เสียงจากหลุมดำใจกลางกระจุกกาแล็กซีเพอร์ซีอุส

นอกจากกาแล็กซีทางช้างเผือก (Milky Way Galaxy) ซึ่งเป็นบ้านของเราแล้ว ในจักรวาลแห่งนี้มีกาแล็กซีอีกจำนวนมากนับไม่ถ้วน กระจุกกาแล็กซี่ก็คือกาแล็กซี่จำนวนมากที่รวมตัวกัน แต่อันที่จริงแล้วมันอาจจะไม่ได้อยู่ใกล้กันจนเป็นกระจุกอย่างที่เราเห็น แต่เพราะว่ามันห่างไกลจากเรามาก ๆ จึงเห็นราวกับว่ามันอยู่ใก้กันรวมเป็นกระจุก กระจุกกาแล็กซีเพอร์ซีอุส (Perseus cluster) เองก็เช่นกัน โดยใจกลางของกระจุกกาแล็กซี่และกาแล็กซีมักจะมีหลุมดำคอยดึงมวลสสารรอบตัวมันให้ไหลเข้าสู่ศูนย์กลางหลุมดำอยู่

การเกิดหลุมดำขึ้นอยู่กับแรงบีบอัด เมื่อวัตถุหนึ่งถูกบีบอัดด้วยแรงที่มหาศาลมากพอ (ขนาดของแรงที่มากพอขึ้นอยู่กับมวลของวัตถุ) วัตถุนั้นจะกลายเป็นหลุมดำ ด้วยความที่แรงโน้มถ่วงของมันสูงมากจึงทำให้มันดูดกลืนมวลของวัตถุรอบข้างและแม้แต่กาลอวกาศ จึงทำให้แสงที่เดินทางผ่านหลุมดำไม่สามารถหลุดรอดออกมาได้ ด้วยความที่มันเป็นหลุมดำและอยู่ห่างไกลจากเรามากจึงไม่สามารถถ่ายภาพได้ตรง ๆ โดยวิธีหนึ่งที่เราสามารถสังเกตเห็นหลุมได้ก็คือรังสีเอกซ์ (X-ray) วัตถุที่มีมวลมากมักจะมีการปลดปล่อยรังสีเอกซ์ที่มาก

นักดาราศาสตร์ได้สังเกตเห็นคลื่นในก๊าซร้อนของกระจุกกาแล็กซีเพอร์ซีอุสที่เกิดจากคลื่นแรงดันที่ส่งออกมาจากหลุมดำใจกลางกระจุกกาแล็กซี่มาตั้งแต่ปี 2003 ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทรา (Chandra X-ray Observatory) ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศสำหรับตรวจจับรังสีเอกซ์ในอวกาศ

ในที่นี้นักดาราศาสตร์ต้องการที่จะได้ยินเสียงจากหลุมดำใจกลางกระจุกกาแล็กซีเพอร์ซิอุส หลักการง่าย ๆ ที่พวกเขาทำคือการเปลี่ยนคลื่นดังกล่าวมาอยู่ในช่วงคลื่นเสียงที่มนุษย์สามารถได้ยินได้ โดยใช้หลักการทางฟิสิกส์ง่าย ๆ ในเรื่องความถี่คลื่นที่มีสูตรทางฟิสิกส์เป็น v =λf  (v=อัตราความเร็ว, λ=ความยาวคลื่น, f=ความถี่คลื่น) และการคำนวณทางคณิตศาสตร์นิดหน่อย นักดาราศาสตร์มีอัตราความเร็วและความยาวของคลื่นอยู่ในมืออยู่แล้วจากข้อมูลการสำรวจของกล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทรา สิ่งที่ต้องคำนวณหาคือความถี่คลื่น เมื่อได้ค่าความถี่ของคลื่นแล้ว นักดาราศาสตร์จะต้องหาตัวเลขจำนวนหนึ่งมาคูณกับค่าความถี่เพื่อให้อยู่ในช่วงความถี่ที่มนุษย์สามารถได้ยินได้ โดยหูของมนุษย์สามารถได้ยินความถี่เสียงตั้งแต่ 20 เฮิรตซ์ - 20 กิโลเฮิรตซ์

อันที่จริงเราสามารถได้ยินเสียงวัตถุในจักรวาลได้เกือบทุกรูปแบบด้วยหลักการเดียวกัน ในยุคเรเนซองส์ (Renaissance) ตั้งแต่ปี 1450 -1600 ซึ่งเป็นยุคสมัยแห่งการฟื้นฟูศิลปะและวิทยาการ ได้เกิดแนวคิดชื่อว่าเสียงแห่งสรวงสวรรค์ (Music of the Spheres) ซึ่งเป็นแนวคิดในการนำสูตรคำนวณทางฟิสิกส์ f = 1/T (f=ความถี่, T=คาบ) มาประยุกต์กับตรรกะทางคณิตศาสตร์เพื่อเปลี่ยนความถี่ในการโคจรของวัตถุท้องฟ้าที่สังเกตได้ให้อยู่ในรูปแบบของเสียงดนตรี

ข้อมูลและภาพจาก www.nasa.gov