Group Blog
 
All Blogs
 

กับคำถามยอดฮิต - เอกภพมีจุดสิ้นสุดหรือไม่

X3196381 เค้าได้ข้อสรุปกันรึยังว่า " จักรวาลมีที่สิ้นสุดไม๊ ? "

รูปร่างมันเป็นยังไง เป็นวงกลม วงรี หรือไม่มีรูปร่างตายตัว หรือยังไม่มีสิ้นสุด หรือมีที่ ๆ บรรจบกันแล้ว หรือยังไงคับ อยากทราบข้อมูลล่าสุด เค้าสรุปกัน ณ เวลานี้ว่าอย่างไรคับ ..
จากคุณ : Spyrogyr@ - [ 25 ธ.ค. 47 01:17:21 ]
==============================

นายดิจิฯ ตอบ

จะทำอย่างไรได้ครับ ทรงกลมสังเกตการณ์รอบระบบสุริยะของเรา ขยายออกไปได้ถึงจุดที่กาแลกซีและอวกาศบริเวณนั้นวิ่งหนีออกไปด้วยความเร็วแสงเท่านั้น ไกลเกินนั้นไม่เห็นเพราะแสงจากกาแลกซีอื่นๆที่ไกลกว่านั้นจะเดินทางมาถึงเราไม่ทันกับอัตราการขยายตัวของเอกภพ(คือไม่มีวันมาถึงเรา)

ยกเว้นเราจะสามารถเดินทางไปถึงกาแลกซีเหล่านั้น จึงจะเห็นออกไปได้ไกลอีก เท่าที่ทรงกลมสังเกตการณ์ในตำแหน่งนั้นจะอำนวย ก็เท่านั้น

แถมปัจจุบันยังค้นพบว่า ยิ่งนานออกไปเท่าไร เอกภพยิ่งขยายตัวออกไปด้วยความเร่งเท่านั้นด้วย ทำให้ทรงกลมสังเกตการณ์ในอนาคตข้างหน้า ยิ่งจะแคบลงอีกครับ

อันที่จริงเรื่องนี้ คุณสามารถเข้าไปอ่านได้จากบทความวิเคราะห์ประกอบท้ายเรื่องสั้นวิทยาศาสตร์ ที่ผมเคยแปลจากวารสาร Astronomy เพื่อมาวิเคราะห์มุมมองเกี่ยวกับจุดจบของเอกภพในนิยายของอาสิมอฟ โดยคุณสามารถเข้าไปอ่านได้ในคลังกระทู้เก่าในลิงก์นี้ครับ

//topicstock.pantip.com/chalermthai/topicstock/A2994959/A2994959.html

ที่อธิบายมาข้างต้น คือบริเวณของอวกาศที่เราสามารถมองสังเกตการณ์ไปถึงในเอกภพ ซึ่งมีชื่อเรียกว่าขอบฟ้าของการสังเกต ซึ่งผมได้บอกไว้แล้วข้างต้นว่า นับวันผ่านไป เนื่องจากการขยายตัวออกด้วยความเร่งของเอกภพ เราจะมองเห็นขอบฟ้าอันนี้ได้ในปริมาตรทรงกลมที่จำกัดขึ้นทุกขณะ ทำให้เราไม่สามารถทำการสังเกตเทหวัตถุนอกขอบฟ้านั้นได้เลย นั่นคือขอบเขตของสายตาของเรา(ในที่นี้หมายถึงเครื่องมือดาศาสตร์ของเรา) ที่เราจะมองไปเห็น

แต่ เอกภพมีขอบเขตจำกัดหรือไม่

คำตอบคือ ทั้งจำกัดและไม่จำกัด !

ในแง่ของความจำกัด หรือไม่จำกัดแล้ว เอกภพของเรามีทั้งความจำกัด และไม่จำกัดอยู่ในตัวเองครับ !

