|
|
#O006# หลุมดำ(black hole)คืออะไร
ในปี ค.ศ. 1783 จอน มิเชล นักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษเป็นบุคคลแรกที่สงสัยว่าเกิดอะไรขึ้น ถ้าดาวฤกษ์มีขนาดใหญ่มากจนแม้กระทั่งแสงก็ไม่อาจหลุดออกมาได้ เขารู้ว่าเทหวัตถุใดๆก็ตามจะมีค่า ความเร็วหลุดพ้น ค่าหนึ่ง เช่นโลกมีค่า 25000 ไมค์ต่อชั่วโมง ซึ่งจรวดที่ไปนอกโลกต้องชนะแรงนี้ให้ได้ เขาสงสัยว่าดาวฤกษ์มีมวลมากจนกระทั่งความเร็วหลุดพ้นมีค่าเท่ากับความเร็วของแสง แรงโน้มถ่วงจะมีมากจนไม่มีสิ่งใดหลุดรอดออกไปจากดาวดวงนี้ได้แม้แต่แสง การค้นหามันในอวกาศพูดในอีกแง่หนึ่งเป็นสิ่งที่เป็นไปไม่ได้ เนื่องจากเราไม่สามารถมองเห็น เทหวัตถุได้
แนวคิดดาวฤกษ์ที่ดำมืดของมิเชลถูกหลงลืมไปนาน และมีขึ้นมาอีกครั้งในปี ค.ศ. 1916 เมื่อ คาล ชวาสชิล นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันรับใช้กองทัพบกเยอรมนีอยู่ที่ชายแดนประเทศรัสเซีย ได้พบคำตอบสมการของไอนสไตน์ในดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ ไอนสไตน์รู้สึกทึ่งมากที่ชวาสชิลสามารถหาคำตอบสำหรับสมการเทนเซอร์อันซับซ้อนของเขาได้ ขณะที่ต้องคอยหลบลูกกระสุนปืนใหญ่ และยังรู้สึกทึ่งที่คำตอบนั้นมีคุณสมบัติที่แสนจะแปลกพิเศษ
เมื่อมองจากระยะห่าง คำตอบของชวาสชิลอาจแทนความโน้มถ่วงของดาวฤกษ์ธรรมดาๆดวงหนึ่ง และไอนสไตน์ก็รีบนำคำตอบนี้มาคำนวณหาแรงโน้มถ่วงรอบๆดวงอาทิตย์และเปรียบเทียบการคำนวณของเขาที่ทำไว้ก่อนหน้านั้น ซึ่งเขาใช้วิธีการประมาณซ้ำหลายๆครั้ง ไอนสไตน์ต้องรู้สึกขอบคุณชวาสชิลไปตลอดกาล ทว่าในบทความชิ้นที่สองของชวาสชิล เขาได้แสดงว่ารอบๆดาวฤกษ์ที่มีมวลมากเป็นพิเศษนั้น มีทรงกลมมหัศจรรย์ ซึ่งมีคุณสมบัติแปลกประหลาด สิ่งนี้เป็นเขตแดนของจุดไม่หวนคืน ซึ่งเมื่อผ่านเข้าไปแล้วย้อนกลับออกมาไม่ได้ ผู้ใดก็ตามที่ผ่านเข้าไปในทรงกลมมหัศจรรย์ จะถูกแรงโน้มถ่วงแบบทันทีทันใดเข้าไปในดาวฤกษ์ดวงนั้น และไม่โผล่กลับมาอีกเลย แม้กระทั่งแสงเองก็ตาม ชวาสชิลนั้นไม่รู้ว่าเขาได้ค้นพบดาวฤกษ์อันดำมืดของมิเชลอีกครั้ง โดยผ่านทางสมการของไอนสไตน์
