การมีอยู่ของหลุมขาว ซึ่งเป็นโครงสร้างจักรวาลขนาดยักษ์ที่ผลักวัตถุทั้งหมดที่เข้ามาใกล้ ยังคงเป็นที่ถกเถียงกัน และถูกมองว่าเป็น "ผี" ที่เกิดมาจากคณิตศาสตร์ของทฤษฎีสัมพันธภาพทั่วไป
กล้องโทรทรรศน์ Event Horizon จับภาพหลุมดำมวลยิ่งยวดที่ใจกลางกาแล็กซี M87 ได้สำเร็จ ภาพ: EHT Collaboration
หลุมดำเป็นบริเวณที่มีการยุบตัวเนื่องจากแรงโน้มถ่วงอย่างสมบูรณ์ โดยแรงโน้มถ่วงจะครอบงำแรงอื่นๆ ทั้งหมดในจักรวาล และบีบอัดมวลของสสารให้กลายเป็นจุดเล็กๆ ที่เรียกว่าภาวะเอกฐาน (singularity) ขอบฟ้าเหตุการณ์ซึ่งอยู่รอบภาวะเอกฐานนั้นไม่ใช่ขอบเขตทางกายภาพที่แน่นอน แต่เป็นเพียงขอบเขตที่อยู่รอบภาวะเอกฐานเท่านั้น โดยแรงโน้มถ่วงนั้นแรงมากจนไม่มีสิ่งใดหลุดรอดออกมาได้ แม้แต่แสงก็เช่นกัน
เมื่อดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ดับลง น้ำหนักมหาศาลของดาวฤกษ์จะกดทับแกนกลางของดาว ส่งผลให้เกิดหลุมดำ สสารหรือรังสีใดๆ ที่เข้ามาใกล้หลุมดำมากเกินไปจะถูกแรงโน้มถ่วงอันทรงพลังของดาวฤกษ์กักขังไว้และถูกดึงลงไปใต้ขอบฟ้าเหตุการณ์ ส่งผลให้หลุมดำถูกทำลาย
ผู้เชี่ยวชาญเข้าใจถึงการก่อตัวของหลุมดำเหล่านี้และการโต้ตอบกับสิ่งแวดล้อมผ่านทฤษฎีสัมพันธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ ทฤษฎีสัมพันธภาพทั่วไปไม่สนใจการไหลของเวลา สมการเหล่านี้สมมาตรตามเวลา ซึ่งหมายความว่าสมการเหล่านี้ทำงานทางคณิตศาสตร์ไม่ว่าจะเคลื่อนที่ไปข้างหน้าหรือถอยหลังในเวลา
หากคุณถ่ายภาพการก่อตัวของหลุมดำและเปิดภาพนั้นขึ้นมาใหม่ คุณจะเห็นวัตถุที่ปล่อยรังสีและอนุภาคออกมา ในที่สุดวัตถุนั้นจะระเบิดและทิ้งดาวฤกษ์ขนาดยักษ์เอาไว้ ซึ่งก็คือหลุมขาว และตามทฤษฎีสัมพันธภาพทั่วไป สถานการณ์ดังกล่าวเป็นไปได้อย่างแน่นอน
หลุมขาวเป็นโครงสร้างจักรวาลเชิงทฤษฎีที่ทำงานในลักษณะตรงกันข้ามกับหลุมดำ ภาพ: Future/Adam Smith
หลุมขาวนั้นแปลกประหลาดกว่าหลุมดำเสียอีก หลุมขาวยังมีเอกฐานอยู่ที่ใจกลางและมีขอบฟ้าเหตุการณ์อยู่ที่ขอบ หลุมขาวยังคงเป็นวัตถุขนาดใหญ่ที่มีแรงโน้มถ่วงสูง แต่สสารใดๆ ที่เข้าใกล้หลุมขาวจะถูกดีดออกทันทีด้วยความเร็วที่เร็วกว่าแสง ทำให้หลุมขาวเปล่งประกายอย่างสว่างไสว สสารใดๆ ที่อยู่ภายนอกหลุมขาวจะไม่สามารถเข้ามาได้ เนื่องจากต้องเคลื่อนที่เร็วกว่าแสงจึงจะผ่านขอบฟ้าเหตุการณ์ได้
อย่างไรก็ตาม การมีอยู่ของหลุมขาวยังคงเป็นที่ถกเถียงกัน เนื่องจากทฤษฎีสัมพันธภาพทั่วไปไม่ใช่ทฤษฎีเดียวในจักรวาล ยังมีสาขาฟิสิกส์อื่นๆ ที่อธิบายการทำงานของจักรวาล เช่น ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าและเทอร์โมไดนามิกส์
ในเทอร์โมไดนามิกส์มีแนวคิดเรื่องเอนโทรปี ซึ่งเป็นเพียงการวัดความไม่เป็นระเบียบในระบบ กฎข้อที่สองของเทอร์โมไดนามิกส์ระบุว่าเอนโทรปีของระบบปิดไม่สามารถลดลงได้
ตัวอย่างเช่น หากคุณโยนเปียโนเข้าไปในเครื่องบดไม้ ผลลัพธ์ที่ได้จะเป็นชิ้นส่วนต่างๆ มากมาย ความไม่เป็นระเบียบในระบบจะเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นไปตามกฎข้อที่สองของเทอร์โมไดนามิกส์ แต่ถ้าคุณโยนชิ้นส่วนแบบสุ่มเข้าไปในเครื่องบดไม้เครื่องเดียวกัน ผลลัพธ์ที่ได้จะไม่เป็นเปียโนที่สมบูรณ์ เนื่องจากจะลดความไม่เป็นระเบียบลง ดังนั้น จึงไม่สามารถย้อนกระบวนการสร้างหลุมดำเพื่อให้ได้หลุมขาวได้ เนื่องจากจะลดเอนโทรปีลง และดวงดาวไม่สามารถก่อตัวขึ้นจากการระเบิดอย่างรุนแรงได้
ดังนั้นวิธีเดียวที่หลุมขาวจะก่อตัวได้ก็คือต้องมีกระบวนการแปลกๆ บางอย่างเกิดขึ้นในจักรวาลยุคแรกๆ ที่หลีกเลี่ยงปัญหาเรื่องเอนโทรปีลดลง หลุมขาวมีอยู่มาตั้งแต่จักรวาลเริ่มแรกเท่านั้น
อย่างไรก็ตาม หลุมขาวยังคงไม่เสถียรมาก มันจะดึงสสารเข้าหาตัว แต่ไม่มีสิ่งใดสามารถข้ามขอบฟ้าเหตุการณ์ได้ ทุกสิ่งแม้แต่โฟตอน (อนุภาคของแสง) จะถูกทำลายทันทีที่เข้าใกล้หลุมขาว อนุภาคจะไม่สามารถข้ามขอบฟ้าเหตุการณ์ได้ ทำให้พลังงานของระบบพุ่งสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว ในที่สุด อนุภาคจะมีพลังงานมากจนหลุมขาวจะยุบตัวเป็นหลุมดำ และสิ้นสุดการดำรงอยู่ของมัน ดังนั้น ที่น่าสนใจคือ หลุมขาวดูเหมือนจะไม่ใช่โครงสร้างจักรวาลที่แท้จริง แต่เป็น "ผี" ที่สร้างขึ้นโดยคณิตศาสตร์ของสัมพันธภาพทั่วไป
ทูเทา (ตาม อวกาศ )
ลิงค์ที่มา
การแสดงความคิดเห็น (0)