x close

เปิดเรื่องน่ารู้ หลุมดำ คืออะไร เพราะเหตุใดถึงเพิ่งถูกถ่ายภาพได้เป็นครั้งแรก

 
           สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ ไขข้อข้องใจ หลุมดำ คืออะไร และเหตุใดจึงเพิ่งถูกถ่ายภาพติดเป็นครั้งแรก
 หลุมดำ
ภาพจาก nasa.gov

           จากกรณีภาพหลุมดำ ที่ถูกเปิดเผยเป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ โดยถูกจับภาพด้วยกล้องโทรทรรศน์อีเวนต์ฮอไรซัน ซึ่งอยู่ในกาแล็กซี Messier 87 หรือ M87 อยู่ห่างจากโลก 55 ล้านปีแสงนั้น (อ่านข่าว : ในที่สุดก็ได้เห็น.. เผยภาพ หลุมดำ Black Hole ครั้งแรกในประวัติศาสตร์โลก)

           เกี่ยวกับเรื่องนี้ วันที่ 11 เมษายน 2562 เฟซบุ๊ก สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ Fan Page ได้ให้ความรู้ที่น่าสนใจเกี่ยวกับหลุมดำ โดยมีใจความ ดังนี้

           - หลุมดำ คือ วัตถุที่หนาแน่นที่สุดอย่างหนึ่งในเอกภพ เมื่อมีมวลจำนวนมากมารวมตัวกันอยู่ในปริมาตรขนาดเล็ก แรงโน้มถ่วงของมวลเหล่านี้จะมีมากพอที่จะดูดทุกอย่างเข้าไปภายใต้แรงโน้มถ่วงของมันได้ โดยหลุมดำมีแรงโน้มถ่วงสูงมากเสียจนความเร็วหลุดพ้นจากบริเวณที่เรียกว่า "ขอบฟ้าเหตุการณ์" (Event Horizon) มีค่าเท่ากับความเร็วของแสง ซึ่งเป็นความเร็วที่สูงที่สุดในเอกภพ เท่ากับว่า ไม่มีวัตถุใดแม้กระทั่งแสงจะสามารถหลุดพ้นออกมาจากหลุมดำได้

           - เราไม่สามารถเห็นภายในหลุมดำได้ แต่สามารถสังเกตเห็นมวลและแสงที่วนอยู่รอบ ๆ หลุมดำได้ ภายในบริเวณของขอบฟ้าเหตุการณ์นั้นเป็นบริเวณที่ไม่มีวัตถุใด หรือแม้กระทั่งแสงสามารถหลุดออกมาได้ หมายความว่า หากนักบินอวกาศคนหนึ่งอยู่ภายในขอบฟ้าเหตุการณ์ ไม่ว่าเขาจะฉายไฟฉายไปในทิศทางใด ทุกทิศทางต่างก็นำไปสู่บริเวณกลางของหลุมดำทั้งนั้น แต่หากนักบินอวกาศอยู่ภายนอกของขอบฟ้าเหตุการณ์ นักบินอวกาศก็จะยังสามารถฉายไฟฉายออกมาภายนอกได้ แต่ด้วยแรงโน้มถ่วงอันมหาศาล จะทำให้แสงที่ปล่อยออกมามีทิศทางบิดเบี้ยวไป

 หลุมดำ
ภาพจาก nasa.gov

          - ภาพของหลุมดำนี้ เป็นภาพจากแกนหมุนของหลุมดำ เนื่องจากหลุมดำมีแรงโน้มถ่วงสูงพอที่จะสามารถดึงให้แสงวนไปรอบ ๆ ได้ ที่ระยะห่าง 1.5 เท่าของขอบฟ้าเหตุการณ์ จะมีสิ่งที่เรียกว่า Photon Sphere อยู่ ซึ่งเป็นบริเวณสุดท้ายที่แสงจะสามารถโคจรไปรอบ ๆ หลุมดำได้ สิ่งที่ใกล้หลุมดำที่สุดที่เราจะสามารถเห็นได้จึงเป็นวงแหวนของ Photon Sphere ก่อนที่จะเข้าไปสู่ความมืดสนิท ถัดออกมาเราจะเห็นมวลก๊าซที่กำลังอยู่ในจานพอกพูนมวลที่กำลังตกลงไปสู่หลุมดำ นอกจากนี้ มวลที่กำลังหมุนในทิศทางที่หันมาหาผู้สังเกตจะมีความสว่างขึ้นเล็กน้อยดังที่ปรากฏในภาพทางด้านล่างของหลุมดำ

