តើរលកទំនាញជាអ្វី និងការរកឃើញរបស់វា
រលកទំនាញគឺជាការរកឃើញដ៏គួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើលបំផុតមួយនៅក្នុងរូបវិទ្យាសម័យទំនើប ពីព្រោះវាផ្តល់ឱ្យមនុស្សនូវ "វិធីថ្មី" ដើម្បីសង្កេតមើលសកលលោក។ ខណៈពេលដែលតារាសាស្ត្រពីមុនពឹងផ្អែកលើពន្លឺ - ចាប់ពីពន្លឺដែលអាចមើលឃើញ វិទ្យុ អ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ រហូតដល់កាំរស្មីអ៊ិច - រលកទំនាញអនុញ្ញាតឱ្យយើងឮ "រំញ័រ" នៃលំហ និងពេលវេលា។ បាតុភូតនេះមិនមែនគ្រាន់តែជាទ្រឹស្តីនោះទេ។ រលកទំនាញត្រូវបានរកឃើញដោយផ្ទាល់ ដោយបើកជំពូកថ្មីមួយនៅក្នុងការស្រាវជ្រាវលោហធាតុ ជាពិសេសទាក់ទងនឹងវត្ថុខ្លាំងដូចជារន្ធខ្មៅ និងផ្កាយនឺត្រុង។
តើរលកទំនាញជាអ្វី?
និយាយឲ្យសាមញ្ញទៅ រលកទំនាញគឺជារលកតូចៗ ឬ "រលក" ដែលសាយភាយឆ្លងកាត់លំហ-ពេលវេលា ដោយសារតែការបង្កើនល្បឿននៃម៉ាស់ដ៏ធំមួយ។ គោលគំនិតនៃលំហ-ពេលវេលាមានប្រភពមកពីទ្រឹស្តីទូទៅនៃរ៉ឺឡាទីវីតេរបស់ អាល់ប៊ើត អែងស្តែង (១៩១៥) ដែលមើលឃើញទំនាញមិនមែនជាកម្លាំងទាក់ទាញដូចក្នុងរូបវិទ្យាញូតុននោះទេ ប៉ុន្តែជាកោងនៃលំហ និងពេលវេលា ដោយសារតែវត្តមាននៃម៉ាស់ និងថាមពល។ នៅពេលដែលម៉ាស់ធំៗផ្លាស់ទីតាមវិធីជាក់លាក់មួយចំនួន — ឧទាហរណ៍ រន្ធខ្មៅពីរដែលវិលជុំវិញគ្នា — កោងនៃលំហ-ពេលវេលាផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងស្វាហាប់ និងបញ្ចេញការរំខានដែលរាលដាលគ្រប់ទិសដៅ។ ការរំខានទាំងនេះត្រូវបានហៅថារលកទំនាញ។
រលកទំនាញធ្វើដំណើរក្នុងល្បឿនពន្លឺ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ឥទ្ធិពលរបស់វាទៅលើវត្ថុដែលវាឆ្លងកាត់គឺតូចខ្លាំងណាស់។ ស្រមៃមើលចំណុចពីរដែលមានចម្ងាយមួយគីឡូម៉ែត្រពីគ្នា៖ រលកទំនាញដែលឆ្លងកាត់អាចផ្លាស់ប្តូរចម្ងាយនោះតិចជាងអង្កត់ផ្ចិតនៃប្រូតុង។ ដូច្នេះ ទោះបីជាគំនិតនេះមានតាំងពីដើមសតវត្សរ៍ទី 20 ក៏ដោយ វាត្រូវការបច្ចេកវិទ្យាដ៏ទំនើបមិនគួរឱ្យជឿដើម្បីបញ្ជាក់វា។
ប្រភពនៃរលកទំនាញនៅក្នុងសកលលោក
