ศูนย์รวมความรู้

กระทรวงเทคโนโลยี
สารสนเทศและการสื่อสาร

รายละเอียดแนวทางการพัฒนากิจการอวกาศ
ของประเทศไทย
 


หน่วยงานในสังกัดกระทรวงไอซีที












<< เชื่อมโยงเว็บไซต์ >>

  หน้าหลัก \ ศูนย์รวมความรู้

    ศูนย์รวมความรู้

โดย สมภพ ภูริวิกรัยพงศ์
คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร 140 ถนนเชื่อมสัมพันธ์ เขตหนองจอก กรุงเทพ 10530
โทร 02-988-3655, 02-988-3666 ต่อ 2101 โทรสาร 02-988-4040 E-mail: [email protected]


The Warp Drive : การเดินทางที่เร็วกว่าแสง
ที่มาของภาพ http://www.andersoninstitute.com/alcubierre-warp-drive.html

ในปี 1994 Miguel Alcubierre นักฟิสิกส์ชาวเม็กซิกัน ได้นำเสนอหลักการของ warp drive เพื่อให้วัตถุสามารถเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าแสง โดยการบิดปริภูมิเวลา (spacetime) ทั้งนี้ warp drive จะทำการสร้างสนามพลังงานที่สามารถบีบหรือยืดปริภูมิเวลาเพื่อทำการสร้างบับเบิล (bubble) ซึ่งจะมีลักษณะการบิดเหมือนกับพื้นผิวบนคลื่น เมื่อมีการยืดผืนอวกาศออกไป ซึ่งจะทำให้ผืนอวกาศด้านหน้าของยานอวกาศหดตัวและผืนอวกาศด้านหลังยานอวกาศขยายตัว จากผลดังกล่าว ยานอวกาศจะอยู่บนคลื่นดังกล่าวภายในบริเวณที่เรียกว่า warp bubble ทั้งนี้ยานอวกาศจะไม่เคลื่อนที่ภายในบับเบิล แต่ตัวบับเบิลเองจะเคลื่อนที่ไปและยานอวกาศที่อยู่ภายในบับเบิลจะเคลื่อนไปตามที่บับเบิลเคลื่อนที่

ทั้งนี้ ณ ปัจจุบัน (กรกฎาคม 2013) นักวิจัยขององค์การนาซา ณ ศูนย์อวกาศลินดอน บี จอห์นสัน (NASA Lyndon B. Johnson Space Center: JSC) กำลังพยายามพิสูจน์ว่า มีความเป็นไปได้ที่จะเดินทางด้วยความเร็วที่เร็วกว่าแสง และหวังว่าในอนาคตจะมีการสร้างเครื่องยนต์ที่เร็วกว่าแสง

ภาพวาด The Warp Drive : Kris Holland, based on Enterprise Design by Matt Jeffries
ที่มาของภาพ http://www.popsci.com/technology/article/2013-03/faster-light-drive

คำอธิบายจากรูปข้างต้น
    1) มิติในแนวดิ่งแสดงถึงปริมาตรของปริภูมิเวลาที่ขยายหรือหดตัวในแบบจำลองของ Alcubierre โดยเส้นสีแดงแสดงถึงการขยายตัว ซึ่งเมื่อเกิดขยายตัวของปริภูมิเวลาบริเวณด้านหลังยานอวกาศ ก็จะทำให้ยานอวกาศถูกผลักไปข้างหน้า
    2) ภายในบับเบิล ด้วยสถานะภาพที่เป็นกลางของปริภูมิเวลาทำให้ยานอวกาศไม่ถูกรบกวน และผู้โดยสารในยานอวกาศอยู่ในสภาวะแวดล้อมไร้น้ำหนัก
    3) เส้นสีน้ำเงินแสดงการหดตัวของปริภูมิเวลา โดยการหดตัวนี้จะสมดุลกับการขยายตัวของปริภูมิเวลาในขณะที่บับเบิลเคลื่อนที่ไปข้างหน้า
แม้ว่าวิธีการเคลื่อนที่แบบนี้จะไม่ได้เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ที่เร็วกว่าแสงในบับเบิล เนื่องจากลำแสงภายในบับเบิลจะเคลื่อนที่เร็วกว่ายานอวกาศเสมอ แต่จากการที่ทำให้ผืนอวกาศด้านหน้ายานอวกาศหดตัว ยานอวกาศที่อยู่ในบับเบิลสามารถที่จะไปถึงปลายทางได้เร็วกว่าแสงที่เคลื่อนที่อยู่ภายนอกบับเบิล ดังนั้นสิ่งที่ Alcubierre นำเสนอไว้จึงไม่ได้ขัดแย้งกับสิ่งที่กล่าวไว้ในทฤษฎีสัมพันธภาพ และสำหรับผู้ที่คุ้นเคยกับผลกระทบของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ อาทิ Lorentz contraction และการยืดของช่วงเวลา สิ่งที่ Alcubierre นำเสนอดูเสมือนกับว่ามีแง่มุมที่แปลกประหลาด โดยเฉพาะ Alcubierre ได้แสดงถึงเหตุการณ์ที่ยานอวกาศใช้บับเบิลในการเร่งหรือลดความเร็วในสภาวะไร้น้ำหนัก และผู้โดยสารไปกับยานอวกาศจะได้ประสบการณ์ในสภาวะที่ไม่มีความเร่งจากแรงโน้มถ่วง

