กลศาสตร์ กลศาสตร์ควอนตัมและทฤษฎีด้านสัมพัทธภาพสามารถคืนดีกันได้หรือไม่ ความมั่นใจในตนเองของเราลดลง กลศาสตร์ควอนตัมมีส่วนเกี่ยวข้องกับดาวเคราะห์หรือไม่ ทฤษฎีด้านสัมพัทธภาพเป็นทฤษฎีที่มีพลังงานเท่ากับมวลคูณความเร็วแสงยกกำลังสองหรือไม่ เดี๋ยวก่อน นั่นคือมวลหรือการเคลื่อนไหว มันเป็นนาทีใช่ไหม แม้ว่าคำถามนี้จะตอบยากมาก แต่คำถามนั้นง่ายเหมือนการถอดรหัสเนื้อเพลงของป๊อปสตาร์
ก่อนอื่นมาจัดการกับกลศาสตร์ควอนตัมและเป็นจุดเริ่มต้นที่ดี เพราะเป็นการศึกษาบางสิ่งที่เล็กมาก สสารและการแผ่รังสีในระดับอะตอมและระดับย่อยของอะตอม เมื่อนักวิทยาศาสตร์เริ่มเข้าใจอะตอม จริงๆแล้วฟิสิกส์แบบเก่าทั่วไปจำเป็นต้องมีการแก้ไขเล็กน้อย เพราะในขณะที่นักวิทยาศาสตร์มองไปที่อะตอม พวกมันไม่ได้ประพฤติตนเหมือนกับส่วนอื่นๆ ในจักรวาล ตัวอย่างเช่น อิเล็กตรอนไม่ได้โคจรรอบนิวเคลียสเหมือนดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ ถ้าเป็นเช่นนั้น อิเล็กตรอนจะพุ่งเข้าไปในนิวเคลียส
เห็นได้ชัดว่าฟิสิกส์คลาสสิกไม่ได้ตัดทอนในระดับอะตอม กลศาสตร์ควอนตัมจึงเกิดขึ้นจากความจำเป็นในการทำความเข้าใจว่าปรากฏการณ์เล็กๆนั้นทำหน้าที่แตกต่างจากเรื่องใหญ่ในทางด้านวิทยาศาสตร์อย่างไร สิ่งที่เราค้นพบคือโฟตอนสามารถทำหน้าที่เป็นอนุภาค ซึ่งมีมวลและพลังงาน และคลื่น ซึ่งมีเพียงพลังงานเท่านั้น นี่เป็นเรื่องใหญ่ อาจเป็นสองสิ่งพร้อมกัน และนั่นหมายความว่าส่วนที่เล็กที่สุดของเอกภพ มีความผันผวนอย่างมาก และไม่มีทางที่จะทราบตำแหน่งเฉพาะได้ตลอดเวลา
ตอนนี้เราเข้าใจแล้วว่ากลศาสตร์ควอนตัมได้ทำลายวิธีที่เราคิดเกี่ยวกับเอกภพ เมื่อเป็นเรื่องของสเกลที่เล็กที่สุด อนุภาคสามารถเป็นคลื่นได้ เป็นต้น เพื่อเพิ่มความสนุก หลักการความไม่แน่นอนของ กลศาสตร์ ควอนตัมบอกเราว่า เราไม่สามารถบอกได้ว่าอนุภาคอยู่ที่ไหน หรือเคลื่อนที่เร็วแค่ไหนในเวลาเดียวกัน ไอน์สไตน์ไม่มีมัน แนวคิดที่ว่าเราไม่สามารถบอกได้จริงๆว่า อนุภาคอยู่ที่ไหนหรือกำลังทำอะไรอยู่ คงสร้างความสับสนให้กับนักฟิสิกส์ที่อุทิศให้กับการนิยามวิธีการทำงานของจักรวาล
