สรุป 5 เรื่องน่ารู้ของ “หลุมดำ” in a nutshell

การเผยแพร่ภาพถ่ายของ “หลุมดำ” (Black Hole) กำลังเป็นเรื่องที่ฮือฮาเรียกได้ว่าเป็น Talk of the World ไม่เฉพาะบรรดาเนิร์ดและนักวิทย์ที่ซาบซ่าน้ำตาไหล แต่สื่อทุกสื่อทั่วโลกต่างประโคมข่าวกันโดยพร้อมเพรียง เพราะเป็นครั้งแรกของมวลมนุษยชาติ ที่ร่วมลุ้นมายาวนาน จนวันนี้ได้ยลโฉมพร้อมกันทั่วโลก

เรามาทำความรู้จักกับหลุมดำกันอย่างรวดเร็วแบบ in a nutshell กันครับ

ศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์มหาวิทยาลัย Havard ได้ติดตั้งเครือข่ายกล้องดูดาววิทยุกระจายไปทั่วโลกในชื่อโครงการ Event Horizon Telescope (EHT) ใช้เทคนิค Interferometry คือการเสริมความแม่นยำของภาพด้วยรวมแสงจากระยะห่างของกล้องแต่ละตัว ทำการรวบรวมข้อมูลจำนวนมหาศาล ถึง 5 PetaBytes ซึ่งดำเนินการมายาวนานเกือบ 10 ปี และในส่วนของการประมวลผลข้อมูลเพื่อสร้างภาพถ่ายหลุมดำภาพนี้ใช้เวลาถึง 2 ปีกันเลยทีเดียว และจากการศึกษานี้

หลุมดำคือ?  เอาง่าย ๆ คือซากของดาวฤกษ์ที่หมดอายุ เกิดการอัดตัวด้วยแรงดึงดูดของตัวเองจนเหลือไซส์จิ๋วมากกก จิ๋วขนาดไหน ก็เล็กกว่านิวเคลียสของอะตอมเดียวละกัน

หลุมดำมีมวลมหาศาล  แม้ว่ามันจะมีขนาดจิ๋วสุด ๆ แต่มันกลับมีมวลอภิมหามหึมา ถึงหนึ่งพันล้านเท่าของดวงอาทิตย์ ลองจินตนาการตามดูนะ

ทำไมถึงเรียกว่าหลุมดำ การที่มวลของหลุมดำซุปเปอร์มหาศาลแต่ขนาดเล็กจิ๋วเท่าเม็ดทรายผ่าล้านซีก (อันนี้เปรียบเทียบเฉย ๆ เพราะจริง ๆ มันเล็กกว่านี้เป็นอนันต์จนเรียกว่าจุดไม่มีขนาด) ทำให้เกิดแรงโน้มถ่วงที่สูงมากกกก สสารทุกชนิดไม่ว่าอะไรก็ตามที่หลุดเข้าไปบริเวณขอบเขตของหลุมดำที่เรียกว่า “ขอบฟ้าเหตุการณ์” (event horizon) จะถูกดูดเข้าไปสู่ใจกลางหลุมดำ (singularity) และจะไม่สามารถกลับออกมาได้ แม้แต่ “แสง” ก็ยังถูกดูดไว้ไม่สามารถโผล่ออกมาได้เช่นกัน ก็มันหายไปแบบไม่กลับ ไม่รู้ด้วยว่าข้างในมันมีอะไร แถมยังไม่รู้อีกด้วย ว่ามันเป็นแค่จินตนาการหรือมีอยู่จริง มันก็เลยได้สมญาว่า หลุมดำ (Black Hole) ด้วยประการฉะนี้ (อย่าไปแปลว่ารูดำ น่าเกลียดเกิน)

วิธีออกจากหลุมดำ จะต้องเร่งความเร็วให้มากกว่าความเร็วแสงถึงจะหลุดออกมาจากขอบฟ้าเหตุการณ์ได้ แต่ในทางทฤษฏีไม่มีวัตถุไหนจะมีความเร็วมากกว่าแสงได้ (ทฤษฏีสัมพัทธภาพ) จึงไม่มีวัตถุใด ๆ ออกมาได้อีกตลอดกาล

แม้ไม่เคยเห็นแต่อยู่ในจินตนาการตลอดมา  แม้กระทั่งแสงยังหลุดออกมาจากหลุมดำไม่ได้ เราจึงไม่สามารถมองเห็นภายในของหลุมดำ แต่มันก็แสดงการมีอยู่จริงโดยการปลดปล่อยรังสีของดาวข้างเคียงที่ถูกดูดเข้าไป ซึ่งถูกจับได้โดยกล้องดูดาววิทยุในโครงการ EHT นี่แหละ การเผยแพร่ภาพของหลุมดำครั้งนี้ถือเป็นเครื่องยืนยันประโยคเด็ดของไอนสไตน์ที่บอกว่า “Imagination is more important than knowledge” หรือ “จินตนาการสำคัญกว่าความรู้ เพราะก่อนหน้านี้หลุมดำเป็นสิ่งที่อยู่ในจินตนาการซึ่งก็เถียงกันมาตั้งแต่ไอนสไตน์ยังอยู่เป็น ๆ แล้ว ว่าหลุมดำมีจริงหรือไม่ รวมถึงคุณสมบัติที่ฮอว์กิ้งเคยคาดการณ์ไว้เรื่องการแผ่รังสีที่ทำให้มวลของหลุมดำขยายใหญ๋ขึ้นหรือหดเล็กลงได้ก็ได้รับการยืนยันจากการศึกษาในโครงการนี้ด้วยเช่นกัน

ภาพหลุมดำที่หน้าตาเป็นกลุ่มแสงเหมือนวงโดนัทที่ดูไม่เห็นจะมีอะไรตื่นเต้นนี้ จึงเป็นบทสรุปของความก้าวหน้าในการศึกษาที่มีประโยชน์มหาศาลต่อมวลมนุษยชาติ สามารถต่อยอดพลิกโฉมเทคโนโลยีไปได้ต่อไปในอนาคต และเป็นเครื่องยืนยันจินตนาการและคำทำนายของ 2 นักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ที่ล่วงลับไปได้เป็นอย่างดี นี่คือสาเหตุที่มันจะต้องเป็น Talk of the World

ผมยังแอบคิดว่าตลาดหุ้นจะว่าไปก็เหมือนหลุมดำเหมือนกัน เพราะใครที่โคจรผ่านมาก็จะถูกดูดเงินเข้าไป และถ้าไม่สามารถเร่งประสิทธิภาพของตัวเองให้เร็วเหนือแสงแล้วละก็…จะไม่ได้เห็นเงินกลับมาอีกเลย

#ครูบ๊อบ

#black hole
#หลุมดำ