บันทึกการอ่านเล่มที่ 23 "หลุมดำ : วัตถุปริศนาแห่งเอกภพ"
หลุมดำ วัตถุปริศนาแห่งเอกภพ
หนังสือวิทยาศาสตร์ที่อธิบาย หลุมดำ ค่อนข้างมีน้อย และส่วนใหญ่ก็จะเต็มไปด้วยคำศัพท์ยากๆ ที่ยากต่อการเข้าใจของคนทั่วไป
อาจวรงค์ จันทมาศ จึงได้เขียนหนังสือเล่มนี้ขึ้นมาเพื่อตอบคำถามและอธิบายเรื่องราวเกี่ยวกับหลุมดำให้กะทัดรัดและเข้าใจง่ายที่สุด
บทที่ 1 ดาวไร้แสงแห่งเอภพ : แนวคิดแรกเริ่มเรื่องหลุมดำ
ในปี ค.ศ. 1784 จอห์น มิเชล(John Michell) บาทหลวงและนักปรัชญาชาวอังกฤษได้เสนอสมมติฐานแปลกประหลาดว่า ถ้าดาวดวงหนึ่งมีแรงโน้มถ่วงมากเสียจนความเร็วหลุดพ้นมากกว่าความเร็วแสง ดาวดสวนั้นจะเป็น "ดาวมืด"
ต่อมา ปีแยร์-ซีมง เดอ ลาปลาซ(Pierre-Simon de Laplace) นักคณิตศาสตร์และนักฟิสิกส์ผู้ยิ่งใหญ่ ได้เสนอแนวคิดเรื่องดาวมืดแบบเดียวกับบาทหลวงมิเชล ในเวลาไล่เลี่ยกัน
บทที่ 2 หลุมดำในทฤษฎีของไอสไตน์ : ทฤษฎีที่ให้กำเนิดสิ่งที่ไม่น่าเป็นไปได้
ในปี ค.ศ. 1915 อัลเบิร์ต ไอน์สไตล์(Albert Einstein) สร้างทฤษฎีสัมพันธภาพทั่วไป(General Relativity) ทำให้นักฟิสิกส์มอง ที่ว่าง เวลา และมวลสาร เปลี่ยนไป
แนวคิด คือ ที่ว่างและเวลามีความสัมพันธ์กันราวกับเกาะเกี่ยวกันอยู่ เรียกทั้งสองอย่างรวมกันว่า "กาลอวกาศ(Spacetime)"
มวลสารยังทำให้กาลอวกาศที่อยู่รอบๆเกิดความโค้ง ไม่ต่างจากลูกบอลขนาดใหญ่ที่วางอยู่บนแผ่นยางยืด ความโค้งนี่เองคือความโน้มถ่วง
ปัจจุบันนักฟิสิกส์รู้ดีว่าทฤษฎีสัมพันธภาพทั่วไปอธิบายปรากฏการณ์ของความโน้มถ่วงได้อย่างกว้างขวางและแม่นยำกว่าทฤษฎีความโน้มถ่วงของ เซอร์ ไอแซค นิวตัน(Sir Isaac Newton)
ในทฤษฎีสัมพันธภาพทั่วไปจะมีสมการสนามของไอสไตน์ ซึ่งประกอบด้วยสมการย่อยๆที่ต้องแก้หลายสมการอยู่ในนั้น ต่อมาในปี ค.ศ.1916 ถูกแก้ได้โดยนักฟิสิกส์ชาวเยอรมันนามว่า คาร์ล ชวาซชิลด์(Karl Schwarzschild) นำไปสู่สถานการณ์ประหลาดคือหากมวลปริมาณหนึ่งถูกบีบอัดไว้ในปรืมาตรจำกัดค่าหนึ่ง จะทำให้แรงโน้มถ่วงมีความเข้มสูงจนแสงเดินทางออกมาไม่ได้ เรียกมวลที่อัดแน่นนี้ว่า "หลุมดำ(Black Hole)"
บทที่ 3 การเกิดขึ้นของหลุมดำ : ซากดาวที่เคยสว่างเรืองรอง
ในปี ค.ศ.1931 นักฟิสิกส์อินเดีย-อเมริกัน สุพรหมัณยัน จัทรเศขร(Subrahmanyan Chandrasekhar) พบว่าดาวฤกษ์ที่มีมวลมากเกินค่าๆหนึ่งจะกลายเป็นดาวแคระขาวที่มีความหนาแน่นสูง
ต่อมาในปี ค.ศ.1964 เซอร์ โรเจอร์ เพนโรส(Sir Roger Penrose) เสนอว่าดาวฤกษ์มวลมหาศาลที่ระเบิดออกมาในช่วงสุดท้ายของชีวิตจะกลายเป็นหลุมดำได้
หลุมดำที่เกิดจากซากดาวฤกษ์ยุบตัว เรียกว่า "หลุมดำดาวฤกษ์(Stellar Black Hole)"
แต่หลุมดำไม่ได้มีแค่หลุมดำดาวฤกษ์ ยังมีหลุมดำประเภทอื่นๆอีก ได้แก่
- หลุมดำมวลยิ่งยวด(Supermassive Black Hole)
- หลุมดำมวลปานกลาง(Intermediate-Mass Black Hole)
- หลุมดำจิ๋ว(Micro Black Hole)
บทที่ 4 การตรวจจับหลุมดำ : การตามล่าโพรงกระต่ายที่แสนลึกลับ
