[Relativity:3] ความผิดพลาดของกฏแห่งฟิสิกส์ยุคเก่า

     ต่อมาจากการทีเรามีสัมพัทธภาพแบบของกาลิเลโอ ใช้กันซึ่งมันก็ดูจะสอดรับกฎต่างๆของนิวตัน ที่นิวตันมาเสนอในเวลาต่อมาได้ดีชนิดที่ว่าไม่มีที่ติ และชาวโลกเราได้ใช้มันอธิบายปรากฏการณ์ทางธรรมชาติได้ตรงและแม้นยำ อย่างน้อยก็ในสมัยนั้นนะ เวลาผ่านไป ผ่านไป... หลายร้อยปี ผ่านมารุ่นต่อรุ่น จนในที่สุดปัญหาก็เริ่มมา เมื่อมีตาแมกซเวลล์ (ที่มองหน้าแล้วนึกถึงซานต้า) ค้นพบปัญหาขอบความไม่สอดรับกันของกฎของนิวตัน และสัมพันทธภาพแบบนี้ยังไม่เข้าไปสอบรับกับการอธิบายพฤติกรรมและนิสัยส่วนตัวของคลื่นตามสมการคลื่นได้

     สิ่งที่กล่าวมานี้ก็เลยเป็นสัญญาณของการเปลี่ยนแปลงครั้งใหม่ ครั้งยิ่งใหญ่ให้กับวงการฟิสิกส์ เพื่อเปิดมุมมองใหม่ให้กับชาวโลกได้รู้ถึงความเป็นจริง ที่ถูกเข้าใจผิดกันมาหลายร้อยปี

     หนึ่งในสิ่งที่ทำให้ความเชื่อเดิมๆ ผิดพลาดไปนั้นก็คือเรื่องของความเร็วแสงครับ แสงมีความเร็วประมาณ c=299 792 458 เมตรต่อวินาที ซึ่งถือว่าเร็วสุดๆ(เร็วขนาดนี้ก็ยังมีคนไปวัดมาจนได้นะ) ด้วยความเร็วระดับนี้มันสามารถเที่ยววนรอบโลกได้เจ็ดรอบครึ่งภาคในเวลาหนึ่งวินาที

ตามหลังสัมพัทธภาพและแนวคิดพื้นฐานของเราๆทุกคน น่าจะเห็นความเร็วแสงเป็นแบบนี้

แต่เมื่อเอาเข้าจริงสิ่งที่เราวัดได้กลับเป็น

นั้นคือไม่ว่าคุณจะอยู่ด้วยความเร็วระดับใดเราก็จะเห็นแสงเคลื่อนผ่านไปด้วยความเร็วเท่ากัน ขัดแต่หลักสัมพัทธภาพแบบกาลิเลโอที่เคยมีมาเต็มๆ

     ทีนี้เราก็มาเริ่มทำการทดลองในความคิดกันต่อนะครับ ถ้าเราเปลี่ยนจากลูกบอลเป็นลำแสง และยกเครื่องรถใหม่ให้มีความเร็วได้ถึงครึ่งหนึ่งของความเร็วแสง (ไม่ต้องมาสงสัยว่าอัพความเร็วที่ไหนมา มันเรื่องสมมุติ) ถ้าเป็นคนที่อยู่กับต้นไม้ เราก็จะเห็นรถวิ่งด้วยความเร็ว ครึ่งc และแสงเดินทางด้วยความเร็ว c

ส่วนที่เราเป็นคนที่อยู่บนรถ เราก็จะเห็นความเร็วแสงเป็น c เหมือนเดิม แต่คนและต้นไม้ จะถอยหลังไปด้วยความเร็วครึ่ง c

ลองเอาสิ่งที่ได้มาสร้างกราฟตำแหน่งกับเวลาเหมือนเดิม

      และนี้ก็เป็นในมุมมองของรถ

เราก็จะสังเกตได้ว่า การจับบิดของแกนแบบเดิมนั้นไม่ใช่ทางออกสำหรับปัญหานี้ เพราะจะบิดกราฟอย่างไง ผลที่ได้ออกมาก็ไม่เหมือนกันอยู่ดี...

     เจอปัญหาแล้วเราควรจะทำอย่างไรดีละ ต่อไปจะเป็นส่วนที่เกี่ยวกับ ป๋าไอสแล้ว วิธีการแก้ปัญหาที่เกิดนี้ ด้วยความคิดที่หลุดกรอบไปซักหน่อยแต่มันก็เป็นจุดเริ่มต้นของอะไรหลายๆอย่างต่อมา...

ขอขอบคุณอีกครั้งกับ: หนังสือเรื่อง Guide to Relativity ของ Tatsu Takeuchi