ซึ่งไอน์สไตน์ทำกับทฤษฎีของสัมพัทธภาพ ตอนนี้ไม่ต้องกลัว ทฤษฎีของสัมพัทธภาพมีแนวคิดใหญ่ 2 ประการ หนึ่งเกี่ยวกับอวกาศและเวลา อีกเรื่องเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วง อย่างที่คุณและฉันเห็น พื้นที่และเวลาอยู่เบื้องหลัง พวกเขากำลังแก้ไข พวกมันมีอยู่ตามลำดับเวลา และแบบเรียงเป็นก้อนเดียว ในทฤษฎีของสัมพัทธภาพ อวกาศและเวลาเป็นมิติเดียวที่เป็นอันหนึ่งอันเดียวกัน เรียกว่า Space time
แต่ประเด็นคือ Space time อาจมีขนาดใหญ่และเป็นหนึ่งเดียว แต่จะไม่แขวนอยู่ในพื้นหลัง ทฤษฎีของสัมพัทธภาพกล่าวว่า Space time สามารถได้รับผลกระทบจากสสาร นั่นหมายความว่าคุณ กำลังเปลี่ยนแปลงพื้นที่และเวลา ตกลงไม่ตรง มันเป็นเรื่องใหญ่มากที่ทำให้เกิดการแปรปรวนของ Space-time ตัวอย่างเช่น ดวงอาทิตย์กำลังโค้งอวกาศ-เวลาเข้าหามัน และนั่นหมายความว่าอย่างไร ดาวเคราะห์ที่เล็กกว่าจะโคจรรอบมัน ซึ่งนำเราไปสู่แรงโน้มถ่วง
อันที่จริง ทฤษฎีของสัมพัทธภาพไม่ใช่แค่ไอน์สไตน์ตบหลังนิวตันแล้วพูดว่าแรงโน้มถ่วงเป็นเหตุ ไอน์สไตน์ให้เหตุผลเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงแก่เราว่า ความโค้งของ Space-time ทำให้แรงโน้มถ่วงมีอยู่จริง และทำให้เอกภพมีพฤติกรรมอย่างที่มันเป็น แล้วปัญหาคืออะไร ไอน์สไตน์แสดงให้เราเห็นถึงวิธีการทำงานของเอกภพที่น่าทึ่ง และกลศาสตร์ควอนตัมแสดงให้เราเห็นถึงวิธีอันน่าทึ่งที่อนุภาคในระดับอะตอมและระดับย่อยของอะตอมทำงาน น่าเสียดายที่ไม่มีใครอธิบายอีกคนหนึ่ง
หมายความว่าต้องมีทฤษฎีที่ใหญ่กว่านั้นมาล้อมเอาไว้หรือเปล่า เราไม่สามารถเข้าใจได้ว่ากลศาสตร์ควอนตัม กับทฤษฎีของสัมพัทธภาพจะผนวกเข้ากันได้อย่างไร ไม่เป็นเช่นนั้น เพราะมันกลายเป็นว่าไม่มีใครทำงานจริงถ้าอีกฝ่ายหนึ่งเป็นจริง ไอน์สไตน์กล่าวว่า Space-time เป็นค่าคงที่ที่ราบรื่น และมีเพียงสิ่งใหญ่ๆ เท่านั้นที่สามารถบิดเบี้ยวมันได้ กลศาสตร์ควอนตัมกล่าวว่าส่วนที่เล็กที่สุดของเอกภพมีความผันผวนและเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา
ถ้ากลศาสตร์ควอนตัมถูกต้องและทุกอย่างเคลื่อนไหวอย่างคลุมเครือตลอดเวลา แรงโน้มถ่วงก็จะไม่เป็นไปตามที่ไอน์สไตน์ทำนายไว้ อวกาศก็จะต้องขัดแย้งกับทุกสิ่งรอบตัวตลอดเวลา และจะต้องปฏิบัติตามนั้นด้วย ยิ่งไปกว่านั้น กลศาสตร์ควอนตัมกล่าวว่าคุณไม่สามารถ ประกาศคำสั่งที่แน่นอนได้ คุณต้องจัดการกับการทำนายความน่าจะเป็นแทน ในทางกลับกัน ถ้าทฤษฎีของสัมพัทธภาพถูกต้อง สสารก็จะไม่ผันผวนรุนแรงขนาดนั้น ในบางจุด คุณจะรู้ได้ว่าสสารอยู่ที่ไหนและกำลังจะไปที่ไหน ซึ่งตรงกันข้ามกับกลศาสตร์ควอนตัม