นักดาราศาสตร์พบวิธีตรวจจับหลุมดำ 4 วิธี
1.การโคจรของมวลสารรอบหลุมดำ คือดูคู่โคจรของมันนั้นเอง
2.รังสีเอ็กซ์จากจานรวมมวล คือรังสีจากกลุ่มแก็สที่ไหลวนเข้าสู่หลุมดำจนมีลักษณะเป็นแผ่นแบนๆ
3.ขอบฟ้าเหตุการณ์ เป็นโครงสร้างพิเศษที่มีเฉพาะหลุมดำเท่านั้น
4.ลำสสารและพลังงานที่เรียกว่า เจ็ต(Jet) เป็นอนุภาคหรือพลังงานที่อาจพ่นออกมาได้จากหลุมดำ
บทที่ 5 แดนมหัสจรรย์ในหลุมดำ : จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อเราตกเข้าไปในหลุมดำ
- ถ้าเราเข้าใกล้ดำ เนื่องจากบริเวณขอบหลุมดำมีความโน้มถ่วงที่เข้มข้นมาก เมื่อวัตถุเข้าไปใกล้จะถูกแรงโน้มถ่วงดึงให้ยืดออก เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า การยืดเป็นเส้นสปาเก็ตตี(Spaghettification)
- ถ้าเราตกเข้าไปในหลุมดำ ถ้าเราขับยานอวกาศพุ่งตรงไปยังหลุมดำและรอดจากการฉีดยืดของแรงโน้มถ่วงอันเข้มข้น เราจะพบว่าเข้าไปแล้ว ไม่สามารถขับยานออกมาบอกใครได้ว่าข้างในเป็นอย่างไร
บทที่ 6 ปริศนาของหลุมดำ : แผนที่โลกฟิสิกส์ที่ยังรอคอยการสำรวจ
กลศาสตร์ควอนตัม(Quantum Mechanics) ใช้อธิบายธรรมชาติของอนุภาคและสิ่งเล็กๆในระดับอะตอม
ทฤษฎีสัมพันธภาพทั่วไป(General Relativity) ใช้อธิบายธรรมชาติของความโน้มถ่วงได้เป็นอย่างดี
ทั้งสองทฤษฎีเป็นเหมือนเสาหลักแห่งฟิสิกส์ยุคใหม่ และการจะเข้าใจหลุมดำได้นั้นนักฟิสิกส์เชื่อว่าต้องใช้ทฤษฎีที่หลอมรวมทั้ง 2 ทฤษฎีนี้เข้ากันให้ได้เสียก่อน นับเป็นเรื่องที่ยากพอตัว และยังไม่มีใครคิดทฤษฎีนี้ขึ้นมาได้
บทที่ 7 หลุมดำชนกัน : ดินแดนสีดำที่หลอมรวมเป็นหนึ่ง
ในปี ค.ศ. 1974 สองนักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน รัสเซลล์ อลัน ฮัลส์(Russell Alan Hulse) และ โจเซฟ เอช เทย์เลอร์ จูเนียร์(Joseph H. Taylor Jr.) พบว่าดาวนิวตรอนสองดวงที่โคจรใกล้กันมากขึ้นเรื่อยๆ จะสูญเสียพลังงานจากการแผ่คลื่นความโน้มถ่วง
การตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงครั้งแรกมาจากหลุมดำสองหลุมที่โคจรรอบกันและกัน โดยหลุมแรกมีมวล 36 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ อีกหลุมมีมวล 29 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ เมื่อชนกันแล้วรวมเป็นหนึ่งจะเป็นหลุมดำที่มีมวล 62 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ ค่าที่ควรจะเป็นคือ 65 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ แต่มวลที่หายไปปริมาณ 3 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ได้กลายเป็นคลื่นความโน้มถ่วง แผ่ออกมาโดยรอบ
#lifestyleofsogood #บันทึกการอ่าน #Books #หลุมดำ #วัตถุปริศนาแห่งเอกภพ #อาจวรงค์จันทมาศ #ป๋องแป๋ง #หนังสือ
Follow Sogood
YouTube : Lifestyle of Sogood
Facebook : Lifestyle of Sogood
Instagram : pom_sogood
Instagram : pix_by_sogood
- 1
ดูเพิ่มเติมในซีรีส์
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
