Black Hole (หลุมดำ)
posted on 07 May 2007 03:35 by cutieparade in Other
หลุมดำ หมายถึง ลักษณะของวัตถุในเอกภพที่มีแรงโน้มถ่วงสูงมาก ไม่มีอะไรออกจากบริเวณนี้ได้แม้แต่แสงสว่าง หลุมดำนี้จะมีพื้นที่หนึ่งที่เป็นขอบเขตของตัวเอง ซึ่งเรียกว่า ขอบฟ้าเหตุการณ์ (event horizon) ซึ่งเป็นขอบเขตแห่งมโนภาพ ไม่สามารถเห็นหรือจับต้องได้ในทางกายภาพ โดยถ้าหากวัตถุหลุดเข้าไปพ้นขอบฟ้าเหตุการณ์ วัตถุนั้นจะไม่สามารถออกมาได้อีกต่อไป
แบล็คโฮลจะก่อตัวขึ้นจากดาวขนาดยักษ์ เมื่อดาวฤกษ์ยักษ์ใหญ่เริ่มตายลง มวลสารของดาวทั้งดวงจะถูกบีบอัดมารวมตัวกัน ณ จุดเดียว (ด้วยอำนาจของแรงดึงดูด) ณ จุดที่เวลาและอวกาศหยุดนิ่ง ก็ค่อนข้างยากเอาการน่ะนะครับ หากให้เราจินตนาการถึง สถานที่ซึ่งมวลสารไร้ปริมาตรและเวลาไม่ยอมเดิน แต่ลักษณะทำนองนี้แหละครับที่เกิดขึ้นกับแกนกลางของแบล็คโฮล
จุดที่เป็นศูนย์กลางของแบล็คโฮลเราเรียกกันว่า singularity ครับ เป็นจุดที่มีแรงดึงดูดมหาศาลมากมากเสียจนไม่มีอะไรหนีพ้นไปได้ - แม้กระทั่งแสง ระยะรัศมีของแรงดึงดูดนี้เรียกว่า eventhorizon ครับ ฝรั่งชอบเรียกมันว่า the-point-of-no-return เพราะไม่มีอะไรจะหลุดรอดไปได้เมื่อผ่าน eventhorizon เข้า ก็อย่างที่บอกไปแล้ว ว่าแบล็คโฮลมีมวลสารน้อยมาก เมื่อนักวิทยาศาสตร์พูดถึงขนาดของแบล็คโฮล เขาจะพูดถึงขนาดของ eventhorizon มากกว่าที่จะพูดถึงแกนกลางคือ singularity
หลายคนมีความเชื่อว่า ไม่มีอะไรจะหนีแรงดึงดูดของแบล็คโฮลไปได้ และเจ้าแบล็คโฮลนี้จะเที่ยวดูดกลืนทุกสิ่งทุกอย่างเข้าไปในตัวของมัน อันนี้เป็นความเข้าใจที่ผิดนะครับ ลองนึกภาพตามผมดู ถ้าแบล็คโฮลมันดูดทุกสิ่งได้ขนาดนั้นจริงๆ จักรวาลจะไปเหลืออะไรล่ะครับ? แบล็คโฮลจะแผลงฤทธิก็ต่อเมื่อ มีอะไรบางอย่าง (เช่นว่าแสง) ดันทะลึ่งผ่านเขต eventhorizon ของมันเท่านั้น นอกนั้นก็ไม่มีพิษสงอะไรนัก โดยเฉพาะดาวฤกษ์กับดาวเคราะห์เนี่ย เรียกว่าปลอดภัยจากแบล็คโฮลเลยก็ว่าได้ เพราะอำนาจของแรงดึงดูดที่กระทำระหว่างกัน จะไปบังคับให้ดาวฤกษ์และดาวเคราห์หมุนรอบแบล็คโฮล ในทำนองเดียวกับโลกหมุนรอบดวงอาทิตย์เปี๊ยบ อย่าลืมนะครับว่าแบล็คโฮลก็เป็นดาวดวงหนึ่งเหมือนกัน ขนาดและแรงดึงดูดก็ย่อมจะมีเหมือนๆเดิม เพียงแต่ว่ามวลสารของมันย่อลงหลายล้านๆเท่าเท่านั้น
