เมื่อปี 2022 ข่าวใหญ่ของวงการดาราศาสตร์คือการเปิดภาพแรกของหลุมดำมวลยิ่งยวด (Super-Massive Black Hole) ที่อยู่ ณ ใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือกของเรา ชื่อว่า “Sagittarius A* (แซจิแทเรียส เอ สตาร์)” หรือชื่อย่อ ๆ ว่า Sgr A* (แซจ เอ สตาร์)
ล่าสุดทีมนักวิทยาศาสตร์เปิดเผยผลการศึกษาเกี่ยวกับการหมุนของหลุมดำมวลยิ่งยวดดวงดังกล่าว ที่ไม่เพียงแค่หมุนรอบตัวเองเท่านั้น แต่ยังหมุนด้วยความเร็วเกือบสูงสุด จนทำให้ปริภูมิ (Space) และเวลา (Time) เกิดการบิดเบี้ยวคำพูดจาก สล็อตเว็บตรง
นักวิทย์พบ “หลุมดำ” อายุเก่าแก่ที่สุด-อยู่ไกลที่สุด เท่าที่เคยพบมา
ผลสังเกตการณ์หลุมดำ M87 พบหลักฐานแรกที่ยืนยันว่า "หลุมดำกำลังหมุน"
นักดาราศาสตร์เผยภาพใหม่ “ลำอนุภาค” พุ่งออกมาจากหลุมดำ
ทั้งนี้ ความเร็วในการหมุนของหลุมดำถูกกำหนดให้เป็นค่า a และมีค่าตั้งแต่ 0 ถึง 1 โดยที่ 1 คือความเร็วการหมุนสูงสุดของหลุมดำ
นักฟิสิกส์คำนวณความเร็วการหมุนของหลุมดำ Sgr A* โดยใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทรา (Chandra X-ray Observatory) เพื่อดูรังสีเอ็กซ์และคลื่นวิทยุที่เล็ดลอดออกมา
รูธ เอ. ดาลี นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยรัฐเพนซิลเวเนีย และทีมวิจัย พบว่าความเร็วในการหมุนของ Sgr A* อยู่ระหว่าง 0.84 ถึง 0.96 ซึ่งใกล้เคียงกับขีดจำกัดสูงสุด
ซาเวียร์ คาลเมต นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีจากมหาวิทยาลัยซัสเซกซ์ ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการวิจัย บอกว่า “การค้นพบว่า Sgr A* กำลังหมุนด้วยความเร็วสูงสุดมีผลกระทบอย่างมากต่อความเข้าใจของเรา เกี่ยวกับการก่อตัวของหลุมดำและกระบวนการทางดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้องกับวัตถุในจักรวาลที่น่าสนใจเหล่านี้”
การหมุนของหลุมดำแตกต่างจากการหมุนของวัตถุในจักรวาลอื่น ๆ โดยในขณะที่ดาวเคราะห์ ดวงดาว และดาวเคราะห์น้อยเป็นวัตถุแข็งที่มีพื้นผิวทางกายภาพ แต่หลุมดำจะเป็นเหมือนพื้นที่ของปริภูมิเวลาที่ถูกล้อมรอบด้วยพื้นผิวที่ไม่ใช่กายภาพ มีแนวเขตระยะสุดท้ายก่อนที่วัตถุหรือสสารใด ๆ จะถูกดูดลงไปในหลุมดำเรียกว่า ขอบฟ้าเหตุการณ์ (Event Horizon)
“ในขณะที่การหมุนของดาวเคราะห์หรือดาวฤกษ์ถูกควบคุมโดยการกระจายตัวของมวลของมัน การหมุนของหลุมดำนั้นอธิบายได้ด้วยโมเมนตัมเชิงมุม” คาลเมตกล่าว
