អ្វីជាពន្លឺ?

ពន្លឺមិនមែនជាសារធាតុទេ។ វាគឺជាការរំខាននៅក្នុងវាលអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចមួយ ដែលត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយតក្កវិជ្ជាគណិតវិទ្យាដ៏ល្អឯក។ នឹងុះគឺជាការដោះស្រាយពេញលេញអំពីរបៀប និងមូលហេតុដែលពន្លឺដំណើរការ។

១. តក្កវិជ្ជានៃការរីករាលដាល និងប្រភពដើម

រូបវិទូស្កុតឡេន J. C. Maxwell បានរកឃើញបញ្ហាវិវាទតార്ക്കិកមួយ៖ វាលអគ្គិសនីដែលផ្លាស់ប្តូរគ្នា នឹងជម្រុញឲ្យកើតមានវាលម៉ាញេទិច ហើយវិញតបស្របគ្នា។ ដំណើរការនេះគាំទ្រគ្នាទៅវិញទៅមក ហើយរីករាលដាលឆ្លងកាត់លំហ។ ពន្លឺគឺជាការធ្លាក់មិនចប់មិនឈប់របស់វាលពីរនេះ។

c = \frac{1}{\sqrt{\mu_0 \epsilon_0}}

២. តក្កវិជ្ជាក្វាន់តា (លក្ខណៈមានដំណិត)

ថាមពលរបស់ពន្លឺមិនទៀងទាត់ជាបន្តបន្ទាប់ទេ។វាត្រូវបានបញ្ជូនជាភាគល្អិតដែលមិនអាចបែងចែកបានហៅថា ហ្វូតុង។ ពេលរលករំញោចលឿនឡើង (ប្រេកង់ខ្ពស់ជាង) ហ្វូតុងនឹងដឹកនាំថាមពលច្រើនជាង។ ដូច្នេះហើយ ពន្លឺពណ៌ខៀវ (រលកខ្លីជាង) មានថាមពលខ្ពស់ជាងពន្លឺពណ៌ក្រហម។

E = h \cdot f = \frac{h \cdot c}{\lambda}

៣។ តក្កវិជ្ជាគណិតវិទ្យា និងគោលការណ៍របស់ Fermat

ពន្លឺអនុវត្តតាមគោលការណ៍ ‘សកម្មភាពអប្បបរមា’। នៅពេលវាពីខ្យល់ចូលទៅកញ្ចក់ (កន្លែងដែលវាលឿនជាងមុន) វាត្រូវបានបាក់បែក។ វាមិនបាក់បែកចៃដន្យទេ ប៉ុន្ដែវាជ្រើសយកពេលត្រឹមត្រូវនៃផ្លូវដែលចំណាយពេលតិចជាងគេ។

n_1 \sin \theta_1 = n_2 \sin \theta_2

៤. វិបរិតេយ្យនិយមប៉ារ៉ាដក់

ល្បឿនពន្លឺ (c) អាស្រ័យតែលក្ខណៈរបស់ខ្វះអាកាសប៉ុណ្ណោះ។ ពីនេះ បង្កើតបានជាតក្កវិជ្ជាដែលមិនអាចបំបែកបានមួយ៖ វាត្រូវតែដូចគ្នាសម្រាប់អ្នកសង្កេតទាំងអស់។ ប្រសិនបើល្បឿនគឺជាអប្សរ គ្រាន់តែនៅល្បឿនខ្ពស់ៗ ពេលវេលា និងលំហខ្លួនវាត្រូវតែផ្លាស់ប្ដូរ (ការពង្រីកពេលវេលា)។

t' = \frac{t}{\sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}}

៥។ តក្កវិជ្ជានៃការបុកដោយគ្មានម៉ាស

តើអ្វីមួយដែលគ្មានម៉ាសអាចបុកលើអ្នកបានទេ? រូបវិទ្យារបស់ Newton និយាយថា មិនអាច។ ប៉ុន្តែ Einstein បានបង្ហាញថា ពន្លឺកាន់កាប់ម៉ូម៉ង់ទុំ ទោះបីគ្មានម៉ាសសុខដុមក៏ដោយ។ ផូតុង "បុក" ដោយថាមពលរបស់វា។ គោលការណ៍នេះជាមូលដ្ឋានសម្រាប់របៀបដំណើរការនៃកាំបិតព្រះអាទិត្យនៅក្នុងអវកាស។

