เราเดินทางเร็วกว่าแสงได้ไหม

การเดินทางเร็วกว่าแสง เป็นแนวคิดที่น่าตื่นตาตื่นใจ ดึงดูดความสนใจของมนุษย์มายาวนาน เปรียบเสมือนการก้าวข้ามขีดจำกัดของจักรวาล เดินทางไปยังดินแดนอันไกลโพ้นที่ไม่เคยสัมผัส

อะไรเดินทางเร็วที่สุดในจักรวาล

ณ ตอนนี้ สิ่งที่เดินทางเร็วที่สุดในจักรวาลที่เราทราบแน่ชัดคือ แสง เนื่องจากแสงในสุญญากาศ มีความเร็ว 299,792,458 กิโลเมตรต่อวินาที หรือประมาณ 1080 ล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง ซึ่งเร็วมากจนยากจะจินตนาการ ตัวอย่างเช่น แสงสามารถเดินทางรอบโลกได้ 7 รอบ ในเวลาเพียง 1 วินาที

อย่างไรก็ตาม ยังมี วัตถุ บางประเภทที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว ใกล้เคียง แสง เช่น:

• ยานสำรวจอวกาศปาร์คเกอร์ โซลาร์ โพรบ: ยานอวกาศที่มุ่งหน้าสู่ดวงอาทิตย์ ปัจจุบันมีความเร็วสูงสุด 163 กิโลเมตรต่อวินาที
• พลาสมาที่ถูกขับออกมาจากหลุมดำ: นักดาราศาสตร์เคยตรวจพบพลาสมาที่พุ่งออกมาจากหลุมดำในกาแลคซีอื่น เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 9,650,000 กิโลเมตรต่อวินาที
• อนุภาคบางชนิด: อนุภาคบางชนิด เช่น นิวตริโน สามารถเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว ใกล้เคียง แสง ขึ้นอยู่กับสภาวะแวดล้อม

แต่ อนุภาคเหล่านี้ ไม่ถือว่า เดินทางเร็วกว่าแสง เพราะความเร็วของมันจะลดลงเมื่ออยู่ในสสาร ทว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ชี้ไปว่าการเดินทางเร็วกว่าแสงนั้นเป็นไปไม่ได้ เพราะขัดต่อกฎพื้นฐานของฟิสิกส์

ทำไมถึงเป็นไปไม่ได้?

1. ความเร็วแสง คือ ขีดจำกัดสูงสุด ของจักรวาล ทุกสิ่งทุกอย่างในจักรวาล ไม่ว่าจะเป็นวัตถุ พลังงาน หรือแม้แต่ข้อมูล จะไม่สามารถเคลื่อนที่เร็วกว่าแสงได้
2. การเร่งวัตถุ ให้เข้าใกล้ความเร็วแสง ต้องใช้พลังงานมหาศาล ยิ่งใกล้ความเร็วแสง พลังงานที่ต้องการจะยิ่งมากขึ้นจนไม่มีที่สิ้นสุด
3. มวล ของวัตถุจะ เพิ่ม ขึ้นอย่างมหาศาล เมื่อเข้าใกล้ความเร็วแสง ส่งผลต่อโครงสร้างและพฤติกรรมของสสารในแบบที่เราไม่เข้าใจ
4. กาลเวลา จะ บิดเบี้ยว ไป เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ใกล้ความเร็วแสง ส่งผลต่อลำดับเหตุการณ์ ความเป็นจริง และอาจเกิดปรากฏการณ์ขัดแย้งทางตรรกะ

อย่างไรก็ตาม นักฟิสิกส์บางกลุ่มยังคง ตั้งสมมติฐาน และ ค้นคว้าวิจัย เกี่ยวกับโอกาสการเดินทางเร็วกว่าแสง แนวคิดที่เป็นไปได้ เช่น:

