หลุมดำและอวกาศ
-
Upload
hiran-vayakk -
Category
Documents
-
view
789 -
download
0
Transcript of หลุมดำและอวกาศ
![Page 1: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/1.jpg)
หลมด าและอวกาศ
![Page 2: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/2.jpg)
หลมด าคออะไร ?Stratrek มการกลาวถงค าวา หลมด า อยบอย ๆ แต
concept อยางเปนทางการ (หมายถงทางวทยาศาสตรทไดรบการยอมรบ) นยามหลมด าวา “ เปนอาณาบรเวณในกาลอวกาศ (spacetime) ทม สนามโนมถวงสงมาก ๆ แมกระทงแสง (อนภาคโฟตอนซงเปนสงทเดนทาง ไดเรวทสดในเอกภพ เทาทเรารจกกน) กไมสามารถเลดลอดออกมาได ท าใหอาณาบรเวณนนดเหมอนเปนสด า ”
![Page 3: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/3.jpg)
![Page 4: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/4.jpg)
ประเภทของหลมด า• แบงเปน 3 ประเภท
• หลมด ามวลยงยวด (Supermassive black holes)
เชอกนวาหลมด ามวลยงยวดอยใจกลางของควอซาร (Quasars) ซงเปนใจกลางของgalaxy ทมการระเบดเกดขน และมนดดดาวจ านวนนบพนลานดวง รวมถงกาซและฝ น ในอวกาศ หรอแมกระทงดาวเคราะหเขาไป ดวยเหตนจงเรยกวาหลมด ามวลยงยวด ในป 1994 กลองโทรทรรศนอวกาศ Hubble ไดถายภาพทถอวาเปนหลกฐานแหงการคนพบหลมด ามวลยงยวด ณ ใจกลางของ galaxy M87
![Page 5: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/5.jpg)
หลมด าจว (Mini black holes)
• เชอกนวาหลมด าพวกน (ขนาดราว 10-15 เมตร) เกดขนระหวางการระเบดครงยงใหญ (The Big Bang) Stephen Hawking เปนผน าในการเสนอทฤษฎเกยวกบหลมด าจว ราวตนทศวรรษ 70 อกชอหนงของหลมด าจวคอ หลมด าแรกเรม (Primordial black holes) ในทฤษฎน โปรตอนและปฏโปรตอนอาจเกดขนได รอบ ๆ หลมด าจว
![Page 6: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/6.jpg)
หลมด าทเกดจากดาวทตายแลว (Stellar black holes)
• หลมด าประเภทนเกดจากดาวยกษแดง (Red giant stars) ทมมวลมากกวา 3 เทาของ มวลของดวงอาทตยตามววฒนาการของดวงดาว (Stellar evolution) สวนดาวทมมวล นอยกวานกจะววฒนาการไปส ดาวแคระขาว (white dwarfs) หรอ ดาวนวตรอน (neutron stars)
![Page 7: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/7.jpg)
• ตามหลก ของการสรางและการท าลายลางอนภาค (Pair production and annihilation) โดยทถาตวตวหนงตกลงไปในหลมด าอกตวกจะออกมา จากปรากฎการณนท าใหเรารวา หลมด าระเหยสาบสญไป (Evaporate) และหลมด ากแผรงสออกมา Stephen Hawking ไดสรางทฤษฎเกยวกบการแผรงสของหลมด าทรจกกนในนาม Hawking Radiation
![Page 8: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/8.jpg)
• การทหลมด าแผรงสท าใหมนม อายขยทจ ากด (หรอกลาววาหลมด ากตายได) นอกจากน Hawking ไดพบดวยวาการแผรงสของหลมด านนเปนแบบ สเปกตรมเชงความรอน (Thermal spectrum) แปลวาหลมด าจวทมมวล 1015 กรม ซงมอายขยนอยกวาเอกภพไดระเหยสาบสญไปแลว
![Page 9: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/9.jpg)
การวางแผนสรางหลมด าของมนษย
• หลมด าทง 3 ชนดทนกฟสกสเปนผแบงกลม แตชนดท มนษยจะสรางขน คอหลมด าจว เพราะถา เราสรางหลมด าชนดท 1 และ 2 ไดจรง ๆ กไมมอะไรเหลออย เพราะเราและ ทกอยาง บนโลกจะถกดดหายไป และเรากคงไมไดเรยนรอะไรอก หลมด าจวทนกฟสกสจะสรางขนมาอยท CERN (หองทดลองทางฟสกสอนภาคทกรงเจนวา ประเทศสวตเซอรแลนด)
