กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#17 ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ตอนที่ 6 Gravitational Waves (2)
เมื่อ 100 ปีที่ผ่านมา ไอน์สไตน์ได้ทำนายการมีอยู่ของคลื่นความโน้มถ่วง (gravitational waves) ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (Theory of general relativity, 1915) คลื่นเหล่านี้เกิดจากการเคลื่อนที่ด้วยความเร่งของวัตถุมวลมาก 2 มวลที่โคจรรอบกันและกัน เช่น หลุมดำหรือดาวนิวตรอน มารวมตัวกัน เมื่อปี 1993 นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ Russell Hulse และ Joseph Taylor ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์สำหรับการค้นพบหลักฐานทางอ้อมที่สนับสนุนการมีอยู่ของคลื่นความโน้มถ่วง การหมุนรอบตัวเองของพัลซาร์ (pulsars) ทำให้เราที่อยู่บนโลกสามารถสังเกตุเห็นลำแสงของคลื่นวิทยุที่ถูกปลดปล่อยออกมาจากพัลซาร์เป็นช่วงจังหวะสม่ำเสมอ ด้วยเหตุนี้พัลซาร์จึงได้ชื่อว่าเป็นนาฬิกาในธรรมชาติที่ดีที่สุดของจักรวาล นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ทั้งสองใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุเฝ้าติดตามการปล่อยคลื่นวิทยุหรือ “radio plus” ของพัลซาร์ในระบบดาวคู่ Hulse-Taylor Binary พวกเขาพบว่าคาบการโคจร (orbital period) ที่ดาวทั้งสองโคจรรอบกันและกันลดลงตลอดเวลา แสดงถึงการเกิด “orbital decay” การค่อยๆลดลงของระยะห่างระหว่างดาวทั้งสอง เนื่องจากการสูญเสียพลังงานในรูปของคลื่นความโน้มถ่วงที่ถูกปลดปล่อยออกมา อัตราการสูญเสียพลังงานตรงกันกับที่ไอน์สไตน์ให้ไว้ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ตั้งแต่นั้นมานักวิทยาศาสตร์หลายคนได้ศึกษาการปลดปล่อยคลื่นวิทยุของพัลซาร์ในระบบดาวคู่นิวตรอนอื่นๆ และพบผลลัพธ์ที่คล้ายกัน ถึงแม้นว่า Binary pulsars จะยืนยันการมีอยู่ของคลื่นความโน้มถ่วง แต่มันเป็นวิธีการตรวจจับโดยทางอ้อม ซึ่งได้กระตุ้นให้เกิดการการค้นหาเพิ่มเติมโดยนักวิทยาศาสตร์หลายๆกลุ่มทั่วโลกตั้งแต่นั้นมา […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#16 ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ตอนที่ 5 Gravitational Waves (1)
คำทำนายสุดท้ายและสำคัญที่สุดในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ (Einstein’s Theory of General Relativity, 1915) คือการมีอยู่ของคลื่นความโน้มถ่วง”Gravitational waves” เมื่อ 100 ปีก่อน และเพิ่งได้รับการยืนยันการมีอยู่จริงของคลื่นนี้จากการตรวจจับโดยตรงเมื่อปี 2015 นักวิทยาศาสตร์ตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วงเป็นครั้งแรกโดย LIGO (Laser Interferometer Gravitational Observatory) คลื่นความโน้มถ่วงแรกที่ตรวจจับได้นี้เกิดขึ้นจากการที่หลุมดำสองอันเคลื่อนที่มาชนและรวมตัวกัน การปะทะกันเกิดขึ้นเมื่อ 1.3 พันล้านปีก่อน แต่ระลอกคลื่นพึ่งเดินทางมาถึงโลกในปี 2015! คลื่นความโน้มถ่วงเป็น ‘ระลอกคลื่น’ ในอวกาศ-เวลา (ripples in