Einstein vs Hawking มีอะไรเหมือน (ต่าง) กัน ? (ตอนจบ)

มีนาคม 14, 2018 
0


คอลัมน์ มิติคู่ขนาน
บัญชา ธนบุญสมบัติ
[email protected],
www.facebook.com/buncha2509

บทความฉบับที่แล้ว ( Einstein vs Hawking มีอะไรเหมือน (ต่าง) กัน ? (ตอนที่ ๑)) ได้เปรียบเทียบไอน์สไตน์และฮอว์คิงในแง่มุมต่างๆ ได้แก่ แรงผลักดันของแต่ละคนที่ทำให้ค้นคว้าฟิสิกส์อย่างลึกซึ้ง ผลการเรียนระดับมัธยมฯ และพฤติกรรมระหว่างเรียนมหาวิทยาลัย  คราวนี้มาดูกันต่อครับ

http://theespressobar.org/leadin/leadin_2_images/13_Science/EinsteinBicycle.jpg

นักฟิสิกส์ทั้งสองเริ่มมีชื่อเสียงตอนไหน ?

ถ้าเป็นชื่อเสียงในแวดวงวิชาการ สำหรับไอน์สไตน์ต้องนับ ค.ศ. ๑๙๐๕ ซึ่งถือว่าเป็นปีมหัศจรรย์ของเขา เพราะอายุเพียง ๒๖ ปีก็ได้ตีพิมพ์บทความห้าเรื่องในวารสาร Annalen der Physik ที่ทำให้วงการฟิสิกส์สั่นสะเทือน  บทความทั้งหมดแบ่งเป็นสามด้านหลัก ได้แก่ “แสงเป็นอนุภาคได้” (ในบทความอธิบายปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก) “อะตอมและโมเลกุลมีจริง” (อธิบายการเคลื่อนที่แบบบราวน์) และ “การผนวกรวมกาล-อวกาศ และมวล-พลังงาน” (ต่อมาเรียกว่า ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ)

ส่วนฮอว์คิงเป็นที่จับตาของคนในวงการเพราะเขาจับผิด เฟรด ฮอยล์ (Fred Hoyle) นักดาราศาสตร์เรืองนามแห่งยุค โดยหลังจากที่ฮอยล์นำเสนอทฤษฎีในที่ประชุมราชสมาคม ค.ศ. ๑๙๖๔ ฮอว์คิงได้ชี้ว่าทฤษฎีนั้นผิดพลาด เนื่องจากตนมีโอกาสศึกษางานชิ้นนี้จากร่างบทความของลูกศิษย์ของฮอยล์ ชื่อ ชยังต์ นาร์ลีกร (Jayant Narlikar) มาก่อนแล้ว (ฮอว์คิงใช้ห้องทำงานร่วมกับนาร์ลีกร)

ส่วนความโด่งดังระดับโลก สำหรับไอน์สไตน์คือวันที่ ๗ พฤศจิกายน ค.ศ. ๑๙๑๙ โดยในวันที่ ๖ พฤศจิกายน ค.ศ. ๑๙๑๙ เซอร์อาร์เทอร์ สแตนลีย์ เอ็ดดิงตัน (Sir Arthur Stanley Eddington) ได้นำเสนอผลการสังเกตสุริยุปราคาเต็มดวง (เกิดขึ้นเมื่อวันที่ ๒๙ พฤษภาคม ค.ศ. ๑๙๑๙) ที่ราชสมาคม ซึ่งสรุปว่าผลการทำนายเรื่องแสงถูกเบี่ยงเป็นเส้นโค้งตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์นั้นถูกต้อง  วันถัดมาคือ ๗ พฤศจิกายน หนังสือพิมพ์
The Times แห่งลอนดอนก็พาดหัวข่าวสามบรรทัดว่า

“REVOLUTION IN SCIENCE
New Theory of the Universe
NEWTONIAN IDEAS OVERTHROWN”
(ปฏิวัติวงการวิทยาศาสตร์ ทฤษฎีใหม่เกี่ยวกับเอกภพ โค่นแนวคิดนิวตัน)

เพียงเท่านี้ไอน์สไตน์ก็กลายเป็นซูเปอร์สตาร์ระดับโลกไปชั่วข้ามคืน !

ส่วนชื่อฮอว์คิงเป็นที่รู้จักทั่วไปเมื่อเขาเขียนหนังสือ A Brief History of Time (แปลเป็นไทยชื่อ ประวัติย่อของกาลเวลา) ด้วยต้องการอธิบายให้คนทั่วไปทราบว่าขณะนั้นความรู้เกี่ยวกับเอกภพของนักฟิสิกส์ไปถึงไหน  หนังสือเล่มนี้วางตลาดครั้งแรก ค.ศ. ๑๙๘๘ และสร้างสถิติน่าทึ่งเพราะติดอันดับหนังสือขายดีที่สุดของ New York Times ๑๔๗ สัปดาห์ และ London Sunday Times ๒๓๗ สัปดาห์ ทำลายสถิติหนังสือติดอันดับขายดีที่สุดก่อนหน้านั้น และได้รับการแปลเป็นภาษาต่างๆ ถึง ๔๐ ภาษา มียอดจำหน่ายทั่วโลกกว่า ๑๐ ล้านเล่ม

ขบวนแห่ไอน์สไตน์ที่นิวยอร์กเมื่อ ๔ เมษายน ค.ศ. ๑๙๒๑  ภาพจาก – http://en.wikipedia.org/wiki/Albert_Einstein#/media/File:Einstein_in_NY_1921.jpg

ช่วงเวลาแห่งการ “ปิ๊งแว้บ” ของนักฟิสิกส์สองคนนี้เป็นอย่างไร ?