![Page 10: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/10.jpg)
![Page 11: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/11.jpg)
• โดยเครองมอทจะสรางมชอวา LHC (Large HadronCollider) ซงเปนททนกฟสกส จะจบ เอา Hadron มาชนกนทพลงงานสงยงยวด Hadron คออนภาคทมอนตรกรยา อยางแรง นนคอ Meson (ประกอบดวยควาก และปฏควาก (quark -antiquark) ) และ Baryon (ประกอบดวย ควาก 3 ตว เชน โปรตอน นวตรอน เปนตน) LHC ไดรบการ คาดหมายวาจะสรางเสรจในป 2005 และเดนเครองไดในป 2006
![Page 12: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/12.jpg)
• การทอนภาควงมาชนกนท LHC นน จะเกดพลงงาน ในระดบเดยวทเกดขน 1 ในลานลานของวนาทหลงจากการระเบดครงยงใหญ ซงอณภมของเอกภพ ตอนนนจะอยทประมาณ 1 หมนลานลานองศาเซลเซยส (1016 ) ทพลงงานสงมาก ๆ ระดบน เราคาดหวงวาสสารจะเปดเผยความลบเชน มวลสารนน มาจากไหนกน
![Page 13: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/13.jpg)
• ไมเปนทแนนอนและไมมสามารถยนยนได 100 % วาหลมด าจวจะเกดขนไดจากฝมอของมนษยจรง ๆ ภายในป 2006 การสราง LHC นนตองใชเงนทนมหาศาล ดงนนจะเหน ไดวา ความรความอยากเหนของมนษยตองแลกมาดวยการทมเทอยางมากและเปนไปไมไดททกประเทศในโลกจะท าสงนไดส าเรจ
![Page 14: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/14.jpg)
ตวอยางสงทคาดวาเปนหลมด า
• แมเราจะมองไมสามารถมองเหนมนได แตหลมด ากเปนสงทมอยจรงและนากลวมากเสยดวย เพราะมนมพลงมากพอทจะดดกลนทกสงทเขาไปอยในรศม ชนดทไมวาจะเปนสงไหนกไมสามารถหลดรอดไปได ไมเวนแมกระทงน าหรอแสง ซงตอนน นกวทยาศาสตรเชอวานอกจากบนอวกาศแลว บนโลกของเรากมหลมด าอยดวย
![Page 15: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/15.jpg)
• เมอวนท 24 กนยายน 2556 เวบไซตเดลเมลขององกฤษ รายงานวา นกวทยาศาสตรพบวงน าวนพลงงานมหาศาลซอนตวอยในมหาสมทรแอตแลนตก มพลงและมรปแบบเดยวกบหลมด าทอยในหวงอวกาศ
รายงานระบวา หลมด าทวานอยทางตอนใตของมหาสมทรแอตแลนตก เปนน าวนขนาดยกษ และนกวจยจากมหาวทยาลยอทเอช ซรค และมหาวทยาลยไมอาม เชอวามนดดกลนน าแบบเดยวกบทหลมด าในหวงอวกาศดดกลนแสง อยางไรกตาม การจะสรปวานเปนแคน าวน หรอเปนหลมด าทซอนตวอยบนโลก ยงคงเปนปรศนาทไมอาจกลาวไดแนชด
![Page 16: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/16.jpg)
• สวนทางดาน จอรจ ฮอลเลอร ศาสตราจารยจากมหาวทยาลอทเอช ซรค ไดท าการวเคราะหน าวนปรศนานดวยโมเดลทางคณตศาสตร ผานการจบตามองดวยภาพจากดาวเทยม ท าใหพบสงทนาตกใจ ซงกคอการทแสงแดดไมสองไปในบรเวณน แตกลบเบนกลบสทศเดม กลายเปนวงโคจรของแสง
![Page 17: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/17.jpg)
• นอกจากน จากการทน าวนปรศนานท างานเหมอนกบหลมด า คอดดกลนทกสง รวมทงท าใหเกดความผดปกตของแสง คลายคลงกบปรากฏการณทไอสไตนตงชอวา โฟตอน สเฟยร ทมกเกดบรเวณหลมด า ท าใหนกวทยาศาสตรทงหลายใหความสนใจกบมนเปนพเศษ และตงใจจะศกษาตอไป เพอคนหาวามนคอน าวนธรรมดาหรอหลมด ากนแน รวมทงศกษาหาสาเหต เผอเปนแนวทางในการศกษาปญหาเกยวกบธรรมชาตเพมเตม
![Page 18: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/18.jpg)
