หลุมดำเป็นประตูสู่โลกอื่น ทำไมหลุมดำมวลมหาศาลถึงไม่มีมวลเลย?

2024 ผู้เขียน: Seth Attwood | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-16 16:17

เมื่อวันที่ 10 เมษายน 2019 กลุ่มนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์จากโครงการระหว่างประเทศ "Event Horizon Telescope" ซึ่งเป็นเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุดาวเคราะห์ ได้เผยแพร่ภาพถ่ายหลุมดำครั้งแรก

แต่เป็นไปได้ไหมว่านี่เป็นของปลอม?

เป็นไปได้ไหมว่าหลุมดำเป็นเพียงความเชื่อทางวิทยาศาสตร์ที่ไม่มีใครเคยพิสูจน์ในทางปฏิบัติ? ท้ายที่สุดแล้ว ไม่มีสักคนเดียวที่จะกลับมาจากหลุมดำและบอกเราว่าหลุมดำนั้นยิ่งใหญ่เพียงใด

เกี่ยวกับซุปกะหล่ำปลีอย่างจริงจังพวกเขาออกอากาศให้เราทราบเกี่ยวกับภาวะโลกร้อนเกี่ยวกับทฤษฎีสัมพัทธภาพเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วง แต่พระเจ้ารู้อย่างอื่น …

บางทีหลุมดำจากโอเปร่าเดียวกัน? ***หลุมดำคืออะไร? คำนี้ได้รับการแนะนำโดยนักฟิสิกส์ทฤษฎีชาวอเมริกัน John Archibald Wheeler ครั้งแรกที่เขาใช้คำนี้ในการประชุมทางวิทยาศาสตร์เมื่อ 50 ปีที่แล้ว

ทฤษฎีหลุมดำเริ่มก่อตัวขึ้นภายในกรอบของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป จริงอยู่ Albert Einstein เองไม่เชื่อในการมีอยู่ของหลุมดำ มีอะไรผิดปกติกับอัลเบิร์ตเราจะเห็นในอีกประเด็นหนึ่งซึ่งตอนนี้ไม่เกี่ยวกับเรื่องนั้น

เนื่องจากหลุมดำนั้นไม่สามารถมองเห็นได้ จึงเป็นไปได้ที่จะสังเกตเฉพาะคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า การแผ่รังสี และการบิดเบือนของพื้นที่รอบๆ ภาพที่เผยแพร่โดยโครงการระหว่างประเทศ "Telescope of the Event Horizon" แสดงให้เห็นถึงสิ่งที่เรียกว่า "ขอบฟ้าเหตุการณ์" ของหลุมดำ - ขอบเขตของภูมิภาคที่มีแรงโน้มถ่วงยิ่งยวดล้อมรอบด้วยดิสก์สะสม - สสารเรืองแสงนั่นคือ " ดูดเข้า" ข้างรู และวิธีการได้ภาพกล้องโทรทรรศน์ของขอบฟ้าเหตุการณ์นั้นควรค่าแก่การบอกรายละเอียดเพิ่มเติม

ท้ายที่สุด คุณภาพนี้ไม่ได้อยู่ที่นี่เพราะถ่ายด้วยโทรศัพท์มือถือ แต่เนื่องจากวัตถุอยู่ห่างจากเราเพียง 55 ล้านปีแสง มีการคำนวณว่าเพื่อที่จะมองเห็นหลุมดำมวลมหาศาลในใจกลางกาแลคซี M87 คุณต้องสร้างกล้องโทรทรรศน์ขนาดเท่าโลก แต่ยังไม่มีจานดังกล่าว แต่มีเทคโนโลยีคลื่นรบกวนทางวิทยุที่เพิ่มความละเอียดเชิงมุม

คุณสามารถใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็กสองตัวและแยกพวกมันออกจากกัน 100 เมตร หากพวกมันทำงานร่วมกัน ความละเอียดเชิงมุมของพวกมันจะเทียบเท่ากับจานขนาดใหญ่ โครงการขอบฟ้าเหตุการณ์ Telescope ไม่ใช่แค่ interferOmeter อีกต่อไป แต่เป็นเครื่องวัดระยะคลื่นวิทยุแบบพื้นฐานที่ยาวพิเศษพร้อมกล้องโทรทรรศน์ที่ตั้งอยู่ในทวีปต่างๆ และระบบดังกล่าวมีความละเอียดเทียบเท่ากล้องโทรทรรศน์ขนาดเท่าโลก

