นักวิทยาศาสตร์ยืนยัน หลุมดำกำลัง "หมุน" หลักฐานสำคัญชิ้นแรกที่มนุษยชาติค้นพบ

เอกภพอันไพศาลยังคงเป็นดินแดนลี้ลับสำหรับมนุษย์เราเสมอ แต่ว่านักวิทยาศาสตร์ก็ยังคงเดินหน้าค้นหาคำตอบตลอดเวลา จนความจริงหลายอย่างค่อย ๆ เปิดเผยออกมา อย่างเช่นงานวิจัยล่าสุดที่ตีพิมพ์ในวารสารเนเจอร์ (Nature) เมื่อวันที่ 27 กันยายนที่ผ่านมา นักวิจัยก็พบหลักฐานชัดเจนว่าสิ่งทรงพลังในเอกภพอย่างหลุมดำไม่ได้อยู่นิ่ง ๆ แต่มันกำลัง “หมุน” อยู่

ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติที่นำโดยนักวิจัยชาวจีนชื่อ ดร. ชุย อวี้จู (Dr. Cui Yuzhu) ได้วิเคราะห์ข้อมูลเชิงสังเกตจากข้อมูลที่รวบรวมจากกล้องโทรทรรศน์มากกว่า 20 ตัวทั่วโลก ตลอดระยะเวลา 22 ปี ประกอบกับการประมวลผลแบบจำลองด้วยซูเปอร์คอมพิวเตอร์ จากข้อมูลหลุมดำที่ชื่อ หลุมดำ M87 ซึ่งเป็นหลุมดำมวลยิ่งยวดขนาดมวลมากกว่า 6,500 ล้านเท่าของดวงอาทิตย์ ตั้งอยู่ใจกลางของกาแล็กซี่เมสสิเออร์-87 (Messier 87 : M87) ที่อยู่ห่างจากโลกประมาณ 55 ล้านปีแสง สิ่งที่นักวิทยาศาสตร์พบในการศึกษาครั้งนี้คือเจ็ทของหลุมดำเปลี่ยนทิศทางประมาณ 10 องศา เป็นวัฏจักรทุก ๆ 11 ปี นี่คือหลักฐานชิ้นแรกที่มนุษยชาติค้นพบว่าหลุมดำกำลังหมุนอยู่

ทั้งนี้ เจ็ทคือลำแสงที่พุ่งออกมาจากหลุมดำ เกิดจากการที่หลุมดำกลืนก๊าซและฝุ่นจำนวนมหาศาลเข้าไปด้วยแรงโน้มถ่วงมหาศาล แต่จะมีอนุภาคจำนวนเล็กน้อยที่ไม่ถูกดูดเข้าไปในหลุมดำ ซึ่งมันจะถูกพ่นออกมาเป็นระยะทางหลายพันปีแสง และเคลื่อนที่เข้าใกล้ความเร็วแสง ปรากฏเป็นลำแสงแคบ ๆ ตามแนวแกน และลำแสงนี้เองที่เรียกว่าเจ็ท 

สิ่งที่น่าสนใจอีกอย่างคือการค้นพบนี้ยืนยันกับสิ่งที่ไอน์สไตน์เคยคาดการณ์ไว้ในทฤษฎีสัมพัทธภาพ ซึ่งบอกว่าหลุมดำที่กำลังหมุนอยู่นั้นมีมวลมากจนดึงโครงสร้างต่าง ๆ ในอวกาศ รวมถึงทำให้เวลาที่อยู่รอบ ๆ บิดเบี้ยวไปได้ ภายใต้ปรากฏการณ์ที่เรียกว่าเฟรมแดรกกิ้ง (Frame-dragging) เมื่อเวลาที่อยู่รอบ ๆ หลุมดำบิดไป จานพอกพูนมวลสารก็จะเปลี่ยนทิศทาง ซึ่งในการศึกษานี้นักวิทยาศาสตร์ก็พบว่า แกนการหมุนของหลุมดำคลาดเคลื่อนไปจากแกนการหมุนของจานพอกพูนมวลสาร มันจึงทำให้เจ็ทของหลุมดำโยกเยกเล็กน้อยนั่นเอง

งานวิจัยนี้จะเป็นหนึ่งในข้อมูลที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์ปูทางไปสู่การหาคำตอบว่าหลุมดำก่อตัวขึ้นมาได้อย่างไร หลุมดำหมุนเพราะอะไร รวมถึงมันหมุนเร็วแค่ไหน แต่มีทฤษฎีที่เกี่ยวกับหลุมดำที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางคือหลุมดำขนาดเล็กจะก่อตัวขึ้นจากการดูดกลืนดาวเคราะห์ผ่านจานพอกพูนมวลสาร หลุมดำขนาดเล็กนี้จะหมุนเร็ว และเชื่อว่าวันหนึ่งหลุมดำจะเกิดการชนกันแล้วก่อตัวขึ้นมาเป็นหลุมดำมวลยิ่งยวด ซึ่งจะหมุนตัวช้าลง 

อย่างไรก็ตามเอกภพยังคงกว้างใหญ่และมีปริศนาซุกซ่อนอยู่มหาศาล แต่งานวิจัยชิ้นนี้ก็ถือเป็นหนึ่งในอีกความลับที่มนุษย์สามารถเปิดเผยและทำความเข้าใจต่อมันได้ นับเป็นอีกก้าวที่น่าภาคภูมิใจของมนุษยชาติ

ที่มาข้อมูล Research, Engadget, Space

ที่มารูปภาพ Research