นาซาเผยภาพจำลองใหม่ของหลุมดำที่ทั้งสวยงามและแปลกประหลาดอย่างยิ่ง

หลังจากที่เราได้เห็นภาพถ่ายโดยตรงของหลุมดำเป็นครั้งแรกเมื่อเดือนเมษยน 2019 ที่ผ่านมาด้วยความตื่นตาตื่นใจและประทับใจยิ่งแล้ว ช่วงสุดสัปดาห์ที่ผ่านมานาซาได้ปล่อยภาพจำลองหลุมดำที่พวกเขาได้สร้างขึ้นใหม่แสดงให้เห็นถึงแรงโน้มถ่วงอันมหาศาลของหลุมดำที่ได้ทำให้มวลสารซึ่งรายล้อมอยู่รอบตัวมันผิดรูปไปราวกับภาพที่เห็นจากกระจกที่บิดเบี้ยว

แม้ว่าเรามีภาพถ่ายหลุมดำภาพแรกในประวัติศาสตร์ไปแล้วก็ตาม หลุมดำยังคงเป็นปริศนาดำมืดของเอกภพอยู่ดี หลายสิ่งหลายอย่างเกี่ยวกับหลุมดำยังคงเป็นคำถามที่รอคอยคำตอบและการพิสูจน์ให้รู้แน่ ภาพจำลองหลุมดำใหม่ของนาซานี้อาจช่วยให้เราเข้าใจลักษณะของหลุมดำได้ดียิ่งขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากได้ชมภาพเคลื่อนไหวที่ด้านล่าง

 
สิ่งที่มองเห็นในภาพหลุมดำคือมวลสารที่วิ่งหมุนวนล้อมรอบหลุมดำรวมตัวพอกพูนเป็นแผ่นบางเรียกว่าแผ่นสะสมมวล (Accretion disk) มวลสารในแผ่นสะสมมวลเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเกือบเท่าแสง มวลสารเหล่านี้มีความร้อนสูงมากทำให้มันสว่างเรืองตัดกับความมืดมิดของอวกาศ แสงที่ปล่อยออกมาจากบริเวณต่างๆของแผ่นสะสมมวลจะถูกแรงโน้มถ่วงของหลุมดำทำให้บิดเบี้ยวผิดรูปไป

บนแผ่นสะสมมวลมองเห็นแถบแสงที่สว่างมากสลับกับแถบสว่างน้อยหมุนวนเหมือนก๊าซที่ปั่นป่วน แถบด้านในที่ใกล้หลุมดำมีความเร็วสูงกว่าและสว่างกว่าด้านนอกของแผ่น เมื่อมองด้านข้างฝั่งซ้ายมือที่แสงเดินทางมาหาเราจะสว่างกว่าด้านขวาที่แสงเคลื่อนที่ออกไปจากเราซึ่งเป็นไปตามทฤษฎีของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์

nasa-blackhole-new-image-2

บริเวณที่ใกล้หลุมดำมากๆแสงจะถูกบิดโค้งอย่างมากจนทำให้เราสามารถเห็นด้านล่างของแผ่นเหมือนเป็นวงแหวนล้อมอยู่ด้านล่างของหลุมดำ ใกล้หลุมดำเข้าไปอีกจะเห็นเป็นเส้นวงแหวนล้อมรอบหลุมดำเรียกว่า Photon ring ที่ประกอบด้วยวงแหวนของแสงหลายชั้นที่บางและสลัวซึ่งจะหมุนวนรอบหลุมดำหลายรอบก่อนที่จะหนีออกมาเข้าสู่สายตาของเรา

ถัดเข้าไปอีกภายใน Photon ring คือเงาหลุมดำ (Black hole’s shadow) มีพื้นที่ราว 2 เท่าของขอบฟ้าเหตุการณ์ (Event horizon) ที่อยู่ด้านในสุดซึ่งเป็นจุดที่เมื่อวัตถุใดก็ตามที่ผ่านเข้าไปด้านในของขอบฟ้าเหตุการณ์แล้วจะไม่สามารถกลับออกมาได้อีก และที่จุดศูนย์กลางของขอบฟ้าเหตุการณ์ก็คือหลุมดำซึ่งเป็นภาวะภาวะเอกฐาน (Singularity)

“การจำลองภาพและสร้างภาพเคลื่อนไหวแบบนี้สามารถช่วยให้เราเห็นภาพสิ่งที่ไอน์สไตน์ต้องการจะบอกเราเมื่อเขากล่าวว่าแรงโน้มถ่วงทำให้อวกาศและเวลาบิดงอ” Jeremy Schnittman นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ขององค์การนาซาผู้สร้างภาพนี้กล่าว

อย่างไรก็ตามการจำลองภาพหลุมดำรุ่นแรกๆที่ Jean-Pierre Luminet นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสได้สร้างขึ้นเมื่อปี 1978 หรือราว 40 ปีก่อนโดยการคำนวณด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์ยุค 1960s และพล็อตด้วยมือดังภาพข้างล่าง จะเห็นว่ามันคล้ายกับภาพใหม่ล่าสุดของนาซาเอามากๆทีเดียว

nasa-blackhole-new-image-3

 

ข้อมูลและภาพจาก  nasa, sciencealert

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *