จีนเปิดตัวเครื่องจักรแรงโน้มถ่วงสูงที่สามารถ “บีบอัด” เวลาและอวกาศได้

SCMP รายงานเมื่อวันที่ 18 พฤศจิกายนว่า China Centrifugal Supergravity and Interdisciplinary Experiment Facility (CHIEF) ได้เริ่มดำเนินการแล้ว

CHIEF มอบแพลตฟอร์มทางวิทยาศาสตร์สหสาขาวิชาพร้อมด้วยเครื่องเหวี่ยงแรงโน้มถ่วงยิ่งยวดที่ใหญ่ที่สุดในโลก ซึ่งสามารถสร้างแรงได้มากกว่าแรงโน้มถ่วงของพื้นผิวโลกหลายพันเท่า ช่วยแก้ปัญหาทางวิศวกรรมที่ซับซ้อนได้ในหลายสาขา

ศูนย์ทดลองแรงโน้มถ่วงเหนือระดับแห่งใหญ่ในเมืองหางโจว มณฑลเจ้อเจียง ประเทศจีน (ภาพ : อิเฟิง)

CHIEF ตั้งอยู่ในเมืองหางโจว ซึ่งเป็นเมืองหลวงของมณฑลเจ้อเจียง ทางตะวันออกของจีน ตามที่หน่วยงานท้องถิ่นระบุว่า การแล้วเสร็จเบื้องต้นของโครงการถือเป็นก้าวสำคัญในสาขาการวิจัยแรงโน้มถ่วงยิ่งยวด

โครงการนี้ได้รับการอนุมัติจากคณะกรรมการปฏิรูปและการพัฒนาแห่งชาติของจีน (NDRC) ในปี 2018 การก่อสร้างเริ่มขึ้นในปี 2020 ภายใต้การดูแลของนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเจ้อเจียง

CHIEF ประกอบด้วยเครื่องเหวี่ยงแรงโน้มถ่วงเหนือแสงสามเครื่องหลัก ซึ่งเป็นเครื่องจักรที่ปั่นภาชนะด้วยความเร็วสูงมาก เพื่อบีบของเหลวและของแข็งที่มีน้ำหนักมากออกหรือลงไปที่ด้านล่าง และหน่วยที่ประกอบไว้ล่วงหน้าจำนวน 18 หน่วย

เครื่องยนต์หลักของเครื่องเหวี่ยงตัวแรกซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่มีแขนขนาดใหญ่ 2 แขนยึดห้อง 2 ห้องซึ่งใช้เก็บโมดูลทดลองได้รับการติดตั้งแล้ว ตามที่ทางการหางโจวระบุ การก่อสร้างเครื่องเหวี่ยงที่เหลืออีกสองเครื่องและหน่วยที่ประกอบล่วงหน้าอีก 10 หน่วยอยู่ระหว่างดำเนินการ

แรงโน้มถ่วงของโลกแสดงเป็น 1 กรัม (หน่วยแรงโน้มถ่วง) โดยแรงใดๆ ที่มากกว่า 1 กรัมจะเรียกว่า แรงโน้มถ่วงยิ่งยวด

เมื่อนักบินอวกาศกลับมายังโลกโดยยานอวกาศ เขาหรือเธอจะต้องเผชิญกับแรงโน้มถ่วงเกิน 4 กรัม ซึ่งเทียบเท่ากับ 4 เท่าของน้ำหนักตัวของเขาหรือเธอ

ภาพแสดงขนาดของเครื่องเหวี่ยงสามเครื่องของ CHIEF (ภาพ : อิเฟิง)

เครื่องเหวี่ยงแรงโน้มถ่วงยิ่งยวดถือเป็นเครื่องมือวิจัยที่ปฏิวัติวงการ เนื่องจากมีความสามารถในการสร้างสภาวะทางกายภาพที่รุนแรง ซึ่งไม่สามารถเกิดขึ้นได้ในสภาพแวดล้อมในชีวิตประจำวัน