ขั้นต่อมาเขาได้คำนวณรัศมีของทรงกลมมหัศจรรย์นี้ โดยเรียกว่า รัศมีชวาสชิล สำหรับเทหวัตถุเท่ากับดวงอาทิตย์ของเรา ทรงกลมมหัศจรรย์นี้มีรัศมีประมาณสามกิโลเมตร นี่หมายความว่า ถ้าเราสามารถบีบอัดดวงอาทิตย์ให้เล็กขนาดนั้นได้ มันจะกลายเป็นดาวฤกษ์ดำมืดและกลืนกินทุกอย่าง โดยทางการทดลองแล้วการมีอยู่จริงของทรงกลมมหัศจรรย์นี้ จะไม่เกิดปัญหาแต่อย่างใด เนื่องจากมันเป็นไปไม่ได้ที่จะทำให้ดวงอาทิตย์เล็กขนาดนั้น ไม่มีกลไกใดๆที่เรารู้จักทำแบบนั้นได้ ทว่าในทางทฤษฎีแล้วถือเป็นหายนะ แม้ว่าทฤษฎีสัมพัธภาพทั่วไปของไอนสไตน์จะทำให้เกิดผลอย่างเยี่ยมยอด เช่นการโค้งตัวของแสงดาวรอบดวงอาทิตย์ ทว่าทฤษฎีนี้กลับกลายเป็นไม่สมเหตุสมผล เมื่อคุณเข้าใกล้เจ้าทรงกลมนี้ ซึ่งภายในนั้นมีค่าโน้มถ่วงเป็นอนันต์
ต่อมานักฟิสิกส์ชาวดัตช์ โยฮัน ดอสเต้ ได้แสดงว่าคำตอบนั้นบ้าบอยิ่งกว่านี้อีก เขาได้แสดงว่า ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพนั้น ลำแสงจะโค้งงออย่างมากเมื่อมันเฉียดเข้าใกล้เทหวัตถุ จะว่าไปแล้วที่ระยะ 1.5 เท่าของรัสมีชวาสชิล จริงๆแล้วลำแสงจะโคจรเป็นวงกลมรอบๆดาวฤกษ์ดวงนั้น ดอสเต้ได้แสดงว่าการบิดเบี้ยวของเวลาซึ่งพบในทฤษีสัมพันธภาพทั่วไปรอบๆดาวฤกษ์มวลมหาศาลนั้นเลวร้ายยิ่งกว่าที่พบในสัมพัทธภาพเฉพาะเสียอีก เขาได้แสดงให้เห็นว่าเมื่อคุณเข้าใกล้ทรงกลมมหัศจรรย์นี้ คนอื่นซึ่งอยู่ห่างออกไปจะบอกว่า นาฬิกาของคุณนั้นเดินช้าลงเรื่อยๆ จนกระทั่งนาฬิกาของคุณนั้นหยดเดินลงโดยสิ้นเชิง เมื่อคุณกระทบเข้ากับทรงกลมนั้น คนข้างนอกจะบอกว่า คุณหยุดนิ่งเหมือนแช่แข็งในเวลา เมื่อคุณเคลื่อนไปถึงทรงกลมมหัศจรรยนั้น เนื่องจากตัวเวลาเองจะหยุดนิ่งจากจุดนี้ นักฟิสิกส์บางคนเชื่อว่า วัตถุที่แปลกประหลาดนี้ไม่น่ามีอยู่จริงในธรรมชาติ เรื่องยิ่งน่าสนใจขึ้นเมื่อแฮมาน ไวน์ บอกว่าถ้าเราทำการศึกษาโลกที่อยู่ในทรงกลมมหัสจรรย์นี้ ดูเหมือนว่าจะมีจักรวาลหนึ่งอยู่อีกฟากหนึ่ง
