โรงเรียนบ้านทับใหม่


หมู่ที่ 5 บ้านทับใหม่ ตำบลทุ่งคาวัด อำเภอละแม จังหวัดชุมพร 86170
โทร. 095-036-5709

คลื่น การทดลองการรบกวนแบบคลื่นเคลื่อนที่ผ่านช่องแคบคู่

คลื่น

คลื่น คำว่าจักรวาลคู่ขนานที่เกิดขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้ก่อให้เกิดมุมมองต่อผู้คน แม้ว่าคุณจะไม่ใช่แฝด แต่อาจมีคุณอีกคนหนึ่งในจักรวาล เพราะจักรวาลของเรามีหลายมิติ ทฤษฎีของจักรวาลเป็นเพียงชุดของเอกภพจำนวนนับไม่ถ้วน ซึ่งแต่ละจักรวาลมีเวลา อวกาศ สสาร พลังงาน ตลอดจนกฎทางกายภาพและค่าคงที่เฉพาะของพวกมัน

ในลิขสิทธิ์ เวลาและช่องว่างเหล่านี้จะขนานกัน โดยไม่ตัดกันหรือรบกวนซึ่งกันและกันนี่คือเอกภพคู่ขนาน ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าเวลาและอวกาศคู่ขนาน โลกคู่ขนาน และอื่นๆ เอกภพคู่ขนานมีเงื่อนไขเหมือนกับเอกภพเดิมและผู้คนและสภาพแวดล้อมในนั้นเหมือนกัน แต่กระบวนการพัฒนาของสิ่งต่างๆต่างกันและจุดจบต่างกัน สัตว์ที่อาจสูญพันธุ์ไปแล้วบนโลกเมื่อนานมาแล้ว ยังมีชีวิตอยู่และอยู่ในจักรวาลคู่ขนาน

เอกภพคู่ขนานมีเงื่อนไขโดยกำเนิดเช่นเดียวกับเอกภพเดิม แต่ผลลัพธ์จะแตกต่างกัน ทฤษฎีนี้ได้ก่อให้เกิดการถกเถียงกันอย่างกว้างขวางตั้งแต่กำเนิดขึ้น เพราะมนุษย์สังเกตเอกภพมานานแล้ว แต่ยังไม่เคยค้นพบโลกอื่น และไม่พบแม้แต่ชีวิตบนดาวเคราะห์ดวงอื่นนอกจากโลก จะมีตัวตนที่เหมือนกันในจักรวาลได้อย่างไร

คลื่น

เริ่มต้นด้วยการทดสอบสัญญาณรบกวนแบบสลิตคู่ ในสาขากลศาสตร์ควอนตัม มีการทดลองเพื่อแสดงลักษณะ คลื่น และอนุภาคของวัตถุขนาดเล็กที่เรียกว่าการทดลองแบบกรีดสองครั้ง ซึ่งเสนอโดยนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษโทมัส ยัง ในปี ค.ศ. 1807 หรือที่รู้จักในชื่อการทดลองการแทรกสอดแบบกรีดสองครั้งของยัง

การทดลองนี้เป็นการสังเกตการทำงานของวัตถุจุลภาคจากจุดเริ่มต้นไปยังจุดสิ้นสุดผ่านสองเส้นทางพร้อมกัน เนื่องจากการเดินทางของสองเส้นทางต่างกัน สถานะควอนตัมของวัตถุจุลภาคจึงมีการเลื่อนเฟส มีสองแนวคิดที่ต้องการคำอธิบายเล็กน้อย สถานะควอนตัมเป็นสถานะของระบบที่แยกออกมา ซึ่งอธิบายไว้ในกลศาสตร์ควอนตัมโดยไม่มีการแลกเปลี่ยนสสารและพลังงาน

