กำเนิดหลุมดำ : Birth of a Black Hole

กำเนิดหลุมดำ : Birth of a Black Hole

ถ้าจะเปรียบให้เข้าใจง่ายขึ้น หลุมดำ นั้นคือวาระสุดท้ายของดาว เป็นการเหลือ ของซากวิญญาน ที่มีพลังอำนาจมหาศาลและมองไม่เห็น เป็นการเกิดขึ้นจาก การหลอมละลายนิวเคลียส และระเบิดตนเอง ด้วยการยุบตัวทับถมของมวล อย่างแทบจะไม่น่าเชื่อหรือแบบเป็นไปไม่ได้ รวมกันสู่จุดที่หนาแน่นเรียกว่า Singularity Point (จุดศูนย์กลาง พิศวง) อำนาจของหลุมดำ จัดว่ามีพลังอำนาจร้ายกาจขั้นเทพ สามารถบีบอัดดูดกลืน สิ่งใดๆให้หายเข้าไปในหลุมดำได้อย่างมหัศจรรย์ แม้กระทั่งแสง ทั้งหมดนั้นคือ ระบบธรรมชาติของจักรวาลได้สร้างสรรไว้ให้ หลุมดำเป็นมหัตภัยแห่งจักรวาล หลุมดำ มีอยู่ทั่วไปในจักรวาล มิได้อยู่คงที่ในตำแหน่งเดิม สามารถโคจรเคลื่อน ตัวไปยังจุดอื่นๆได้ โดยเชื่อว่าในทางช้างเผือก มีหลุมดำอยู่จำนวนหนึ่ง และมี ความชัดเจนต่อการพบหลุมดำขนาดใหญ่ยักษ์ บริเวณใจกลางทางช้างเผือก บริเวณ Sagittarius A (SgrA*) ซึ่งเป็นตำแหน่งของหลุมดำ มวลขนาดยักษ์ (Supermassive black hole) ส่วนหลุมดำขนาดเล็ก ข้อมูลการสำรวจยังไม่เป็น ที่กระจ่างในขณะนี้ เริ่มต้นการตั้งไข่ ของหลุมดำ ดาวมวลขนาดใหญ่ (Massive star) ช่วงเยาว์วัย ได้สร้างสรรพลังงานจากการ หลอมละลายนิวเคลียส (Nuclear fusion) ซึ่งเป็นปฏิกิริยาทางนิวเคลียร์ระหว่าง นิวเคลียสเบาสองตัวมารวมกัน โดยเปลี่ยนแปลงจาก ไฮโดรเจนสู่ฮีเลียม ทำให้ เกิดแสงอันเปล่งปลั่ง เมื่อเชื้อเพลิงไฮโดรเจนในแกนหมดสิ้นลง ดาวเริ่มจะเผา ผลาญแกนในของฮีเลียม จนถึงเปลือกชั้นนอกของไฮโดรเจน (Outer shell of hydrogen) จึงทำให้ขอบเขตการเผาผลาญเชื้อเพลิง แพร่ขยายตัวกว้างและใหญ่ โตขึ้นนับร้อยเท่า เป็นการวิวัฒน์สู่ Red supergiant star (ดาวใหญ่ยักษ์สีแดง)

ตั้งไข่ก่อนเป็นหลุมดำ

ฟูมฟักพลังงานเพื่อรอการกำเนิด หาก Red supergiant star ปริแตกออกสิ่งที่ซ้อนอยู่ภายในคือ Massive core (มวลของแกนภายในขนาดใหญ่และหนาแน่นสูง) ชั้นที่ลึกลงไปมีความโค้ง สามารถดึงย้อนกลับเข้าไป จากแรงโน้มถ่วงของตนเอง ท้ายที่สุดอุณหภูิมิความ ร้อนสูง มีความเพียงพอเริ่มท่วมล้นและหลอมละลายนิวเคลียส รอบๆ ฮีเลียม

สู่การสะสมพลังงานเพื่อเริ่มต้นกำเนิด

เป็นวาระสุดท้าย ของการจบชีวิตดาว ความกดดันส่งผ่านไปยังอุณหภูมิ ให้ทะยานสูงขึ้นนับล้านองศาและท่วมล้นพลัง สนามแรงโน้มถ่วง (Gravitational force) เกิดการจุดไฟหลอมละลายอย่างหนัก หน่วงขึ้นเพียงครั้งแรกครั้งเดียว ขบวนการแรกจากหลอมละลาย ฮีเลียมสู่ออกซิเจน ต่อมาออกซิเจนสู่ซิลิคอน และจบสิ้นที่ซิลิคอนสู่ไอออน การเกิดขึ้นทั้งหมด เป็นไปอย่างช้าๆ ค่อยๆผุดขึ้น ผุดขึ้น ซึ่งเป็นการสูญสิ้นอายุขัยของดาว