space-time) ที่มีกระบวนการกำเนิดที่รุนแรงในจักรวาล ไอน์สไตน์ทำนายการมีอยู่ของคลื่นความโน้มถ่วงในปี 1915 ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของเขา สมการคณิตศาสตร์ของไอน์สไตน์แสดงให้เห็นว่ามีสิ่งพิเศษเกิดขึ้นในจักรวาล เมื่อวัตถุมวลมากสองอัน เช่น ดาวนิวตรอนหรือหลุมดำที่โคจรรอบกันและกัน เคลื่อนที่เข้าหากันด้วยความเร่ง จนถึงความเร็วสูงสุดในเสี้ยววินาทีสุดท้ายของการมาชนและรวมตัวกัน มวลมหาศาลบางส่วนของพวกมันได้แปรเปลี่ยนไปเป็นพลังงานความโน้มถ่วง (ตามกฎการอนุรักษ์พลังงานและสมการของไอน์สไตน์ E = mc2) และเดินทางออกจากแหล่งกำเนิดแบบแผ่ขยายออกไปทุกทิศทุกทาง ปรากฏการณ์นี้ไปรบกวน fabric ของอวกาศ-เวลา เกิดการกระเพื่อมเป็นระลอกคลื่นของอวกาศ-เวลา เหมือนกับระลอกคลื่นในสระน้ำที่เกิดขึ้นเมื่อมีการโยนหินลงไป เรียกคลื่นที่เกิดขึ้นนี้ว่า คลื่นความโน้มถ่วง […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#15 ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ตอนที่ 4 Precession of Mercury
ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (Theory of general relativity, 1915) เป็นทฤษฎีความโน้มถ่วงของไอน์สไตน์ซึ่งสามารถอธิบายปรากฏการณ์ต่างๆในจักรวาลได้กว้างกว่า ดีกว่า และมีความแม่นยำกว่ากฎความโน้มถ่วงของนิวตัน แต่ในบริเวณที่ความโน้มถ่วงน้อยๆ หรือกับสิ่งที่มีความเร็วน้อยๆ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปให้การทำนายเหมือนกับกฎความโน้มถ่วงของนิวตัน ปัญหาหนึ่งที่กฎความโน้มถ่วงของนิวตันไม่สามารถอธิบายได้นั่นคือ การส่ายที่ผิดปกติของวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ของดาวพุธ (Anomalous precession of Mercury) ซึ่งเป็นปริศนาลึกลับในโลกฟิสิกส์มานานนับสองร้อยปี และในที่สุดในปี 1915 ไอน์สไตน์ได้ประกาศในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปว่า เขาสามารถอธิบายการส่ายที่ผิดปกติของดาวพุธได้ และไอน์สไตน์แสดงให้เห็นว่ากฎความโน้มถ่วงของนิวตันล้มเหลวในการอธิบายปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในบริเวณที่มีมวลขนาดใหญ่ เช่น ดวงอาทิตย์ อย่างในกรณีนี้ Nick Jonas, Robin Schulz – Right Now จากกฎฟิสิกส์ของนิวตัน “Newtonian Physics” วงโคจรของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์เป็นรูปวงรี และจุดในวงโคจรของดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดเรียก “perihelion” ส่วนจุดที่อยู่ไกลจากดวงอาทิตย์ที่สุดเรียก “aphelion” thegreatcoursesplus.com นิวตันยังได้อธิบายถึงสาเหตุที่วงโคจรของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์เป็นรูปวงรีและความเร็วในการโคจรไม่คงที่ว่า เป็นผลมาจากการ balance ระหว่างความโน้มถ่วง (gravity) และความเฉื่อย (inertia) และวงโคจรทำซ้ำตัวเองทุกครั้งที่ดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์ ส่งผลให้จุด […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#14 ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ตอนที่ 3 Gravitational Redshift