មិនមែនចលនាម៉ាស់ទាំងអស់សុទ្ធតែបង្កើតរលកទំនាញដែលអាចវាស់វែងបានទេ។ ព្រឹត្តិការណ៍ប្រចាំថ្ងៃដូចជារថយន្តដែលកំពុងធ្វើចលនា ឬមនុស្សដែលកំពុងរត់ សុទ្ធតែបញ្ចេញរលកទំនាញតាមបច្ចេកទេស ប៉ុន្តែទំហំរបស់វាតូចពេកមិនអាចរកឃើញ។ រលកទំនាញដែលអាចសង្កេតឃើញជាធម្មតាមានប្រភពមកពីព្រឹត្តិការណ៍លោហធាតុដែលពាក់ព័ន្ធនឹងម៉ាស់ដ៏ធំសម្បើម ការបង្កើនល្បឿនខ្លាំង និងចលនាមិនស៊ីមេទ្រី។
ប្រភពសំខាន់ៗមួយចំនួននៃរលកទំនាញរួមមាន៖
១. ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃប្រហោងខ្មៅ
រន្ធខ្មៅពីរដែលវិលជុំវិញនឹងបាត់បង់ថាមពលតាមរយៈរលកទំនាញ ហើយគន្លងរបស់វានឹងរួមតូច ហើយនៅទីបំផុតវានឹងបុកគ្នា និងបញ្ចូលគ្នា។ ព្រឹត្តិការណ៍នេះនឹងបង្កើតសញ្ញារលកទំនាញដ៏មានឥទ្ធិពលមួយ។
២. ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃផ្កាយនឺត្រុង
ផ្កាយនឺត្រុងគឺជាស្នូលក្រាស់ និងនៅសល់នៃផ្កាយដ៏ធំមួយ។ នៅពេលដែលផ្កាយនឺត្រុងពីរបញ្ចូលគ្នា បន្ថែមពីលើការបង្កើតរលកទំនាញ ព្រឹត្តិការណ៍នេះក៏អាចបញ្ចេញពន្លឺក្នុងរលកពន្លឺផ្សេងៗគ្នា និងបង្កើតធាតុធ្ងន់ៗដូចជាមាសផងដែរ។
៣. ស៊ូពើណូវ៉ា និងការផ្ទុះផ្កាយដ៏ធំសម្បើម
ការដួលរលំនៃស្នូលរបស់ផ្កាយជួនកាលមិនស៊ីមេទ្រី ហើយអាចបញ្ចេញរលកទំនាញ ទោះបីជាការរកឃើញពួកវាពិបាកខ្លាំងណាស់ក៏ដោយ។
៤. ការបង្វិលមិនល្អឥតខ្ចោះរបស់ផ្កាយនឺត្រុង
ប្រសិនបើផ្កាយនឺត្រុងបង្វិលដោយមាន "ការប៉ះទង្គិច" បន្តិចបន្តួច ឬមានភាពមិនប្រក្រតី វាអាចបញ្ចេញរលកទំនាញជាបន្តបន្ទាប់។
៥. រលកទំនាញបឋម
វាត្រូវបានគេសន្និដ្ឋានថា សកលលោកដំបូងបានបង្កើតរលកទំនាញដែល "កក" ទៅក្នុងផ្ទៃខាងក្រោយលោហធាតុ។ ប្រសិនបើត្រូវបានរកឃើញ នេះអាចផ្តល់តម្រុយអំពីវិនាទីដំបូងបន្ទាប់ពី Big Bang។
ពីទ្រឹស្តីរបស់អែងស្តែងរហូតដល់ភស្តុតាងដំបូង
អែងស្តែងបានទស្សន៍ទាយរលកទំនាញនៅឆ្នាំ 1916 (ហើយបានកែលម្អវានៅឆ្នាំ 1918) ដោយផ្អែកលើសមីការនៃទ្រឹស្តីរ៉ឺឡាទីវីតេទូទៅ។ ប៉ុន្តែអស់រយៈពេលជាច្រើនទសវត្សរ៍មកហើយ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានជជែកវែកញែកថាតើរលកទំនាញជារបស់ពិត ឬគ្រាន់តែជាវត្ថុបុរាណគណិតវិទ្យាប៉ុណ្ណោះ។ ការលំបាកនេះកើតចេញពីការពិតដែលថាលំហអាកាសគឺជាឌីណាមិក។ ការយល់ដឹងអំពីអ្វីដែលអាចវាស់វែងបាន "ពិតប្រាកដ" មិនមែនតែងតែងាយស្រួលនោះទេ។
