แรงเสียดทานในสุญญากาศ

By: terminus
Writer
on Sat, 12/02/2011 - 22:40

ถ้าคิดว่าลูกข่างที่หมุนในสุญญากาศจะหมุนตลอดไปชั่วกาลปาวสาน คุณอาจจะคิดผิดก็ได้ เพราะนักฟิสิกส์บอกว่าวัตถุที่หมุนในสุญญากาศจะมีแรงเสียดทานฉุดให้มันหยุดหมุน ไม่ช้าก็เร็ว

Alejandro Manjavacas และ F. Javier García de Abajo แห่ง Spanish National Research Council เสนอทฤษฎีจากการคำนวณว่าวัตถุที่หมุนๆ อยู่ในสุญญากาศจะเจอโฟตอนพุ่งเข้าชนตลอดเวลา โฟตอนที่เข้าชนในทิศทางตรงกันข้ามกับการหมุนจะเกิดแรงปะทะมากกว่าโฟตอนที่ชนในทิศทางเดียวกับการหมุน ดังนั้นผลรวมของทั้งสองแรงก็จะทำให้เกิดแรงที่ฉุดให้วัตถุหมุนช้าลงๆ จนกระทั่งหยุดในที่สุด

เอ๊ะ ช้าก่อน แล้ว "โฟตอน" มาจากไหนหละ?

โฟตอนที่ทั้งสองพูดถึงเป็น "โฟตอนเสมือน" (virtual photon) ตามหลักความไม่แน่นนอนของทฤษฎีกลศาสตร์ควอนตัม กล่าวคือ ในอวกาศที่เราคิดว่ามันว่างๆ มันไม่ได้ว่างอย่างที่เราคิด ความเป็นจริงมันจะมีโฟตอนเกิดขึ้นและดับไปอยู่ตลอดเวลา แม้ว่าอายุของโฟตอนเสมือนเหล่านี้จะสั้นมากจนไม่สามารถตรวจวัดได้ แต่มันก็สามารถสร้างแรงทางแม่เหล็กไฟฟ้าบนวัตถุที่มันชนได้เหมือนโฟตอนปกติทุกประการ

แรงเสียดทานในสุญญากาศนี้จะมากน้อยแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับขนาดและชนิดของวัตถุ วัตถุที่มีขนาดใหญ่และไม่มีคุณสมบัติดูดซับพลังงานจากโฟตอนก็จะเกิดแรงเสียดทานตามทฤษฎีนี้น้อยมาก ขณะที่วัตถุเล็กๆ จะได้รับผลกระทบจากแรงนี้มากกว่า นอกจากนี้อุณหภูมิก็สำคัญด้วย เพราะยิ่งอุณหภูมิสูงเท่าไร โฟตอนเสมือนก็จะเกิดได้มากเท่านั้น จากการคำนวณ ก้อนแกรไฟต์ขนาด 100 นาโนเมตรจะใช้เวลา 10 ปีในการลดความเร็วลงเหลือ 1 ใน 3 ของความเร็วเดิมที่อุณหภูมิห้อง แต่ถ้าเพิ่มอุณหภูมิเป็น 700 C ก็จะใช้เวลาเพียง 90 วัน หรือถ้าอยู่ในอวกาศบริเวณที่เย็นๆ ก็ต้องใช้เวลา 2.7 ล้านปี

ตอนนี้ทฤษฎีนี้ยังไม่มีผลการทดลองยืนยัน เพราะว่าขั้นตอนในทางปฏิบัติจำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีสุญญากาศและเทคโนโลยีเลเซอร์ขั้นสูงล้ำอลังการดาวล้านดวงที่ปัจจุบันยังไม่มี แต่คาดกันว่าอีกไม่นานเทคโนโลยีทั้งสองคงก้าวหน้ามากพอมาใช้สนองตัณหาของนักฟิสิกส์ได้

ที่มา - New Scientist

18 Comments

terminus's picture

ไม่รู้จักอ่าาา

เห็นในที่มาก็มี อ่านแล้วไม่เข้าใจ

eol's picture

อ่าว ไม่ได้มีอยู่แล้วเหรอ - -?? สงสัยว่า ยานอวกาศบินได้ยังไง ... เห็นพ่นไอพ่นปื๊ด ปื้ด มันต้องมีแรงเสียดทานบ้างสิ ไม่งั่นมันจะพุ่งออกไปยังไง จะหยุดยังไง (เอ๊ะ เข้าใจถูกประเด็นไหมเนี่ย ฮ่าๆๆ)

ikkyu's picture

ฟิสิกส์ ม.ปลาย กฏอนุรักษ์โมเมนตัม
ปล่อยโมเมนตัมไปด้านหลัง ยานก็ต้องพุ่งไปข้างหน้า ไม่ต้องมีแรงเสียดทาน

neizod's picture

อันนี้เป็นเรื่องที่เข้าใจผิดกันมากที่สุดเรื่องนึงเกี่ยวกับยานอวกาศเลยครับ
เวลายานอวกาศอยู่ในอวกาศแล้ว มันจะปล่อยไอพ่นก็ต่อเมื่อต้องการเปลี่ยนทิศทางเท่านั้นครับ

ballsaii's picture

จ๊าาก สงสัยต้องทบทวน กฏของนิวตัน ก่อนนะคร้าบบบ

Not Available at this Moment's picture

100 นาโนเมตรจะใช้เวลา 10 ปีในการลดความเร็วลงเหลือ 1 ใน 3

ถ้าเป็นวัตถุทั่วไปคงไม่ต้องพูดถึง ตายไปกี่แสนรุ่นเพิ่งจะลดความเร็วลง = ="

ninja741's picture

อีกหน่อยก็จะมีของเล่นลูกข่างสูญญากาศเอาไว้ตั้งโชว์

hisoft's picture

+1 แต่ต้องเป็นประเภท Levitron นะครับ ไม่งั้นเสียดสีกับพื้น

The Phantom Thief

hisoft's picture

เปลี่ยนจากด้านหลังเป็นด้านหน้าครับ ไม่แน่ใจว่าระดับไอพ่นหรือแค่ปล่อยลม

The Phantom Thief