เรื่องราวทั้งหมดมันน่าแปลกใจจนไอนสไตน์เองก็ไม่อยากจะเชื่อ ในปี 1922 ระหว่างประชุมในปารีส นักคณิตศาสตร์ ฌาก อาดามา ถามไอนสไตน์ว่าจะเกิดอะไรขึ้น ถ้า ซิงกูลาลิตี้ นั่นคือถ้าแรงโน้มถ่วงมีค่าเป็นอนันต์ที่ระยะรัศมีชวาสชิล เขาตอบว่านี่ก็คงเป็นหายนะสำหรับทฤษฎีนี้ และจะเป็นการยากที่จะอาศัยทฤษฎีว่าจะเกิดอะไรขึ้นในทางฟิสิกส์ เนื่องจากสมการจะใช้ไม่ได้ผลอีกต่อไปทว่าเขาคิดว่าความขัดแย้งเกี่ยวกับดาวฤกษ์ดำมืดทั้งหมดนี้เป็นเพียงการคาดคะเนล้วนๆ ข้อแรกก็คือไม่เคยมีใครพบเห็นมันมาก่อน และมันอาจไม่มีอยู่จริง ยิ่งกว่านั้นคุณจะถูกบีบอัดจนถึงแก่ความตายถ้าคุณหล่นเข้าไปในเทหวัตถุนี้ และเนื่องจากเราจะไม่มีทางสามารถทะลุผ่านเข้าไปในทรงกลมมหัศจรรย์นี้ได้ เพราะเวลาจะหยุดนิ่งลงจึงไม่มีผู้ใดสามารถผ่านเข้าไปในจักรวาลคู่ขนานได้
ในทศวรรษ 1920 เหล่านักฟิสิกส์ต่างรู้สึกสับสนกันไปหมด ทว่าในปี 1932 จอร์จ เลอเมเทรอะ บิดาแห่งทฤษฎีบิกแบง ทำสำเร็จในการค้นพบครั้งสำคัญ เขาได้แสดงให้เห็นว่าทรงกลมมหัศจรรย์นั้นหาใช่ซิงกูลาริตี้ซึ่งความโน้มถ่วงมีค่าเป็นอนันต์แต่อย่างใด มันเป็นเพียงมายาภาพทางคณิตศาสตร์ที่เกิดจากการเลือกใช้เซททางคณิตศาสตร์ไม่เหมาะสมเท่านั้นเอง เมื่อทราบดังนั้ นักจักรวาลวิทยา เอช พี โรเบิตสัน ได้นำผลการทำนายดั้งเดิมที่ดรอสเต้ได้กล่าวไว้ เวลาหยุดนิ่งที่ทรงกลมมหัศจรรย์ มาทบทวนใหม่ เขาพบว่าเวลาหยุดนิ่งมาจากมุมมองของผู้สังเกตการณ์ ซึ่งเฝ้ามองยานอวกาศผ่านเข้ามาในมุมมองทรงกลมมหัศจรรย์ จากมุมมองของยานอวกาศเอง จะใช้เวลาเพียงเศษเสี้ยวของวินาทีที่ความโน้มถ่วงใช้ในการดึงดูดคุณให้ผ่านทรงกลมมหัศจรรย์นั้น กล่าวคือ นักเดินทางในอวกาศที่โชคร้ายพอจะผ่านทรงกลมมหัศจรรย์ก็จะพบตัวเองถูกบีบอัดแทบจะทันทีทันใด ทว่าสำหรับผู้สังเกตการณ์มันจะกินเวลาเป็นพันๆปี
นี่เป็นผลงานสำคัญมากอันนึง หมายความว่าทรงกลมมหัศจรรย์นี้ เป็นที่ซึ่งไปถึงได้ และไม่สามารถจัดว่าเป็นเพียงสิ่งประหลาดในทางคณิตศาสตร์อีกต่อไป เราต้องพิจารณาอย่างจริงจังว่าจะเกิดอะไรขึ้น ถ้าเราเคลื่อนผ่านทรงกลมมหัศจรรย์แล้วนักฟิสิกส์ก็คำนวณว่า การเดินทางผ่านเข้าไปนั้นน่าจะมีลักษณะอย่างไร ทุกวันนี้ทรงกลมมหัศจรรย์นี้มีชื่อเรียกว่า ขอบฟ้าเหตุการณ์หรือ event horizon