ចំណុចរបត់ដ៏សំខាន់មួយបានកើតឡើងនៅពាក់កណ្តាលសតវត្សរ៍ទី 20 នៅពេលដែលទ្រឹស្ដីរ៉ឺឡាទីវីតេបានវិវឌ្ឍ ហើយអ្នករូបវិទ្យាចាប់ផ្តើមយល់ថារលកទំនាញមានថាមពលពិតប្រាកដ។ ប្រសិនបើប្រព័ន្ធមួយបាត់បង់ថាមពលដោយបញ្ចេញរលកទំនាញ នោះគន្លង ឬចលនារបស់វាគួរតែផ្លាស់ប្តូរតាមរបៀបដែលអាចវាស់វែងបាន។
ភស្តុតាងប្រយោល៖ ផ្កាយរណបពីរប្រភេទ Hulse-Taylor
នៅឆ្នាំ 1974 តារាវិទូពីររូបគឺលោក Russell Hulse និងលោក Joseph Taylor បានរកឃើញប្រព័ន្ធផ្កាយ Pulsar គោលពីរមួយហៅថា PSR B1913+16។ ផ្កាយ Pulsar គឺជាផ្កាយនឺត្រុងដែលបញ្ចេញសញ្ញាវិទ្យុតាមកាលកំណត់ដូចជា "បង្គោលភ្លើងហ្វារ"។ នៅក្នុងប្រព័ន្ធគោលពីរ ផ្កាយ Pulsar វិលជុំវិញផ្កាយនឺត្រុងមួយផ្សេងទៀត។ គួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើលណាស់ រយៈពេលគន្លងនៃប្រព័ន្ធនេះកំពុងថយចុះយឺតៗ៖ វត្ថុទាំងពីរកំពុងធ្វើចលនាកាន់តែជិតគ្នា។
ការថយចុះនេះស្របគ្នាយ៉ាងច្បាស់លាស់ជាមួយនឹងការព្យាករណ៍របស់ទ្រឹស្តីរ៉ឺឡាទីវីតេទូទៅអំពីការបាត់បង់ថាមពលតាមរយៈរលកទំនាញ។ នេះផ្តល់នូវភស្តុតាងប្រយោលយ៉ាងខ្លាំងថារលកទំនាញមាន។ ចំពោះការរកឃើញនេះ Hulse និង Taylor បានទទួលរង្វាន់ណូបែលផ្នែករូបវិទ្យាឆ្នាំ 1993។
ការរកឃើញដោយផ្ទាល់៖ LIGO និងការ "ឮ" ការប៉ះទង្គិចគ្នានៃប្រហោងខ្មៅ
បើទោះបីជាមានភស្តុតាងប្រយោលដ៏គួរឱ្យជឿជាក់ក៏ដោយ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រនៅតែបន្តស្វែងរកដោយផ្ទាល់៖ ការចាប់យករលកទំនាញនៅពេលវាឆ្លងកាត់ផែនដី។ កិច្ចខិតខំប្រឹងប្រែងនេះប្រឈមមុខនឹងបញ្ហាប្រឈមសំខាន់ៗ ពីព្រោះទំហំនៃរលកមានទំហំតូចណាស់។ ដំណោះស្រាយគឺត្រូវប្រើឧបករណ៍វាស់ស្ទង់ឡាស៊ែរ ដែលជាឧបករណ៍មួយដែលអាចវាស់ការប្រែប្រួលចម្ងាយតិចតួចបំផុត។
តើ LIGO ដំណើរការយ៉ាងដូចម្តេច?
LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) គឺជាគម្រោងធំមួយនៅសហរដ្ឋអាមេរិក ដែលមានកន្លែងសំខាន់ៗពីរ៖ មួយនៅ Hanford រដ្ឋ Washington និងមួយទៀតនៅ Livingston រដ្ឋ Louisiana។ កន្លែងនីមួយៗមានដៃអន្តរហ្វឺរ៉ូម៉ែត្រប្រវែង ៤ គីឡូម៉ែត្រ។ ធ្នឹមឡាស៊ែរត្រូវបានបែងចែកជាពីរធ្នឹមដែលធ្វើដំណើរទៅមកតាមបណ្តោយដៃទាំងនោះ បន្ទាប់មកបញ្ចូលគ្នាឡើងវិញ។ នៅពេលដែលរលកទំនាញឆ្លងកាត់ វាផ្លាស់ប្តូរប្រវែងដៃដែលមានប្រសិទ្ធភាពបន្តិចបន្តួច ដោយបង្កើតជាលំនាំជ្រៀតជ្រែកដែលអាចវាស់វែងបាន និងផ្លាស់ប្តូរ។
ការមានឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាពីរនៅទីតាំងផ្សេងៗគ្នាគឺមានសារៈសំខាន់ណាស់ ដើម្បីធានាថាសញ្ញាដែលសង្កេតឃើញមិនមែនដោយសារតែការជ្រៀតជ្រែកក្នុងមូលដ្ឋាន (ដូចជាការរញ្ជួយដីតូចមួយ រំញ័រយានយន្ត ឬកត្តាបរិស្ថានផ្សេងទៀត)។ ប្រសិនបើឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាទាំងពីរឃើញលំនាំស្របគ្នាជាមួយនឹងការយឺតយ៉ាវពេលវេលាសមហេតុផល សញ្ញានោះទំនងជារលកទំនាញពីលំហ។
ការរកឃើញដំបូង៖ GW150914
នៅថ្ងៃទី១៤ ខែកញ្ញា ឆ្នាំ២០១៥ LIGO បានរកឃើញសញ្ញាមួយដែលក្រោយមកមានឈ្មោះថា GW150914។ សញ្ញានេះមានប្រភពមកពីការរួមបញ្ចូលគ្នានៃប្រហោងខ្មៅពីរដែលមានម៉ាស់ប្រហែលដប់ដងនៃម៉ាស់ព្រះអាទិត្យ ដែលកើតឡើងនៅចម្ងាយជាងមួយពាន់លានឆ្នាំពន្លឺពីផែនដី។ ព្រឹត្តិការណ៍នេះបានបង្កើតជា "សំឡេងគ្រហឹមៗ"៖ ការកើនឡើងយ៉ាងឆាប់រហ័សនៃប្រេកង់ និងទំហំដែលឈានដល់កម្រិតកំពូល នៅពេលដែលប្រហោងខ្មៅទាំងពីរបញ្ចូលគ្នា បន្ទាប់មកក៏ស្រកទៅវិញ។
ការប្រកាសជាផ្លូវការត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងខែកុម្ភៈ ឆ្នាំ២០១៦ ហើយត្រូវបានសាទរភ្លាមៗថាជាព្រឹត្តិការណ៍សំខាន់មួយ។ ការរកឃើញនេះមិនត្រឹមតែបញ្ជាក់ដោយផ្ទាល់អំពីរលកទំនាញប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាក៏ជាការរកឃើញដោយផ្ទាល់លើកដំបូងនៃប្រព័ន្ធប្រហោងខ្មៅគោលពីរផងដែរ។
ចំពោះការរួមចំណែកដ៏សំខាន់របស់ពួកគេចំពោះ LIGO រង្វាន់ណូបែលរូបវិទ្យាឆ្នាំ 2017 ត្រូវបានប្រគល់ជូនលោក Rainer Weiss, Barry C. Barish និង Kip S. Thorne។
ហេតុអ្វីបានជាការរកឃើញរលកទំនាញមានសារៈសំខាន់?
