คลื่นความโน้มถ่วงคืออะไร
กราฟฟิกแสดงคลื่นความโน้มถ่วงจากระบบดาวคู่ มนุษย์รู้จักแรงโน้มถ่วงมาตั้งแต่สมัยของ เซอร์ ไอแซก นิวตัน แต่ในปลายปี ค.ศ. 1915 อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ได้เสนอทฤษฎีที่จะช่วยอธิบายว่า แรงโน้มถ่วงมีกลไกการทำงานอย่างไร สรุปความโดยย่อแล้ว ทฤษฎีของไอน์สไตน์อธิบายความโน้มถ่วงผ่านความโค้งของอวกาศและเวลา ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป อวกาศไม่ได้เป็นเพียงเวทีที่แข็งกระด้าง สำหรับให้เหตุการณ์ต่างๆ ในเอกภพ เกิดขึ้น และดำเนินไปเท่านั้น แต่มันยังร่วมแสดงด้วย มันเป็นตัวละครสำคัญในเอกภพของเรา การบิดโค้งของมันกำหนดการเคลื่อนที่ของสสาร และในขณะเดียวกันการมีอยู่ของสสารและพลังงานในจักรวาลก็กำหนดการบิดโค้งของเวลาและอวกาศ ทั้งหมดถักทอประสานเข้าด้วยกันอย่างน่าอัศจรรย์ วัตถุทุกชนิดที่เคลื่อนที่จะเปลี่ยนรูปทรงของกาลอวกาศที่อยู่รอบๆ มัน มวลสารที่เคลื่อนที่ด้วยความเร่ง จะทำให้เกิดการรบกวนในโครงสร้างของเวลาและอวกาศ โดยการรบกวนนี้จะแพร่กระจายออกไปด้วยอัตราเร็วแสง ในรูปของคลื่นที่เรายังไม่เคยตรวจพบมาก่อนจนกระทั่งเมื่อเร็วๆ นี้ เราเรียกมันว่า “คลื่นความโน้มถ่วง” คลื่นความโน้มถ่วงเกิดขึ้นได้อย่างไร หนึ่ง การหมุนรอบของดาวที่มีมวลมาก เช่น ระบบดาวคู่ ไม่ว่าจะเป็น ดาวนิวตรอนสองดวงหมุนรอบกัน หรือแม้แต่หลุมดำสองดวงที่หมุนรอบๆ กัน สอง การระเบิดรุนแรงในอวกาศ เช่น ซุปเปอร์โนวา การชนกันของดาว หรือหลุมดำ การเกิดหลุมดำ การระเบิดรังสีแกมม่า เป็นต้น และ สาม เหตุการณ์การกำเนิดเอกภพหรือบิ๊กแบง ซึ่งจะปลดปล่อยคลื่นความโน้มถ่วงออกมา
ภาพการจำลองการชนกันของหลุมดำ 2 ดวง ในเสี้ยววินาทีที่พวกมันกำลังจะชนกัน เครื่องมือที่สามารถตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วง จะทำหน้าที่เป็นเสมือนหูฟัง ให้เราได้ยินเสียงการสั่นสะเทือนของกาลอวกาศจากเหตการณ์เหล่านั้น เพื่อนำมาทำความเข้าใจกลไกต่างของธรรมชาติให้ชัดเจนยิ่งขึ้น แต่ปัญหาอยู่ที่ว่า แม้แหล่งกำเนิดคลื่นความโน้มถ่วงจะเป็นปรากฎการณ์ที่รุนแรง แต่สัญญาณที่เราคาดว่าจะตรวจวัดได้นั้ ช่าง “อ่อนเบา” เสียเหลือเกิน ซึ่งนั่นไม่ใช่เรื่องน่าแปลกเพราะแหล่งกำเนิดคลื่นความโน้มถ่วงเหล่านั้นอยู่ห่างไกลจากเรามากนั่นเอง นักวิทยาศาสตร์ต้องใช้เครื่องวัดที่มีความละเอียดมากกว่าหนึ่งในพันล้านส่วนของขนาดอะตอม เพื่อที่จะตรวจจับมัน และคว้าน้ำเหลวตลอดหลายสิบปีที่ผ่านมา ขอบคุณเนื้อหาเพิ่มเติม :
|