ในเดือนพฤศจิกายน ค.ศ. ๑๙๐๗ ขณะไอน์สไตน์เขียนบทความเพื่ออธิบายทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษให้เสร็จทันลงรายงานวิทยาศาสตร์ประจำปี เขามีแง่มุมบางอย่างรบกวนจิตใจ นั่นคือทฤษฎีนี้ใช้ได้เฉพาะการเคลื่อนที่ซึ่งมีความเร็วคงที่ อีกทั้งยังไม่ได้ผนวกรวมทฤษฎีความโน้มถ่วงของนิวตันด้วย

ไอน์สไตน์เล่าว่า “ผมนั่งอยู่บนเก้าอี้ในสำนักงานสิทธิบัตรที่เมืองเบิร์น ทันใดนั้นก็มีความคิดอย่างหนึ่งแวบเข้ามาว่า ถ้าคนตกจากที่สูง เขาจะไม่รู้สึกว่าตัวเองมีน้ำหนัก”  การหยั่งรู้นี้ทำให้ไอน์สไตน์รู้สึกตื่นตะลึง  เขาขัดเกลาการทดลองในความคิดของตน เช่น จินตนาการว่าถ้าคนตกจากที่สูงโดยอยู่ในห้องที่ปิดล้อมจะเป็นอย่างไร หรือถ้าห้องดังกล่าวมีเชือกคล้องบนหลังคาและดึงห้องซึ่งมีคนอยู่ขึ้นไปด้วยอัตราเร่งสม่ำเสมอจะเป็นเช่นไร

การทำการทดลองในความคิดภายใต้หลายเงื่อนไขเช่นนี้ เขาสรุปเป็น “หลักการแห่งความสมมูล” ที่ว่าผลจากความโน้มถ่วงและความเร่งนั้นเหมือนกัน นี่เองเป็นหลักการสำคัญที่ทำให้เขามุ่งมั่นพยายามอย่างเข้มข้นต่อเนื่องถึง ๘ ปีจนกระทั่งประสบความสำเร็จในการขยายทฤษฎีสัมพัทธภาพให้ครอบคลุมกรณีการเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง (ความเร็วไม่คงที่) เกิดเป็นทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (general theory of relativity) ในเดือนพฤศจิกายน ค.ศ. ๑๙๑๕

ต่อมาไอน์สไตน์เรียกวินาทีแห่งการตรัสรู้น้อยๆ นั้นว่า “ความคิดอันแสนสุขที่สุดในชีวิตของผม”

ส่วนฮอว์คิงก็จำวินาทีแห่งการตื่นรู้ได้อย่างชัดเจนเช่นกัน โดยเขียนไว้ในหนังสือ My Brief History ว่า “ใน (เดือนพฤศจิกายน) ปี ๑๙๗๐ งานวิจัยเกี่ยวกับหลุมดำของผมก็มาถึงวินาทียูเรกา !

หลังจากที่ลูซี่ลูกสาวของผมเกิดไม่กี่วัน ขณะผมจะเข้านอน จู่ๆ ก็มีความคิดว่าสามารถนำทฤษฎีโครงสร้างเชิงสาเหตุที่ผมพัฒนาขึ้นสำหรับทฤษฎีบทภาวะเอกฐาน มาใช้กับเรื่องหลุมดำได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งอาณาบริเวณของขอบฟ้าเหตุการณ์ หรือขอบเขตของหลุมดำ ซึ่งน่าจะขยายตัวอยู่เสมอ  เมื่อหลุมดำ ๒ หลุมพุ่งชนกันและหลอมรวมกัน ขนาดพื้นที่อันเป็นผลจากการหลอมรวมกันจะมากกว่า

ผลบวกของพื้นที่ของหลุมดำ ๒ หลุม ก่อนที่จะพุ่งชนกัน” เรียกว่า ทฤษฎีบทพื้นที่ของฮอว์คิง (Hawking’s area theorem)

มีเกร็ดเล็กๆ เสริมเรื่องนี้ว่า ฮอว์คิงบอกว่าเริ่มคิดถึงหลุมดำตอนจะเข้านอน ความพิการทำให้เขาเคลื่อนไหวได้อย่างช้าๆ ดังนั้นจึงมีเวลาเหลือเฟือพิจารณาเส้นทางการเคลื่อนที่ของแสงไปตามแนวขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำสองหลุม  เขาเห็นอย่างฉับพลันว่า พื้นที่ผิวของหลุมดำไม่มีทางลดลง  ฮอว์คิงไม่จำเป็นต้องใช้กระดาษและปากกาเพราะภาพนั้นแจ่มชัดในสมองและทำให้เขานอนไม่หลับแทบทั้งคืน

