image

ในหนังมหากาพย์จักรวาลไซไฟ อย่าง “สตาร์วอร์ส” และ “สตาร์เทรค” จะเป็นภาพยนตร์เชิงวิทยาศาสตร์หรือจะเรียกสั้นๆว่า “ไซไฟ” ก็ได้ ที่ถือว่าเป็นหนังแห่งยุคอนาคตเลยก็ว่าได้ ด้วยความล้ำๆหน้าทางเทคโนโลยีต่างๆแล้ว
* อาทิเช่น – การวาร์ปด้วยความเร็วแสง/เครื่องย้ายมวลสาร/เดินทางผ่านรูหนอน/ยานอวกาศสุดไฮเทค/อาวุธยุทโธปกรณ์ เป็นต้น.

ซึ่งเทคโนโลยีเหล่านี้เป็นสิ่งที่มนุษย์ในปัจจุบันพยายามค้นคว้าทดลองมากันโดยตลอด ซึ่งบางอย่างนั้นก็เริ่มที่จะมีเคล้าโครงความจริงขึ้นมาบ้างแล้ว…
ก็ต้องขอขอบคุณเหล่านักวิทยาศาสตร์/นักวิจัย ที่ลองผิดลองถูกจนประสบผลความสำเร็จมาได้ในระดับนึงแล้วนะครับ และก็แน่นอนว่าในอนาคตนั้นเทคโนโลยีก็จะก้าวต่อไปเรื่อยๆอย่างไม่หยุดยั้ง

ซึ่งในวันนี้เราได้หยิบยกเทคโนโลยี 2 อย่างที่คล้ายคลึงกัน ของ “สตาร์วอร์ส” และ “สตาร์เทรค” มาได้อ่านกัน
โดยเทคโนโลยีที่ว่านี้ก็คือ “ไฮเปอร์ไดรฟ์” ของสตาร์วอร์ส และ “วาร์ปไดรฟ์” ของสตาร์เทรค
ดังนั้นเราไปเข้าประเด็นของบทความนี้กันเลยดีกว่า…

ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ ไม่มีสิ่งใดเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าแสง เพราะวัตถุใดเคลื่อนที่ใกล้อัตราเร็วของแสง วัตถุนั้นจะยิ่งหนักขึ้น เร่งความเร็วยากขึ้น ที่อัตราเร็วแสงวัตถุจะหนักเป็นอนันต์ อัตราเร็วแสงจึงถือเป็นขีดจำกัดของเอกภพ
…แต่ตอนที่เอกภาพได้ถือกำเนิดขึ้นใหม่ๆจากการระเบิดครั้งใหญ่(บิ๊กแบง) ในระยะเวลาสั้นๆนั้น มันได้ขยายตัวออกไปด้วยความเร็วมหาศาล เป็นความเร็วที่มากกว่าความเร็วแสงหลายเท่า ดังนั้น ตัวของเอกภพเองคือกาลอวกาศ (spacetime) ถือเป็นข้อยกเว้น มันสามารถเร็วกว่าแสงได้…

โดยในสตาร์วอร์ส (Star Wars) เรียกระบบขับเคลื่อนในช่วงอัตราเร็ว “ต่ำๆ” นี้ว่าระบบขับเคลื่อนด้วยอัตราเร็วต่ำกว่าแสง (sublight drive) ส่วนในสตาร์เทร็ค (Star Trek) เรียกว่าอิมพัลส์ ไดร์ฟ (impulse drive)
…แต่ถ้าหากใช้อัตราเร็วอันเชื่องช้าท่องอวกาศ ก็คงจะไปไหนไม่ได้ไกลอยู่ดี เพราะกาแล็กซีนั้นกว้างใหญ่ระดับ100,000 ปีแสง ดังนั้น ผู้แต่งเรื่องสตาร์วอร์สจึงต้องคิด (มโน) อวกาศมิติใหม่ขึ้นมาเรียกว่าไฮเปอร์สเปซ (hyperspace) โดยในไฮเปอร์สเปซนี้ยานอวกาศสามารถเคลื่อนที่ได้เร็วแทบไม่จำกัด เพียงแต่ต้องมีอุปกรณ์ ไฮเปอร์ไดรฟ์ (hyperdrive) ติดอยู่ด้วยเท่านั้น คำว่า ไฮเปอร์ (hyper) ที่ว่านี้แปลตรงๆ ว่า เหนือกว่า (ปกติ) ซึ่งบ่งเป็นนัยว่ามิติใหม่ไฮเปอร์สเปซเป็นสถานที่ที่คุณทำความเร็วได้เหนือกว่ามิติที่มีอยู่คือ อวกาศจริง (real space) นั่นเอง

