นักวิทย์พบ ‘ร่องรอย’ การชนกันของหลุมดำที่อาจไขปริศนาของเอกภพ+เปิดทฤษฎีใหม่ที่เหนือกว่าไอน์สไตน์!

ทีมนักดาราศาสตร์ที่ทำงานในโพรเจกต์ ‘NANOGrav pulsar timing array’ นำข้อมูลจำนวนมหาศาลมาวิเคราะห์แล้วพบว่า มันมีค่าคลาดเคลื่อนเล็ก ๆ (Tiny deviations) ในช่วงเวลาที่คลื่นวิทยุจากพัลซาร์เดินทางมาถึง ซึ่งที่มาของค่าคลาดเคลื่อนนี้อาจเป็นคลื่นความโน้มถ่วง (Gravitational wave) ของการชนกันหรือรวมตัวกันของ 2 หลุมดำมวลมหาศาล!

ด้วยการนำข้อมูลซึ่งเป็นคลื่นวิทยุที่ได้จากกล้องโทรทรรศน์วิทยุอาเรซีโบ (Arecibo Observatory) ในเปอร์โตริโก (Puerto Rico) (ก่อนจะปิดทำการถาวร) และกล้องโทรทรรศน์กรีนแบงก์ (Green Bank Telescope) ในเวสต์เวอร์จิเนีย ที่ใช้เวลาสังเกตการณ์นานต่อเนื่องกว่า 12 ปีครึ่ง ก็ทำให้นักดาราศาสตร์พบสิ่งที่น่าตื่นเต้นจากข้อมูลนั้น และนำมาซึ่งบทความวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร The Astrophysical Journal Letters เมื่อวันที่ 24 ธันวาคมที่ผ่านมา

ฟังแบบนี้หลายคนอาจจะยังไม่ตื่นเต้นตามนักดาราศาสตร์ เพราะงั้นเราเลยขออธิบายเพิ่มสักหน่อยว่า สิ่งนี้มันน่าตื่นเต้นยังไง แล้วอาจเชื่อมโยงไปถึงกำเนิดและการเติบโตของเอกภพได้อย่างไร 

เข้าใจทีละเปลาะ ‘การควบรวมของหลุมดำ’ ปรากฏการณ์หายากเหนือจินตนาการ

โดยปกติแล้ว กาแล็กซีส่วนใหญ่รวมถึงทางช้างเผือกของเรา มีหลุมดำมวลยวดยิ่ง (Supermassive black hole) อยู่ที่ใจกลางกาแล็กซี พวกมันมีมวลมหาศาล อาจเป็นล้านหรือพันล้านเท่าของดวงอาทิตย์ เมื่อกาแล็กซีวิวัฒนาการไปเรื่อย ๆ มันอาจเคลื่อนที่เข้าใกล้ หรือไปโคจรรอบกาแล็กซีอื่น และในที่สุดก็เข้าใกล้จนรวมตัวกันได้ ซึ่งปรากฏการณ์นี้จะทำให้เกิดการกระจายคลื่นความโน้มถ่วง (นึกถึงการระเบิดหรือการโยนหินลงในน้ำที่ทำให้เกิดคลื่นแผ่เป็นระลอกออกมา) การควบรวมนี้ ทำให้พื้นหลังของเอกภพมีคลื่นความโน้มถ่วง ซึ่งเชื่อกันว่าเป็นเหมือนเสียงที่ผสมปนเปแทรกซึมไปทั่วจักรวาล

ภาพจำลองของหลุมดำมวลยวดยิ่ง (Supermassive black hole)
(Credit: NASA/JPL-Caltech)

แค่การประมวลหลุมดำออกมาเป็นภาพได้เมื่อปีก่อนก็ว่าน่าตื่นเต้นแล้ว แต่นี่ไม่ใช่แค่หลุมดำธรรมดานะ เป็นหลุมดำมวลยวดยิ่ง แถมยังเป็นควบรวมสองหลุมดำอีกต่างหาก สิ่งนี้เป็นเพียงความเป็นไปได้ทางทฤษฎีที่นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ามีความเป็นได้ แต่ยังไม่เคยพบร่องรอยมาก่อนเลย

ดร. ศิรประภา สรรพอาษา นักวิจัยของสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) หรือ NARIT ผู้เชี่ยวชาญด้านพัลซาร์ของไทย ที่ทำการค้นหาและศึกษามิลลิเซคคั่นพัลซาร์ (Millisecond pulsar) หรือพัลซาร์ที่มีคาบการหมุนเร็วมาก ๆ ระดับมิลลิวินาที (ถ้าให้เทียบก็เป็นความเร็วการหมุนประมาณเครื่องปั่นน้ำผลไม้เลยทีเดียว) ให้สัมภาษณ์ถึงความน่าตื่นเต้นของงานวิจัยชิ้นนี้กับแบไต๋ว่า

