หลุมดำมหัตภัยแห่งจักรวาล : Black Hole [หน้า 2/2]

หลุมดำมหัตภัยแห่งจักรวาล : Black Hole [หน้า 2/2]

ข้อพิสูจน์อิทธิพลหลุมดำ ทำให้แสงโค้งงอ วัตถุหนึ่งวัตถุใด หากต้องให้มีความปลอดภัยจากหลุมดำ ต้องโคจรอยู่นอกเขต Outer event horizon ของหลุมดำ โดยในอวกาศเต็มไปด้วย หมู่ดาว เคลื่อนตัว โคจรยึดเหนี่ยวกันอย่างมั่นคง รวมถึงตัวของเราบนโลกด้วย แต่ระบบทั้งหมดสามารถ ถูกเปลี่ยนแปลงได้ ด้วยอำนาจแรงดึงดูด ของหลุมดำได้ อย่างง่ายดาย ตำแหน่งแสงเมื่อส่องผ่านเข้าใกล้บริเวณหลุมดำ จะสะดุดหยุดลง และหลีกไม่พ้น ส่วนแสงจาก กระจุกกาแล็คซี่ อยู่ห่างไกล เริ่มต้นแสงที่ส่องผ่านจะคืบหน้าเข้าไป ที่ละน้อยสู่หลุมดำ แต่ไม่สะดุด แต่เริ่มโค้งงอด้วยแรงดึงดูด มีการเปลี่ยนแปลงผิด ส่วน (Distorted) บูดเบี้ยวเกิดขึ้นหรือคล้ายกับภาพ ซ้อนไปซ้อนมาแบบผิดรูป เพราะแสงที่ส่องผ่านหลุมดำ มีความโค้งงอมายังเรา ตามทฤษฎี General relativity แสดงข้อพิสูจน์เรื่องแสง ทำให้วัตถุบิดเบี้ยวโค้งงอ จากแรงโน้มถ่วง เรียกว่า Gravitational lensing แสงที่ส่องมาจากดวงอาทิตย์ก็ แสดงผลเช่นนั้นแต่น้อยมาก เนื่องจากมีระยะใกล้สามารถใช้เครื่องมือวัดได้ แต่ หากยิ่งไกลมากจะเห็นได้ชัดมากขึ้นของความโค้งงอ

Abell 2218 Galaxy Cluster Lens ขนาด 3 พันล้านปีแสง กระจุกกาแล็คซี่ ขนาดใหญ่แสดงให้เห็นความโค้งของแสง จากการผ่านหลุมดำ ด้วยแรงโน้มถ่วงเกิดจากหลุมดำที่มีทั่วไปจำนวนมากในจักรวาล

Giant Cluster Bends ทั้งหมดกาแล็คซี่จริงๆ มีเพียงอย่าง ละกาแล็คซี่เท่านั้นแต่ในภาพซ้ำซ้อนอยู่หลายตำแหน่ง จากการบิดเบี้ยวของแสงผ่านอิทธิพลหลุมดำหลายๆแหล่งก่อนถึงเรา

เมื่อหลุมดำชนปะทะกันเอง การเข้าใกล้กันระหว่างหลุมดำ มีความเป็นไปได้ที่หลุมดำชนปะทะกัน โดยจะไม่ ดูดกลืนกันเอง แต่กลับรวมตัวกันเป็นหนึ่งเดียวเพิ่มขนาดใหญ่ขึ้น เพิ่มพื้นที่อย่าง สุดขั้ว น่าอัศจรรย์ ขณะนี้เพียงเป็นการวิเคราะห์ จากซูเปอร์คอมพิวเตอร์ พบว่ามีพลังงานมหาศาลน่า สยดสยอง เกรงขาม ด้วยการส่งต่อกระเพื่อมไปยัง โครงสร้าง Space-time เรียก ว่า Gravitational waves (คลื่นแรงโน้มถ่วง) แม้ว่าเป็นเรื่องที่ไม่เคยสำรวจพบ เรารู้ว่าเป็นมหันตภัยครั้งใหญ่ของจักรวาลต่อการ การชนกันของหลุมดำ ตามหลักการ แสดงถึงการหมุนเข้าหากันได้ จนถึงกันชนปะ ทะรวมตัวกัน จากทฤษฎี General relativity ความเข้าใจเรื่องนี้มีการทบทวนถึงผลกระทบต่อ อวกาศ แต่ต้องใช้เครื่องมือขนาดใหญ่ เพื่อตรวจจับหาค่าใช้เวลานับปีขณะนี้อยู่ใน ระหว่างการสร้างเพื่อ การตรวจจับคลื่นแรงโน้มถ่วงเป็นครั้งแรกของโลก

