จะเกิดอะไรขึ้น หากเรามีความเร็วเท่ากับแสง? ประสบการณ์รับรู้เวลาของเราจะเป็นเช่นไร

จะเกิดอะไรขึ้น หากเรามีความเร็วเท่ากับแสง? ประสบการณ์รับรู้เวลาของเราจะเป็นเช่นไร

ประวัติศาสตร์อวกาศถูกสร้างขึ้นที่นี้ (NASA Robot Factory)
ประวัติศาสตร์อวกาศถูกสร้างขึ้นที่นี่ (NASA Robot Factory)
ธันวาคม 29, 2019
จักรวาลอยู่ในหลุมดำหรือไม่ ความแตกต่างของบิ๊กแบง, หลุมดำ และหลุมขาวคืออะไร
จักรวาลอยู่ในหลุมดำหรือไม่ ความแตกต่างของบิ๊กแบง, หลุมดำ และหลุมขาวคืออะไร
มกราคม 8, 2020

เคยสงสัยกันบ้างไหมว่า (สมมุติ) หากเราสามารถเคลื่อนที่ได้เร็วเท่ากับแสง การรับรู้เวลาของเราจะเป็นเช่นไร ซึ่งบางคนอาจจะพอทราบมาบ้างแล้วว่า ยิ่งมีความเร็วมากขึ้น เวลาของนักเดินทางก็จะเดินช้าลง (เมื่อเทียบกับผู้สังเกตการณ์) โดยแสงนั้นเป็นทั้งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และอนุภาคที่เรียกว่า ‘โฟตอน’ (Photons) ซึ่งจากประสบการณ์ ณ ความเร็วของอนุภาคโฟตอน พวกมันจะไม่รับรู้ถึงการมีอยู่ของเวลา! ซึ่งนี่ขัดต่อแนวคิดที่ควรจะเป็นในการรับรู้เวลาของสมองเราอย่างถึงขีดสุด 

และที่น่าทึ่งไปไม่แพ้กันก็คือ ณ ความเร็วแสงอนุภาคโฟตอน ก็จะไม่รับรู้ถึงระยะทางด้วย! นี่ก็หมายความว่า จากมุมมองของเรา แม้จักรวาลจะถือกำเนิดขึ้นมาจากบิ๊กแบงร่วมกว่าหมื่นล้านปีและแสง จะเดินทางมาไกลมานับหมื่นล้านปีแสงแล้ว แต่จากมุมมองประสบการณ์ของอนุภาคโฟตอน ที่อยู่ใกล้กับจุดเริ่มต้นของบิ๊กแบง พวกมันกลับไม่รู้เลยว่าเวลานั้นคืออะไรหรือระยะทางนั่นคืออะไร เพราะสิ่งเหล่านี้มันไม่มีตัวตนสำหรับพวกเขา

ซึ่งจากความรู้ของความสัมพันธ์ในอวกาศและเวลานี้ เราก็ต้องขอขอบคุณทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ ที่ช่วยให้เราได้เข้าใจว่า เวลาและระยะทางนั้นมีความเชื่อมโยงกันอย่างยากที่จะแยกออกไปจากกันได้ 

ยกตัวอย่างเช่น ถ้าเราต้องการเดินทางไปสักที่หนึ่งในอวกาศ และเราต้องการเดินทางด้วยความเร็วที่สูงมากๆ เมื่อถึงจุดหนึ่งที่ความเร็วของเราเข้าใกล้แสง นาฬิกาของเราจะเริ่มเดินช้าลงกว่าคนบนโลกมาก อีกทั้งเรายังสามารถเดินทางไปสู่เป้าหมาย ได้เร็วกว่าที่คาดการณ์เอาไว้ (แน่นอนกว่าตราบใดที่เรายังมีมวล เราก็จำเป็นต้องการพลังงานเพื่อมาผลักดันให้กับยานอวกาศ) ในขณะที่คนบนโลกจะเห็นว่ายานอวกาศของเราได้เดินทางไปสู่เป้าหมายได้ตามเวลาที่กำหนด ซึ่งนี่ก็จะทำให้ครั้งที่นักเดินทางอวกาศได้ย้อนกลับมาโลก พวกเขาก็จะรู้สึกว่า ระยะเวลาของการปฏิบัติภารกิจท่องอวกาศในครั้งนี้มันใช้เวลาน้อยกว่ามาก เมื่อเทียบกับศูนย์ปฏิบัติการบนโลก

แล้วยังมีอีกหนึ่งตัวอย่างก็คือ หากเราท่องไปในอวกาศด้วยความเร่งคงที่ 1 g เราจะสามารถเดินทางข้ามอวกาศระหว่างดวงดาวไปไกลนับพันล้านปีแสงได้ภายในช่วงชีวิตของมนุษย์เพียง 1 คน! และแน่นอนว่าเมื่อครั้งที่เราเดินทางกลับมาถึงโลก อารยธรรมมนุษย์ก็ได้ล่วงเลยไปสู่อนาคตแล้วนับพันล้านปี 

ซึ่งจากประสบการณ์เข้าใกล้กับความเร็วแสงนี้ เวลาที่เราใช้เดินทางก็จะน้อยลง รวมถึงระยะทางก็จะสั้นลงด้วย ซึ่งเราอาจจะเรียกสิ่งเหล่านี้ว่า ค่าของตัวเลขเข้าใกล้ 0 ไม่ว่าจะเป็นเวลาหรือระยะทาง 

แต่เป็นที่น่าเสียดายที่เราคงจะไม่มีวันรับรู้ถึงประสบการณ์ของเวลาและระยะทางเข้าใกล้ศูนย์ได้เลย  เนื่องจากเทหวัตถุมีมวลใดๆก็ตามในอวกาศ จะไม่มีทางเคลื่อนที่ได้เร็วเท่ากับแสงหรือเร็วกว่าแสงได้ เพราะหากเราเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่าแสง มวลของเราจะเพิ่มขึ้นเป็นอนันต์ รวมถึงความต้องการของพลังงานที่จะไปเร่งให้กับยานอวกาศ ก็จะเพิ่มขึ้นเป็นอนันต์ด้วยเช่นกัน 

แต่สำหรับอนุภาคโฟตอน พวกมันสามารถเคลื่อนที่ได้ความเร็วเท่าแสงอยู่แล้ว แม้ตำราเรียนจะเคยบอกกับเราว่า อนุภาคโฟตอนจะใช้เวลาอย่างน้อย  17,000 ปี เพื่อเดินทางออกมาจากใจกลางของดวงอาทิตย์ไปสู่พื้นผิว จากนั้นมันก็จะเดินทางต่อมาถึงโลก ในเวลาประมาณ 8 นาที ด้วยระยะทาง 150 ล้านกิโลเมตร แล้วก็ออกไปจากระบบสุริยะของเรา และเดินทางข้ามอวกาศไปอีกไกลนับพันล้านปีแสง แต่สำหรับประสบการณ์รับรู้เวลาและระยะทางของอนุภาคโฟตอนนั้น ระยะทางทั้งหมดที่ได้กล่าวมาข้างต้น พวกมันกลับรู้สึกเพียงประมาณว่า ตัวเองเพิ่งจะได้กระโดดออกมาจากอะตอมตัวที่แล้วไปสู่อะตอมที่อยู่ใกล้ที่สุดเท่านั้นเอง!

อ้างอิงข้อมูลมาจาก เนื้อหาใน YouTube ช่อง Fraser Cain ในชื่อวีดีโอว่า Does Light Experience Time? 

Sci Ways
Sci Ways
นักเดินทางข้ามกาลเวลา
Facebook
กลับสู่บนสุด