p = \frac{E}{c} = \frac{h}{\lambda}

៦. តក្កវិជ្ជានៃប្រូបាប

នៅពេលដែលយើងបាញ់ភូតុងតែមួយទៅកាន់រន្ធពីរ វាឆ្លងកាត់រន្ធទាំងពីរនៅពេលតែមួយ ហើយបង្កឲ្យមានបាតុភូតរំខានជាមួយខ្លួនវាឯង។ រហូតដល់ពេលយើងមិនទាន់វាស់ពន្លឺនោះទេ វាមិនធ្វើដំណើរដូចជាគ្រាប់បាល់រឹងមាំទេ ប៉ុន្តែធ្វើដំណើរដូចជារលកនៃប្រូបាបនៃផ្លូវអាចកើតមានទាំងអស់។

d \sin \theta = m \lambda

៧។ តក្កវិជ្ជានៃការពង្រីកលំហ (Redshift)

ដូចជាសម្លេងហូករបស់រថយន្តសង្គ្រោះប្ដូរទម្លាប់សំឡេង ខ្សែពន្លឺក៏ប្ដូរពណ៌របស់វាផងដែរ អាស្រ័យលើចលនារបស់ប្រភព។ នៅពេលវត្ថុឆ្ងាយចេញដោយល្បឿនខ្ពស់ រលកនឹងត្រូវបានទាញឲ្យវែង (ឈាមក្រហមឡើង)។ ដោយប្រើបាតុភូតនេះ យើងបានរកឃើញថាលំហអវកាសកំពុងពង្រីក។

\lambda_{obs} = \lambda_{src} \sqrt{\frac{1 + v/c}{1 - v/c}}

៨។ តក្កវិជ្ជានៃលំហកោង (ការធ្វើជុកទន្លេដោយទំនាញ)

ពន្លឺហោះតែងតែមុខត្រង់។ តែបើយើងគិតពីវត្ថុធ្ងន់ធ្ងរ (ដូចជា តារាព្រះអាទិត្យកាឡាក់ស៊ី ឬរន្ធខ្មៅ) ដែលអាចបត់លំហផ្ទាល់ខ្លួនវិញយ៉ាងដូចម្តេច? បន្ទាត់ត្រង់នៅក្នុងលំហដែលត្រូវបានបត់ គឺជាខ្សែកោងមួយ។ ទំនាញគ្មានការទាញពន្លឺទេ ប៉ុន្តែទំនាញផ្លាស់ប្ដូររូបវិទ្យានៃលំហឆាក ដែលពន្លឺកំពុងហោះកាត់កុះករ។

\theta = \frac{4GM}{r c^2}

៩. តក្កវិជ្ជានៃអន្ទាក់ពន្លឺ (រន្ធខ្មៅ)

នៅពេលអ្នកបង្រួមម៉ាស់ដ៏អស្ចារ្យឲ្យរួញចូលទៅក្នុងចំណុចតូច ម្ភៃលំហអវកាសនឹងរំលងខ្លួនឯង។ ល្បឿនរត់គេចចេញពីរន្ធនេះធំជាងល្បឿនពន្លឺ។ ព្រំដែន (ព្រំដែនព្រឹត្តិការណ៍) គឺជាកន្លែងដែលលំហអវកាសធ្លាក់ចូលខ្លួនឯងលឿនជាងល្បឿនដែលពន្លឺអាចហោះចេញបាន។

r_s = \frac{2GM}{c^2}

១០។ តក្កវិជ្ជានៃការចាស់របស់ពន្លឺ (Gravitational redshift)

នៅពេលពន្លឺឡើងពីអណ្ដូងទំនាញរបស់ផ្កាយមួយ វាត្រូវតែចំណាយថាមពល។ ដោយសារពន្លឺមិនអាចបន្ថយល្បឿនរបស់វាបានទេ វាត្រូវតែបន្ថយប្រេកង់របស់ខ្លួន ហើយក្លាយជាពណ៌ក្រហម។ នេះជាភស្តុតាងរូបវិទ្យាដ៏ច្បាស់លាស់ថា ទំនាញខ្លាំងអាចបន្ថយល្បឿននៃការលំហែរពេលវេលាផ្ទាល់ខ្លួន។

\frac{\Delta f}{f} = \frac{GM}{r c^2}

១១. តក្កវិជ្ជាភាពអាក់អន់ (ហេតុអ្វីបានជាពន្លឺមិនត្រូវបានទះទល់ដោយម៉ាញេទិច?)