เนื่องจากแรงโน้มถ่วงที่รุนแรงใกล้หลุมดำ การหมุนรอบตัวเองทำให้ปริภูมิเวลามีความโค้งและบิดเบี้ยวอย่างมาก เกิดเป็น “เออร์โกสเฟียร์” (Ergosphere) หรือพื้นที่บริเวณขอบฟ้าเหตุการณ์ชั้นนอก ซึ่งเกิดขึ้นเฉพาะในหลุมดำและไม่เกิดขึ้นกับวัตถุแข็งเช่นดาวเคราะห์หรือดวงดาว
นั่นหมายความว่า เมื่อมันหมุน หลุมดำจะบิดโครงสร้างของปริภูมิเวลา และลากทุกสิ่งภายในเออร์โกสเฟียร์ไปด้วย ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า “การลาก”
ดังนั้น เพื่อทำความเข้าใจพฤติกรรมของอวกาศรอบหลุมดำ นักวิจัยจำเป็นต้องรู้การหมุนของมัน และการลากนี้ยังทำให้เกิดเอฟเฟ็กต์ภาพแปลก ๆ รอบหลุมดำอีกด้วย
“เมื่อแสงเดินทางใกล้กับหลุมดำที่กำลังหมุนอยู่ การหมุนของปริภูมิเวลาจะทำให้เส้นทางของแสงโค้งหรือบิดเบี้ยว” คาลเมตกล่าว
เขาเสริมว่า “สิ่งนี้ส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่า ‘เลนส์โน้มถ่วง’ ซึ่งวิถีของแสงโค้งงอเนื่องจากอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของหลุมดำที่กำลังหมุนอยู่ ปรากฏการณ์การลากสามารถนำไปสู่การก่อตัวของวงแหวนแสงและแม้กระทั่งการสร้างเงาของหลุมดำ สิ่งเหล่านี้เป็นการแสดงให้เห็นถึงอิทธิพลของหลุมดำที่มีต่อแสงในเชิงแรงโน้มถ่วง”
ความเร็วสูงสุดของหลุมดำตามทฤษฎีขึ้นอยู่กับวิธีที่มันดูดกลืนสสารและการเติบโตของมัน
“เมื่อสสารตกลงไปในหลุมดำ มันจะเพิ่มการหมุนของหลุมดำ แต่ก็มีขีดจำกัดว่ามันสามารถมีโมเมนตัมเชิงมุมได้มากน้อยเพียงใด อีกปัจจัยหนึ่งคือมวลของหลุมดำ หลุมดำที่มีมวลมากขึ้นจะมีแรงดึงโน้มถ่วงที่สูงกว่า ทำให้การเพิ่มการหมุนของพวกมันมีความท้าทายมากขึ้น” คาลเมตกล่าว
นอกจากนี้ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างหลุมดำกับบริเวณโดยรอบ เช่น จานสะสมมวล สามารถถ่ายโอนโมเมนตัมเชิงมุมและส่งผลต่อการหมุนรอบของหลุมดำได้
นี่สามารถอธิบายได้ว่าทำไม Sgr A* ซึ่งมีมวลเทียบเท่ากับดวงอาทิตย์ประมาณ 4.5 ล้านดวง จึงมีความเร็วการหมุนถึง 0.84 ถึง 0.96 ขณะที่หลุมดำมวลมหาศาลใจกลางกาแลคซี M87 ซึ่งมีมวลเทียบเท่าดวงอาทิตย์ถึง 6.5 พันล้านดวง กลับหมุนรอบด้วยความเร็วที่น้อยกว่าคือ 0.89 ถึง 0.91
อ่านงานวิจัยฉบับเต็ม ที่นี่
เรียบเรียงจาก Live Science
ภาพจาก AFP PHOTO / EUROPEAN SOUTHERN OBSERVATORY
เช็กปีชง 2567 นักษัตรไหน "ชงตรง-ชงร่วม" พร้อมแนะวันที่ควรแก้ชง
เชียร์ "แอนโทเนีย" รอบตัดสิน Miss Universe 2023 เช้า 19 พ.ย.นี้
อัปเดต! ปฏิทินวันหยุด 2567 เช็กวันหยุดราชการ-วันหยุดธนาคาร