"หลุมดำ" มีจริงหรือแค่นิยายวิทยาศาสตร์ ในนิยายวิทยาศาสตร์หรือข่าวการการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ เราคงเคยได้ยินคำว่า "หลุมดำ (Black Hole)" เราอาจจะได้ยินจากข่าวการการค้นพบหรือการถ่ายภาพที่อ้างว่าเป็นภาพของหลุมดำที่ถ่ายได้เมื่อกี่ปีมานี้ แล้วเราเคยสงสัยไหมว่า หลุมดำคืออะไร มีอยู่จริงไหม แล้วอยู่ตรงไหนของจักรวาลของ และลองมาคิดกันดูว่าเป็นไปได้ที่จะมีอยู่จริงไหม หรือเป็นแค่นิยายวิทยาศาสตร์หลอกเด็ก และถ้ามีอยู่จริงแล้วเราใช้เหตุผลและมีหลักฐานอะไรบ้างที่เราค้นพบที่ผ่านมาเพื่อที่จะยืนยันการมีอยู่ของหลุมดำ ในทางทฤษฎีแล้วหลุมดำก็คือซากของดาวฤกษ์ที่สิ้นอายุแล้ว (คือมันตายนั้นหละครับ) สสารที่ประกอบกันเป็นดาวฤกษ์ที่มีมวลมหาศาลจะค่อยๆ ถูกอัดด้วยแรงโน้มถ่วงที่มากมหาศาลของตัวมันเองจนมีความหนาแน่นมากมหาศาลพอที่จะถูกอัดจนเล็กลงจนไม่เหลืออะไร และไม่มีอะไรต้านแรงโน้มถ่วงนั้นได้แม้กระทั่งแสงที่เรามองว่าไม่มีอะไรเร็วกว่าแสงอีกแล้วก็ไม่สามารถหลุดรอดออกมาจากหลุมดำได้ (การที่ไม่เหลืออะไรนั่นหละครับมันเลยถูกเรียกว่าว่าหลุมดำ) กล่าวคือมีแต่ความว่างเปล่า เหมือนจะไม่มีอะไร แต่ในทางทฤษฎีแล้วนั่นคือจอมดูดวัตถุต่างๆ ที่อยู่ใกล้เข้าไป แม้กระทั่งแสงก็ไม่สามารถหลุดรอดออกมาจากหลุมดำได้ และบริเวณที่แสงไม่สามารถหลุดรอมาได้เราเรียกว่า "ขอบฟ้าเหตุการณ์ (Event Horizon)" ภาพโดย Felipe จาก Pixabay ดาวฤกษ์ที่เราเห็นตายได้ด้วยหรอครับ ใช่แล้วครับทุกอย่างมันมีอายุขัย ในเอกภพของเรามีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา ดาวฤกษ์ก็มีการจำแนกการหมดอายุขัยได้หลายชนิดขึ้นอยู่กับมวลของดาวฤกษ์นั้นๆ ว่าตายแล้วจะเป็นอะไร (ฟังดูเหมือนเรื่องชีวิตหลังความตายเลยนะครับ) แล้วหลังการตายของดาวฤกษ์จะเป็นอะไรได้บ้างครับ ดาวฤกษ์เวลาตายไปแล้วก็จะแบ่งได้หลายชนิด ขึ้นอยู่กับมวลของมัน ถ้ามีมวลไม่มากหรือดาวฤกษ์มวลน้อย หลังจากตายไปก็จะกลายเป็นดาวแคระขาว (White Dwarf) ถ้ามีมวลมากขึ้นมาก็จะกลายเป็นดาวนิวตรอน (Neutron Star) หรือถ้ามีมวลมากขนาดมหาศาลและเกิดการยุบตัวของสภาพแรงโน้มถ่วงอย่างรวดเร็วก็อาจจะกลายเป็นหลุมดำได้ วิวัฒนาการจากการเกิดจนการตายใช้เวลาไปเป็นล้านล้านปีเลยทีเดียว แล้วเราจะอยู่ศึกษาได้ยังไงครับ เราอายุสั้นนิดเดียวเอง เรามีดาวบนท้องฟ้าให้เราศึกษาเป็นล้านล้านดวงเลย เราก็จะเอามาเรียบเรียงการเกิดวิวัฒนาการและจำแนกประเภท ปัจจุบันเทคโนโลยีต่างๆ ทำให้เราสามารถศึกษาได้อย่างมีประสิทธิภาพภาพโดย Pixabay จาก Pixabay ในนิยายวิทยาศาสตร์เรามักจะจินตนาการภาพของหลุมดำที่กำลังดูดกลืนวัตถุลงไปสู่ห้วงแห่งความมืดที่ทำลายล้างทุกสิ่งทุกอย่างรอบตัวเรา