การชนกันของหลุมดำ ด้วยการโคจรแบบ Black hole binary (โคจรระบบคู่ เป็นตุ้มถ่วงกัน)

อายุขัยของหลุมดำ เดิมทีเดียวเราไม่เคยรู้จักหลุมดำ ว่าเกิดจากอำนาจแรงโน้มถ่วง แต่เมื่อเกิดการ ทำลายล้างผลาญจากหลุมดำ ด้วยการหายไป ลดถอยไป ของพลังงานในจักรวาล ค.ศ.1974 นักฟิสิกส์ได้ใช้กฎเกณฑ์ Quantum mechanics ศึกษาทำให้ทราบถึง แหล่งพื้นที่ใกล้ๆวงขอบของหลุมดำ เชื่อว่าอนุภาคที่เล็กจิ๋วและแสงเกิดขึ้นนั้นได้ สูญสิ้นถูกทำลาย ย่อยเล็กลงในหลุมดำอย่างไม่ขาดสายต่อเนื่อง บางครั้งแสงซึ่ง เล็กมากหนีหลุดพ้นจากการทำลาย สู่ด้านนอกหอบเอาพลังออกมาด้วยจนวงรอบ นอกเรืองแสง เป็นการทำให้หลุมดำ ลดอำนาจลงในที่สุด แต่ต้องประหลาดใจ ด้วยหลุมดำ มีระบบกำเกิดในจักรวาลได้อย่างสมบูรณ์แบบ สำหรับหลุมดำแล้ว การมีอุณหภูมิสูง จนเหลือเป็นศูนย์ มีปัญหาของการสูญเสีย พลังงานเล็กน้อยเท่านั้น หลุมดำต้องใช้เวลานาน แบบนึกไม่ออกเลยว่านานเท่าใด จึงทำให้สูญเสียมวลพลังงานได้ทั้งหมด

แสงที่เกิดขึ้นรอบๆ เป็นบางส่วนของพลังงานหลุดไหลจากหลุมดำ

จักรวาลมีหลุมดำมากน้อยเท่าใด หลุมดำ เป็นระบบท้ายสุดของจักรวาล เท่าที่เราทราบในขณะนี้ ด้วยเป็นสิ่งที่มอง ไม่เห็นจากการสำรวจเป็นเรื่องยากลำบาก การสำรวจทราบจากการสืบค้นรอบๆของ หลุมดำ เชื่อว่ามีจำนวนมากมหาศาลจากสมมุติฐานดังนี้ หลุมดำประเภท Stellar-mass black holes เกิดขึ้นหลังจากฉากสุดท้ายของดาว กาแล็คซี่ ของเรามีดาวไม่น้อยกว่า 100 พันล้านดวง ถ้าเทียบว่า ทุกๆ 1,000 ดวง มีความหนาแน่น พอที่จะเกิดหลุมดำได้ 1 แห่ง นั้นหมายความว่าต้องมี 100 ล้าน แห่ง แต่ในประเภทนี้ การสำรวจพอจะระบุได้เพียง 12 แห่ง โดยจุดที่ใกล้ที่สุดห่าง จากโลก 1,600 ปีแสง หากรวมกาแล็คซี่ในจักรวาล จำนวนมากกว่า 100 พันล้าน ต้องมีหลุมดำประเภท Stellar-mass black holes อีกมหาศาล หลุมดำประเภท Supermassive black holes เชื่อว่ามีระหว่าง 100 พันล้านแห่ง โดยสำรวจทราบว่าอยู่ในใจกลาง Milky Way Galaxy จำนวน 1 แห่ง ห่างจากโลก 26,000 ปีแสง

เครื่องมือที่ใช้สำรวจหลุมดำในอวกาศขณะนี้ ( ค.ศ.2007)

