หอสังเกตการณ์เวอร์โก-ไลโก พบคลื่นความโน้มถ่วงครั้งที่ 4

  • 28 กันยายน 2017
หลุมดำที่กำลังจะชนและรวมตัวกันเป็นหลุมดำขนาดใหญ่ขึ้น Image copyright CALTECH/MIT/LIGO LABORATORY/HANDOUT VIA REUTERS
คำบรรยายภาพ หลุมดำที่กำลังจะชนและรวมตัวกันเป็นหลุมดำขนาดใหญ่ขึ้น

หอสังเกตการณ์ไลโก (LIGO) 2 แห่งในสหรัฐฯ และหอสังเกตการณ์เวอร์โก (VIRGO) ที่สร้างขึ้นใหม่ที่เมืองปิซาของอิตาลี ร่วมกันตรวจจับสัญญาณคลื่นความโน้มถ่วง (Gravitational wave) ที่ส่งออกมาจากห้วงอวกาศลึกได้เป็นครั้งที่ 4 เมื่อวันที่ 14 ส.ค. ที่ผ่านมา

คลื่นความโน้มถ่วงดังกล่าวมาจากการชนและรวมตัวกันของ 2 หลุมดำขนาดใหญ่ในกลุ่มดาวอิริดานัส (Eridanus) ซึ่งอยู่ห่างจากโลก 1,800 ล้านปีแสง โดยการรวมตัวกันของหลุมดำทั้งสองที่มีมวลคิดเป็น 25 เท่า และ 31 เท่าของดวงอาทิตย์ ได้ให้กำเนิดหลุมดำขนาดใหญ่ขึ้นซึ่งมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ของเราถึง 53 เท่า

ส่วนมวล 3 เท่าของดวงอาทิตย์ที่หายไปจากการรวมตัวกันของหลุมดำดังกล่าว ได้กลายเป็นคลื่นความโน้มถ่วงที่แผ่กระจายออกไปในทุกทิศทาง และเดินทางจนมาถึงโลกในเวลาหลายพันล้านปีต่อมา

การทำงานร่วมกันของหอสังเกตการณ์ 3 แห่งในสหรัฐฯ และอิตาลี ทำให้การระบุตำแหน่งที่มาของคลื่นความโน้มถ่วงในอวกาศมีความแม่นยำมากขึ้น โดยสามารถจำกัดกรอบพื้นที่การคาดคะเนให้ลดลงเหลือเท่ากับพื้นที่บรรจุดวงจันทร์เต็มดวงได้ 300 ดวงเท่านั้น นอกจากนี้ นักดาราศาสตร์ยังสามารถตรวจวัดปรากฏการณ์โพลาไรเซชัน (Polarization) ซึ่งเป็นคุณสมบัติหนึ่งของคลื่นความโน้มถ่วงได้เป็นครั้งแรกด้วย

อย่างไรก็ตาม ไม่พบการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งเป็นแสงที่ควรจะส่งออกมาพร้อมกับคลื่นความโน้มถ่วงในครั้งนี้ ทำให้คาดการณ์ได้ว่าหลุมดำขนาดใหญ่ที่เกิดขึ้นได้ดูดกลืนมวลสารในบริเวณโดยรอบเอาไว้จนหมด

Image copyright VIRGO COLLABORATION
คำบรรยายภาพ หอสังเกตการณ์เวอร์โก (VIRGO) ที่เมืองปิซาในอิตาลี

หอสังเกตการณ์เวอร์โกและไลโก สามารถตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงที่ส่งมาจากห้วงอวกาศลึกได้ เมื่อเกิดการรบกวนลำแสงเลเซอร์ในอุโมงค์ยาวรูปตัวแอล ซึ่งวิธีการนี้ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถศึกษาปรากฏการณ์ต่าง ๆ ในจักรวาลได้โดยไม่ต้องพึ่งพาการตรวจจับสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเพียงอย่างเดียวเช่นแต่ก่อน

ในอนาคตทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติยังมีแผนสร้างหอสังเกตการณ์คลื่นความโน้มถ่วงเพิ่มเติมที่ญี่ปุ่นและอินเดีย เพื่อร่วมกันทำงานตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงให้มีความแม่นยำยิ่งขึ้นไปอีก

คลื่นความโน้มถ่วงเป็นระลอกคลื่นของกาล-อวกาศที่ส่งออกมาจากเหตุการณ์รุนแรงในจักรวาล เช่นการระเบิดของดาวฤกษ์และการชนกันของหลุมดำ โดยคลื่นความโน้มถ่วงจะนำพาข้อมูลจากเหตุการณ์ดังกล่าวในอดีตให้แผ่ออกไปในจักรวาลโดยไม่ถูกรบกวน ช่วยให้นักดาราศาสตร์ได้ทราบถึงกระบวนการก่อตัวและวิวัฒนาการของหลุมดำ รวมทั้งเข้าใกล้ความรู้เรื่องจุดกำเนิดของจักรวาลได้มากขึ้น

หอสังเกตการณ์ไลโก 2 แห่งในสหรัฐฯ เป็นผู้ตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงได้เป็นครั้งแรกเมื่อเดือนกันยายน ปี 2015 ซึ่งเป็นการพิสูจน์ว่าคลื่นความโน้มถ่วงมีอยู่จริง ตามที่อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ได้ทำนายไว้เมื่อ 102 ปีก่อนตามหลักทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป

อ่านข่าวนี้เพิ่มเติม