รหนอน ยอนเวลา ?• “รหนอน” คอสงทเชอกนวาจะเปนประตพาขามเวลาไปยงอดตหรออนาคตรวมถงเอกภพอนหางไกลได โดยภาพงายๆ ของทางลดน สามารถแสดงไดโดยการเจาะรตรงปลายแผนกระดาษ 2 รดานตรงขามกนซงแสดงถงจดทหางไกลกนในเอกภพ
![Page 19: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/19.jpg)
• แลวมวนดานใดดานหนงใหมาซอนทบกนและหากบดเบยวเวลาดวยวธนได คนเราอาจจะกระโดดลงรหนอนแลวไปโผลยงกาลเวลาทหางออกไปหรอสถานทอนไกลโพน โดยตองผานบรเวณ “คอคอด” (throat) ของรหนอนทมลกษณะคลายทอและปลายทง 2 ดานทบานออก
![Page 20: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/20.jpg)
• ทางลดของจกรวาลซงเชอมจดหนงในเอกภพไปยงอกจดหนงนถก เตมแตงจนตนาการจากนกเขยนนยายวทยาศาสตรใหเปนทงตวอธบายการเดน ทางขามกาลเวลาและการหลกเลยงขอจ ากดทถกก าหนดวาไมมสงใดเคลอน ทเรวกวาแสง และเหมอนเปนหนทางทดทสดส าหรบสรางยานขามเวลาแบบ "เรยลไทม" แตมนกวทยาศาสตร 2 กลมทแสดงแนวคดวาในการเดนขามมตผานรหนอนนไมใชเรองงาย
![Page 21: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/21.jpg)
• ทงนตามหลกความไมแนนอนของไฮเซนเบรก (Heisenberg’s Uncertainty Principle) ซงเปนสวนหนงของควอนตมฟสกส (Quantum Physics) เมออนภาคเลกๆ ในระบบๆ หนงสนดวยชวงเวลาหนง (t) จะเกดพลงงาน (E) ขนมาจ านวนหนง เมอคณคาทง 2 เขาดวยกนแลวจะไดมากกวาหรอเทากบคาคงทคาหนงทเรยกวา “คาคงทของพลงค” (Planck’s constant) และถาระบบใดๆ ไมมพลงงาน (E=0) นนหมายความวาอะตอมตองสนดวยเวลาเปนอนนต (infinite)
![Page 22: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/22.jpg)
![Page 23: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/23.jpg)
• และตามแนวคดหนงเกยวกบรหนอน ประตขามเวลานจะเปดอยไดดวยการบรรจสงทเรยกวา “วตถอนแปลกประหลาด” (exotic matter) ลงในคอคอดรหนอนหรอบรเวณรอบๆ ซงเปนวธอนนาแปลกทเดยว แตวตถเหลานนจะถกผลกมากกวาถกดดโดยแรงโนมถวง ซงกลาวไดวามพลงงานเปนลบและมความหมายทนาปวดหวมากกวาอวกาศท วางเปลา (ไมมพลงงาน) ดงนนเพอจะอธบายวธการน นกวทยาศาสตรตองมองขามกฎฟสกสดงเดมไปสโลกของกลศาสตรควอนตม
![Page 24: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/24.jpg)
ผลการศกษาวจยเรองรหนอน
• กลมแรกคอ ดร.สตเฟน ซ (Dr.Stephen Hsu) และโรมน บวน (Roman Buniy) แหงมหาวทยาลยโอเรกอน (University of Oregon) สหรฐซงตพมพผลงานผานเซรฟเวอรของ arXiv ได คานวาทฤษฎรหนอนแบบเดมนนอาจจะมชองโหวกได ซงนกวจยทง 2 ไดเพงพนจรหนอนแบบ “ทอ” กาล-อวกาศทมความคลาดเคลอนเลกนอยจากกฎฟสกสดงเดม และเสนอวาไมควรน าวตถแปลกประหลาดเขามารวมในการค านวณดวย
![Page 25: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/25.jpg)
• สวนการศกษาอกดานหนงโดย ครส ฟวสเตอร (Chris Fewster) จากมหาวทยาลยแหงยอรค (the University of York) สหราชอาณาจกร และธอมส โรมน จากมหาวทยาลย เซนทรล คอนเนคตกต สเตต (Central Connecticut State University) สหรฐ
![Page 26: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/26.jpg)
• ใชวธการทตางออกไปเพอไขปรศนาของรหนอนน โดยงานวจยของพวกเขานนอาศยพนฐานทคนอนศกษากอนหนานวาคอขอดของ รหนอนสามารถเปดรบวตถแปลกประหลาดไดเพยงเลกนอยเทานน
![Page 27: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/27.jpg)