แต่ความเป็นจริงแล้วหลุมดำไม่ได้อันตรายเช่นนั้น ลองพิจารณาบริเวณรอบรอบจะเป็นยังไง สมมุติว่าหากเราอยู่บนยานอวกาศที่โคจรรอบดาวฤกษ์ที่มีมวลมากพอที่จะบีบอัดกลายเป็นหลุมดำ จะเกิดอะไรขึ้นกับวงโคจรของยานอวกาศของเรา เราคิดว่ายานอวกาศก็จะถูกดูดกลืนเข้าไป ในเมื่อไม่มีอะไรหลุดรอดออกมาจากหลุมดำได้ แรงดึงดูดอันทรงพลังขนาดนั้นยานอวกาศของเราจะถูกค่อยๆ ถูกดูดกลืนเข้าไปด้วยแรงโน้มถ่วงที่ศูนย์กลางของหลุมดำ แต่หากลองคิดดีๆ จะพบว่าอาจจะไม่เป็นเช่นนั้น เพราะแรงที่ทำให้ยานอวกาศโคจรรอบดาวฤกษ์คือแรงโน้มถ่วง หากกลายเป็นหลุมดำที่ทีความหนาแน่นสูงแต่ว่ามวลรวมก็ยังเท่าเดิมก็หมายความว่าย่อมจะมีแรงโน้มถ่วงเท่าเดิม แต่ทว่าถ้าวัตถุที่เข้าไปใกล้กับหลุมดำมากหรือเข้าไปใกล้กับเส้นขอบฟ้าเหตุการณ์ก็อาจจะถูกดูดกลืนเข้าไปได้ วัตถุใดที่เดินทางเข้ามาใกล้หลุมดำมากจะไม่สามารถหลุดพ้นออกไปจากแรงโน้มถ่วงของหลุมดำได้ ส่วนภายในขอบฟ้าเหตุการณ์ ยังไม่มีทฤษฎีอธิบายการเกิดขึ้นภายในนี้ได้ เพราะไม่มีสสารหรือข้อมูลใดที่สามารถเดินทางเร็วด้วยความเร็วหลุดพ้นมากกว่าความเร็วแสงได้ แต่แรงที่เรารู้กันในเอกภพไม่มีแรงใดสามารถต้านแรงโน้มถ่วงอันมหาศาลภายในหลุมดำได้ จึงสันนิษฐานว่าสสารทั้งหมดภายในหลุมดำน่าจะถูกบีบอัดรวมเข้าในจุดเพียงจุดเดียว เรียกว่า "ภาวะเอกฐาน (Singularity)" ซึ่งตามทฤษฎีแล้วเป็นจุดที่มวลทั้งหมดของหลุมดำถูกบีบให้อยู่ในจุดเพียงจุดเดียว แนวคิดที่เป็นไปได้เกี่ยวกับหลุมดำ เราสามารถพบวัตถุท้องฟ้าแรงโน้มถ่วงที่สูงพอที่จะกลายเป็นหลุมดำได้ในธรรมชาติก่อนที่ดาวฤกษ์มวลมหาศาลดวงนั้นจะสิ้นอายุขัยเท่านั้น ในช่วงเริ่มต้นของอายุของดาวฤกษ์แรงโน้มถ่วงของดาวจะบีบอัดให้ธาตุในแกนกลางของดาวรวมตัวกันเกิดเป็นระเบิดนิวเคลียร์ฟิวชันซึ่งคอยต้านแรงโน้มถ่วงอันมหาศาลเอาไว้อย่างไรก็ตามเมื่อเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ค่อยๆ หมดไป มวลในแกนของดาวฤกษ์ขนาดยักษ์ ก็จะยุบตัวลงอย่างรวดเร็วและแรงโน้มถ่วงเพิ่มขึ้นจนกลายเป็นหลุมดำ และหลังจากนั้นเราไม่สามารถเห็นแสงหรือรับข้อมูลใดๆ จากภายในได้ เราจึงไม่สามารถสังเกตการณ์มีอยู่ของหลุมดำโดยตรงได้ เราอาจจะต้องศึกษาวัตถุที่อยู่รอบๆ ซึ่งอาจจะปล่อยอะไรบางอย่างออกมาก่อนที่มันจะถูกดูดกลืนเข้าไป แนวคิดทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ในพื้นที่รอบๆ หลุมดำเป็นบริเวณที่มีสนามแรงโน้มถ่วงสูงและเป็นบริเวณที่ความรู้ความเข้าใจสามัญสำนึกของมนุษย์ไม่สามารถนำมาใช้อธิบายได้ จึงจำเป็นต้องใช้ทฤษฎีที่สามารถอธิบายสิ่งที่เกิดขึ้นกับสสารในสภาวะที่มีสนามแรงโน้มถ่วงสูง