หลุมดำหมุนตัวใกล้ความเร็วแสงอาจปั่นห้วงอวกาศให้หมุนตาม

  • 8 พฤศจิกายน 2018
(ภาพจากฝีมือศิลปิน) ปัจจุบันมีหลุมดำเพียง 5 แห่ง ที่ผ่านการตรวจสอบยืนยันแล้วว่า หมุนตัวด้วยความเร็วใกล้เคียงกับแสง Image copyright NASA / JPL-CALTECH
คำบรรยายภาพ (ภาพจากฝีมือศิลปิน) ปัจจุบันมีหลุมดำเพียง 5 แห่ง ที่ผ่านการตรวจสอบยืนยันแล้วว่า หมุนตัวด้วยความเร็วใกล้เคียงกับแสง

ดาวเทียมเพื่อการวิจัยดาราศาสตร์ "แอสโทรแซต" (AstroSat) ขององค์การวิจัยอวกาศอินเดีย (ISRO) และกล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทราขององค์การนาซา ตรวจพบหลุมดำในระบบดาวคู่ 4U 1630-47 ซึ่งหมุนตัวด้วยความเร็วใกล้เคียงกับอัตราเร็วของแสง

หลุมดำดังกล่าวซึ่งมีมวลราว 10 เท่าของดวงอาทิตย์ ถือว่าเป็นหลุมดำความเร็วสูงที่ค้นพบเป็นแห่งล่าสุด โดยก่อนหน้านี้นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบหลุมดำที่หมุนด้วยอัตราเร็วเดียวกันแล้ว 4 แห่ง ซึ่งล้วนผ่านการตรวจสอบยืนยันว่าการคำนวณอัตราเร็วของพวกมันนั้นถูกต้องไม่คลาดเคลื่อนอย่างแน่นอน

รายงานการค้นพบซึ่งกำลังจะตีพิมพ์ในวารสาร The Astrophysical Journal ระบุว่า กล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทราสามารถตรวจจับการปะทุรังสีเอกซ์ที่ผิดปกติ ซึ่งส่งออกมาจากหลุมดำที่ค้นพบล่าสุดได้

การปะทุของรังสีเอกซ์นี้เกิดจากกลุ่มฝุ่นและก๊าซที่ตกลงไปในหลุมดำ ทั้งยังชี้ให้ทราบว่าหลุมดำดังกล่าวหมุนด้วยความเร็วที่เหลือเชื่อถึงระดับ 0.9 จากมาตรวัดอัตราเร็วที่เริ่มต้นตั้งแต่ระดับ 0 และไปสิ้นสุดที่ระดับสูงสุดคือระดับ 1

ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของไอน์สไตน์ระบุว่า อัตราเร็วของแสงในสุญญากาศ ซึ่งอยู่ที่ราว 3 แสนกิโลเมตรต่อวินาที เป็นขีดจำกัดความเร็วสูงสุดของจักรวาล (Cosmic speed limit)โดยวัตถุต่าง ๆ รวมทั้งหลุมดำ จะไม่สามารถเคลื่อนไหวหรือเคลื่อนที่ไปด้วยความเร็วที่เกินกว่านี้

แต่อย่างไรก็ตาม หลุมดำที่ค้นพบล่าสุดนับว่ามีความเร็วใกล้เคียงกับแสงอย่างมาก ซึ่งตามทฤษฎีของไอน์สไตน์แล้ว การหมุนที่ทรงพลังของมันสามารถจะสร้างความปั่นป่วนให้กับห้วงอวกาศโดยรอบ โดยอาจนำพาให้หมุนตามไปด้วยได้

หากการคาดการณ์นี้ถูกต้อง ปัจจัยต่าง ๆ เช่นอัตราเร็วในการหมุนของหลุมดำที่สูงมาก ประกอบกับภาวะอุณหภูมิสูงที่เกิดขึ้น และการที่กลุ่มก๊าซผ่านเข้าไปในหลุมดำปริมาณมาก อาจเป็นเหตุสำคัญที่นำไปสู่การก่อตัวของดาราจักรต่าง ๆ

ศ. มาร์ก มอริส ผู้เชี่ยวชาญเรื่องหลุมดำประจำมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย วิทยาเขตลอสแอนเจลิส (ยูซีแอลเอ) อธิบายเพิ่มเติมว่า แม้หลุมดำจะสามารถหมุนตัวได้ด้วยความเร็วสูง แต่ก็มีขีดจำกัดของความเร็วดังกล่าวอยู่อีกนอกเหนือไปจากความเร็วแสง

"หลุมดำไม่อาจจะหมุนด้วยความเร็วระดับที่ทำให้ขอบฟ้าเหตุการณ์หดตัวลง จนมาถึงระดับของภาวะเอกฐาน (Singularity) ได้ เพราะนั่นเท่ากับว่าหลุมดำเปิดเผยตัวตนที่แท้จริงของมันออกมา แต่ในจักรวาลนี้ไม่มีภาวะเอกฐานที่เปลือยเปล่าปราศจากสิ่งปกปิดห่อหุ้มดำรงอยู่" ศ. มอริสกล่าว

อ่านข่าวนี้เพิ่มเติม