Alcubierre ใช้ความรู้ทางด้าน Red Shift phenomenon เพื่อการนำไปสู่ช่องว่างของทฤษฎีสัมพันธภาพ ทั้งนี้ ทฤษฎีที่ Alcubierre นำเสนอนั้น ยานอวกาศจะไม่เดินทางด้วยความเร็วที่เร็วกว่าแสง แต่ผืนอวกาศที่ตัวอยู่ด้านหน้าของยานอวกาศจะถูกทำให้หดตัว ในขณะที่ผืนอวกาศด้านหลังยานถูกทำให้ขยายตัว ซึ่งจะยินยอมให้ยานอวกาศเดินทางไกลด้วยเวลาที่น้อยกว่าที่แสงจะเดินทางถึง ดังนั้น ยานอวกาศที่อยู่ในบับเบิลจะไม่มีทางที่จะเดินทางได้เร็วกว่าแสง จึงไม่ขัดแย้งกับสิ่งที่กล่าวไว้ในทฤษฎีสัมพันธภาพ

ภาพวาด The Warp Drive
ที่มาของภาพ http://www.33rdsquare.com/2013/06/is-warp-drive-possible.html

ตามทฤษฎีที่นำเสนอโดย Alcubierre แนวทางหนึ่งที่จะสร้าง warp bubble ได้ โดยการใช้พลังงานลบ (negative energy : สมการของ Alcubierre ระบุไว้ชัดเจนว่าพลังงานที่ใช้ในการสร้าง warp bubble ได้นั้นมีค่าเป็นลบ) หรือ พลังงานที่ถูกสร้างขึ้นในสุญญากาศ โดยกระบวนการนี้ขึ้นอยู่กับ Casimir effect ซึ่งระบุไว้ว่า ในสภาวะสุญญากาศดังกล่าวจะเต็มไปด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ผันผวน การบิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ผันผวนนี้จะสร้างพลังงานลบซึ่งเป็นไปได้ในการบิดปริภูมิเวลาหรือผืนอวกาศ ซึ่งก็เป็นการสร้าง warp bubble

ภาพจำลองปริภูมิเวลาของ warp bubble
ที่มาของภาพ http://www.andersoninstitute.com/alcubierre-warp-drive.html

ในการทดสอบ ถ้าการบิดปริภูมิเวลาสามารถเกิดขึ้นได้จากการทดลอง นักวิจัยสามารถใช้แสงเลเซอร์สองชุด โดยชุดที่หนึ่งส่องผ่านชุดทดลองที่เป็นสุญญากาศ (ที่คิดว่ามีบับเบิลที่ถูกสร้างขึ้นอยู่) ส่วนเลเซอร์ชุดที่สองส่องผ่านอวกาศที่ปกติ จากนั้นนำสองลำแสงเลเซอร์มาเปรียบเทียบกัน โดยถ้าค่าความยาวคลื่นของลำแสงที่ส่องผ่านสุญญากาศมีค่ามากกว่า แสดงว่า ลำแสงเลเซอร์นี้เดินทางผ่านบับเบิลที่ถูกสร้างขึ้นในสุญญากาศ

ทั้งนี้ นักวิจัยขององค์การนาซา ณ ศูนย์อวกาศลินดอน บี จอห์นสัน กำลังทำการวิจัยอยู่เรื่อง warp bubble อยู่ อุปสรรคที่สำคัญที่นักวิจัยกำลังเผชิญอยู่ก็คือ สนามของพลังงานลบเกิดขึ้นในช่วงเวลาที่สั้นๆ อีกทั้งลำแสงเลเซอร์ต้องแม่นยำมากๆ การเคลื่อนไหวของพื้นผิวโลกเพียงน้อยนิดก็ส่งผลให้การทดลองล้มเหลวได้

แหล่งข้อมูลอ้างอิง

แก้ไขล่าสุด 4 สิงหาคม 2556

กลับไปด้านบน


copyright © 2016 กองโครงสร้างพื้นฐานเทคโนโลยีดิจิทัล สำนักงานคณะกรรมการดิจิทัลเพื่อเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติ กระทรวงดิจิทัลเพื่อเศรษฐกิจและสังคม
ชั้น 7 อาคาร B ศูนย์ราชการเฉลิมพระเกียรติ 80 พรรษา 5 ธันวาคม 2550 ถนนแจ้งวัฒนะ แขวงทุ่งสองห้อง เขตหลักสี่ กรุงเทพฯ 10210
โทรศัพท์ 0-2141-6877 โทรสาร 0-2143-8027 e-mail: [email protected]