• การเดินทางผ่านรูหนอน อุโมงค์ทฤษฎีที่เชื่อมต่อสองจุดในอวกาศ-กาล ช่วยให้ข้ามระยะทางมหาศาลโดยไม่ต้องเดินทางไกล
• การบิดเบี้ยวอวกาศ-กาล ด้วยพลังงานมหาศาล สร้าง “ทางลัด” ในอวกาศ ช่วยให้วัตถุเคลื่อนที่เร็วกว่าแสงภายในบริเวณจำกัด
• การเดินทางผ่านมิติเพิ่มเติม เอกภพของเราอาจมีมิติมากกว่า 4 มิติ การเดินทางข้ามมิติเหล่านี้อาจช่วยให้หลุดพ้นจากข้อจำกัดความเร็วแสง

แม้การเดินทางเร็วกว่าแสง ในปัจจุบันยังคงเป็นแค่ ความฝัน แต่ความพยายามศึกษาค้นคว้าเหล่านี้ ล้วนผลักดันขอบเขตความรู้ของเรา นำไปสู่การค้นพบทางวิทยาศาสตร์ใหม่ ๆ และเปลี่ยนมุมมองของเราต่อจักรวาล

ยานอวกาศเคลื่อนที่เร็วประมาณเท่าไหร่

ความเร็วของยานอวกาศนั้น ขึ้นอยู่กับ ประเภท ของยานอวกาศ จุดมุ่งหมาย และ ช่วงเวลา ของการเดินทาง

โดยทั่วไป ยานอวกาศสามารถแบ่งออกเป็น 3 ประเภทหลัก ๆ ดังนี้:

1. ยานอวกาศวงโคจร:

• ยานอวกาศที่โคจรรอบโลก เช่น ดาวเทียม GPS สื่อสาร มักมีความเร็วอยู่ที่ ประมาณ 27,300 กิโลเมตรต่อชั่วโมง
• ยานอวกาศที่โคจรรอบดาวเคราะห์อื่น เช่น ยานอวกาศมาร์ส โปรบ มักมีความเร็วที่หลากหลาย ขึ้นอยู่กับวงโคจรและจุดมุ่งหมาย

2. ยานอวกาศระหว่างดาวเคราะห์:

• ยานอวกาศที่เดินทางระหว่างดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ เช่น ยานวอยเอจเจอร์ 1 & 2 มักใช้แรงดึงดูดของดาวเคราะห์เพื่อเร่งความเร็ว
• ความเร็วสูงสุดที่เคยบันทึกไว้คือ ยานอวกาศปาร์คเกอร์ โซลาร์ โพรบ ที่ความเร็ว 163 กิโลเมตรต่อวินาที หรือ 585,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง

3. ยานอวกาศระหว่างดวงดาว:

• ยานอวกาศที่เดินทางออกนอกระบบสุริยะ เช่น ยานวอยเอจเจอร์ 1 & 2
• ความเร็วของยานอวกาศประเภทนี้จะ ค่อยๆ ลดลง เมื่อมันเคลื่อนที่ออกห่างจากแรงดึงดูดของดวงอาทิตย์
• ยานวอยเอจเจอร์ 1 ปัจจุบันมีความเร็ว ประมาณ 62,137 กิโลเมตรต่อชั่วโมง

ตัวอย่างความเร็วของยานอวกาศบางลำ:

• ยานอวกาศนานาชาติ (ISS): 27,700 กิโลเมตรต่อชั่วโมง
• ยานอวกาศฮับเบิล: 28,800 กิโลเมตรต่อชั่วโมง
• ยานอวกาศแชนด์รา: 28,800 กิโลเมตรต่อชั่วโมง
• ยานอวกาศมาร์ส โปรบ: 20,800 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (ความเร็วสูงสุด)
• ยานอวกาศวอยเอจเจอร์ 1: 62,137 กิโลเมตรต่อชั่วโมง
• ยานอวกาศปาร์คเกอร์ โซลาร์ โพรบ: 585,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (ความเร็วสูงสุด)

บทสรุปการเดินทางเร็วกว่าแสง

การเดินทางเร็วกว่าแสง เป็นแนวคิดที่มนุษย์ใฝ่ฝันมานาน ดึงดูดจินตนาการด้วยโอกาสในการท่องอวกาศอันกว้างใหญ่ ไขความลับของจักรวาล และเชื่อมต่อกับอารยธรรมอื่นๆ อย่างไรก็ตาม ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ การเดินทางเร็วกว่าแสงนั้น เป็นไปไม่ได้ เพราะขัดต่อกฎพื้นฐานของฟิสิกส์