ทฤษฎีนี้ก็คือทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ (Albert Einstein) เขาได้เสนอว่า แรงโน้มถ่วงจะเกิดจากมวลที่บิดกาลอวกาศ (Spacetine) และวัตถุเคลื่อนที่ไปเป็นเส้นโค้งรอบๆ มวลนั้นแท้จริงแล้วเป็นเพียงเพราะว่าถูกพยายามที่จะเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงในมิติที่สี่ของกาบอวกาศภาพโดย Johnson Martin จาก Pixabay จากข้อมูลการศึกษาของนักดาราศาสตร์ที่ผ่านมา หลักฐานที่จะเป็นไปได้ที่จะยืนยันการมีอยู่ของหลุมดำคือ "Cygnus X-1" เป็นแหล่งกำเนิดรังสีเอ็กซ์ที่แรงที่สุดของกาแล็กซี ในกลุ่มดาว Cygnus และเป็นแหล่งแรกที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางว่าเป็นหลุมดำ ยังคงเป็นหนึ่งในวัตถุทางดาราศาสตร์ที่มีการศึกษามากที่สุด คาดการณ์ว่าน่าจะมีมวลประมาณ 15 เท่าของดวงอาทิตย์ และมีรัศมีประมาณ 44 กิโลเมตร "Accretion Disk" แรงโน้มถ่วงจากใจกลางวัตถุทำให้สสารในแผ่นจานหมุนวนเป็นเกลียวพุ่งเข้าหาใจกลาง และยังบีบอัดสสารเหล่านั้นทำให้เกิดการแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมา "Galactic Nuclei" นักดาราศาสตร์เชื่อกันว่าในแกนกลางของดาราจักรจะมีหลุมดำขนาดยักษ์ (Suppermassive Black Hole) ในกาแล็กซีทางช้างเผือกนักดาราศาสตร์ได้ศึกษาการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์รอบๆ บริเวณที่เรียกว่า "Sagittarius A*" และพบว่าดาวฤกษ์รอบๆ ศูนย์กลางของกาแล็กซีทางช้างเผือกได้มีการเคลื่อนที่รอบวัตถุอย่างหนึ่งซึ่งมีมวลถึง 4.3 ล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ แต่มีขนาดเพียงไม่ถึง 0.002 ปีแสงวัตถุมีความหนาแน่นมากเช่นนี้น่าจะเป็นหลุมดำ ภาพถ่ายวิทยุโทรทรรศน์ของหลุมดำมวลยวดยิ่งที่แกนกลางของ Messier 87 กลุ่มดาว Virgo มีมวลประมาณ 1 พันล้านเท่าของดาวอาทิตย์ ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์ Event Horizon เผยแพร่เมื่อ 10 เมษายน ค.ศ. 2019ภาพโดย Gerd Altmann จาก Pixabay จากข้อมูลบางส่วนข้างต้น อาจจะเป็นไปได้ว่า อาจจะมีหลุมดำอยู่จริง แต่เราก็ไม่สามารถยืนยันได้อย่างมั่นใจว่าเป็นจริงหรือเท็จประการใด เพราะว่าจะใช้ความพยายามที่จะศึกษาวัตถุที่อยู่ห่างไกลมากๆ ต้องใช้เทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพสูง ซึ่งปัจจุบันก็ถือได้ว่าจะจำนวนข้อมูลที่อธิบายและยืนยันว่าที่เป็นที่ยอมรับกันได้ แต่นักวิทยาศาสตร์ นักดาราศาสตร์ วิศวกร และนักเทคนิคต่างๆ ก็พยายามที่จะศึกษาและพัฒนาเทคโนโลยีขึ้นมาเพื่อศึกษาต่อไป ภาพหน้าปก ภาพโดย Alexander Antropov จาก Pixabay7-11 Community ห้องลับเมาท์มอยของกินของใช้ในเซเว่น อะไรดีอะไรใหม่ ต้องรู้ ต้องคุย ต้องแชร์