quora.com แสงคือ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (electromagnetic waves) แสงที่ตามองเห็นได้ (visible light) เป็นส่วนหนึ่งของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า อยูในช่วงคลื่น 400 – 700 นาโนเมตร แสงแต่ละสีมีความยาวคลื่นแตกต่างกัน สำหรับแสงที่ตามองเห็นได้นั้น แสงสีม่วงมีความยาวคลื่นสั้นที่สุด(ความถี่คลื่นสูงสุด) แสงสีแดงมีความยาวคลื่นมากที่สุด (ความถี่คลื่นต่ำสุด) slideplayer.com ปรากฏการณ์ดอปเปลอร์ (Doppler Effect) เป็นปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์ที่เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงความยาวคลื่น เนื่องจากความสัมพันธ์ระหว่างทิศทางการเคลื่อนที่ของแหล่งกำเนิดคลื่นกับผู้สังเกตการณ์ ปรากฏการณ์ที่วัตถุเคลื่อนที่เข้าหาผู้สังเกตุการณ์แล้วความยาวคลื่นสั้นลงหรือความถี่สูงขึ้นว่า “การเลื่อนไปทางน้ำเงิน (blueshift)” และเรียกปรากฏการณ์ที่วัตถุเคลื่อนที่ออกจากผู้สังเกตุการณ์ แล้วความยาวคลื่นจะยาวขึ้นหรือความถี่ต่ำลงว่า “การเลื่อนไปทางแดง (redshift)” นักดาราศาสตร์ทราบว่าจักรวาลมีการขยายตัวอยู่ตลอดเวลา จากการสังเกตุเห็นการเลื่อนทางแดงของกาแล็กซี่ (red-shifting) กฎความโน้มถ่วงของไอน์สไตน์ (Einstein’s law of gravitation) ไม่มีอะไรเกี่ยวข้องกับแรง มันอธิบายพฤติกรรมของวัตถุในแง่การเคลื่อนที่ในสนามโน้มถ่วง เช่น การโคจรของดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์ ตามทฤษฏีสัมพัทธภาพทั่วไป (Theory of general relativity, 1915) ไอน์สไตน์สรุปว่าแสงเหมือนกับวัตถุอื่น ๆ เคลื่อนที่เป็นเส้นโค้งในบริเวณที่มีสนามความโน้มถ่วงของวัตถุมวลมาก “Bending […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#13 ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ตอนที่ 2 Gravitational Lensing
การเบี่ยงเบนของแสง (The Bending of Light) theguardian.com จากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ (Theory of General Relativity, 1915) โดยปกติแล้วแสงเดินทางเป็นเส้นตรงในอวกาศที่ว่างเปล่า แต่เมื่อเดินทางผ่านวัตถุขนาดใหญ่ในอวกาศ ความโค้งของ space-time หรือ gravity ในบริเวณนั้น ส่งผลให้แสงเบี่ยงเบนหรือเดินทางเป็นเส้นโค้ง ไอน์สไตน์ได้ตระหนักดีว่า วิธีเดียวที่จะพิสูจน์ทฤษฎีของเขาในเรื่อง การเบี่ยงเบนของแสงอันเนื่องจากอิทธิพลของสนามความโน้มถ่วงรอบวัตถุที่มีมวลมาก คือต้องทำในช่วงเวลาที่มีสุริยุปราคา (solar eclipse) ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่ดวงจันทร์ได้เคลื่อนเข้ามาบดบังแสงอาทิตย์ทำให้โลกมืดมิดในตอนกลางวัน ซึ่งจะทำให้คนบนโลกสามารถถ่ายภาพดาวฤกษ์ (stars) ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ได้ ภาพ Albert Einstein และ Arthur Eddington (sciencephoto.com) การตรวจสอบที่พิสูจน์ว่าการคาดการณ์ของไอน์สไตน์นั้นถูกต้อง