แต่อะไรล่ะคือความจำกัด และไม่จำกัดในตัวเองของเอกภพ

เพราะเอกภพเป็นอวกาศที่มีมากกว่าสามมิติ เราจึงไม่อาจจะรู้ว่ามิติที่เหลืออยู่ในทิศทางใด ซึ่งถ้าจะเปรียบ ก็เหมือนกับเปรียบกับสิ่งมีชีวิตในโลกสองมิติคือมีแต่แกน x กับแกน y ที่ไม่รู้ว่ามีแกน z อยู่ด้วย





ถ้าสมมติว่าคุณเจ้าของกระทู้เป็นสมาชิกของสิ่งมีชีวิตในโลกสองมิติ คุณเจ้าของกระทู้จะพบว่าตัวเองไม่รู้ว่า ขึ้น หรือลง เป็นอย่างไร ประสบการณ์ของคุณจะมีเพียงแกน x กับแกน y คือซ้ายขวาหน้าหลังเท่านั้น

ทีนี้ลองคิดดูว่า มีสิ่งมีชีวิตในโลกสามมิติอย่างเราต้องการทักทายกับสิ่งมีชีวิตในโลกสองมิติ ตอนนี้เรายืนอยู่เหนือกระดาษผืนใหญ่แผ่นหนึ่ง ซึ่งเป็นโลกสองมิติ แล้วเขาเป็นสิ่งมีชีวิตอะไรสักอย่างรูปร่างกลมๆในโลกแห่งนั้น

เอาล่ะ เราอาจจะลองส่งเสียงร้องทักไป เขาอาจจะได้ยิน แต่ไม่รู้ว่าเราอยู่ตรงไหน

ทีนี้ เราต้องการจะให้เขาได้เห็นตัวเรา เราจึงค่อยๆลอยลงมายังระนาบสองมิติ ที่เป็นโลกของเขาช้าๆ...

สิ่งที่เขาเห็น ก็เหมือนกับภาพที่เราเห็น เวลาเราเอาคนไข้เข้าเครื่อง CAT scan นั่นคือเหมือนตัวเราถูกหั่นเป็นแว่นๆแบบ cross section เป็นระนาบสองมิติ แล้วแต่ว่าช่วงไหนร่างกายส่วนไหนของเราจะตัดกับระนาบสองมิติแห่งนั้น

ดังนั้นเมื่อเราลอยลงมาผ่านระนาบสองมิติอันนั้น สิ่งมีชีวิตหน่วยนั้นเขาจะเห็นภาพ cross section ของเท้าเราก่อน เรื่อยไปจนมาถึงหัว ซึ่งเขาคงจะตกใจน่าดู เพราะเขาไม่มีความเข้าใจในเรื่องมิติที่สาม

ยกเว้นเราจะช้อนเขาขึ้นมาในอากาศ เหนือแผ่นกระดาษผืนนั้น ซึ่งเขาก็จะมองเห็นโลกของเขาในรูปแบบที่แตกต่างออกไป แต่... ถ้าเราวางเขาลงบนกระดาษผืนนั้น แล้วเพื่อนๆของเขาวิ่งเข้ามาถามว่า เฮ้ แล้วที่นายว่า ขึ้น กับลง มันอยู่ที่ไหนล่ะ เขาก็คงตอบไม่ได้ เพราะเขาไม่สามารถมองออกมาจากระนาบสองมิติได้





เอาละครับ ทีนี้ถ้ามองในมุมมองของทรงกลมแบบลูกโลก (คุณเคยศึกษาภูมิศาสตร์ขั้นต้นมา คุณต้องรู้จักลูกโลกแน่) เราจะเห็นว่า เราขาคณิตแบบยูดลิด ใช้ไม่ได้กับทรงกลม เพราะว่ามุมมันเพี้ยน แต่ว่าถ้าทรงกลมใหญ่พอ แล้วเราแบ่งกริดเล็กพอ พื้นที่กระดาษ A4 บนโลกมนุษย์เรา ก็พอจะเป็นสี่เหลี่ยมสองมิติได้ครับ

ทีนี้ ถ้านายคนสองมิตินั่น เดินบนพื้นดินไปทั่วโลก เขาก็จะสามารถเดินกลับมายังตำแหน่งเดิมบนโลกได้อีก เมื่อเขาเดินทางอ้อมโลกไปรอบหนึ่งแล้ว...ใช่ไหมครับ แล้วเขาก็จะเดินทางไปได้เรื่อยๆโดยไม่มีจุดสิ้นสุด ตราบเท่าที่ยังมีแรงเดินอยู่ บนโลกแบนๆของเขาแห่งนั้น

ทีนี้... เราอยู่บนสถานีอวกาศนานาชาติ มองลงมาบนโลก เราก็จะบอกว่า เฮ้ โลกนี้มันเป็นทรงกลมที่มีปริมาตรจำกัดนี่หว่า... นั่นเพราะเราเป็นสิ่งมีชีวิตสามมิติ ที่มองเห็นมิติที่สามได้นั่นเอง จึงสามาถมองเห็นความจำกัดของพื้นผิมสองมิติที่มีความโค้งจนทำให้กลายเป็นพื้นผิวปิด ซึ่งคือทรงกลมในมิติที่สาม