แต่โปรดวางใจได้ว่านักวิทยาศาสตร์ นักฟิสิกส์ และผู้เชี่ยวชาญด้านเก้าอี้เท้าแขนต่างพยายามอย่างยิ่งยวดที่จะหาวิธีที่จะทำให้ทั้งสองคืนดีกัน ผู้นำอันดับหนึ่งคือทฤษฎีสตริง ซึ่งกล่าวว่าแทนที่จะเป็นอนุภาคที่ทำหน้าที่เป็นจุด มันทำหน้าที่เป็นสตริง นั่นหมายความว่ามันสามารถเคลื่อนที่และวนกลับมาซ้ำได้ และโดยทั่วไปจะทำสิ่งต่างๆ มากมายที่จุดจุดหนึ่งไม่สามารถทำได้ นอกจากนี้ยังสามารถส่งแรงโน้มถ่วงในระดับควอนตัมและการแพร่กระจายของอนุภาคบนเชือก
ในทางทฤษฎีจะทำให้บรรยากาศที่ตื่นตระหนกน้อยลงและบ้าคลั่งน้อยลง ซึ่งแน่นอนว่าเปิดทฤษฎีให้เห็นพ้องกับทฤษฎีของสัมพัทธภาพ แต่โปรดจำไว้ว่าทฤษฎีสตริงไม่เคยได้รับการยืนยันจากการทดลองใดๆ และมีการถกเถียงกันมากว่าสามารถพิสูจน์ได้หรือไม่ หากการทดลองที่ยิ่งใหญ่เช่นนี้เกิดขึ้น มันน่าจะเกิดขึ้นที่เครื่องเร่งอนุภาค ที่นั่นเราอาจพบพันธมิตรระดับสูง ซูเปอร์พาร์ทเนอร์เป็นส่วนหนึ่งของทฤษฎีสตริงที่กล่าวว่า แต่ละอนุภาคมีอนุภาคคู่ที่สมมาตรยิ่งยวดซึ่งไม่เสถียรและหมุนต่างกัน
อย่างเช่น อิเล็กตรอนกับซีเลคตรอนหรือกราวิตอนและโนกราวิตี้โชคดีสำหรับเรา ในปี 2010 เราพบหลักฐานของฮิกส์โบซอนตัวแรกเมื่อชนอนุภาคเข้าด้วยกัน ในเครื่องชนอนุภาคแฮดรอนขนาดใหญ่ ดังนั้นเราจึงอาจกำลังดำเนินการทดลองเพื่อพิสูจน์ทฤษฎีสตริง สปินอาจช่วยเราทดลองเกี่ยวกับการพัวพันทางควอนตัมซึ่งอิเล็กตรอนจะจับกันในสปินของกันและกัน มองเห็นได้ง่ายในพื้นที่ขนาดเล็ก
แต่นักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานเพื่อส่งโฟตอนไปในอวกาศและย้อนกลับมา เพื่อวัดว่ามันทำงานอย่างไรในระยะทางไกล และความโค้งของอวกาศและเวลา แต่เราอาจมองไปที่หลุมดำเพื่อค้นหาทฤษฎีของทุกสิ่งในหลุมดำ ซึ่งใช้ตามทฤษฎีของสัมพัทธภาพ และสิ่งที่เล็กมากๆ ที่ถูกบดขยี้ ซึ่งกลศาสตร์ควอนตัมอธิบายไว้ ดังนั้นหากเรากำหนดได้ว่าเกิดอะไรขึ้น หรืออะไรเปลี่ยนแปลง เมื่อสิ่งใหญ่กลายเป็นเล็ก เราก็อาจปรับกลศาสตร์ควอนตัมและทฤษฎีของสัมพัทธภาพให้ตรงกันได้
นานาสาระ: ข้อมูล การศึกษาเกี่ยวกับลักษณะของการพึ่งพาแหล่งข้อมูลที่น่าเชื่อถือ