ขอบฟ้านั้นหมายถึงจุดไกลสุดที่เราสามารถมองเห็นได้ ในที่นี้หมายถึงจุดไกลสุดที่แสงสามารถเคลื่อนที่ผ่านไปได้ รัศมีขอบฟ้าของเหตุการณ์ก็คือรัศมีชวาสชิล เมื่อคุณเคลื่อนที่ไปกับยานอวกาศมุ่งหน้าไปสู่หลุมดำ คุณจะเห็นแสงที่ถูกหลุมดำดักเก็บไว้เมื่อหลายพันล้านปีที่แล้ว กล่าวอีกนัยคือ ประวัติของหลุมดำจะถูกเผยแพร่ให้คุณได้รับรู้ เมื่อเคลื่อนที่เข้าใกล้ไปอีก แรงโน้มถ่วงจะค่อยๆ ฉีกแยกอะตอมออกจากร่างกาย จนกระทั่งนิวเคียสของอะตอมดูเหมือนเส้นหมี่เหลือง การเดินทางทะลุผ่านเส้นขอบฟ้าเหตุการณ์จะเป็นการเดินทางขาเดียว ไม่มีขากลับ เนื่องจากแรงโน้มถ่วงนั้นมหาศาลมากเสียจะไม่พ้นเข้าสู่จุดศูนย์กลาง ซึ่ง ณ ที่นั้น จะถูกบีบอัดจนเสียชีวิต
ในปี 1939 ไอนสไตน์เขียนบทความซึ่งเขาพยายามปฏิเสธการมีอยู่จริงของดาวฤกษ์ดำมืด โดยอ้างว่ามันไม่สามารถก่อตัวขึ้นได้โดยกระบวนการธรรมชาติ โดยตั้งสมมติฐานว่า ดาวฤกษ์ก่อตัวขึ้นจากกลุ่มก้อนของฝุ่น ก๊าซ และเศษชิ้นส่วนที่หมุนวนเป็นรูปทรงกลม ซึ่งค่อยๆกระจุกตัวรวมกันเนื่องจากแรงโน้มถ่วง โดยกลุ่มก้อนหมุนวนไม่มีวันยุบตัวจนมีขนาดเล็กกว่ารัศมีชวาสชิล มันจึงไม่มีวันกลายเป็นหลุมดำได้ โดยเขาเขียนว่าผลสรุปโดยสาระสำคัญของการศึกษาชิ้นนี้คือ ความเข้าใจอย่างชัดเจนว่าเหตุใด ซิงกูลาริตีแบบชวาสชิลไม่มีตัวตนอยู่ในความเป็นจริงทางกายภาพ
อาเธอ เอดดิงตันก็สงวนท่าทีเกี่ยวกับหลุมดำและเชื่อตลอดชีวิตว่าสิ่งนี้ไม่น่ามีอยู่จริงๆ แต่ก็น่าแปลกทีเดียว ในปีเดียวกันนั้น ออปเปนไฮเมอร์และลูกศิษย์ได้แสดงให้เห็นว่า หลุมดำสามารถก่อตัวเกิดขึ้นจริงได้ โดยอาศัยกระบวนการอีกอย่างหนึ่ง โดยแทนที่จะตั้งสมมติฐานให้หลุมดำเกิดจากกลุ่มอนุภาคที่หมุนวนและยุบตัวลงภายใต้แรงโน้มถ่วง พวกเขากลับตั้งต้นด้วยแรงโน้มถ่วงที่มีมวลมาก ซึ่งได้ใช้เนื้อเพลิงนิวเคลียร์ของมันไปจนหมดแล้ว ดังนั้นจึงระเบิดยุบตัวภายใต้แรงโน้มถ่วง เช่นดาวฤกษ์ขนาดใหญ่กำลังจะหมดอายุขัยลงและมีมวลเป็น 40 เท่าของดวงอาทิตย์ ซึ่งได้ใช้เนื้อเพลิงนิวเคลียร์ของมันไปจนหมดแล้ว ถูกบีบอัดด้วยแรงโน้มถ่วงให้มีขนาดเล็กกว่ารัศมีชวาสชิลขนาด 80 กม ของมัน ทำให้มันยุบตัวลงกลายเป็นหลุมดำ พวกเขาเสนอว่า หลุมดำไม่เพียงแค่เป็นไปได้ แต่มันอาจเป็นธรรมชาติของจุดจบของดาวฤกษ์ขนาดยักษ์หลายพันล้านดวงในกาแลคซีก็เป็นได้