• ฟวสเตอรและโรมนค านวณวาแมจะสามารถสรางอะไรคลายๆ กบรหนอนได แตคอขอดของรหนอนกแคบเกนกวาจะเดนทางผานกาลเวลาได แมจะเปนไปไดในเชงทฤษฎวาหากปรบเรขาคณตของรหนอนดๆ คอขอดของรหนอนกอาจจะกวางพอทจะใหคนๆ หนงเดนทางทะลมตผานไปได
![Page 28: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/28.jpg)
• แตวาการจะสรางรหนอนทคอขอดมรศมกวางพอทจะใหโปรตอนตวหนงผานไปไดตองปรบรายละเอยดโครงสรางในระดบ 1/1030 และรหนอนขนาดพอดตวคนนนตองปรบกนทความละเอยด 1/1060 เลยทเดยว
![Page 29: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/29.jpg)
• อยางไรกดกยงมกลมคน ทสนบสนนแนวคดการสรางรหนอนทก าหนดสถานทและเวลาได โดยนกฟสกสคนหนงกลาววาเขามองเหนปญหาในขอสรปของทง ดร.ซและบวน ซงเขาแสดงความเหนวาการละเมดหลกการทางฟสกสจากสภาวะทไมมพลงงาน นนเกดขนในหลายปรากฏการณ แตนกวจยจากมหาวทยาลยโอเรกอนกพยายามทจะมองเพอละปญหานไป
![Page 30: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/30.jpg)
• ส าหรบสตเฟน ฮอวกง (Stephen Hawking) นกฟสกสจากมหาวทยาลยเคมบรดจ (Cembridge University) กเปนนกวจยอกคนหนงทพยายามจะไขขอของใจเกยวกบหลมด า โดยประมาณป ค.ศ.1980 บางสงทเปนพนฐานอยภายใตกฎฟสกสนน
![Page 31: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/31.jpg)
• จะตองปองกนรหนอนจากการใช เพอเดนทางขามเวลา ซงความคดดงกลาวเปนพนฐานของการคาดเดาของฮอวกงเกยวกบการปกปองเรองของเวลา (Hawking’s Chronology Protection Conjecture) ซงเชอวาการเดนทางยอนเวลาไมสามารถเกดขนได
![Page 32: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/32.jpg)
ท าไมรหนอนจงถกเชอกนวาขามเวลาได O_o
เพราะตามกฏฟสกสปจจบนแลวนนไมสามารถน ามาใชอธบายรหนอน เพราะมนอยหางไกลความเปนจรงไปหนอย เราไมรวามอะไรอยหลงWormHole นกวทยาศาสตรสวนใหญคดวาเราไมสามารถก าหนด เวลา มต ต าแหนงและสถานทดานหลงรหนอนไดเลย จงมความเปนไปไดทจะไปยงต าแหนงกาลอวกาศอกจดไดดวย เพราะกาลอวกาศคอจดทเวลาและอวกาศรวมกนเปนทางเดยวแลว
![Page 33: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/33.jpg)
อนตรายจากการขามมต
1.เรายงไมรรปแบบการปรากฏตว"ทแนนอน"ของมน 2.ความตางชนดของสสาร เพราะรหนอนนนเปนสภาพลบและแนนอนวาเราเปนสสารบวก... กฏขอเนยแหละทฉกการขามมตเปนชนๆเลย...
![Page 34: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/34.jpg)
• 3.พลงงานมหาศาลทอยรอบๆรหนอนอาจบดขยเราจนเละหากเราขบยานพลาดไปชนมนเขา...4.ขอสดทาย การขบยานในรหนอนนนตองระวงเปนพเศษ หากเขาไป90องศาตอนขบในนนกตอง90องศา หามเฉยงแมแตองศาเดยว เพราะไมรอะไรจะเกดขนถาเราขบชนก าแพงรหนอน
![Page 35: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/35.jpg)
ผจดท า
• 1. นางสาวชญญา แสนเสมอ เลขท 19
• 2. นางสาวหรญญการ หรญสรงค เลขท 40
• ชน ม. 6/3
![Page 36: หลุมดำและอวกาศ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060119/558e9b991a28ab44368b45ee/html5/thumbnails/36.jpg)
แหลงอางอง• http://www.neutron.rmutphysics.com/science
news/index.php?option=com_content&task=view&id=500&Itemid=4
• http://www.manager.co.th/science/ViewNews.aspx?NewsID=9570000012940
• http://www.dek-d.com/board/view/3077107/
• http://www.mythland.org/v3/thread-4595-1-1.html