ទោះបីពន្លឺជារលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិកក្តី ផ្ទុំងផូតុងខ្លួនវាមិនមានបន្ទុកអគ្គិសនីទេ។ ម៉ាញ៉េទ និងវាលអគ្គិសនីទាញតែអង្កត់ធ្នូដែលមានបន្ទុកប៉ុណ្ណោះ (ឧ. អេឡិចត្រុង)។ ព្រោះបន្ទុករបស់ផូតុងស្មើសូន្យ ពន្លឺអាចហោះកាត់វាលទាំងនោះដោយមិនរអាក់រអួល។ អ្នកអាចបាញ់ពន្លឺចេញពីអំពូលចៀនឆ្លងកាត់ម៉ាញ៉េទខ្លាំងបំផុតក្នុងអវកាស ដោយកាំពន្លឺមិនត្រូវបានបោកបែកសោះ។ នៅក្នុងសុទិដ្ឋិន៍ វិញ្ញាណនៃទំនាញប៉ុណ្ណោះគឺអាចបំបែកប្លង់ផ្លូវរបស់ពន្លឺបាន។

F = q(\vec{E} + \vec{v} \times \vec{B}) = 0 \quad (q = 0)

12. តក្កវិជ្ជាចម្ងាយកាឡាក់ទិក (ការររំកិលកូស្មូឡូស៊ី)

ពេលពន្លឺហោះហើររយៈពេលលានលើកន្លះឆ្នាំតាមគន្លងទទេ វាត្រូវបានអណ្ដែតទាញជានិច្ចដោយអាក្រក់ធំនៃក្រុមអ័ព្ទកកើតផ្កាយនិងសារធាតុខ្មៅលើចម្ងាយដ៏ធំ ដែលធ្វើអោយផ្លូវរបស់វាកោងដូចជាកញ្ចក់។ ប៉ុន្តែអ្វីដែលមានឥទ្ធិពលសំខាន់ជាងនេះគឺឥទ្ធិពលពីសកលលោកខ្លួនវាឯង៖ លំហទំហំកំពុងពង្រីកខ្លួនក្នុងអំឡុងពេលដែលពន្លឺធ្វើដំណើរ ហើយបានអូសបន្លាយរលកពន្លឺដែលកំពុងហោះហើរនោះឱ្យរាបស្មើរ។ ដោយសារតែនេះ ពន្លឺបាត់បង់ថាមពល និងឆ្កាងទៅមុខរលកពណ៌ក្រហម។ អាតូមពន្លឺពណ៌ខៀវមួយគ្រាប់ដើមៗ ដូច្នេះអាចមកដល់យើងបន្ទាប់ពីរយៈពេល 10 ពាន់លានឆ្នាំ ជារលកអ៊ីនហ្វ្រារ៉េតខ្សោយមួយ។

z = \frac{a(t_{obs})}{a(t_{emit})} - 1

១៣. សមីការអតិបរិមា (អេឡិចត្រូឌីណាមិចកង់ទម្រង់)

ឡាក្រ៉ង់ស៊ីអង់ QED (អេឡិចត្រូឌីណាមិចកង់ទម្រង់) គឺជាចំណុចកំពូលដាច់ខាតនៃរូបវិទ្យារបស់យើង។ សមីការនេះបានរួមបញ្ចូលអេឡិចត្រូម៉ាញេទិចរបស់ម៉ាក់ស្វែល ទ្រឹស្ដីបែបពិសេសនៃសមមាត្ររបស់អ៊ីនស្តាញ និងមេកានិចកង់ទម្រង់ ចូលជា ឯកតាសម្បើមមួយ។ វាពិពណ៌នាអំពីអស់រង្វង់នៃការរស់មាន និងអន្តរកម្មរបស់ពន្លឺ (ភូតុង ដែលត្រូវបានតំណាងដោយតែនស័រ F) ជាមួយនឹងសារធាតុ (អេលិចត្រុង ដែលត្រូវបានតំណាងដោយវាលឌីរ៉ាក់ ψ)។ វាគឺជាទ្រឹស្ដីរូបវិទ្យាមួយ ដែលមានកម្រិតត្រឹមត្រូវខ្ពស់បំផុត និងត្រូវបានធ្វើតេស្តផ្ទៀងផ្ទាត់ដោយពិសោធន៍ដ៏ល្អបំផុតនៅក្នុងប្រវត្តិសាស្ត្រ។