การเลื่อนเฟสคือความแตกต่างระหว่างรูปคลื่นที่ส่งผ่านวงจรในเวลาและสัญญาณอินพุต ในฟิสิกส์ความแตกต่างของเฟสระหว่างสัญญาณคลื่นไซน์เอาต์พุต และอินพุตเรียกว่าการเลื่อนเฟส ด้วยการเปลี่ยนเฟสของสถานะควอนตัม ปรากฏการณ์การรบกวนในเส้นทางคู่จึงเกิดขึ้น หลังจากการเลื่อนเฟสของสถานะควอนตัม ปรากฏการณ์การรบกวนสองเส้นทางจะเกิดขึ้น

ในปี พ.ศ. 2504 เคลาส์ ยอร์น แห่งมหาวิทยาลัยทือบิงเงินในเยอรมนี เป็นผู้นำในการทดลองแบบสองช่อง เพื่อทดสอบพฤติกรรมทางกายภาพของอิเล็กตรอน และยืนยันว่าอิเล็กตรอนมีปรากฏการณ์การแทรกสอด ในปี พ.ศ. 2517 ปิแอร์ เมลีแห่งมหาวิทยาลัยมิลานประสบความสำเร็จในการปล่อยอิเล็กตรอนทีละตัวโดยอาศัยสิ่งนี้ และสังเกตเห็นปรากฏการณ์การรบกวนในกระบวนการอย่างชัดเจน

การทดลองสลิตคู่ของแสง นอกจากอิเล็กตรอนแล้ว การทดลองแบบคลื่นเคลื่อนที่ผ่านช่องแคบคู่ยังสามารถใช้ศึกษาโฟตอนได้อีกด้วย ในช่วงต้นศตวรรษที่ 18 ชุมชนฟิสิกส์กำลังโต้เถียงอย่างรุนแรงว่าแสงเป็นคลื่นหรืออนุภาค ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 ไอน์สไตน์กล่าวว่าแสงเป็นโบซอน และต่อมานักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันก็ได้พิสูจน์คำกล่าวของไอน์สไตน์ด้วย

ไอน์สไตน์กล่าวว่าแสงเป็นโบซอนจากการทดลองคลื่นเคลื่อนที่ผ่านช่องแคบคู่ เราสามารถรู้ได้ว่าถ้าแสงเป็นอนุภาค มันจะสามารถผ่านตรงผ่านสองช่อง ถ้าแสงเป็นคลื่น แสงที่ผ่านช่องจะถูกแยกออกเป็นแหล่งกำเนิดคลื่นสองแหล่ง น่าจะเป็นเช่น น้ำ รูปร่างของระลอกคลื่นเหมือนกัน เมื่อโทมัส ยัง เสนอการทดลองกรีดสองครั้ง เขารู้สึกว่าแสงควรมีอยู่ในรูปของคลื่น ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าแสงเป็นคลื่นรูปแบบหนึ่ง

การทดลองแสดงแสงปรากฏเป็นคลื่น ผู้ที่ยืนยันว่าแสงเป็นสมบัติของอนุภาคก็ได้ทำการทดลองกรีดสองครั้งเพื่อล้มล้างข้อสรุปข้างต้น เช่น ปิแอร์ เมลี เขายิงโฟตอนทีละตัวผ่านรอยแยก ซึ่งเขาคิดว่าจะป้องกันแหล่งกำเนิดคลื่นสองแหล่งและแนวการรบกวน ผลก็คือหลังจากที่ Peel ยิงโฟตอนออกไป 70,000 โฟตอน เขาก็ต้องประหลาดใจที่พบว่าขอบของการรบกวนยังคงปรากฏอยู่ จากการบันทึกของกล้องจะเห็นได้ว่าโฟตอนที่ปล่อยออกมาผ่านช่องว่างเพียงช่องเดียวในแต่ละครั้ง แล้วทำไมผลลัพธ์ดังกล่าวจึงยังเกิดขึ้นอยู่

