หากคุณตกลงไปในหลุมดำ?

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

อันที่จริง คุณไม่สามารถเอาชีวิตรอดจากการเดินทางผ่านหลุมดำได้ และถ้าคุณพยายามตีหนึ่งในนั้น เช่น แมทธิว แม็คคอนาเฮย์ในภาพยนตร์เรื่อง "Interstellar" คุณจะถูกฉีกออกเป็นชิ้น ๆ นานก่อนที่คุณจะรู้ว่ามีอะไรอยู่ในหลุมดำ อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ได้สังเกตวัตถุอวกาศลึกลับเหล่านี้ด้วยเหตุผลในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา สิ่งนี้ทำให้สามารถตอบคำถามสองข้อ: หลุมดำคืออะไรและอะไร (ตามทฤษฎี) อยู่ภายในนั้น

หลุมดำคืออะไร?

เพื่อให้เข้าใจอย่างถ่องแท้ว่าเหตุใดคุณจึงไม่สามารถล้มหรือปล่อยยานอวกาศของคุณให้เป็นหลุมดำได้ ก่อนอื่นคุณต้องเข้าใจคุณสมบัติพื้นฐานของวัตถุอวกาศเหล่านี้ก่อน

หลุมดำเป็นสถานที่ที่แรงโน้มถ่วงสูงจนไม่มีแสงหรือสิ่งอื่นใดสามารถหลบหนีได้

หลุมดำไม่ได้ตั้งชื่อตามนั้น เนื่องจากไม่สะท้อนหรือเปล่งแสง มองเห็นได้ก็ต่อเมื่อดูดกลืนดาวฤกษ์ถัดไปหรือเมฆก๊าซ ซึ่งหลังจากนั้นไม่สามารถออกจากขอบหลุมดำได้ เรียกว่าขอบฟ้าเหตุการณ์ เหนือขอบฟ้าเหตุการณ์ยังมีจุดเล็กๆ ที่เรียกว่าภาวะเอกฐาน ซึ่งแรงโน้มถ่วงรุนแรงมากจนทำให้พื้นที่และเวลาโค้งงออย่างไม่รู้จบ นี่คือที่ที่กฎของฟิสิกส์ที่เรารู้จักถูกละเมิด ซึ่งหมายความว่าทุกทฤษฎีเกี่ยวกับสิ่งที่อยู่ภายในหลุมดำเป็นเพียงการคาดเดาเท่านั้น

หลุมดำดูเหมือนแปลกใหม่สำหรับพวกเราส่วนใหญ่ แต่สำหรับนักวิทยาศาสตร์ที่เชี่ยวชาญในเรื่องนี้ การศึกษาเกี่ยวกับหลุมดำนั้นถือเป็นเรื่องปกติ นักฟิสิกส์ได้เสนอทฤษฎีเกี่ยวกับวัตถุที่คล้ายคลึงกันมานานหลายทศวรรษหลังจากที่ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ทำนายการมีอยู่ของหลุมดำ อย่างไรก็ตาม แนวคิดนี้ไม่ได้ดำเนินการอย่างจริงจังจนกระทั่งทศวรรษ 1960 เมื่อนักวิทยาศาสตร์ได้เห็นการดูดกลืนของดาวฤกษ์โดยหลุมดำ ทุกวันนี้ หลุมดำถือเป็นส่วนหนึ่งของวิวัฒนาการดาวฤกษ์ และนักดาราศาสตร์สงสัยว่ามีหลุมดำนับล้านแม้แต่ในดาราจักรทางช้างเผือกของเรา

หลุมดำคืออะไร

หลุมดำมีหลายรูปแบบ และสามารถจำลองได้ด้วยระดับความยากต่างกัน ตัวอย่างเช่น บางชนิดสามารถหมุนได้ ในขณะที่บางชนิดมีประจุไฟฟ้า ดังนั้นหากคุณตีหนึ่งในนั้น (สมมติว่าคุณไม่เคยถูกฉีกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยมาก่อน) ชะตากรรมที่แน่นอนของคุณอาจขึ้นอยู่กับหลุมดำที่คุณพบ

ในระดับที่ง่ายที่สุด หลุมดำมีสามประเภท: หลุมดำที่เป็นตัวเอก หลุมดำมวลมหาศาล และหลุมดำมวลปานกลาง (วัตถุโบราณ)

หลุมดำมวลดาวก่อตัวขึ้นเมื่อดาวฤกษ์ขนาดใหญ่มากครบวงจรชีวิตและยุบตัวลง หลุมดำที่ถูกทิ้งร้างยังคงเข้าใจได้ไม่ดี และเมื่อเวลาผ่านไปพบวัตถุดังกล่าวเพียงไม่กี่ชิ้น แต่นักดาราศาสตร์เชื่อว่ากระบวนการก่อตัวคล้ายกับหลุมดำมวลมหาศาล

หลุมดำมวลยวดยิ่งอาศัยอยู่ที่ใจกลางกาแลคซีส่วนใหญ่และมีแนวโน้มที่จะเติบโตเป็นขนาดที่เหลือเชื่อ พวกมันมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ของเราหลายสิบพันล้านเท่า เนื่องจากการดูดกลืนของดาวฤกษ์และการรวมตัวกับหลุมดำอื่นๆ