หลุมดำ GRO J1655-40

หลุมดำที่สำรวจพบ หลุมดำ GRO J1655-40 ประเภท Stellar-mass black holes หมุนโคจรท่องไป ในทางช้างเผือกตามแนวเส้นสีเหลือง ด้วยความเร็ว 400,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง หลุมดำ XTE J1118+480 ประเภท Stellar-mass black holes พบจุดศูนย์กลาง พลังสูงมีระบบ Black hole binary system บางครั้งเรียกว่า X-ray nova เพราะมี การเปลี่ยนแปลงจู่ๆ ระเบิดขึ้นยาวนานติดต่อกัน 7.5 ชั่วโมง จากที่สงบนิ่งมีระยะ ทางห่างจากโลก 5,000 ปีแสง เส้นสีแดงแสดงเส้นทางโคจรที่สืบค้นพบระยะทาง ผ่านมาเป็นเวลา 230 ล้านปี จุดสีเหลืองคือตำแหน่งดวงอาทิตย์ในระบบสุริยะ Galactic Center (Sgr A*) ใน Milky Way Galaxy ประเภท Supermassive black holes บริเวณตำแหน่งห่าง จากจุดศูนย์กลางทางช้างเผือก 10 ปีแสง มวล หนาแน่น 4 ล้านเท่า ของดวงอาทิตย์ เป็นสภาพกลุ่มหมอกของก๊าซร้อนอุณหภูมิ สูงระดับ 1,000,0000 องศา รอบๆหลุมดำ โดย Shock waves เกิดจากการระเบิด ตัวของ Supernova พุ่งชนปะทะกับดาวใหม่ ที่มีมวลหนาแน่นอยู่ห่างจากโลกระยะ ทาง 26,000 ปีแสง

หลุมดำ XTE J1118+480

ภาพจริงของหลุมดำ XTE J1118+480

บริเวณ Galactic Center (Sgr A*) Milky Way Galaxy

ภาพบริเวณหลุมดำ Galactic Center (Sgr A*) Milky Way Galaxy

มหัตภัยจากหลุมดำ แน่นอนในจักรวาลมีมากมายนับจำนวนไม่ได้ อย่างน้อยที่สุดหลุมดำบริเวณ Milky Way Galaxy ยังไม่ใกล้พอที่จะทำอันตรายต่อโลก โดยความจริงหลุมดำมีมานาน แล้ว การสำรวจตลอด 10 ปีที่ผ่านมาพบหลุมดำเพิ่มขึ้นเรื่อยๆด้วยเทคโนโลยีด้าน เครื่องมือที่ทันสมัยขึ้น หลุมดำเป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อยานอวกาศ ที่ผ่านเข้าสู่เขตรัศมี จะอันตรธานหาย ไปในทันที ด้วยการเกิดแสงวาวขึ้นเพียงเสี้ยววินาทีเท่านั้น หากตัวเราหลุดเข้าสู่ หลุมดำ ท่าที่หลุดเข้าสู่หลุมดำเป็นท่าเหยียดตรง อย่างรวดเร็ว หากส่วนขาเข้าสู่หลุมดำก่อน ขาจะแข็งทื่อด้วยแรงกดอัดก่อนศีรษะ หลังจากนั้น ร่างกายถูกฉีกขาดจากกัน เพียงเสี้ยววินาทีตัวเราหายไปทันที ถูกบีบอัดจนแบนสู่ สู่จุดศูนย์กลางด้านใน (จุดพิศวง) กรณีศึกษา เมื่อมีวัตถุเข้าใกล้หลุมดำสามารถวิเคราะห์สถานะจะเกิดได้ดังนี้ ถ้าวัตถุนั้นเคลื่อนตัวช้า จะถูกดูดกลืนม้วนเข้าไปเหมือนเกลียวสู่หลุมดำ ถ้าวัตถุนั้นเคลื่อนตัวมีความเร็วปานกลางจะถูกดูดหมุนเวียน อยู่รอบๆปากหลุมดำ ถ้าวัตถุนั้นเคลื่อนตัวมีความเร็วสูง ต้องหมุนหนีเป็นวงกลม ย้อนออกด้านนอก จึงจะได้เปรียบ และต้องมีระยะห่างไกลด้วยจึงจะพ้นแรงดูดกลืนได้ แต่ระบบสุริยะ ดวงอาทิตย์ โลก ดาวเคราะห์ต่างๆ หนีไม่พ้น เพราะทั้งหมดของ ระบบสุริยะเคลื่อนตัวไปด้วยความเร็ว 67,000 ไมล์ต่อชั่วโมง เพราะฉะนั้นคงไม่มี สิ่งใดสามารถหลุดพ้นอำนาจของหลุมดำได้

เส้นสีฟ้าแสดงเส้นทางการถูกอิทธิหลุมดำดูดกลืน

สภาพอันตรายของหลุมดำ

References : The National Aeronautics and Space Administration -NASA Space Telescope Science Institute's Office -Hubble National Radio Astronomy Observatory Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics Chandra X-ray Center