$\mathcal{L} = \bar{\psi} (i\gamma^\mu D_\mu - m) \psi - \frac{1}{4} F_{\mu\nu} F^{\mu\nu}

វាល 3D អន្តរកម្ម៖ អូសដោយកណ្ដុរដើម្បីបង្វិល បង្វិលកង់កណ្ដុរដើម្បីពង្រីក

ភស្តុតាងអន្តរកម្ម៖ គណិតវិទ្យារបស់ផូតុង

បញ្ចូលរយៈរំកិលរលកនៃពន្លឺយឺតដែលមើលឃើញបាន (៣៨០ - ៧៥០ នម៉) ហើយមើលឃើញថាតម្លៃថាមពលរបស់វាប្រែប្រួលតាមរយៈសមីការពិតៗ E = h·f។

រយៈរំកិលរលក (នម៉):

Barevné spektrum

ប្រេកង់៖ -- THz

ថាមពល (ជូល): -- J

ថាមពល (eV): -- eV

ពណ៌នៃបន្តភាពពន្លឺ៖ --

ម៉ាស៊ីនគិតលេខ៖ បាតុភូតដុបភ្លឺទ័រតាមទស្សនវិជ្ជាសភាវៈ

សូមស្រមៃថាមានឡេស៊ែរពណ៌បៃតងសុទ្ធ (532 nm) ចេញពីប្រភពមួយ។ បញ្ចូលល្បឿនដែលប្រភពนั้นផ្លាស់ទីប្រៀបធៀបនឹងអ្នក គិតជាភាគរយនៃល្បឿនពន្លឺ (c)។ តម្លៃវិជ្ជមាន = កំពុងឆ្ងាយចេញ។ តម្លៃអវិជ្ជមាន = កំពុងខិតជិតមក។

ល្បឿន (% នៃ c):

Původní barva: Zelená (532 nm)

រលកដែលត្រូវបានសង្កេតឃើញ៖ -- nm

ប្រភេទនៃកំណែបម្លែង៖ --

Pozorovaná barva:

ម៉ាស៊ីនគណនា៖ ព្រំដែនព្រឹត្តិការណ៍រន្ធខ្មៅ

សូមស្រមៃថាអ្នកអាចបង្អួតផ្កាយណាមួយឲ្យរួញចូលទៅក្នុងចំណុចតែមួយដែលមានដង់ស៊ីតេខ្ពស់អនន្ត (សಿಂಗ្យុលារីតេ)។ បញ្ចូលម៉ាសរបស់ផ្កាយ ហើយរកឃើញថារំពឹងនឹងបង្កើតរន្ធខ្មៅធំប្រហាក់ប្រហែលណា – កំរិតឆ្ងាយប៉ុណ្ណាពីព្រំដែនងងឹតរបស់វា ដែលពន្លឺក៏មិនអាចរត់គេចចេញបានទេ។

ម៉ាស (ចំនួនព្រះអាទិត្យរបស់យើង):

Zadej například 10 pro typickou malou černou díru, nebo 4000000 pro supermasivní černou díru v centru naší Galaxie (Sagittarius A*).

ទំហំរន្ធខ្មៅ (អង្កត់ផ្ចិត): -- km

អាំងទ្រាឆ្យុងធ្ងន់ទឹកដីនៅព្រំដែនព្រឹត្តិការណ៍៖ -- g

គណិតវិទ្យា និងតក្កវិជ្ជានៃពន្លឺ

Logika និងគណិតវិទ្យានៃពន្លឺ

អ្វីជាពន្លឺ?

