หลุมดำ (Black Hole) คือบริเวณในอวกาศที่มีแรงโน้มถ่วงมหาศาล ไม่มีสิ่งใดสามารถหลุดพ้นจากแรงดึงดูดของมันได้ แม้กระทั่งแสง หลุมดำจึงเป็นวัตถุที่มองไม่เห็นโดยตรง แต่สามารถตรวจจับได้จากผลกระทบที่มีต่อวัตถุรอบข้าง
การกำเนิดของหลุมดำ
หลุมดำส่วนใหญ่เกิดจากการยุบตัวของดาวฤกษ์มวลมาก เมื่อดาวฤกษ์เผาผลาญเชื้อเพลิงจนหมด แกนกลางของดาวจะยุบตัวลงภายใต้แรงโน้มถ่วงของตัวเอง หากมวลของแกนกลางมากพอ มันจะยุบตัวลงจนกลายเป็นหลุมดำ
ประเภทของหลุมดำ
หลุมดำแบ่งออกเป็น 3 ประเภทหลักตามมวล ได้แก่
1. หลุมดำมวลยวดยิ่ง (Supermassive black holes)
มีมวลหลายล้านถึงหลายพันล้านเท่าของดวงอาทิตย์ มักพบอยู่ใจกลางกาแล็กซี
2. หลุมดำขนาดกลาง (Intermediate-mass black holes)
มีมวลตั้งแต่ร้อยถึงแสนเท่าของดวงอาทิตย์
3. หลุมดำจากดาวฤกษ์ (Stellar black holes)
มีมวลไม่กี่เท่าของดวงอาทิตย์ เกิดจากการยุบตัวของดาวฤกษ์มวลมาก
หลุมดำมีโครงสร้างที่สำคัญ 2 ส่วน ได้แก่
– ขอบฟ้าเหตุการณ์ (Event horizon)
เป็นขอบเขตที่ไม่มีสิ่งใดสามารถหลุดพ้นจากแรงโน้มถ่วงของหลุมดำได้ แม้กระทั่งแสง
– ภาวะเอกฐาน (Singularity)
เป็นจุดศูนย์กลางของหลุมดำ ที่มีความหนาแน่นเป็นอนันต์
การตรวจจับหลุมดำ
เนื่องจากหลุมดำไม่เปล่งแสง นักดาราศาสตร์จึงต้องตรวจจับหลุมดำทางอ้อมโดยสังเกตผลกระทบที่มีต่อวัตถุโดยรอบ เช่น
– การเปล่งรังสีเอกซ์
เมื่อสสารตกลงสู่หลุมดำ สสารจะร้อนขึ้นและปล่อยรังสีเอกซ์ออกมา
– เลนส์ความโน้มถ่วง
หลุมดำสามารถเบี่ยงเบนแสงจากวัตถุที่อยู่ด้านหลัง ทำให้เกิดภาพบิดเบี้ยวหรือหลายภาพ
– คลื่นความโน้มถ่วง
การชนกันของหลุมดำทำให้เกิดระลอกคลื่นในปริภูมิ-เวลาที่เรียกว่า “คลื่นความโน้มถ่วง”
คำถามที่ยังไม่มีคำตอบ
– ภายในหลุมดำเป็นอย่างไร?
– สิ่งที่ตกลงไปในหลุมดำหายไปไหน?
– หลุมดำมีบทบาทอย่างไรในการกำเนิดจักรวาล?
หลุมดำเป็นวัตถุที่น่าทึ่งและลึกลับที่สุดในจักรวาล มีบทบาทสำคัญในการก่อตัวและวิวัฒนาการของกาแล็กซี เป็นห้องทดลองทางธรรมชาติสำหรับทดสอบทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ #ไอน์สไตน์ การศึกษาหลุมดำจะช่วยให้เราไขปริศนาของจักรวาลและเข้าใจกฎฟิสิกส์ที่ควบคุมจักรวาลได้ดียิ่งขึ้นครับ
ข้อมูลอ้างอิง
– NASA Science – Black Holes
– Space.com – Black Holes
