นักวิทยาศาสตร์ยืนยันค้นพบคลื่นความโน้มถ่วง (Gravitational Wave)

     เมื่อไม่กี่วันก่อนหลายคนคงได้ยินข่าวเกี่ยวกับการค้นพบคลื่นความโน้มถ่วง (Gravitational Wave) มาลองอ่านประวัติความเป็นมา และมาดูกันว่าคลื่นความโน้มถ่วงนั้น คืออะไร…

     ย้อนไปในปีคริสต์ศักราช 1916 ช่วงที่ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ (Albert Einstein) ได้เสนอทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (General Relativity) ซึ่งใจความหลักจะเกี่ยวข้องกับความโน้มถ่วงนั้น เขาได้ทำนายไว้ว่า อาจจะมี “คลื่นความโน้มถ่วง (Gravitational Wave) เกิดขึ้นในในเอกภพของเรา

ความโน้มถ่วง กับผ้าที่ขึงตรึง

     หากเปรียบเทียบความโน้มถ่วงเหมือนผืนผ้าใบที่ขึงตรึง ในสภาวะปกติ ถ้าไม่มีมวลใดๆ ผืนผ้าใบก็จะยังคงขึงตรึงต่อไป แต่เมื่อไหร่ก็ตามที่มีมวลมหาศาลวางอยู่ ผืนผ้าใบนั้นก็จะยุบตัวลง ทำให้เกิดแอ่งที่เราเรียกว่า “ความโน้มถ่วง (Gravity)” ซึ่งมีผลต่อมวลต่างๆที่เคลื่อนที่ผ่านเข้ามาในบริเวณนี้ (ท้ายคลิปมีบทความต่อ)

     เช่น เมื่อมีมวลชิ้นที่สองเคลื่อนที่เข้ามาในบริเวณมวลชิ้นแรก ก็จะเกิดการเคลื่อนที่รอบซึ่งกันและกัน โดยมวลขนาดเล็กจะโคจรรอบมวลขนาดใหญ่ เช่น โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์

     ทีนี้เมื่อเราลองสำรวจไปยังมวลที่มีขนาดมหาศาลอย่างดาวแคระขาว ดาวนิวตรอน หรือหลุมดำ จำนวนสองแห่ง ซึ่งกำลังโคจรรอบซึ่งกันและกัน ตามข้อสันนิษฐานหรือการทำนายของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ได้กล่าวไว้ว่า การเคลื่อนที่ของมวลมหาศาลจะรบกวนกาลและอวกาศ (Space time) หรือเปรียบเทียบได้ว่า ผืนผ้าใบนั้นก็มีการเคลื่อนที่ด้วยเช่นกัน โดยการเคลื่อนที่นั้นเป็นระลอกคล้ายคลื่นน้ำ และเรามีชื่อเรียกเฉพาะว่า “คลื่นความโน้มถ่วง (Gravitational Wave)” นั่นเอง

การค้นพบคลื่นความโน้มถ่วง (Gravitational Wave)

     ในปี 2015 ช่วงเดือนกันยานโครงการ LIGO หรือ Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory ซึ่งตั้งอยู่ในสหรัฐ ตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงโดยใช้การแปรผันของลำแสงเลเซอร์ (หากมีการเบี่ยงเบนจะทราบได้ทันทีว่ามีคลื่นรบกวน) ได้เริ่มสำรวจหาคลื่นความโน้มถ่วงอย่างจริงจัง จนกระทั่งพบในเดือนกุมภาพันธ์ปีนี้ (2016) ทั้งนี้สถานีตรวจวัดในแต่ละที่ทั่วโลก ก็ตรวจพบคลื่นที่มีคุณสมบัติเหมือนกัน ทำให้เป็นการยืนยันว่า คลื่นความโน้มถ่วง (Gravitational Wave) นั้นมีอยู่จริง!

     นอกจาก LIGO ที่เป็นสถานีตรวจหาคลื่นความโน้มถ่วงทั้งสองแห่งซึ่งได้แก่ Handford แล Livingston ยังมีสถานีอีกแห่งหนึ่งชื่อว่า Einstein Telescope

การตรวจหาคลื่นความโน้มถ่วงช่วยเปิดมุมมองใหม่แก่เรา

     ถ้าคุณอยากเห็นนกที่อยู่ระยะไกล คุณต้องใช้กล้องโทรทรรศน์ หรือกล้องส่องทางไกล โดยมีแสงที่ตามองเห็นเป็นทางผ่าน

     ถ้าคุณอยากเห็นดาวฤกษ์ที่ถูกบดบัง ด้วยเนบิวลา หรือกลุ่มแก๊สจนแสงที่ตามองเห็นผ่านมาไม่ได้ คุณต้องใช้กล้องโทรทรรศน์อินฟราเรด หรือวิทยุ

     ถ้าคุณมองไม่เห็นอะไรเลย หรือจับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไม่ได้เลย (แสงทุกความยาวคลื่น) อะไรล่ะที่คุณจะจับปรากฏการณ์นั้นๆได้ อย่างเช่น คลื่นความโน้มถ่วง! เช่นกัน LIGO เปรียบเสมือนตาอีกรูปแบบหนึ่งที่เราใช้ในการตรวจหาปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับวัตถุที่น่าสนใจอย่างหลุมดำสองแห่งเคลื่อนที่วนเข้าหากัน จึงไม่แปลกที่การค้นพบนี้จะยิ่งใหญ่ เพราะเปรียบเสมือนประตูบานใหม่ของการสำรวจเอกภพ

Reference and More Detail & Media
“ดูตัวอย่างกราฟคลื่นที่ตรวจพบ.”. [Online]. via : wiki 2016.
“วิธีตรวจหาคลื่นความโน้มถ่วง.”. [Online]. via :  2016.
“คลื่นความโน้มถ่วง.“. [Online]. via :  2016.