เป็นไปได้หรือเปล่าที่แนวคิดระเบิดยุบตัวเข้าที่นำเสนอไว้ในปี 1939 อาจเป็นชนวนความคิดให้กับกลไกระเบิดยุบตัวเข้า ซึ่งนำมาใช้ในระเบิดปรมาณูไม่กี่ปีหลังจากนั้น !
ต่อมาปี 1963 นักคณิตศาสตร์ชาวนิวซีแลนด์ชื่อ รอย เคอร์ ได้ค้นพบคำตอบสำหรับสมการของไอนสไตน์ในกรณีจำเพาะที่บรรยายถึงดาวฤกษ์ที่กำลังสิ้นอายุขัย ซึ่งอาจถือว่าจริงอย่างที่สุดนั่นคือในกรณีของหลุมดำที่หมุนวน เนื่องด้วยกฎการอนุรักษ์ของโมเมนตัมเชิงมุม ขณะที่ดาวฤกษ์ยุบตัวลงภายใต้แรงโน้มถ่วง มันจะหมุนวนด้วยความเร็วมากขึ้น ดาวฤกษ์ที่หมุนรอบตัวเองสามารถยุบตัวลงกลายเป็นวงแหวนของอนุภาคนิวตรอน ซึ่งจะยังคงมีเสถียรภาพ เนื่องจากแรงหนีศูนย์กลางที่ผลักออกหักห้างกับแรงโน้มถ่วงที่ดูดเข้าสู่ศูนย์กลาง คุณลักษณะอันน่าทึ่งของหลุมดำชนิดนี้คือ ถ้าคุณหล่นเข้าไปอยู่ในหลุมดำแบบเคอร์นี้ คุณจะไม่ถูกบดอัดจนเสียชีวิต แต่คุณจะถูกดูดให้ทะลุผ่านสะพานไอนสไตน์ โรเซน ไปยังจักรวาลคู่ขนาน
เมื่อเคลื่อนที่ผ่านวงแหวนมหัศจรรย์นี้ และในทันใด คุณก็จะโผล่อยู่ในจักรวาลอื่นที่แตกต่างออกไปอย่างสิ้นเชิง ที่นั่นค่ารัศมีและมวลจะติดลบ เคอร์ประกาศ
กล่าวอีกอย่างหนึ่งก็คือกรอบของกระจกเงาส่องหน้าของอลิซ ใน นวนิยาย อลิซในดินแดนมหัศจรรย์ ก็เหมือนวงแหวนที่หมุนของเคอร์ ทว่าการเดินทางใดๆผ่านวงแหวน ของเคอร์จะเป็นการเดินทางขาเดียว ถ้าคุณทะลุผ่านขอบฟ้าเหตุการณ์ได้ ในบางแง่แล้ว หลุมดำของเคอร์อาจเทียบได้กับลิฟต์บนตึก ลิฟต์ก็คือสะพานไอนสไตน์ โรเซนเชื่อมโยงชั้นต่างๆโดยแต่ละชั้น ก็คือจักรวาลแต่ละจักรวาล โดยจำนวนชั้นเป็นอนันต์ และมีแต่ปุ่มกดขึ้น เมื่อคุณละจากชั้นใดคุณไม่มีทางย้อนกลับมาได้อีก หลุมดำแบบของเคอร์นั้นนักฟิสิกส์หลายคนเชื่อว่าน่าจะใกล้เคียงกับความเป็นจริงที่สุดในบรรดาแนวคิดทั้งหลาย และน่าจะสามารถเชื่อมจักรวาลคู่ขนานได้จริงๆ แต่ก็ยังไม่เป็นที่แน่ชัดว่า มันจะปลอดภัยเพียงใดในการเดินทางเข้าไปในสะพานเชื่อมมิตินั้น