“สิ่งที่เรารู้และคิดกัน เหมือนอยู่ในนิยายวิทยาศาสตร์ การค้นพบครั้งนี้เป็นเหมือนเครื่องชี้ว่า ภาพฝันแบบนั้นมันมีอยู่จริง ๆ”

ตามล่าหา ‘สัญญาณ’ ชี้หาหลุมดำชนกัน

สิ่งที่จะช่วยเติมหลักฐานที่บ่งบอกการมีอยู่ของแนวคิดนี้ คือ การวัดพื้นหลังของเอกภพหาคลื่นความโน้มถ่วง ซึ่งนอกจากยืนยันแนวคิด ยังช่วยให้นักดาราศาสตร์ได้รับข้อมูลมากมายเกี่ยวกับการก่อตัวและวิวัฒนาการของกาแล็กซี อย่างไรก็ตาม คลื่นความโน้มถ่วงมีความถี่ที่ต่ำมาก ยากต่อการตรวจจับ ยิ่งวัตถุที่ควบรวมกันมีมวลมากเท่าใด ก็ยิ่งตรวจจับได้ยาก กระทั่งอภิมหาการสังเกตการณ์ที่ถูกออกแบบมาเพื่อตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงอย่างโครงการไลโก-เวอร์โก (LIGO—Virgo gravitational wave observatories) ก็ยังไม่สามารถตรวจจับได้

LIGO—Virgo คือเครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงขนาดใหญ่ โดยใช้เลเซอร์และกระจกที่ได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษในการสังเกตการณ์และตรวจจับความคลาดเคลื่อน 

Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) ประกอบไปด้วย หอสังเกตการณ์ขนาดใหญ่ 2 แห่งในสหรัฐอเมริกา ตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงด้วยการแทรกสอดของเลเซอร์ (Laser Interferometer) และการใช้กระจกที่ติดตั้งกับหอสังเกตการณ์ซึ่งมีระยะห่างกัน 4 กิโลเมตร เพื่อตรวจจับค่าความเปลี่ยนแปลงที่น้อยกว่าหมื่นเท่าของเส้นผ่าศูนย์กลางของโปรตอน (โอโห้ เล็กสุด ๆ ไปเลย แต่ย้ำอีกครั้งว่า กระทั่งสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์พบล่าสุดนี้ ก็ยังตรวจจับด้วยสิ่งนี้ไม่ได้นะ)

ห้องควบคุม LIGO Livingston ในการสังเกตการณ์ครั้งแรก
Credit: Amber Stuver 

(อ่านต่อหน้า 2 คลิกด้านล่างเลย)

เราใช้คุกกี้เพื่อพัฒนาประสิทธิภาพ และประสบการณ์ที่ดีในการใช้เว็บไซต์ของคุณ คุณสามารถศึกษารายละเอียดได้ที่ นโยบายความเป็นส่วนตัว และสามารถจัดการความเป็นส่วนตัวเองได้ของคุณได้เองโดยคลิกที่ ตั้งค่า

Privacy Preferences

คุณสามารถเลือกการตั้งค่าคุกกี้โดยเปิด/ปิด คุกกี้ในแต่ละประเภทได้ตามความต้องการ ยกเว้น คุกกี้ที่จำเป็น

อนุญาตทั้งหมด
Manage Consent Preferences
  • คุกกี้ที่จำเป็น
    Always Active

    ประเภทของคุกกี้มีความจำเป็นสำหรับการทำงานของเว็บไซต์ เพื่อให้คุณสามารถใช้ได้อย่างเป็นปกติ และเข้าชมเว็บไซต์ คุณไม่สามารถปิดการทำงานของคุกกี้นี้ในระบบเว็บไซต์ของเราได้

  • คุกกี้เพื่อการวิเคราะห์

    คุกกี้ประเภทนี้จะทำการเก็บข้อมูลการใช้งานเว็บไซต์ของคุณ เพื่อเป็นประโยชน์ในการวัดผล ปรับปรุง และพัฒนาประสบการณ์ที่ดีในการใช้งานเว็บไซต์ ถ้าหากท่านไม่ยินยอมให้เราใช้คุกกี้นี้ เราจะไม่สามารถวัดผล ปรังปรุงและพัฒนาเว็บไซต์ได้

บันทึก