ถ้าเราต้องการทำภาพฉายของวัตถุสามมิติ ลงไปในพื้นผิวสองมิติ รูปทรงของมันก็จะเพี้ยนไป ซึ่งเป็นสิ่งที่เราต้องแลกมา เมื่อ project ภาพของวัตถุชิ้นนั้นลงไปบนระนาบสองมิติ สมมติว่าเรามีวัตถุรูปลูกบาศก์อยู่อันนึง เป็นเหมือนกล่องสี่เหลี่ยม ถ้าเราโปรเจ็คทำภาพฉายลงไปบนกระดาษ เราก็จะได้รูปออกมาเหมือนกับสมัยที่เราเรียนวิชาเขียนแบบในสมัยมัธยมนั่นเอง สิ่งที่เราวาดบนกระดาษ เป็นเพียงแค่ “เงา” ของกล่องรูปลูกบาศก์จริงๆในมือเรา

สำหรับภาพฉาย ของลูกบาศก์สี่มิติในอวกาศสามมิตินั้น มีชื่อเรียกกันว่าเทสซาแร็กครับ

สำหรับคุณสมบัติของเทสซาแร็ก หรือไฮเพอร์คิวบ์สามารถดูได้จากลิงก์ต่อไปนี้ครับ
//www.geom.uiuc.edu/docs/outreach/4-cube/point.txt.html
//www.maa.org/editorial/knot/tesseract.html
//mathworld.wolfram.com/Tesseract.html
//mathworld.wolfram.com/Hypercube.html


ดูจากภาพต่อไปนี้ ภาพของกล่องลูกบาศก์สี่มิติที่คลี่ออกมาคุณจะได้รูปทรงที่มีทั้งระนาบ xy, xz, yz, ax, ay, az ตามรูป...





ดูรูปที่สองที่มีแรเงาข้างล่าง เมื่อเราเดินไปตามรูปทรงสามมิติได้เรื่อยๆ เราก็จะบอกว่า เออในสามมิตินี่เป็นเอกภพที่มีความต่อเนื่องไม่สิ้นสุด แต่จริงๆแล้วมันมีขอบเขตจำกัดในมิติที่สูงขึ้นไปครับ





ดังนั้นเอกภพจึงสามารถมีทั้งคุณสมบัติที่จำกัด และอนันต์อยู่ในตัวเดียวกัน ขณะนี้เรายังไม่รู้แน่ว่าเอกภพมีขอบเขตปิดในรูปทรงสี่มิติหรือไม่ ถ้าหากมีสสารมากเพียงพอที่จะทำให้อวกาศโค้งในสี่มิติได้พอ เอกภพก็จะมีความโค้งปิดในรูปแบบของทรงกลมในสี่มิติ แต่ถ้ามีมวลสารไม่เพียงพอ เอกภพก็จะมีความโค้งเปิดในรูปทรงของอานม้าในสี่มิติครับ

แต่แม้แต่เราจะมีทรงกลมสังเกตการณ์ที่มีความจำกัด แต่ในปัจจุบันก็มีแนวโน้มที่ว่า สสารทั้งหมดในเอกภพ รวมถึงสสารมืดที่มี ก็อาจมีไม่พอในการดึงทุกอย่างเข้ามารวมกันใหม่ได้ ดังนั้นถ้าตามข้อมูลที่นักดาราฟิสิกส์มีในปัจจุบันแล้ว อวกาศระหว่างเทหวัตถุต่างๆ จะขยายตัวออกตลอดไป และทุกอย่างจะสิ้นสุดลงอย่างในบทความที่ผมแปลเอาไว้ในลิงก์ที่ให้ไว้ข้างบนครับ




 

Create Date : 26 ธันวาคม 2547    
Last Update : 26 ธันวาคม 2547 16:23:21 น.
Counter : 2345 Pageviews.  


DigiTaL-KRASH!!!
Location :
เชียงใหม่ Thailand

[Profile ทั้งหมด]

ให้ทิปเจ้าของ Blog [?]
ฝากข้อความหลังไมค์
Rss Feed

ผู้ติดตามบล็อก : 2 คน [?]




Friends' blogs
[Add DigiTaL-KRASH!!!'s blog to your web]
Links
 

 Pantip.com | PantipMarket.com | Pantown.com | © 2004 BlogGang.com allrights reserved.