ผู้เชี่ยวชาญตอบคำถามเกี่ยวกับ “ภาพหลุมดำ” ไขข้อสงสัยหลังภาพดังถูกเปิดเผยออกไป

กลายเป็นข่าวที่โด่งดังไปทั่วโลกไปแล้ว หลังจากที่เมื่อวันที่ 11 เมษายน ค.ศ. 2019 ที่ผ่านมา ทางนาซาได้ออกมาเปิดเผยภาพ “หลุมดำ” ของจริงภาพแรกในประวัติศาสตร์ และนำมาซึ่งประเด็นการพูดคุยถกเถียงกันไปทั่วตั้งแต่ในหมู่นักวิทยาศาสตร์ จนถึงคนทั่วๆ ไปในร้านกาแฟ

(อ่านข่าวเกี่ยวกับภาพหลุมดำได้ที่ ‘หลุมดำ’ ภาพจริงแรกในประวัติศาสตร์ หลังเป็นเพียงทฤษฎีมานานกว่า 100 ปี!!)

และแน่นอนว่าประเด็นที่มีการพูดคุยกันมากขนาดนี้ย่อมนำมาซึ่งคำถามมากมายเกี่ยวกับภาพหลุมดำในครั้งนี้เป็นแน่ ดังนั้นทางสื่อต่างประเทศจึงได้รวบรวมคำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับภาพหลุมดำในครั้งนี้ไปให้ผู้เชี่ยวชาญได้ทำการอธิบาย และ #เหมียวศรัทธา ก็ได้คัดเอาคำถามที่น่าสนใจมาให้เพื่อนๆ ได้อ่านกันแล้วที่นี่

เริ่มกันจากคำถามพื้นฐานอย่าง “หลุมดำคืออะไร?”

หลุมดำหมายถึงวัตถุที่ยังไม่ทราบว่าเป็นของแข็งของเหลวหรือก๊าซ ซึ่งมีแรงโน้มถ่วงสูงมากจนแม้กระทั่งแสงยังถูกดูดเข้าไปด้วย ซึ่งตามปกติจะเกิดขึ้นจากการแตกดับลงของดาวฤกษ์ที่มีมวลมากๆ

“ทำไมเราไม่เคยเห็นภาพหลุมดำมาก่อน?”

สาเหตุหลักๆ คือหลุมดำที่มนุษย์เคยค้นพบมานั้นมีขนาดที่ไม่ใหญ่เท่าไหร่นักเมื่อมองจากโลก อย่างการที่จะมองหลุมดำที่กลางกาแล็กซีทางช้างเผือกซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ 4 ล้านเท่าเอง หากเปรียบเทียบกับระยะทางแล้ว มันก็ไม่ต่างอะไรกับการพยายามมองแผ่น DVD บนพื้นของดวงจันทร์

แถมตามปกติหลุมดำจะไม่สามารถมองเห็นได้เพราะการดูดแสงของมันอีกด้วย

“ถ้าอย่างนั้นก่อนภาพนี้ออกมาเรารู้ได้อย่างไรว่าหลุมดำมีอยู่จริง”

อย่างอิงจากข้อมูลของนาซาการมีอยู่ของหลุมดำถูกคาดการไว้เป็นครั้งแรกโดยทฤษฎีของไอน์สไตน์ ซึ่งแม้จะไม่มีหลักฐานโดยตรง แต่ก็มีหลักฐานอ้อมๆ อยู่หลายอย่าง

หลักฐานเหล่านี้ก็อย่างพฤติกรรมหรือสัญญาณที่มาจากวัตถุอื่นๆ ในบริเวณใกล้เคียงหลุมดำเอง เช่นเมื่อหลุมดำก็กลืนดาวฤกษ์ จะทำให้เกิดความร้อนผิดปกติและรังสีเอกซ์ ซึ่งทั้งสองอย่างนี้เองสามารถตรวจสอบได้จากโลกนั่นเอง

“ในรูปคืออะไร”

บริเวณสีส้มๆ ที่เราเห็นคือ “วงแหวนแห่งไฟ” (Ring of Fire) ที่เกิดขึ้นจากการที่ก๊าซร้อนถูกดูดเข้าไปในหลุม ส่วนตัวหลุมดำเองคือจะอยู่กลางวงแหวนแห่งไฟอีกที ซึ่งอย่างที่กล่าวไปข้างต้นว่าไม่สามารถมองเห็นได้เพราะการดูดแสง ดังนั้นมันจึงมีสภาพเป็นจุดสีดำๆ อย่างที่เห็น

“ทำไมภาพเบลอจังเลย”

สำหรับเรื่องนี้คงต้องบอกว่านี่คือขีดจำกัดของเทคโนโลยีในปัจจุบัน ของกล้อง Event Horizon Telescope ซึ่งเห็นแบบนี้กล้องดังกล่าวก็สามารถส่องเห็น “เครื่องหมายมหัพภาค” (จุดท้ายประโยค) บนดวงจันทร์ได้เลย

แต่ด้วยความที่หลุมดำ M87 ที่เห็นนั้นห่างจากโลกไปถึง 55 ล้านปีแสง สุดท้ายแล้วภาพที่ออกมาก็เลยเบลอสุดๆ อย่างที่เห็นไป

“นักวิทยาศาสตร์ถ่ายภาพนี้ได้อย่างไร”

ถ้าจะให้อธิบายง่ายๆ ก็คือด้วยการคำนวณหาพื้นที่ที่น่าจะเป็นของหลุมดำ โดยอาศัยรังสีเอกซ์ ของนักดาราศาสตร์ร่วม 200 ชีวิต ก่อนที่จะถ่ายภาพออกมาด้วยกล้อง Event Horizon Telescope อย่างที่กล่าวไว้ด้านบน

“ทำไมเราไม่ถ่ายภาพหลุมดำในกาแล็กซีทางช้างเผือกล่ะ? ไม่ใช่ว่ามันใกล้กว่า M87 เหรอ?”

สำหรับคำถามนี้คุณ Shep Doelema ผู้อำนวยการของ Event Horizon Telescope อธิบายว่าเป็นเพราะหลุมดำ M87 นั้นเป็นหลุมดำแห่งแรกที่นักวิทยาศาสตร์มีการตรวจวัดเรียบร้อยแล้ว ดังนั้นพวกเขาจึงถ่ายภาพมันได้เป็นที่แรก นอกจากนี้ด้วยระยะห่างของมันก็ทำให้หลุมดำไม่ “เคลื่อนที่” มากนักในการวัดระยะด้วย

ซึ่งนั่นก็หมายความว่าในอนาคตเราก็จะมีโอกาสได้เห็นภาพหลุมดำอื่นๆ หลังจากภาพหลุมดำในปัจจุบันเช่นกัน และหนึ่งในนั้นก็คือ Sagittarius A* หลุมดำใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือกนั่นเอง

ที่มา livescience