สิ่งอำนวยความสะดวก เช่น CHIEF สามารถ "บีบอัด" เวลาและพื้นที่ ซึ่งช่วยให้สามารถวิจัยปัญหาทางกายภาพที่ซับซ้อนได้หลายอย่าง และรองรับวัตถุประสงค์ทางวิศวกรรมที่หลากหลาย ศาสตราจารย์ Chen Yunmin จากสถาบันวิทยาศาสตร์จีน กล่าว

“ตัวอย่างเช่น นักวิทยาศาสตร์สามารถสังเกตการอพยพของสารมลพิษในธรรมชาติซึ่งอาจใช้เวลานานนับหมื่นปี” เฉินผู้อยู่เบื้องหลังแนวคิดสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกทางวิทยาศาสตร์ขนาดยักษ์แห่งนี้เขียนไว้ในรายงาน

โรงงานแรงโน้มถ่วงต่ำชั้นนำของโลก ซึ่งขณะนี้อยู่ระหว่างการพัฒนาโดยกองทัพบกสหรัฐ มีศักยภาพที่จะไปถึงระดับประมาณ 1,200 ตัน (ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง x ตัน) สิ่งอำนวยความสะดวกที่อยู่ระหว่างการก่อสร้างในเมืองหางโจวอาจสูงถึง 1,900 ตันกม.

โครงการนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับห้องปฏิบัติการแรงโน้มถ่วงสูงจำนวน 6 ห้อง โดยแต่ละห้องจะมุ่งเน้นไปที่ด้านการวิจัยเฉพาะด้าน ได้แก่ วิศวกรรมความลาดชันและเขื่อน วิศวกรรมธรณีเทคนิคด้านแผ่นดินไหว วิศวกรรมใต้ทะเลลึก วิศวกรรมใต้ดินลึกและสภาพแวดล้อม และกระบวนการทางธรณีวิทยาและการแปรรูปวัสดุ

ตัวอย่างเช่น ในสาขาวิศวกรรมใต้ทะเลลึก การทดลองทางวิทยาศาสตร์ดังกล่าวอาจทำให้ไฮเดรตของก๊าซธรรมชาติเข้าใกล้ความเป็นจริงมากขึ้น

ไฮเดรตของก๊าซธรรมชาติ หรือที่เรียกอีกอย่างว่า น้ำแข็งติดไฟ เป็นเชื้อเพลิงฟอสซิลแช่แข็งที่พบได้ตามพื้นทะเลและในชั้นดินเยือกแข็ง ซึ่งประกอบด้วยน้ำและก๊าซ (โดยทั่วไปคือมีเทน) ไฮเดรตแก๊สถือเป็นแหล่งพลังงานที่มีอยู่มากมาย กระจายอย่างกว้างขวาง และเผาไหม้หมดจด จึงถือเป็นแหล่งพลังงานทางเลือกที่มีแนวโน้มมากที่สุดในอนาคต

นักวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับโครงการกล่าวว่าการทดลองแรงโน้มถ่วงสูงจะสามารถจำลองกระบวนการทำเหมืองและวิธีการทำเหมืองที่แตกต่างกันในสภาพแวดล้อมใต้ทะเลลึก ซึ่งให้การสนับสนุนทางวิทยาศาสตร์และการทดลองที่สำคัญสำหรับการทำเหมืองที่เหมาะสมที่สุดและบรรเทาเหตุการณ์ที่อาจเกิดขึ้นในอนาคต

จากข้อมูลสาธารณะ CHIEF ถูกระบุเป็นหนึ่งในโครงสร้างพื้นฐานด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติที่สำคัญ 10 อันดับแรกในแผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติฉบับที่ 13 ของจีนสำหรับปี 2559-2563 โดยมีมูลค่ากว่า 2 พันล้านหยวน (276.5 ล้านดอลลาร์)

หัวหยู (ที่มา: SCMP)

แหล่งที่มา