วาระสุดท้าย การจบชีวิตดาว

เริ่มเข้าสู่สถานที่ใหม่ และเวลาใหม่ การผุดขึ้นนั้น เกิดน้ำหนักและความหนาแน่น Red supergiant star ส่งผลให้ มวลทั้งหมด ดำดิ่งครอบคลุมใน Space-time (กาล-อวกาศ) นั่นหมายความว่า เชื่อมโยงที่ว่าง (space – อวกาศ) และเวลา (time - กาล) เข้าเป็นโครงสร้างหนึ่ง เดียวกันกับวัตถุในจักรวาล และการหลอมละลายนิวเคลียส ยังดำเนินไปอย่างต่อ เนื่องเว้นแต่ ธาตุไอออน

เริ่มเข้าสู่สถานที่ใหม่ และเวลาใหม่

อภิมหานิวเคลียร์จักรวาล ดังนั้นคงเหลือเศษซากของไอออน การสร้างสมพลังงานโดยการหลอมละลาย นิวเคลียสนั้นไม่นานพอที่จะสร้างเสริม ให้แกนภายในของดาวมีศักยภาพย้อนคืน กลับแรงโน้มถ่วงสู่สภาพปกติได้ ทันทีทันใดในเวลาเพียงเสี้ยววินาที แกนภายใน ของดาวยุบตัวลงอย่างรุนแรง ด้วยตนเอง ทุกอย่างสะท้านสะเทือนไปในจักรวาล การระเบิดดังกล่าว ประหนึ่งเหมือน อภิมหานิวเคลียร์จักรวาลเรียกว่า ซูเปอร์โนวา (Supernova)

อภิมหานิวเคลียร์จักรวาล

ทางเลือก สู่ดาวนิวตรอน หลังจาก Supernova ระเบิดขึ้น การดำรงอยู่ของ Supernova ขึ้นอยู่กับปริมาตร ของขนาดใหญ่มวลของดาวนั้นๆ ถ้าการยุบตัวของแกนภายใน ระหว่างราว 1.4 เท่า (ของดวงอาทิตย์) จะเกิดเป็น ดาวนิวตรอน (Neutron star) องค์ประกอบของ ดาวนิวตรอน อะตอมทั้งหมดจะตกอยู่กับความกดดันอย่างสุดขั้ว เพียงแต่ปริมาตร ของมวลดาวนิวตรอน 1 ช้อนกาแฟ มีน้ำหนักนับล้านตันอย่างไม่น่าเชื่อ

ทั้งสองแบบคือ สสารมืดที่มีความหนาแน่น ในจักรวาลครั้นอดีต

อีกทางเลือกสู่หลุมดำ ถ้าการยุบตัวของดาว ที่มีขนาดใหญ่ ราว 3 เท่า (ของดวงอาทิตย์) ในธรรมชาติ ของจักรวาลจะไม่มีอะไรต่อต้านได้ จากพลังของแรงโน้มถ่วงตนเอง (เท่าที่ทราบ ในขณะนี้) การยุบตัวแบบล่มสลาย อย่างไม่ยอมผ่อนปรน เป็นหนทางให้เกิด หลุมดำ (Black hole) เมื่อเกิดหลุมดำแล้ว ความลึบลับดังกล่าวอาจจะมีมวลหนาแน่น นับล้านเท่าของ ดวงอาทิตย์ หรือมากกว่านั้น (ซึ่งขึ้นอยู่กับขนาดของดาวที่ยุบตัว) เป็นบริเวณที่ แรงโน้มถ่วงเกิดมหาพลัง สามารถดูดกลืนบดขยี้วัตถุต่างๆ ที่เข้าไปในรัศมีได้ แม้แต่แสงก็ยัง ถูกดูดกลืนให้หายไป (ด้วยอำนาจความเร็วหลุดพ้นต้องมากกว่า 670,000,000 ไมล์/ ชั่วโมง ของความเร็วแสง) ซึ่งหมายความว่าแสงที่ผ่านเข้า ไปไม่สามารถหลุดพ้น หนีศักยภาพพลังอำนาจของหลุมดำได้

อีกทางเลือกสู่หลุมดำ

References : National Science Foundation and by NASA's Gamma Ray Large Area Space Telescope (GLAST).