นี่คือตัวอย่างเปรียบเทียบแง่มุมของนักฟิสิกส์ยอดเยี่ยมระดับโลก ซึ่งผมเชื่อว่าเกร็ดประวัติของพวกเขาคงจะให้มุมมองดี ๆ บางอย่างแก่คุณผู้อ่าน  หากสนใจข้อมูลอื่น ๆ ก็เขียนสอบถามมาได้ หรือจะศึกษาด้วยตนเองจากหนังสืออ้างอิงที่ให้ไว้ก็ยิ่งดีครับ

ขอแนะนำหนังสืออ้างอิงสามเล่ม ได้แก่ 

  • ไอน์สไตน์ ชีวประวัติและจักรวาล (ฉบับสมบูรณ์) แปลจาก Einstein : His Life and Universe ของ วอลเตอร์ ไอแซคสัน  โดย บัญชา ธนบุญสมบัติ และคณะ สำนักพิมพ์เนชั่นบุ๊คส์,
  • ประวัติย่อของตัวผม (My Brief History) แปลโดย รศ. ดร. บุรินทร์ กำจัดภัย และ นรา สุภัคโรจน์ สำนักพิมพ์มติชน,
  • สู่อนันตกาล ชีวิตฉัน และสตีเฟ่น ฮอว์กิ้ง (Travelling to Infinity ของ เจน ฮอว์คิง)  แปลโดย โคจร สมุทรโชติ สำนักพิมพ์โพสต์บุ๊กส์

ที่มาภาพ

  • http://theespressobar.org/leadin/leadin_2_images/
    13_Science/EinsteinBicycle.jpg
  • http://www.wired.com/wp-content/uploads/2015/01/vintage-hawking-1024×685.jpg
  • ขบวนแห่ไอน์สไตน์ที่นิวยอร์กเมื่อ ๔ เมษายน ค.ศ. ๑๙๒๑
    http://en.wikipedia.org/wiki/Albert_Einstein#/media/File:Einstein_in_NY_1921.jpg
  • หนังสือ A Brief History of Time ของฮอว์คิง
    http://2.bp.blogspot.com/-ZhzXMvAPuRw/UH1Sri2e-GI/AAAAAAAACn0/OXeKXY2stv4/s1600/brief.+h.gif
  • ตีพิมพ์ใน นิตยสาร สารคดี ฉบับที่ 394 มิถุนายน 2558
บัญชา ธนบุญสมบัติ [email protected], www.facebook.com/buncha2509 คลื่นความโน้มถ่วง ซึ่งเกิดจากหลุมดำสองหลุมโคจรรอบกันและกัน http://i.space.com/images/i/000/043/028/original/2-black-holes-gravitational-waves.jpg?1413997099 ค.ศ. ๒๐๑๕ เป็นปีครบ ๑๐๐
บัญชา ธนบุญสมบัติ [email protected], www.facebook.com/ buncha2509 เคยได้รับคำถามจากหลายคนว่า สตีเฟน ฮอว์คิง (Stephen Hawking) เป็นนักฟิสิกส์เก่งที่สุดต่อจาก อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ จริงหรือไม่ ?  คำถามนี้ตอบยากเพราะคงต้องมีเกณฑ์วัดความเก่งที่ทุกคนยอมรับตรงกัน 
วันเกิด อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ (Albert Einstein) นักฟิสิกส์ผู้ยิ่งใหญ่แห่งศตวรรษที่ 20 ไอน์สไตน์เป็นชาวยิวที่เกิดที่เมืองอูล์ม



ผู้ดูแล และลงข้อมูลประจำเวบไซต์ sarakadee.com








ใส่ความเห็น

อีเมล์ของคุณจะไม่แสดงให้คนอื่นเห็น ช่องที่ต้องการถูกทำเครื่องหมาย *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

บัญชา ธนบุญสมบัติ [email protected], www.facebook.com/buncha2509 [caption id="attachment_19905" align="alignleft" width="400"] คลื่นความโน้มถ่วง ซึ่งเกิดจากหลุมดำสองหลุมโคจรรอบกันและกัน http://i.space.com/images/i/000/043/028/original/2-black-holes-gravitational-waves.jpg?1413997099[/caption] ค.ศ. ๒๐๑๕ เป็นปีครบ ๑๐๐
บัญชา ธนบุญสมบัติ [email protected], www.facebook.com/ buncha2509 เคยได้รับคำถามจากหลายคนว่า สตีเฟน ฮอว์คิง (Stephen Hawking) เป็นนักฟิสิกส์เก่งที่สุดต่อจาก อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ จริงหรือไม่ ?  คำถามนี้ตอบยากเพราะคงต้องมีเกณฑ์วัดความเก่งที่ทุกคนยอมรับตรงกัน 
วันเกิด อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ (Albert Einstein) นักฟิสิกส์ผู้ยิ่งใหญ่แห่งศตวรรษที่ 20 ไอน์สไตน์เป็นชาวยิวที่เกิดที่เมืองอูล์ม