะมีความเป็นไปได้อย่างสูง ทฤษฎีที่จะอนุญาตให้สามารถมีการเดินทางข้ามเวลาใด ๆ อาจจะเกิดปัญหาที่เกิดจากความสัมพันธ์ระหว่างเหตุและผลขึ้นได้ ตัวอย่างของปัญหาแบบคลาสสิกที่เกี่ยวข้องกับความสัมพันธ์ของเหตุและผลคือ จะเกิดอะไรขึ้นถ้าคนใดคนหนึ่งจะย้อนเวลากลับไปฆ่าปู่ของตัวเองเสียก่อนที่พ่อของตนได้ถือกำเนิดขึ้นมา แต่นักวิทยาศาสตร์บางคนเชื่อว่าความขัดแย้งดังกล่าวสามารถหลีกเลี่ยงได้ โดยมีความน่าสนใจจากหลักการอย่างใดอย่างหนึ่งหรือทั้งสองอย่างคือทั้ง หลักความสอดคล้องในตัวเองของนาฟวิคัฟ (Novikov self-consistency principle) หรือแนวคิดของเส้นทางแยกย่อยของจักรวาลคู่ขนาน 
     
     อย่างไรก็ตามโลกในความเป็นจริงก็สามารจที่จะข้ามเวลาไปได้อย่างจำพวกสัตว์บางกลุ่มที่จะลดอัตตราการใช้พลังงานของ หรือลดอัตตราการเต้นของหัวใจ (การจำศีลของ กบ คางค้าว เป็นต้น) เพื่อลดอาการหิว หรือการต้องหายใจ หรือไม่แน่ถ้านักวิทยาศาสตร์สามารถคิดค้นสิ่งที่ทำให้คนสามารถเลียนแบบสัตว์เหล่านั้นได้เราอาจจะได้เห็นหลายของหลานก็เป็นได้