จากผลการทดลองนี้ ในการทดลองต่อๆมา นักวิจัยได้เปลี่ยนตำแหน่งของกล้องและปล่อยให้กล้องเข้าใกล้ช่องว่างมากขึ้นเพื่อถ่ายภาพ เพื่อดูว่าโฟตอนผ่านรอยร้าวใด ตำแหน่งของกล้องเป็นตัวแปรตลอดการทดลอง ครั้งนี้นักวิจัยได้ค้นพบสิ่งมหัศจรรย์อีกครั้ง แทนที่จะสร้างคลื่นแสงกลายเป็นอนุภาค กระบวนการทดลองทั้งหมดไม่เปลี่ยนแปลง มีเพียงตำแหน่งของกล้องซึ่งเป็นจุดสังเกตเท่านั้นที่เปลี่ยนไป

แม้ในรูปแบบอื่นๆของการทดลองแบบคลื่นเคลื่อนที่ผ่านช่องแคบคู่ ผลลัพธ์ก็เหมือนกัน จุดสังเกตต่างกัน โหมดการดำรงอยู่ของแสงต่างกัน แต่คลื่นพลังงานก็อาจเป็นอนุภาคได้เช่นกัน อนุภาคมีคุณสมบัติที่เรียกว่าสปินเมื่อสปินเป็นจำนวนเต็มจะเรียกว่าโบซอน และเมื่อสปินเป็นจำนวนเต็มครึ่งหนึ่งจะเรียกว่าเฟอร์มิออน โครงสร้างพื้นฐานของสสารคือเฟอร์มิออน แต่การทำงานร่วมกันของสสารอาศัยการส่งผ่านโบซอน

ดังนั้น หากจะกล่าวว่าแสงเป็นคลื่นก็สามารถเป็นอนุภาคได้เช่นกัน ส่วนจะเป็นรูปแบบใดนั้นขึ้นอยู่กับวิธีการสังเกตของผู้คน โดยมีสถานะซ้อนทับและการยุบตัวของควอนตัมในกลศาสตร์ควอนตัม สถานการณ์ซ้อนทับสามารถเข้าใจได้ง่ายเมื่อโฟตอนออกไปและผ่านช่องว่างทั้งสองด้านพร้อมๆ กัน การยุบตัวของควอนตัมสามารถเข้าใจได้ง่ายๆ เมื่อสิ่งหนึ่งเปลี่ยนจากความไม่แน่นอนไปสู่ความแน่นอน

ก่อนที่โฟตอนจะถูกส่งออกไปเราไม่รู้ว่าสุดท้ายแล้วโฟตอนจะแสดงสถานะใด จนกระทั่งเราสังเกตเห็นว่ามันอาจเป็นคลื่นหรืออนุภาค โดยก่อนที่แสงจะถูกส่งออกไป เราไม่รู้ว่าสถานะสุดท้ายของมันจะเป็นอย่างไรบนหน้าจอรับแสง เช่นเดียวกับควอนตัม นักวิจัยบางคนพบว่าทุกครั้งที่สังเกตควอนตัม สถานะของควอนตัมจะเปลี่ยนไป สสารในเอกภพประกอบด้วยควอนตัม ดังนั้นอาจมีหลายสถานะในเอกภพ และการเปลี่ยนแปลงเล็กๆน้อยๆจะทำให้สภาวะของจักรวาลให้แตกต่างออกไป

หากทฤษฎีนี้ได้รับการยืนยันเอกภพคู่ขนานจะไม่มีที่สิ้นสุด เนื่องจากโลกที่เราอาศัยอยู่ต้องเผชิญกับทางเลือกตลอดเวลา แต่ละทางเลือกสามารถแบ่งออกเป็นสถานะต่างๆและสถานะเหล่านี้จะไม่ทับซ้อนกัน ดังนั้นธรรมชาติของจักรวาลที่เราเข้าใจก็จะแตกต่างกันด้วย เปรียบเหมือนเวลาเราเดินทุกวัน คิดว่าเป็นถนนเส้นเดียวกันหรือเส้นทางเดียวกัน ถ้าคุณลากเส้นรอยเท้าที่คุณเดิน คุณจะพบว่าเส้นทางที่คุณเดินทุกวัน ไม่ใช่เส้นทางที่บังเอิญ และคุณจะสร้างรอยเท้าใหม่ทุกวัน เมื่อคุณก้าวแรก ก้าวที่สองของคุณจะแตกต่างไปจากเมื่อวาน