ការរកឃើញរលកទំនាញត្រូវបានគេហៅថាជាការចាប់ផ្តើមនៃយុគសម័យនៃតារាសាស្ត្ររលកទំនាញ។ មានហេតុផលជាច្រើនដែលធ្វើឱ្យវាក្លាយជាបដិវត្តន៍៖
១. បើក «អារម្មណ៍» ថ្មីៗ ដើម្បីសង្កេតមើលសកលលោក
វត្ថុលោហធាតុជាច្រើន ដូចជាប្រហោងខ្មៅ មិនបញ្ចេញពន្លឺដែលងាយស្រួលរកឃើញនោះទេ។ រលកទំនាញអនុញ្ញាតឱ្យយើងសិក្សាវត្ថុទាំងនេះដោយផ្ទាល់តាមរយៈឥទ្ធិពលរបស់វាទៅលើលំហអាកាស។
២. ការធ្វើតេស្តទ្រឹស្តីទ្រឹស្តីទូទៅក្រោមលក្ខខណ្ឌធ្ងន់ធ្ងរ
ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃប្រហោងខ្មៅពាក់ព័ន្ធនឹងទំនាញផែនដីខ្លាំងមិនគួរឱ្យជឿ និងល្បឿនលឿនមិនគួរឱ្យជឿ។ ពួកវាជាមន្ទីរពិសោធន៍ធម្មជាតិសម្រាប់សាកល្បងទ្រឹស្តីរបស់អែងស្តែងក្នុងស្ថានភាពធ្ងន់ធ្ងរដែលពិបាកចម្លងនៅលើផែនដី។
៣. ស្វែងយល់ពីប្រភពដើមនៃធាតុធ្ងន់ៗ
ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃផ្កាយនឺត្រុងត្រូវបានបង្ហាញថាមានទំនាក់ទំនងជាមួយនឹងការបង្កើតធាតុធ្ងន់ៗតាមរយៈដំណើរការ r (ការចាប់យកនឺត្រុងយ៉ាងលឿន)។ នេះជួយឆ្លើយសំណួរថា តើមាស និងផ្លាទីនមកពីណានៅក្នុងសកលលោក?
៤. ការគូសផែនទីចំនួនប្រជាជននៃប្រហោងខ្មៅ និងផ្កាយនឺត្រុង
ដោយមានការរកឃើញជាច្រើន អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអាចវាស់ស្ទង់ការចែកចាយម៉ាស់ អត្រាបញ្ចូលគ្នា និងប្រវត្តិនៃការបង្កើតវត្ថុតូចៗទាំងនេះ។
Penutup
រលកទំនាញគឺជារលកនៅក្នុងលំហអាកាសដែលត្រូវបានព្យាករណ៍ដោយអែងស្តែងកាលពីជាងមួយសតវត្សរ៍មុន ហើយទីបំផុតត្រូវបានបញ្ជាក់តាមរយៈភស្តុតាងដោយប្រយោលនៅក្នុងផ្កាយរណបប៊ីណារី និងការរកឃើញដោយផ្ទាល់ដោយ LIGO ក្នុងឆ្នាំ ២០១៥។ ការរកឃើញនេះមិនមែនគ្រាន់តែជាសមិទ្ធផលបច្ចេកទេសនោះទេ ប៉ុន្តែជាការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងរបៀបដែលមនុស្សមើលឃើញលោហធាតុ៖ ឥឡូវនេះយើងអាច "ស្តាប់" លោហធាតុ មិនមែនគ្រាន់តែឃើញវានោះទេ។ នៅពេលដែលឧបករណ៍រាវរកថ្មី និងកិច្ចសហការសកល (ដូចជា Virgo នៅអឺរ៉ុប KAGRA នៅប្រទេសជប៉ុន និង LISA ដែលបានគ្រោងទុកនៅក្នុងលំហ) វិវឌ្ឍ អនាគតនៃវិស័យតារាសាស្ត្ររលកទំនាញត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងកាន់តែសម្បូរបែប ដែលនាំយើងឱ្យកាន់តែខិតជិតទៅរកចម្លើយចំពោះអាថ៌កំបាំងដ៏អស្ចារ្យបំផុតរបស់លោហធាតុ។