១. តក្កវិជ្ជានៃការរីករាលដាល និងប្រភពដើម

២. តក្កវិជ្ជាក្វាន់តា (លក្ខណៈមានដំណិត)

៣។ តក្កវិជ្ជាគណិតវិទ្យា និងគោលការណ៍របស់ Fermat

៤. វិបរិតេយ្យនិយមប៉ារ៉ាដក់

៥។ តក្កវិជ្ជានៃការបុកដោយគ្មានម៉ាស

៦. តក្កវិជ្ជានៃប្រូបាប

៧។ តក្កវិជ្ជានៃការពង្រីកលំហ (Redshift)

៨។ តក្កវិជ្ជានៃលំហកោង (ការធ្វើជុកទន្លេដោយទំនាញ)

៩. តក្កវិជ្ជានៃអន្ទាក់ពន្លឺ (រន្ធខ្មៅ)

១០។ តក្កវិជ្ជានៃការចាស់របស់ពន្លឺ (Gravitational redshift)

១១. តក្កវិជ្ជាភាពអាក់អន់ (ហេតុអ្វីបានជាពន្លឺមិនត្រូវបានទះទល់ដោយម៉ាញេទិច?)

12. តក្កវិជ្ជាចម្ងាយកាឡាក់ទិក (ការររំកិលកូស្មូឡូស៊ី)

១៣. សមីការអតិបរិមា (អេឡិចត្រូឌីណាមិចកង់ទម្រង់)

ភស្តុតាងអន្តរកម្ម៖ គណិតវិទ្យារបស់ផូតុង

ម៉ាស៊ីនគិតលេខ៖ បាតុភូតដុបភ្លឺទ័រតាមទស្សនវិជ្ជាសភាវៈ

ម៉ាស៊ីនគណនា៖ ព្រំដែនព្រឹត្តិការណ៍រន្ធខ្មៅ

អ្វី​ជាពន្លឺ?

១. តក្កវិជ្ជានៃការរីករាលដាល និងប្រភពដើម

២. តក្កវិជ្ជា​ក្វាន់តា (លក្ខណៈ​មាន​ដំណិត)

៣។ តក្កវិជ្ជាគណិតវិទ្យា និងគោលការណ៍របស់ Fermat

៤. វិបរិតេយ្យនិយម​ប៉ារ៉ាដក់

៥។ តក្កវិជ្ជានៃការបុកដោយគ្មានម៉ាស

៦. តក្ក​វិជ្ជា​នៃ​ប្រូបាប

៧។ តក្កវិជ្ជានៃការពង្រីកលំហ (Redshift)

៨។ តក្កវិជ្ជានៃលំហកោង (ការធ្វើជុកទន្លេដោយទំនាញ)

៩. តក្កវិជ្ជានៃអន្ទាក់ពន្លឺ (រន្ធខ្មៅ)

១០។ តក្កវិជ្ជានៃការចាស់របស់ពន្លឺ (Gravitational redshift)

១១. តក្កវិជ្ជាភាពអាក់អន់ (ហេតុអ្វីបានជា​ពន្លឺ​មិន​ត្រូវ​បាន​ទះទល់​ដោយ​ម៉ាញេទិច?)

12. តក្កវិជ្ជាចម្ងាយកាឡាក់ទិក (ការររំកិលកូស្មូឡូស៊ី)

១៣. សមីការអតិបរិមា (អេឡិចត្រូឌីណាមិចកង់ទម្រង់)

ភស្តុតាងអន្តរកម្ម៖ គណិតវិទ្យារបស់ផូតុង

ម៉ាស៊ីនគិតលេខ៖ បាតុភូតដុបភ្លឺទ័រ​តាមទស្សនវិជ្ជាសភាវៈ

ម៉ាស៊ីនគណនា៖ ព្រំដែនព្រឹត្តិការណ៍រន្ធខ្មៅ

អ្វីជាពន្លឺ?

២. តក្កវិជ្ជាក្វាន់តា (លក្ខណៈមានដំណិត)

៤. វិបរិតេយ្យនិយមប៉ារ៉ាដក់

៦. តក្កវិជ្ជានៃប្រូបាប

១១. តក្កវិជ្ជាភាពអាក់អន់ (ហេតុអ្វីបានជាពន្លឺមិនត្រូវបានទះទល់ដោយម៉ាញេទិច?)

ម៉ាស៊ីនគិតលេខ៖ បាតុភូតដុបភ្លឺទ័រតាមទស្សនវិជ្ជាសភាវៈ