តើអ្វីទៅជាល្បឿនពន្លឺ (Light Speed) និងឆ្នាំពន្លឺ (Light Year)? (មានវីដេអូបកស្រាយ)

(បរទេស)៖ អ្នកដែលអាចគណនា «ល្បឿននៃពន្លឺ» ឬ «Light Speed» បានជាលើកដំបូងលើពិភពលោកនេះ គឺតារាវិទូជនជាតិដាណឺម៉ាក លោក Ole Roemer កាលពីថ្ងៃទី២១ ខែវិច្ឆិកា ឆ្នាំ១៦៧៦។ ល្បឿននៃពន្លឺ គឺត្រូវបានគណនាដោយគិតអំពីកម្រិតនៃចម្ងាយ ដែលពន្លឺអាចរត់បាននោះគឺ 299,792.458 ម៉ែត្រក្នុង១វិនាទី (ជិត ៣សែនគីឡូម៉ែត្រក្នុងមួយវិនាទី ដែលយើងហៅថា Light Second) ហើយបើគិតជាមួយឆ្នាំវិញនោះ គឺពន្លឺអាចរត់បានចម្ងាយ 9,460.5 ពាន់លានគីឡូម៉ែត្រ (អាចថាក្បែរៗ ១០ពាន់ពាន់លានគីឡូម៉ែត្រ)។

សម្រាប់ពាក្យថា «ឆ្នាំពន្លឺ» ឬ «Light Year» គឺតំណាងឲ្យចម្ងាយ ដែលពន្លឺអាចរត់បាននៅក្នុងរយៈពេលមួយឆ្នាំ ដូចអ្វីបានបញ្ជាក់នៅខាងលើនេះថា «ចម្ងាយ ១ឆ្នាំពន្លឺ = ៩.៤៦ពាន់ពាន់លានគីឡូម៉ែត្រ»។ ឧទាហរណ៍ប្រព័ន្ធផ្កាយ Trappist-1 ដែលស្ថិតនៅចម្ងាយ ៤០ឆ្នាំពន្លឺពីផែនដី នោះនឹងត្រូវយក ៤០ X ៩,៤៦០,៥០០,០០០,០០០គីឡូម៉ែត្រ = ៣៧៨,៤២០,០០០,០០០,០០០គីឡូម៉ែត្រ។

មួយវិញទៀត ប្រសិនបើលោកអ្នកឆ្ងល់ថា តើល្បើនពន្លឺលឿនអស្ចារ្យកម្រិតណានោះ ចូរនឹកស្រមៃថា ប្រសិនបើមានយានមួយអាចហោះហើរ ពីព្រះចន្ទមកកាន់ភពផែនដី ដោយប្រើពេលវេលាតែ ១.៣វិនាទីនោះ ហ្នឹងហើយគឺជាល្បឿននៃពន្លឺ (Speed of Light)។ មួយទៀតនោះ ព្រះអាទិត្យដែលស្ថិតនៅចម្ងាយ ១៥០លានគីឡូម៉ែត្រពីភពផែនដី ពន្លឺព្រះអាទិត្យត្រូវធ្វើដំណើរ ៨នាទី ទើបមកដល់ភពរបស់យើង។

និយាយពីផ្កាយជុំវិញយើងវិញ គឺសុទ្ធតែស្ថិតនៅក្នុងរយៈចម្ងាយចាប់ពីរាប់ឆ្នាំពន្លឺឡើងទៅ ឧទាហរណ៍ផ្កាយ Proxima Centauri ដ៏ល្បីល្បាញ គឺស្ថិតនៅជិតផែនដីយើងជាងគេ ជាមួយនឹងចម្ងាយ ៤.២ឆ្នាំពន្លឺ។ ពន្លឺដែលយើងមើលឃើញទាំងអស់នោះ គឺសុទ្ធតែជាអតីតកាលប៉ុណ្ណោះ ព្រោះតែវាត្រូវការធ្វើដំណើររាប់ឆ្នាំ ទើបអាចមកដល់ភពផែនដី ហើយឲ្យភ្នែកមនុស្សលោកយើងមើលឃើញ។ ផ្កាយបញ្ចេញចំហេះរាប់ពាន់លានឆ្នាំ ហើយពន្លឺរបស់វាក៏ជះចេញទៅក្នុងចក្រវាល បណ្តាក់គ្នារាប់ពាន់លានឆ្នាំដូចគ្នា។

* តើគេវាស់ចម្ងាយនៃផ្កាយនានាដោយវិធីណា?