เจ้าแบล็คโฮลนี้ดำสนิทเหมือนชื่อมัน หนึ่งนั้นเพราะมันไม่มีแสงในตัวเอง สองแสงที่บังเอิญหลงผ่านไปจะถูกแรงดึงดูดกลืนเข้าไปหมด เรียกว่าไม่มีการสะท้อนแสงกลับออกมาเลย ดังนั้นการจะหาที่ตั้งของแบล็คโฮลจึงยากเอามากๆ และถือเป็นอันตรายอย่างยิ่งยวดสำหรับการเดินทางในอวกาศด้วยครับ
Neutron Stars and Pulsars
แบล็คโฮลมีชื่อเสียงทัดเทียมกับดาวอีกประเภทหนึ่งคือ Neutron stars (ดาวนิวตรอน)เจ้า Neutron stars นี้จะมีความหนาแน่นสูง และหมุนรอบตัวเองแบบเร็วมากๆ แถมมีรัศมีประมาณ 10 - 15 กิโลเมตรเท่านั้น ทำไมน่ะหรือครับ นั่นก็เป็นเพราะ Neutron stars เกิดจากดาวที่เผาไหม้หมดแล้ว มวลสารส่วนใหญ่ของดาวจะเปลี่ยนสภาพมาเป็นนิวตรอนเกือบหมด นักดาราศาสตร์ถึงได้เรียกมันว่า นิวตรอนสตาร์
ดาวนิวตรอน
พัลซาร์ส
Neutron stars บางดวงสามารถส่งสัญญาณวิทยุเป็นจังหวะเปิด - และ -ปิด ดาวเหล่านี้เราเรียกกันว่า พัลซาร์ส (Pulsars) มีอยู่ช่วงหนึ่งวงการดารศาสตร์พากันตื่นตะลึง เมื่อได้รับสัญญาณวิทยุจากดาวบางดวงในห้วงอวกาศ หลายคนเชื่อว่าเป็นสัญญาณติดต่อจากผู้มีอารยธรรมจากกาแล็คซี่อื่น เนื่องจากสัญญาณวิทยุที่ได้รับมันขาดเป็นห้วงๆสม่ำเสมอ จนมารู้เอาทีหลังแหละครับว่าเกิดจากพัลซาร์ส สาเหตุที่คลื่นวิทยุนี้มันเปิดๆปิดๆก็เพราะแรงดึงดูดครับ นิวตรอนสตาร์พวกนี้จะอณุญาตให้คลื่นวิทยุส่งออกจากตัวมันเองเฉพาะขั้วเหนือกับใต้ ทีนี้พอดาวหมุนรอบตัวเอง ลักษณะของคลื่นวิทยุที่ออกไปก็จะเหมือนแสงไฟจากประภาคาร โลกเราจะจับสัญญาณได้ก็ต่อเมื่อ "ลำของคลื่น" พวกนี้ผ่านโลกเท่านั้น สัญญาณก็เลยดูเหมือนปิดๆเปิดๆ
หลุมดำมาจากไหน?
หลังจากดูคุณสมบัติของแบล็คโฮลและ Neutron stars แล้วเราก็มาดูกำเนิดของมันหน่อยเป็นไร เทหวัตถุทั้งสองชนิดนี้ก่อตัวจากดาวฤกษ์ที่ตายแล้ว ( ายในที่นี้ หมายถึงเผาไหม้จนหมดแล้วครับ ไม่ใช่ตายที่แปลว่า Dead) ดวงดาวจะตายได้ก็มีสาเหตุใหญ่ๆมาจากการเผาไหม้ครับ ในช่วงที่ดาวยังเผาไหม้อยู่ ความร้อนจะถูกแผ่ออกไปและตัวดาวก็ยังมีแรงดึงดูดที่เสถียรอยู่ เมื่อไหร่ก็ตาม ที่มวลสารของดาวฤกษ์ถูกเผาไหม้หมด ดาวดวงนั้นก็จะไม่เสถียรอีกต่อไป มวลสารจะเกิดการเปลี่ยนแปลงแบบคาดไม่ถึง อาจจะขยายใหญ่ออกไปจนกลายเป็นดาวยักษ์สีแดง หรือ จากนั้นอาจจะหดตัวเข้าสู่แกนกลางของดาวกลายเป็นดาวแคระสีขาว ดาวที่เผาไหม้และหดลงไปนี้เราเรียกว่านิวตรอนสตาร์ เมื่อเวลาผ่านไประยะหนึ่งมันก็จะหดลงไปอีก แล้วก็หดลงไปอีก ซักประมาณสามครั้ง (ไม่แน่ใจ) จึงจะกลายเป็นแบล็คโฮล ดวงอาทิตย์ของเราก็หนีไม่พ้นวัฏจักรนี้ แต่มันจะกินเวลานานกี่พันล้านปี ก็ยากจะบอกได้
- pramool.com