เนื่องจากคุณสมบัติอันแปลกประหลาดของหลุมดำ การมีตัวตนอยู่จริงของหลุมดำเหล่านี้จึงยังคงเป็นเหมือนนวนิยายวิทยาศาสตร์จนแม้กระทั่งเข้าสู่ช่วงทศวรรษ 1990 นักดาราศาสตร์ ดักลาส ริกสโตน ได้ตั้งข้อสังเกตในปี 1998 ว่า สิบปีที่แล้วคุณพบวัตถุที่คิดว่าเป็นหลุมดำอยู่ใจกลางกาแลคซีใดกาแลคซีหนึ่ง นักวิทยาศาสตร์ในวงการจำนวนครึ่งหนึ่งจะหาว่าคุณบ้า
นับแต่นั้นมานักวิทยาศาสตร์ค้นพบหลุมดำหลายร้อยหลุม ในอวกาศชั้นนอกด้วยกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิล กล้องโทรทรรศน์รังสีเอ็กซ์ในอวกาศที่ชื่อว่าจันทรา ซึ่งทำการตรวจวัดรังสีเอ็กซ์ที่ปล่อยออกมาจากต้นกำเนิดที่เป็นดาวฤกษ์หรือกาแลคซี และกลุ่มของกล้องโทรทรรศน์ที่เรียกว่า very large array radio telescope ซึ่งประกอบด้วยกลุ่มของกล้องโทรทรรศน์วิทยุอันทรงพลังในรัฐนิวเมกซิโก ที่จริงแล้วนักดาราศาสตร์จำนวนมากเชื่อว่ากาแลคซีส่วนใหญ่บนท้องฟ้า กาแลคซีรูปจานซึ่งมีตรงกลางป่องออก มีหลุมดำหลายๆอันอยู่ที่ใจกลางของกาแลคซี
และก็เป็นดังที่ทำนายไว้ หลุมดำทั้งหมดที่ถูกค้นพบในอวกาศนั้นหมุนด้วยความเร็วสูงมาก ได้มีการจับเวลาในการหมุนของหลุมดำบางดวงด้วยกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิล พบว่ามันหมุนด้วยความเร็ว 1 ล้านไมล์ต่อชั่วโมง ณ จุดใจกลาง เราสามารถเห็นแกนกลางอันหนึ่งซึ่งมีลักษณะกลมมากกว่าแบนขนาดประมาณหนึ่งปีแสง ภายในแกนกลางนี้ก็คือที่ตั้งของขอบฟ้าเหตุการณ์และตัวหลุมดำนั่นเอง เนื่องจากหลุมดำเป็นสิ่งที่เราไม่สามารถมองเห็นได้ นักดาราศาสตร์จึงจำเป็นต้องใช้วิธีการในทางอ้อมเพื่อพิสูจน์ยืนยันการมีตัวตนของมัน ในภาพถ่ายทั้งหลายที่เขาพยายามค้นหา จานสะสมสาร หรือ accretion disk ของกลุ่มก๊าซหมุนวนซึ่งอยู่ล้อมรอบหลุมดำ ปัจจุบันนี้นักดาราศาสตร์ได้สะสมภาพจานสะสมสารเหล่านี้ โดยอาศัยกฎของนิวตัน นักดาราศาสตร์สามารถคำนวณหาค่ามวลของวัตถุที่อยู่ใจกลาง เนื่องจากรู้ความเร็วของดาวฤกษ์ทั้งหลายที่โคจรอยู่รอบมัน ถ้ามวลของวัตถุที่ใจกลางมีค่าความเร็วหลุดพ้นเท่ากับความเร็วของแสง แม้กระทั่งตัวแสงเองก็ไม่สามารถออกมาได้ ซึ่งก็เป็นหลักฐานทางอ้อมของการมีอยู่ของหลุมดำ
ขอบฟ้าเหตุการณ์ที่อยู่ใจกลางของจานสะสมสาร ทว่ามิใช่ก๊าซทั้งหมดจะถูกดูดเข้าสู่หลุมดำผ่านขอบฟ้าเหตุการณ์ บางส่วนของก๊าซอ้อมผ่านขอบฟ้าเหตุการณ์แล้วถูกเหวี่ยงผ่านมันไปด้วยความเร็วมหาศาลและพุ่งออกสู่อวกาศ ก่อให้เกิดลำไอพ่นของก๊าซสองลำยาวๆ นี่เองทำให้หลุมดำมีลักษณะคล้ายลูกข่างหมุน ได้มีการระบุถึงหลุมดำสองประเภท ประเภทแรกเป็นหลุมดำระดับดาวฤกษ์ ซึ่งเกิดจากการที่ความโน้มถ่วงบีบอัดดาวฤกษ์ที่กำลังสิ้นอายุขัย จนกระทั่งมันระเบิดเข้าสู่ศูนย์กลาง อย่างไรก็ตาม หลุมดำประเภทที่สองนั้นตรวจจับได้ง่ายกว่า นั่นคือหลุมดำประเภทกาแลคซี ซึ่งจะแอบซ่อนอยู่ที่ใจกลางของกาแลคซีและควอนซาร์ขนาดยักษ์ และมีมวลหลายพันล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์
เมื่อไม่นานมานี้ก็มีการตรวจพบหลุมดำดวงหนึ่งใจกลางกาแลคซีทางช้างเผือกของเรา แต่โชคไม่ดีที่กลุ่มเมฆของฝุ่นอวกาศได้บดบังใจกลางของกาแลคซี ถ้ามิใช่เช่นนั้น พวกเราซึ่งอยู่บนโลกก็จะเห็นแสงไฟขนาดมหึมาทุกค่ำคืนอยู่ทางกลุ่มดาวคนยิงธนู ถ้าไม่มีฝุ่นอวกาศ ใจกลางกาแลคซีทางช้างเผือกของเราก็อาจสว่างกว่าดวงจันทร์ กลายเป็นเทหวัตถุซึ่งสว่างไสวที่สุดของท้องฟ้ายามค่ำคืนก็เป็นได้ ที่ใจกลางนิวเครียสของกาแลคซีนี้ก็คือหลุมดำที่มีมวลประมาณ 2.5 ล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ เมื่อคำนึงถึง ขนาดของมันแล้ว มันจะมีขนาดประมาณหนึ่งในสิบเท่าของรัศมีวงโคจรของดาวพุธ เทียบกับมาตรฐานของกาแลคซีแล้ว นี่ไม่จัดว่าเป็นหลุมดำขนาดใหญ่แต่อย่างใด
หลุมดำระดับกาแลคซีซึ่งอยู่ใกล้เราที่สุดระดับถัดไปนั้นอยู่ในกลางกาแลคซีแอนโดรเมดา ซึ่งเป็นกาแลคซีที่อยู่ใกล้โลกที่สุด มันมีมวล 30 ล้านเท่าของดวงอาทิตย์ และรัศมีชวาสชิลของมันมีขนาดประมาณ 60 ล้านไมล์