กล้องโทรทรรศน์ในระบบได้รับการติดตั้งนาฬิกาอะตอมที่แม่นยำเป็นพิเศษ อุปกรณ์สำหรับการประมวลผลข้อมูลที่รวดเร็วขึ้น หรือแม้แต่เครื่องตรวจจับอะตอม เช่นเดียวกับในกรณีของกล้องโทรทรรศน์ที่ขั้วโลกใต้ นาฬิกาอะตอมจำเป็นสำหรับการซิงโครไนซ์ข้อมูล เนื่องจากกล้องโทรทรรศน์ไม่ได้เชื่อมต่อกับเครือข่ายทางกายภาพ และข้อมูลบนฮาร์ดดิสก์ที่มีปริมาตรรวม 5 เพตาไบต์ถูกขนส่งโดยเครื่องบินไปยังศูนย์ประมวลผล แต่กล้องโทรทรรศน์เสมือนยังคงไม่สามารถรวบรวมสัญญาณได้มากเท่ากับจานขนาดเท่าดาวเคราะห์ที่จะรวบรวมได้

ดังนั้นจึงมีการเพิ่มข้อมูลในกระบวนการหมุนของโลกจากจุดต่างๆ และครอบคลุมพื้นที่กล้องโทรทรรศน์เสมือนที่ใหญ่ขึ้นกว่าเดิม นั่นไม่ใช่ทั้งหมด นอกจากนี้ ข้อมูลที่ได้รับยังผ่านการประมวลผลหลายขั้นตอนด้วยอัลกอริธึมที่สร้างขึ้นเป็นพิเศษ

โดยทั่วไปแล้ว ปีของการทำงานของนักวิทยาศาสตร์หลายร้อยคนให้ผลลัพธ์ดังกล่าว นี่คือหลุมดำมวลมหาศาล และยังมีหลุมดำซึ่งดาวมวลสูงจะเปลี่ยนไปตามวิวัฒนาการของพวกมัน กว่าพันล้านปี องค์ประกอบของก๊าซและอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงไป ซึ่งนำไปสู่ความไม่สมดุล แล้วดาวก็ดับลง

หลุมดำมวลดาวทั่วไปมีรัศมี 30 กิโลเมตรและมีความหนาแน่นมากกว่า 200 ล้านตันต่อลูกบาศก์เซนติเมตร สำหรับการเปรียบเทียบ: เพื่อให้โลกกลายเป็นหลุมดำ รัศมีของมันจะต้องเท่ากับ 9 มิลลิเมตรในใจกลางดาราจักรทางช้างเผือกยังมีหลุมดำ - ราศีธนู A. มวลของมันคือสี่ล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ และขนาดของมัน - 25 ล้านกิโลเมตร - เท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางของดวงอาทิตย์ 18 ดวงโดยประมาณ

มาตราส่วนดังกล่าวทำให้เกิดความสงสัย: หลุมดำจะกลืนกาแลคซีทั้งหมดของเราหรือไม่? ไม่ใช่แค่นักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์เท่านั้นที่มีพื้นฐานสำหรับสมมติฐานดังกล่าว เมื่อไม่กี่ปีก่อน นักวิทยาศาสตร์รายงานเกี่ยวกับกาแล็กซี W2246-0526 ซึ่งอยู่ห่างจากโลกของเรา 12.5 พันล้านปีแสง

ตามคำอธิบายของนักดาราศาสตร์ หลุมดำมวลมหาศาลใจกลางดาราจักรนี้ค่อยๆ ฉีกมันออกจากกัน และผลการแผ่รังสีจะกระจายเมฆก๊าซร้อนขนาดยักษ์ไปทุกทิศทุกทาง กาแล็กซีที่แตกออกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย ส่องสว่างกว่า 300 ล้านล้านดวง แต่เราสบายใจได้ - กาแล็กซีพื้นเมืองของเราไม่ได้ถูกคุกคามจากอะไรแบบนั้น …