ครั้งแรกเกิดขึ้น 4 ปีหลังจากที่ไอน์สไตน์ประกาศทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป โดย Arthur Eddington นักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษ ใช้โอกาสเหมาะของปรากฏการณ์สุริยุปราคาที่เกิดขึ้นในวันที่ 29 พฤษภาคม 1919 ทำการตรวจสอบความถูกต้องของทฤษฎีนี้ สมมติว่ามีดาวฤกษ์ดวงหนึ่งอยู่ห่างจากโลกหลายพันปีแสง การเกิดสุริยุปราคาทำให้เราสามารถเห็นดาวฤกษ์ดวงนั้นในช่วงเวลากลางวัน ตามปกติแสงจากดาวฤกษ์เดินทางเป็นเส้นตรงในอวกาศ แต่เมื่อแสงผ่านเข้าใกล้ขอบของดวงอาทิตย์ […]
กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#12 ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ตอนที่ 1 Gravity
flatearth.ws ส่วนหนึ่งของความเป็นอัจฉริยะของไอน์สไตน์คือ ความสามารถในการมองสิ่งต่างๆจากมุมมองใหม่ทั้งหมด และติดตามอย่างเป็นเหตุเป็นผล ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอสไตน์ (Einstein’s Theory of General Relativity; 1915) ได้ปฏิวัติความเข้าใจในเรื่องของความโน้มถ่วง (gravity) ทำให้นักวิทยาศาสตร์ได้ตระหนักถึงข้อผิดพลาดที่สำคัญในการอธิบาย gravity ของนิวตัน ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปนั้นมีความถูกต้องแม่นยำมากกว่า มีความซับซ้อนมากกว่า สามารถอธิบายปรากฏการณ์ที่ไม่สามารถอธิบายได้โดยใช้กฎของนิวตัน ยกตัวอย่างเช่น กฎความโน้มถ่วงสากลของนิวตัน ไม่สามารถใช้ได้กับวัตถุที่มีขนาดเล็กมากๆ เช่น อะตอม หรือ อิเล็กตรอน และไม่สามารถอธิบายวงโคจรของดาวพุธได้ ซึ่งไอน์สไตน์ได้ใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป อธิบายมุมที่วงโคจรของดาวพุธเบี่ยงออกไปได้อย่างถูกต้องและสมบูรณ์ ในศตวรรษที่ผ่านมาการทำนาย/คาดการณ์ของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ได้รับการตรวจสอบซ้ำแล้วซ้ำอีก จากการตรวจวัดความแม่นยำที่ทันสมัยของนักวิทยาศาสตร์ และได้ผ่านการพิสูจน์ว่า มีความถูกต้อง แม่นยำ แต่ไม่ได้หมายความว่ากฏของแรงโน้มถ่วงของนิวตันผิดหรือไม่ควรนำมาใช้แล้ว มันยังสามารถใช้อธิบายสิ่งต่างๆในชีวิตประจำวันได้ โดยเฉพาะบนโลกเราที่ซึ่งมีความโน้มถ่วงต่ำ และใช้ได้เฉพาะกับความเร็วเล็กน้อย เช่น ความเร็วที่น้อยกว่าความเร็วแสงมากๆ Imagine Dragons – Believer Albert Einstein insidetheperimeter.ca ไอน์สไตน์ใช้เวลา 11 ปีในการศึกษาเรื่องของความโน้มถ่วง […]
จริงหรือไม่ที่ Google กำลังสร้าง AI ให้กลายเป็น Skynet#Final
Linkin Park – One More Light Who cares if one more light goes out? In a sky of a million stars It flickers, flickers Who cares when someone’s time runs out? “I do care” Chester! ผู้เขียนเชื่อว่า ภาพการมาเยี่ยมโรงเรียนที่ภูเก็ตของเชสเตอร์ ได้ถูกบรรจุไว้ในวิดีโอเพลง “One More Light” เมื่อพิจารณาจาก เครื่องแบบนักเรียน สภาพห้องเรียน และปฏิทินที่ติดข้างฝา ที่ปรากฏในวีดิโอเพลง ครั้งนั้นนอกจากเชสเตอร์บินเดี่ยวมาเยี่ยมผู้ประสบภัยสึนามิ เชสเตอร์ยังตั้งกองทุนช่วยเหลือผู้ประสบภัยด้วย การขยายตัวของหุ่นยนต์และ AI ในหลายๆปีที่ผ่านมา ทำให้ภัยคุกคามของ AI ที่ไม่สามารถควบคุมได้มีท่าทางจะเป็นจริงมากขึ้น […]