กระบวนการและผลที่ตามมาของทางเลือกที่แตกต่างกันนั้นแตกต่างกัน จักรวาลจึงแตกแยกกันมากขึ้นในจักรวาลนี้ คุณประสบความสำเร็จในเส้นทางหนึ่ง แต่ในอีกจักรวาลหนึ่งคุณตกลงสู่ก้นบึ้งเพราะรอยเท้าที่แตกต่างกัน นั่นคือสิ่งที่ลิขสิทธิ์เป็นเรื่องเกี่ยวกับตามทฤษฎีนี้ ในอีกสองจักรวาลมนุษย์อาจยังคงอยู่ในราชวงศ์ศักดินาบางราชวงศ์และในจักรวาลที่สาม มนุษย์อาจเสร็จสิ้นการต่อสู้กับสงครามนิวเคลียร์แล้ว และโลกก็ถูกทำลายล้าง

ด้วยวิธีนี้การทดลองแบบคลื่นเคลื่อนที่ผ่านช่องแคบคู่ จึงเป็นการทดลองที่แปลกประหลาดที่สุดในโลกกล่าวได้ว่า มันทำลายความเข้าใจของมนุษย์เกี่ยวกับสสาร การทดลองกรีดสองครั้งทำให้มนุษย์ไม่เข้าใจเรื่องสสาร อันที่จริงราวศตวรรษที่ 5 ก่อนคริสต์ศักราช นักปรัชญาชาวกรีกชื่อเดโมคริตุสเสนอว่าสรรพสิ่งประกอบด้วยอะตอม และมีโลกจำนวนนับไม่ถ้วนที่ประกอบด้วยอะตอม เนื่องจากการเคลื่อนที่ของอะตอมเป็นแบบสุ่ม พวกมันจะสร้างรูปร่างต่างๆในระหว่างกระบวนการชนกัน จึงก่อตัวเป็นโลกต่างๆจำนวนนับไม่ถ้วน

แม็กซ์ เท็กมาร์ค นักจักรวาลวิทยาแห่งสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ เชื่อว่าจำนวนเอกภพคู่ขนานที่น่าสนใจที่สุดนั้นสัมพันธ์กับพื้นที่ที่พวกมันสามารถครอบครองได้ โดยจำนวนจักรวาลคู่ขนานกำหนดขนาดของพื้นที่ที่พวกเขาครอบครอง

ลองเปลี่ยนคำถามนี้ สมมติว่ามี 100 ล้านคน ในแต่ละเอกภพคู่ขนาน มี 10,000 ล้านคน ใน 100 เอกภพคู่ขนาน พวกเขาอยู่บนโลกหรือในอวกาศหรือมี 100 โลกในจักรวาล พวกเขาทั้งหมดอยู่ที่ไหน ทำไมเราไม่เห็นตัวเองในโลกอีก 99 ใบและจักรวาลคู่ขนาน

ตามทฤษฎีของการทดลองกรีดสองครั้ง เรามองไม่เห็นมันเพราะเอกภพคู่ขนานไม่เคยตัดกัน ความขัดแย้งจึงเกิดขึ้นอีกครั้งมีกี่เอกภพที่ถูกสร้างขึ้นจากการระเบิดเอกฐานเมื่อ 13.7 พันล้านปีก่อน หรือมีมากกว่าหนึ่งเอกพจน์

อ่านต่อได้ที่ : ไต อธิบายเกี่ยวกับการรักษาและสาเหตุภาวะไตวายเฉียบพลัน

บทความล่าสุด