រាប់សតវត្សរ៍មកហើយ ក្រុមតារាវិទូទូទាំងពិភពលោក បានព្យាយាមប្រើប្រាស់វិធីសាស្ត្រ ផ្សេងៗពីគ្នាក្នុងការវាស់ស្ទង់រយៈចម្ងាយ ដោយប្រើប្រាស់កម្រិតនៃពន្លឺ។ ត្រង់ចំណុចនេះយើងលើកឧទាហរណ៍ នៃការគណនាចម្ងាយផ្កាយចាប់ពីជិតទៅឆ្ងាយ ដោយប្រើប្រាស់វិធីសាស្ត្រនៃការគណនាចំនួនបី ដែលត្រូវបានទទួលស្គាល់ជាលក្ខណៈអន្តរជាតិនោះគឺ Trigonometric Parallax, Standard Candle ធម្មតា និង​ ​Standard Candle ថ្មី។

១៖ វិធីសាស្ត្រ Trigonometric Parallax

គឺជាវិធីសាស្ត្រដែលអាចគណនា ចម្ងាយផ្កាយនានាបានរហូតដល់ ១០០ឆ្នាំពន្លឺពីភពផែនដី។ ដើម្បីស្វែងយល់អំពីវិធីសាស្ត្រនេះ គឺពីដំបូងអ្នកត្រូវឈរបែរមុខរកជញ្ជាំងឥដ្ឋមួយ ហើយលើកដៃស្តាំរបស់អ្នកឲ្យត្រង់ទៅរកជញ្ជាំងឥដ្ឋនោះ ដែលមានគម្លាត ៥ជំហានពីអ្នក, ពេលនោះអ្នកត្រូវលើកម្រាមដៃចង្អុលអ្នកឡើង ហើយបិទភ្នែកម្ខាង រួចប្រើភ្នែកម្ខាងទៀតសម្លឹងរកម្រាមដៃនោះ, បន្ទាប់មកទៀតអ្នកបិទភ្នែកម្ខាងនោះវិញ ហើយបើកភ្នែកម្ខាងទៀត ដើម្បីសម្លឹងមើលម្រាមដៃនោះដដែល។ អ្នកនឹងចាប់អារម្មណ៍ថា ជញ្ជាំងនៅខាងមុខអ្នក បានចល័តផ្លាស់ទី។

វាមិនខុសពីផ្កាយនៅលើមេឃនោះទេ ប៉ុន្តែដោយសារតែផ្កាយស្ថិតនៅរាប់ឆ្នាំពន្លឺ ដូច្នេះយើងមិនអាចគ្រាន់តែប្រើភ្នែក និងដៃអាចគណនាដឹងនោះឡើយ។ Trigonometric Parallax តម្រូវឲ្យអ្នកអង្កេតចំនួនពីរលើកនៅក្នុងរយៈពេល ៦ខែម្តងទៅលើផ្កាយមួយ ដើម្បីឲ្យដឹងថាផ្កាយនោះស្ថិតនៅរយៈចម្ងាយប៉ុន្មានពន្លឺពីយើង។ ការអង្កេត ៦ ខែម្តងនោះអាចលើកជាឧទាហរណ៍ថា នៅពេលយើងអង្កេតមើលផ្កាយមួយដួង នៅអំលុងខែកក្កដា ឆ្នាំ២០២១ នោះយើងនឹងត្រូវរង់ចាំរហូតដល់អំលុងខែមករា ឆ្នាំ២០២២ សឹមអង្កេតផ្កាយនោះម្តងទៀត ទើបអាចមើលដឹងអំពីបម្រែបម្រួលទីតាំងរបស់វា នៅលើផ្ទៃមេឃ និងអាចគណនារយៈចម្ងាយរបស់វា ពីភពផែនដីយើងបាន។