จริงหรือไม่ที่ Google กำลังสร้าง AI ให้กลายเป็น Skynet#16 Exoplanets
ระบบดาว (Star system หรือ Stellar system) en.wikipedia.org ระบบสุริยะ (Solar system) ของเราเป็นระบบที่มีดาวฤกษ์ (star) หนึ่งดวงกับดาวเคราะห์บริวาร (planets) 8 ดวงโคจรอยู่รอบๆ การวิจัยชี้ว่าระบบดาวในกาแล็กซีทางช้างเผือก มักเป็นระบบดาวเดี่ยวมากกว่าระบบดาวคู่ และระบบดาวเดี่ยวเอื้อต่อการเกิดดาวเคราะห์มากกว่าระบบดาวคู่ express.co.uk ระบบดาวคู่ (Binary stars) คือระบบดาวที่มีดาวฤกษ์ 2 ดวง โคจรไปรอบๆ ดาวแต่ละดวงถือว่าเป็นดาวเพื่อนของอีกดวงหนึ่ง reddit.com ระบบดาวหลายดวง (multiple star system) คือระบบที่ประกอบด้วยดาวฤกษ์มากกว่า 2 ดวง ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยดาวฤกษ์ 3 ดวง James Morrison – I Won’t Let You Go ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ (Exoplanets) […]
จริงหรือไม่ที่ Google กำลังสร้าง AI ให้กลายเป็น Skynet#15 Genome/Mutation
Lukas Graham – Love Someone kintalk.org ภาพแสดงความสัมพันธ์ระหว่างโครโมโซม DNA และยีน ภาพเซลล์ของมนุษย์ 1. เยื่อหุ้มเซลล์ (cell membrane) 2. นิวเคลียส (nucleus) 3. ร่างแหเอนโดพลาซึม หรือร่างแหเอนโดพลาสมิกเรติคิวลัม (endoplasmic reticulum) ehd.org ภาพนิวเคลียสของเซลล์มนุษย์ 1. ช่องที่จะให้สารเคลื่อนผ่าน (nuclear pore) 2. โครโมโซม (chromosome) 3. ร่างแหเอนโดพลาซึม หรือร่างแหเอนโดพลาสมิกเรติคิวลัม (endoplasmic reticulum) 4. เยื่อหุ้มนิวเคลียส (nuclear envelope) ehd.org ภาพโครโมโซมของมนุษย์ 1. เซนโทรเมียร์ (centromere) เป็นรอยคอดบนโครโมโซม 2. แขนยาวของโครโมโซม 3. แขนสั้นของโครโมโซม […]
จริงหรือไม่ที่ Google กำลังสร้าง AI ให้กลายเป็น Skynet#14 AI Creates AI
ในงานการประชุม Google I/O 2017 ที่จัดขึ้นในเดือนพฤษภาคม Google CEO, Sundar Pichai ได้พูดถึงโปรเจ็กต์ใหม่ที่มีชื่อว่า “AutoML” (Automated Machine Learning) โปรเจ็กต์นี้โฟกัสที่ Deep Learning ซึ่งเป็นเทคนิคการเรียนรู้เชิงลึกของโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่เลียนแบบการทำงานของระบบเซลล์ประสาทในสมองมนุษย์ โดยใช้โครงข่ายประสาทเทียม (Neural network) หมายเหตุ: Deep learning เป็น subset หรือเป็นส่วนหนึ่งของ Machine learning เนิ้อหาในบทความนี้ ส่วนใหญ่จะใช้คำ Machine learning ขอให้ผู้อ่านเข้าใจด้วยว่ามันหมายถึง Deep learning ด้วย Video Google # IO17 /Keynote/AutoML บริษัทด้านเทคโนโลยียักษ์ใหญ่ของโลกได้แก่ Google, Facebook, Microsoft ต้องใช้เงินหลายล้านเหรียญสหรัฐในการว่าจ้างผู้เชี่ยวชาญด้าน AI ซึ่งมีค่าตัวที่แพงมาก ตลาดงานด้านนี้มีน้อยและหายากอย่างยิ่งที่จะเจอผู้ที่มีความสามารถพิเศษระดับแบบนี้ ที่สามารถสร้าง advanced machine […]