          - การจะมองเห็นหลุมดำนั้นเป็นเรื่องที่ยากมาก เพราะว่าหลุมดำเป็นวัตถุที่มีขนาดค่อนข้างเล็ก หากโลกของเราจะกลายเป็นหลุมดำ ก็จะมีขนาดไม่กี่มิลลิเมตร การที่จะสามารถสังเกตเห็นหลุมดำได้จึงจำเป็นต้องอาศัยหลุมดำที่มีมวลมาก หรือที่เรียกว่า "หลุมดำมวลยิ่งยวด" (Supermassive Black Hole : SMBH) ซึ่งภาพนี้คือหลุมดำในใจกลางของกาแล็กซี M87 ซึ่งมีมวลถึง 6.5 พันล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ มีขนาดประมาณเท่ากับระบบสุริยะ ซึ่งเป็นหลุมดำที่มีขนาดเชิงมุมปรากฏจากโลกใหญ่กว่าหลุมดำที่ใจกลางทางช้างเผือกของเรา แม้กระทั่งที่ระยะห่างออกไปถึงกว่า 55 ล้านปีแสง

          - การบันทึกภาพหลุมดำ จำเป็นที่จะต้องใช้กล้องโทรทรรศน์ที่ขนาดใหญ่มาก ๆ นี่เป็นเหตุผลหนึ่งว่าทำไมเราจึงมีความพยายามที่จะสร้างกล้องโทรทรรศน์ที่ใหญ่มากขึ้นเรื่อย ๆ ส่วนวิธีที่นักดาราศาสตร์ใช้ ก็คือวิธีที่เรียกว่า Interferometry โดยการรวมแสงจากระยะห่างที่ไกลมาก ๆ หากเราสามารถมีกล้องสองตัวที่อยู่ห่างกันหลายพันกิโลเมตร แล้วนำแสงที่ได้นั้นมารวมกัน เราก็จะสามารถจำลองภาพที่ได้จากกล้องโทรทรรศน์ที่มีขนาดใหญ่เป็นพันกิโลเมตรได้

 หลุมดำ
ภาพจาก nasa.gov

           ภาพหลุมดำนี้ เกิดจากวิธี Interferometry โดยใช้การสังเกตการณ์ทางคลื่นวิทยุ จากเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุจำนวนมากที่กระจัดกระจายอยู่ทั่วโลก รวมไปถึงที่ขั้วโลกใต้ และทำการติดตั้งนาฬิกาอะตอมที่มีความแม่นยำสูง ในการบันทึกเวลาเพื่อที่จะสามารถนำสัญญาณวิทยุที่ถูกบันทึกเอาไว้ใน ณ เสี้ยววินาทีเดียวกัน มารวมกันเพื่อจำลองราวกับพื้นผิวโลกของเราทั้งใบกลายเป็นกล้องโทรทรรศน์วิทยุขนาดใหญ่กล้องหนึ่ง

อ่านรายละเอียดเพิ่มเติมจาก
เฟซบุ๊ก สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ Fan Page

เรื่องที่คุณอาจสนใจ
เปิดเรื่องน่ารู้ หลุมดำ คืออะไร เพราะเหตุใดถึงเพิ่งถูกถ่ายภาพได้เป็นครั้งแรก อัปเดตล่าสุด 11 เมษายน 2562 เวลา 13:53:06 24,266 อ่าน
TOP