image
Millennium Falcon ยานมิลเลนเนียม ฟอลคอน

ในการเข้าสู่ไฮเปอร์สเปซ ยานจะต้องเร่งความเร็วขึ้นไปเรื่อยๆ จนใกล้ความเร็วแสง จากนั้นจะกระโดดเข้าสู่ไฮเปอร์สเปซโดยใช้ผลทางควอนตัม นั่นคือ เวลาที่ใช้ในการเปลี่ยนมิติจะต้องสั้นมากๆ ระดับเวลาของพลังค์ (Planck’s time) หรือประมาณ 10 ยกกำลัง -43 วินาที
…แต่การขับเคลื่อนด้วยไฮเปอร์ไดร์ฟก็มีจุดอ่อนเหมือนกัน เพราะยานจะพุ่งผ่านดวงดาว หรือเฉียดเข้าบริเวณที่มีพลังงานสูงมากๆ (อย่างซูเปอร์โนวา) ไม่ได้ จึงต้องคำนวนเส้นทางให้รัดกุม ที่สำคัญคือ บริเวณที่จะกระโดดเข้าสู่ไฮเปอร์สเปซจะต้องมีแรงโน้มถ่วงอ่อนๆ อีกด้วย นี่เองเป็นจุดที่ทำให้ยานรบของฝ่ายจักรวรรดิติดเครื่องสร้างแรงโน้มถ่วงเทียม เพื่อหลอกให้ระบบไฮเปอร์ไดร์ฟของฝ่ายขบถไม่ทำงาน จะได้หนีไปไหนไกลๆ ไม่ได้…

image
การเดินทางด้วยไฮเปอร์ไดรฟ์ เมื่อมองจากภายในยาน

ก็จบลงไปกับการวาร์ปของสตาร์วอร์สกันแล้วนะครับ คราวนี้เรามาดูการวาร์ปของสตาร์เทร็คกันบ้าง

ผู้สร้างสตาร์เทรคบอกว่า แม้ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษจะจำกัดความเร็วของวัตถุว่าต้องต่ำกว่าแสงก็ตาม แต่ทฤษฎีนี้ใช้ได้ในกรณีที่ผู้สังเกตอยู่ในกรอบอ้างอิงที่ไม่มีความเร่ง หรือไม่มีแรงโน้มถ่วงเท่านั้น ซึ่งหากพูดโดยใช้ภาษาสัมพัทธภาพก็จะบอกว่ากาล-อวกาศมีลักษณะ “แบนเรียบ” (flat space-time) แต่หากมีความโน้มถ่วง เพราะมีมวลสารอยู่ใกล้ๆ (เช่น ดาวฤกษ์ หรือหลุมดำ) กาล-อวกาศบริเวณนั้นก็จะเกิดสภาพบิดเบี้ยว เรียกว่า วาร์ป (warp)

image

สตาร์เทรคจับจุดนี้มาเล่นโดยให้ยานอวกาศติดตั้งระบบที่สามารถทำให้กาล-อวกาศ บิดเบี้ยวเกิดเป็น “โพรง” ขึ้นมา เรียกว่า ระบบขับเคลื่อนวาร์ป (warp drive หรือ warp propulsion system) ระบบนี้จะทำให้อวกาศด้านหน้ายานหดตัว และอวกาศด้านหลังยานยืดตัวออก ส่งผลให้ยานเคลื่อนที่ด้วยค้วยความเร็วสูงกว่าความเร็วแสงเมื่อมองไกลๆ จาก “นอกโพรง”  แต่ยังเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วต่ำกว่าแสง หากมองจากบริเวณรอบๆ ตัวยาน “ในโพรง” (เพื่อจะได้ไม่ขัดกับทฤษฎีสัมพัทภาพพิเศษ)

image
ยานเอนเทอร์ไพรส์ ขณะเคลื่อนที่ด้วยวาร์ปสปีด

* ความเร็ววาร์ป (warp speed) ระบุด้วยแฟกเตอร์วอร์ป (warp factor) จาก 1-10 แบบไม่เป็นเส้นตรง โดยวาร์ป 1 คือ อัตราเร็วแสง วารป์ 2 คือ 10 เท่าของอัตราเร็วแสง วาร์ป 3 คือ 39 เท่าของอัตราเร็วแสง ไปเรื่อยๆ จนถึงวาร์ปสูงๆ เช่น วอร์ป 9.9999 คือ 199,516 เท่าของอัตราเร็วแสง ส่วนวาร์ปแฟกเตอร์ 10 นั้นทำไม่ได้จริง เพราะอัตราเร็วของยานจะเป็นอนันต์  (ในหนังเคยเห็นยานเบิร์ดออฟเพรย์ของคลิงออนใช้แค่วอร์ป 9.2 ก็ทำให้ยานเริ่มสั่นๆ จนชิ้นส่วนภายในยานหลุดกระเด็น แถมควันโขมงแล้ว)

อย่างไรก็ตามเทคโนโลยีของทั้ง 2 อย่างนี่ ก็ยังเป็นเรื่องของอนาคตที่มนุษย์ยังต้องพยายามหาวิธีที่ถูกต้องและชัดเจนกันต่อไปนะครับ และถ้าให้เลือก คุณล่ะจะเลือกวิธีวาร์ปของ “สตาร์วอร์ส” หรือ “สตาร์เทรค” ?

★ขอบคุณข้อมูลจาก : indepencil | gotoknow