หลุมดำที่เป็นตัวเอกอาจมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับลูกพี่ลูกน้องที่ใหญ่กว่า แต่แท้จริงแล้วพวกมันมีแรงคลื่นที่รุนแรงกว่าขอบเขตของเหตุการณ์ ความแตกต่างนี้เกิดจากคุณสมบัติพิเศษของหลุมดำที่อาจทำให้ผู้สังเกตการณ์บางคนประหลาดใจ หลุมดำขนาดเล็กกว่าจริง ๆ แล้วมีสนามโน้มถ่วงที่แรงกว่าหลุมดำมวลมหาศาล นั่นคือคุณมีแนวโน้มที่จะสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงของแรงโน้มถ่วงใกล้กับหลุมดำขนาดเล็ก

จะเกิดอะไรขึ้นถ้าคุณตกลงไปในหลุมดำ?

สมมติว่าคุณยังคงพบว่าตัวเองอยู่ในอวกาศถัดจากหลุมดำที่เป็นตัวเอก คุณพบเธอได้อย่างไร คำใบ้เดียวที่ว่ามันมีอยู่อาจเป็นความบิดเบี้ยวโน้มถ่วงหรือการสะท้อนจากดาวฤกษ์ใกล้เคียง

แต่ทันทีที่คุณบินเข้าไปใกล้สถานที่แปลก ๆ นี้ ร่างกายของคุณจะถูกยืดออกในทิศทางเดียวและถูกบดขยี้ไปในทิศทางที่ต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ซึ่งเป็นกระบวนการที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่าสปาเก็ตตี้ มันแสดงถึงการยืดตัวของวัตถุอย่างแรงในแนวตั้งและแนวนอน (นั่นคือ หลอมรวมเข้ากับประเภทของสปาเก็ตตี้) ซึ่งเกิดจากกระแสน้ำขนาดใหญ่ในสนามโน้มถ่วงที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันอย่างแรง กล่าวง่ายๆ ว่าแรงโน้มถ่วงของหลุมดำจะบีบอัดร่างกายของคุณในแนวนอนและดึงมันในแนวตั้งเหมือนกับท๊อฟฟี่ คุณจะไม่สามารถหายใจ พูดและอ่านการแชททางโทรเลขของเราได้อีกต่อไป

หากคุณกระโดดลงไปในหลุมดำเหมือนทหาร แรงโน้มถ่วงที่นิ้วของคุณจะแรงกว่าแรงที่ดึงหัวคุณมาก แต่ละส่วนของร่างกายจะยืดออกไปในทิศทางที่ต่างกัน หลุมดำจะทำให้สปาเก็ตตี้ออกมาจากตัวคุณอย่างแท้จริง

คุณสามารถเอาชีวิตรอดหลังจากตกหลุมดำได้หรือไม่?

ดังนั้น เมื่อติดอยู่ในหลุมดำที่เป็นตัวเอก คุณจะไม่กังวลมากเกี่ยวกับความลับของ "จักรวาล" ที่คุณอาจค้นพบใน "อีกด้านหนึ่ง" คุณจะต้องตายหลายร้อยกิโลเมตรก่อนที่คุณจะรู้คำตอบสำหรับคำถามนี้

ภาพจำลองนี้ไม่ได้ขึ้นอยู่กับทฤษฎีและสมมติฐานทั้งหมด นักดาราศาสตร์ได้เห็น "การทำลายล้าง" นี้ในปี 2014 เมื่อกล้องโทรทรรศน์อวกาศหลายตัวจับดาวดวงหนึ่งที่โคจรใกล้หลุมดำมากเกินไป ดาวถูกยืดออกและแยกออกจากกัน ทำให้ส่วนหนึ่งของดาวหลุดออกจากขอบฟ้าเหตุการณ์ ขณะที่ส่วนที่เหลือถูกโยนทิ้งไปในอวกาศ

ประสบการณ์การตกหลุมดำมวลมหาศาลหรือหลุมดำที่หลงเหลืออยู่นั้นต่างจากการตกลงไปในหลุมดำที่เป็นตัวเอก จะทำให้คุณฝันร้ายน้อยลง แม้ว่าผลลัพธ์สุดท้าย ความตายที่น่าสยดสยอง จะยังคงเป็นสถานการณ์เดียว อย่างไรก็ตาม ตามทฤษฎีแล้ว คุณสามารถไปถึงขอบฟ้าเหตุการณ์และเข้าถึงภาวะเอกฐานได้ในขณะที่คุณยังมีชีวิตอยู่ ในขณะที่คุณตกไปยังขอบฟ้าเหตุการณ์ต่อไป ในที่สุด คุณจะเห็นแสงดาวหดตัวเป็นจุดเล็กๆ ข้างหลังคุณ และเปลี่ยนสีเป็นสีน้ำเงินเนื่องจากการเลื่อนระดับความโน้มถ่วง แล้ว … จะมีความมืด ไม่มีอะไร. จากภายในขอบฟ้าเหตุการณ์ ไม่มีแสงใดจากจักรวาลภายนอกสามารถเข้าถึงเรือของคุณได้ เช่นเดียวกับคุณ คุณจะไม่สามารถย้อนกลับไปได้อีก