หลุมดำระดับกาแลคซีนั้นมีพลังมหาศาลเสียจนมันสามารถดูดกลืนกินดาวฤกษ์ได้ทั้งดวง ในปี 2004 นาซ่าและองค์การอวกาศของยุโรปได้ประกาศว่า พวกเขาได้ตรวจพบหลุมดำขนาดมหึมาในกาแลคซีอันไกลโพ้น กำลังกลืนกินดาวฤกษ์ดวงหนึ่งแบบคำเดียวหมด ทั้งกล้องโทรทรรศน์รังสีเอ็กซ์จันทราและดาวเทียมเอกซ์เอ็มเอ็ม นิวตัน ของยุโรปได้สังเกตการณ์พบเหตุการณ์เดียวกันนี้ นั่นคือการระเบิดของรังสีเอ็กซ์ซึ่งถูกปลดปล่อยออกมาจากกาแลคซี RX J1242-11 ซึ่งเป็นการส่งสัญญาณว่าดาวฤกษ์ดวงหนึ่งได้ถูกกลืนโดยหลุมดำมวลมหึมาซึ่งอยู่ที่ใจกลางของกาแลคซี หลุมดำนี้ได้ประมาณกันว่ามีมวลถึง 100 ล้านเท่าของดวงอาทิตย์เรา เมื่อดาวฤกษ์ดวงหนึ่งเข้าไปใกล้ระยะอันตรายของขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ ความโน้มถ่วงมหาศาลนี้จะทำให้ดาวฤกษ์นั้นถูกยืดออกจนบิดเบี้ยวกระทั่งแตกสลายลง และปลดปล่อยรังสีเอ็กซ์ไว้บอกเล่าเรื่องราว
การมีตัวตนของหลุมดำช่วยไขปริศนาจำนวนมากมาเป็นเวลาช้านาน ตัวอย่างเช่น กาแลคซี M 87 สิ่งแปลกประหลาดชวนสงสัยสำหรับนักดาราศาสตร์มาโดยตลอด เนื่องจากดูเหมือนลูกกลมที่มีหางแปลกประหลาดงอกมาจากมัน นักดาราศาสตร์พบแล้วว่ามันได้รับพลังงานจากหลุมดำขนาดมหึมาที่อาจมีมวลถึง 3 พันล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ และหางนั้น ปัจจุบันเชื่อว่าเป็นพลาสม่าขนาดมหึมาพุ่งอออกมาจากกาแลคซี มิใช่ดูดเข้าไป
กล้องโทรทรรศนืรังสีเอ็กซ์จันทราสามารถมองผ่านช่องว่างขนาดเล็กในกลุ่มฝุ่นอวกาศซึ่งอยู่ในอวกาศชั้นนอกๆและสังเกตพบหลุมดำจำนวนหนึ่งอยู่ใกล้ขอบของจักรวาลที่มองเห็นได้ รวมทั้งหมดกว่า 600 หลุมดำ เมื่อวิเคราะห์จากการค้นพบนั้นแล้ว นักดาราศาสตร์ประมาณการกันว่า ท้องฟ้ายามค่ำคืนนั้นมีหลุมดำอยู่อย่างน้อยที่สุด 300 ล้านหลุมดำ
ข้อมูลจาก
-Parallel Worlds: A Journey Through Creation, Higher Dimensions, and the Future of the Cosmos
เขียนโดย Michio Kaku
-//en.wikipedia.org/wiki/Black_hole
-//science.howstuffworks.com/dictionary/astronomy-terms/black-hole.htm
-//www.damtp.cam.ac.uk/research/gr/public/bh_intro.html
| Create Date : 09 ธันวาคม 2556 |
| Last Update : 9 ธันวาคม 2556 10:59:17 น. |
|
0 comments
|
| Counter : 1378 Pageviews. |
 |
|
|
|
|
|
|
ฝากข้อความหลังไมค์
Rss Feed
ผู้ติดตามบล็อก : 17 คน [