Home arrow บทความฟิสิกส์ arrow String Theory : ความฝันที่ใกล้จะเป็นจริงของไอน์สไตน์?
Home    Contacts



String Theory : ความฝันที่ใกล้จะเป็นจริงของไอน์สไตน์? PDF พิมพ์
ขณะที่นักฟิสิกส์ส่วนใหญ่กำลังตื่นเต้นกับควอนตัมฟิสิกส์ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ เลือกที่จะแยกตัวออกจากกระแสหลักของวงการ และทุ่มเทช่วงเวลาสามสิบปีสุดท้ายของชีวิต เพื่อค้นหาทฤษฏีพื้นฐานที่จะสามารถอธิบายแรงพื้นฐานธรรมชาติสองชนิดได้ภายในทฤษฏีเดียว ไอน์สไตน์เรียกทฤษฎีนี้ว่า “ทฤษฎีสนามรวม” หรือ Unified field theory ในยุคสมัยของไอน์สไตน์นั้นถึงแม้ว่าจะมีการค้นพบธาตุกัมมันตรังสีแล้ว แต่ความเข้าใจเรื่องแรงนิวเคลียร์ยังต้องรออีกหลายปีหลังจากนั้น นักฟิสิกส์รู้จักแรงในธรรมชาติเพียงสองชนิดคือ แรงโน้มถ่วง และ แรงแม่เหล็กไฟฟ้า ในความพยายามที่จะรวมแรงทั้งสองเข้าด้วยกันไอน์สไตน์มองเห็นความไม่สอดคล้องกันระหว่างภาพของกาลอวกาศ (Space-Time) ที่มีลักษณะต่อเนื่องในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปซึ่งใช้อธิบายแรงโน้มถ่วงระหว่างมวลสาร กับ ทฤษฏีควอมตัมที่ใช้อธิบายอนุภาคเล็กๆ ในความคิดของไอน์สไตน์กลศาสตร์ควอนตัมอธิบายธรรมชาติผ่านหลักความน่าจะเป็น ให้ภาพธรรมชาติที่มัวๆไม่ชัดเจน ไอน์สไตน์ปฏิเสธทฤษฎีควอนตัมและพยายามอธิบายแรงแม่เหล็กไฟฟ้า โดยอาศัยคุณสมบัติทางเรขาคณิตของกาล-อวกาศ เหมือนอย่างที่เขาทำสำเร็จมาแล้วกับแรงโน้มถ่วงในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป

นักฟิสิกส์ในยุคหลังไอน์สไตน์กลับมีความคิดในทางตรงกันข้ามว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ต่างหากที่มีข้อจำกัดโดยเฉพาะเมื่อนำไปพิจารณาอนุภาคขนาดเล็กๆ พวกเขาเชื่อว่าในระดับขนาดที่เล็กมากๆ กาล-อวกาศไม่ได้มีลักษณะต่อเนื่องเหมือนอย่างที่อธิบายในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป แต่จะมีลักษณะคล้ายกับรูปภาพในหน้ากระดาษหนังสือพิมพ์ ที่เมื่อมองไกลๆจะเห็นเป็นภาพที่ต่อเนื่องเป็นเนื้อเดียวกัน แต่เมื่อเข้ามาพิจารณาในระยะใกล้ๆหรือเมื่อส่องดูด้วยแว่นขยายก็จะพบว่าแท้ที่จริงแล้วรูปนั้นไม่ได้เป็นภาพที่ต่อเนื่องเป็นเนื้อเดียวกัน แต่เกิดจากจุดเล็กๆหลายๆจุดที่วางเรียงอยู่ใกล้ๆกัน ซึ่งทฤษฎีสัมพัทธภาพไม่สามารถที่จะใช้อธิบายธรรมชาติในลักษณะนี้ได้ ข้อจำกัดของทฤษฎีสัมพัทธภาพนี้เองมีส่วนทำให้ไอน์สไตน์ล้มเหลวในการพัฒนาทฤษฎีสนามรวม

 

ควอนตัมโฟม : ความไม่ต่อเนื่องของกาล-อวกาศ
ในระดับขนาดที่เล็กมากๆ กาล-อวกาศไม่ได้มีลักษณะเรียบและต่อเนื่อง แต่จะมีลักษณะคล้ายกับรูปภาพ ในหน้ากระดาษหนังสือพิมพ์ ที่เมื่อมองไกลๆ จะเห็นเป็นภาพที่ต่อเนื่อง เป็นเนื้อเดียวกัน แต่เมื่อเข้ามาพิจารณาในระยะใกล้ๆ หรือเมื่อส่องดูด้วยแว่นขยาย ที่ขยายขึ้นมาเรื่อยๆดังในภาพ ก็จะพบว่าแท้ที่จริงแล้ว เกิดจากจุดเล็กๆหลายๆจุดที่เรียงอยู่ใกล้ๆกัน

 

ถึงแม้ว่าทฤษฎีสนามรวมของไอน์สไตน์จะล้มเหลว แต่ความฝันของเขากลับยังคงอยู่ เวลาผ่านไปกว่าห้าสิบปีแนวความคิดเรื่องการรวมแรงพื้นฐานของธรรมชาติให้สามารถอธิบายได้ด้วยทฤษฎีเดียวได้กลายเป็นหนึ่งในกระแสหลักของฟิสิกส์ตั้งแต่ปลายศตวรรษที่แล้ว นักฟิสิกส์จำนวนไม่น้อยพยายามคิดค้นทฤษฎีที่สามารถที่จะอธิบายแรงทั้งหมดในธรรมชาติ หรืออย่างน้อยสามารถอธิบายธรรมชาติของแรงโน้มถ่วงที่ระดับสเกลเล็กๆได้ หนึ่งในทฤษฎีที่ว่านี้คือ ทฤษฎีเส้นเชือก หรือ String theory ซึ่งนักฟิสิกส์หลายท่านเชื่อว่าจะเป็นทฤษฎีที่สามารถทำให้ความฝันของไอน์สไตน์เป็นจริงขึ้นมาได้


 
< ก่อนหน้า   ถัดไป >
สถิติผู้เยี่ยมชม: 36044513

สมัครสมาชิก
เพื่อรับเอกสารเพิ่ม!