ไขข้อสงสัยของหลุมดำ

   เนื่องจากไม่มีมนุษย์คนไหนเคยเห็นหลุมดำ จึงเป็นการยากที่จะอธิบายถึงรูปร่างของหลุมดำได้ วันนี้เราทาง STKC ขอนำเสนอบทความเกี่ยวกับหลุมดำ กันเลย เพื่อทุกคนจะได้รู้จักกับหลุมดำนั้นเอง ตามไปดูกันเลย
   เนื่องจากนิยามของหลุมดำเป็นเพียงนิยามทางฟิสิกส์และคณิตศาสตร์ เราอาจไม่สามารถอธิบายได้ว่าภายในหลุมดำ ควรจะมีหน้าตา หรือรูปร่างเป็นอย่างไร หลุมดำเองไม่ใช่วัตถุที่จับต้องได้เราจึงไม่สามารถบอกได้ชัดเจนว่า หลุมดำเริ่มหรือสิ้นสุดตรงไหนแต่เราสามารถนิยามขอบเขตของหลุมดำได้เรียกว่า “ขอบฟ้าเหตุการณ์” (Event Horizon)ซึ่งก็คือบริเวณที่ความเร็วหลุดพ้นเท่ากับความเร็วของแสงพอดี

หลุมดำคืออะไร?

   หลุมดำคือวัตถุที่หนาแน่นที่สุดอย่างหนึ่งในเอกภพ เมื่อมีมวลจำนวนมากมารวมตัวกันอยู่ในปริมาตรขนาดเล็ก แรงโน้มถ่วงของมวลเหล่านี้จะมีมากพอที่จะดูดทุกอย่างเข้าไปภายใต้แรงโน้มถ่วงของมันได้ เปรียบเทียบกันแล้ว บนพื้นโลกของเรามีความเร็วหลุดพ้น 11.2 กม./วินาที นั่นหมายความว่าหากเรายิงกระสุนที่ความเร็ว 11.2 กิโลเมตรต่อวินาทีจากพื้นโลก

   กระสุนนี้จะหลุดพ้นออกไปจากแรงโน้มถ่วงของโลกได้และไม่ตกกลับลงมาอีก และหากเรายิงกระสุนออกไปด้วยความเร็วที่ต่ำกว่านี้ กระสุนก็จะใช้เวลาสักพักหนึ่งในอากาศก่อนที่จะตกกลับมาใหม่ สำหรับหลุมดำแล้วนั้นแรงโน้มถ่วงนั้นมีค่าสูงมากเสียจนความเร็วหลุดพ้นจากบริเวณที่เรียกว่า "ขอบฟ้าเหตุการณ์" (Event Horizon) มีค่าเท่ากับความเร็วของแสง ซึ่งเป็นความเร็วที่สูงที่สุดในเอกภพ

   หมายความว่าไม่มีวัตถุใดแม้กระทั่งแสงจะสามารถหลุดพ้นออกมาจากหลุมดำได้ แม้กระทั่งเราฉายไฟฉากออกมาจากภายใน Event Horizon อนุภาคของแสงที่ออกมาก็ไม่สามารถหลุดออกมาจากแรงโน้มถ่วงของมันได้

รูปทรงสัณฐานของหลุมดำ

   มวลวัตถุขนาดใหญ่เท่าใดก็ตาม เมื่อโคจรเข้าสู่ใกล้สภาวะเขตหลุมดำ ถูกบีบอัดบีบคั้นให้เล็กลงๆ เล็กลงๆ อย่างไม่จุดสิ้นสุด สู่ใจกลางบริเวณ Central singularity(จุดพิศวง) เป็นเรื่องไม่น่าเชื่อ แม้กระทั่งแสง ก็ถูกอัดแน่นรวมเข้าไปด้วยอย่างไม่มีข้อยกเว้นใดๆ

   การพบครั้งแรกสรุปผลโดย Karl Schwarzschild นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน จึงเรียกว่า Schwarzschild radius คือ ขอบวงรัศมีของหลุมดำ ชนิดที่ไม่มีการหมุนปั่นเป็นสัดส่วนพื้นที่ของหลุมดำ ขนาดสำรวจพบรัศมีราว 6 ไมล์

   โดยเนื้อแท้หลุมดำ อาจแสดงตัวขอบวงรัศมีใหญ่หรือเล็กก็ได้ แต่ไม่ใหญ่โตมากเพราะไม่จำเป็นต้องมีความเป็นปึกแผ่นของพื้นผิววัตถุ ต่างจากวัตถุอื่นๆในจักรวาลเท่าที่เคยพบ

เรียบเรียง : ณภัทร โพธิ์อยู่
กลุ่มพัฒนาระบบสารสนเทศ(พร.)
กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม
Facebook : @stkcsociety                          
Youtube chanel : STKC Society Official

แหล่งที่มา
https://www.sanook.com/news/7741034/