២៖ វិធីសាស្ត្រ Standard Candle ធម្មតា

ដោយសារតែ Trigonometric Parallax អាចគណនាបានតែចម្ងាយឆ្ងាយបំផុតត្រឹម ១០០ឆ្នាំពន្លឺនោះ ទើបក្រុមតារាវិទូរកឃើញវិធីសាស្ត្រមួយទៀត នោះគឺ Standard Candle ប៉ុន្តែវិធីសាស្ត្រនេះ ក៏តែងតែមានភាពលម្អៀងជានិច្ចកាល ក្នុងកម្រិតតិចតួចផងដែរ ដូចអ្វីដែលបានកើតមានរួចមកហើយ។

វាត្រូវបានប្រើប្រាស់ដើម្បីគណនា ផ្កាយដែលស្ថិតនៅចម្ងាយរាប់រយឆ្នាំពន្លឺឡើងទៅ រហូតដល់ផ្កាយនៅកាឡាក់ស៊ីផ្សេង ដែលស្ថិតនៅចម្ងាយរាប់លានឆ្នាំពន្លឺឡើងទៅ ក៏វាអាចគណនាបានដែរ។ វិធីសាស្ត្របែបនេះ គឺជាការប្រើប្រាស់កម្រិតពន្លឺ (luminosity) សុទ្ធសាធចេញពីផ្កាយនានា។ ផ្កាយណាដែលមានពន្លឺកាន់តែខ្សោយ ហើយមានការប្រែប្រួលកម្រិតពន្លឺយឺតៗ នោះវានឹងមានចម្ងាយ កាន់តែឆ្ងាយពីយើងទៅតាមនោះដែរ។ ប៉ុន្តែវាអាចគណនាបានចំពោះតែផ្កាយ ដែលស្ថិតនៅចម្ងាយ ៤ ទៅ ៥លានឆ្នាំពន្លឺពីយើងប៉ុណ្ណោះ។

៣៖ វិធីសាស្ត្រ Standard candle ថ្មី (ការស្វែងរកបន្ទុះ Supernova)

វាជាវិធីសាស្ត្រដើម្បីគណនា ផ្កាយដែលមានចម្ងាយចាប់ពី ៤ ទៅ ៥លានឆ្នាំពន្លឺឡើងទៅ ដែលវិធីសាស្ត្រ Standard Candle ធម្មតាមិនអាចធ្វើបាន។ យើងពិបាកមើលឃើញ ផ្កាយនៅកាឡាក់ស៊ីផ្សេង ប៉ុន្តែយើងអាចមើលឃើញបន្ទុះ ស៊ូពើណូវ៉ា (Supernova) របស់ផ្កាយយក្សនៅកាឡាក់ស៊ីផ្សេងៗបាន ព្រោះតែវាអាចជះពន្លឺយ៉ាងខ្លាំង ទៅក្នុងចក្រវាល ដែលអាចឲ្យកាឡាក់ស៊ីនៅជុំវិញវាមើលឃើញ។

Supernova ប្រភេទ IA (Type IA) ត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ជាភាពពិសេសមួយ ព្រោះនៅពេលដែលការផ្ទុះបំបែកខ្លួន នៃផ្កាយប្រភេទនេះកើតឡើង ពន្លឺរបស់វានឹងមិនងាយស្រកចុះវិញលឿន ដូចជាការផ្ទុះ Supernova ធម្មតាៗនោះឡើយ។ ហេតុដូច្នេះវិធីសាស្ត្រ Standard Candle ថ្មីនេះ នឹងអាចគណនាអំពីកម្រិតពន្លឺជាអតិបរមារបស់វា ហើយប្រៀបធៀបជាមួយ កម្រិតនៃពន្លឺដែលស្រកចុះវិញ នោះយើងនឹងអាចនឹងអំពីចម្ងាយរបស់វា ពីភពផែនដីរបស់យើងជាមិនខាន៕

បញ្ជាក់៖ Cambo Space ក៏ធ្លាប់បានធ្វើការពន្យល់អំពីរបៀបនៃការគណនា ចម្ងាយជាឆ្នាំពន្លឺខាងលើនេះ ម្តងរួចមកហើយដែរកាលពីខែតុលា ឆ្នាំ២០១៦។ ដូច្នេះបងប្អូនអាចតាមដានបានដូចខាងក្រោមនេះ៖

រៀបរៀង និងប្រែសម្រួល៖ Cambo Space (រក្សាសិទ្ធិ)
ប្រភព៖ Space.com/TED-Education (ថ្ងៃចន្ទ ទី០៤ ខែធ្នូ ឆ្នាំ២០២១)