การมีอยู่ของหลุมขาว ซึ่งเป็นโครงสร้างจักรวาลขนาดยักษ์ที่ผลักวัตถุทั้งหมดที่เข้าใกล้ ยังคงเป็นที่ถกเถียง และถือเป็น "ผี" ที่เกิดจากคณิตศาสตร์ของทฤษฎีสัมพันธภาพทั่วไป
กล้องโทรทรรศน์ Event Horizon จับภาพหลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลางกาแล็กซี M87 ได้ ภาพ: EHT Collaboration
หลุมดำคือบริเวณที่มีการยุบตัวเนื่องจากแรงโน้มถ่วงอย่างสมบูรณ์ ซึ่งแรงโน้มถ่วงได้ครอบงำแรงอื่นๆ ทั้งหมดในจักรวาล และบีบอัดมวลของสสารให้กลายเป็นจุดเล็กๆ ที่เรียกว่า ซิงกูลาริตี หลุมดำล้อมรอบซิงกูลาริตีด้วยขอบฟ้าเหตุการณ์ ซึ่งไม่ใช่ขอบเขตทางกายภาพที่แน่นหนา แต่เป็นเพียงขอบเขตที่ล้อมรอบซิงกูลาริตี แรงโน้มถ่วงมีความรุนแรงมากจนไม่มีสิ่งใดหลุดรอดออกมาได้ แม้แต่แสงก็ไม่สามารถหลุดรอดออกมาได้
เมื่อดาวฤกษ์มวลมากดับลง น้ำหนักมหาศาลของมันจะกดทับแกนกลาง ส่งผลให้เกิดหลุมดำ สสารหรือรังสีใดๆ ที่เข้าใกล้หลุมดำมากเกินไปจะถูกแรงโน้มถ่วงอันทรงพลังของหลุมดำกักไว้และถูกดึงลงไปใต้ขอบฟ้าเหตุการณ์ นำไปสู่การทำลายล้าง
ผู้เชี่ยวชาญเข้าใจถึงวิธีการก่อตัวและปฏิสัมพันธ์ของหลุมดำเหล่านี้กับสภาพแวดล้อม ผ่านทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปไม่ได้สนใจเรื่องการไหลของเวลา สมการเหล่านี้มีสมมาตรทางเวลา หมายความว่าสมการเหล่านี้ทำงานทางคณิตศาสตร์ได้ ไม่ว่าจะเคลื่อนที่ไปข้างหน้าหรือถอยหลังในเวลาก็ตาม
หากคุณถ่ายภาพการก่อตัวของหลุมดำและเปิดภาพขึ้นมาใหม่ คุณจะเห็นวัตถุที่เปล่งรังสีและอนุภาคออกมา ในที่สุดมันจะระเบิด ทิ้งดาวฤกษ์ขนาดยักษ์ไว้เบื้องหลัง ซึ่งก็คือหลุมขาว และตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป สถานการณ์เช่นนี้เป็นไปได้อย่างแน่นอน
หลุมขาวเป็นโครงสร้างจักรวาลเชิงทฤษฎีที่ทำงานตรงกันข้ามกับหลุมดำ ภาพ: Future/Adam Smith
หลุมขาวนั้นแปลกประหลาดยิ่งกว่าหลุมดำเสียอีก พวกมันยังคงมีภาวะเอกฐานที่ใจกลางและขอบฟ้าเหตุการณ์ที่ขอบ พวกมันยังคงเป็นวัตถุมวลมากที่มีแรงโน้มถ่วงสูง แต่สสารใดๆ ที่เข้าใกล้หลุมขาวจะถูกดีดออกทันทีด้วยความเร็วที่เร็วกว่าแสง ทำให้หลุมขาวเปล่งประกายเจิดจ้า วัตถุใดๆ ที่อยู่นอกหลุมขาวจะไม่สามารถเข้าไปได้ เพราะต้องเดินทางเร็วกว่าแสงจึงจะผ่านขอบฟ้าเหตุการณ์ได้
อย่างไรก็ตาม การมีอยู่ของหลุมขาวยังคงเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ เนื่องจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปไม่ใช่ทฤษฎีเดียวในจักรวาล ยังมีสาขาฟิสิกส์อื่นๆ ที่อธิบายการทำงานของจักรวาล เช่น ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าและเทอร์โมไดนามิกส์
ในเทอร์โมไดนามิกส์มีแนวคิดเรื่องเอนโทรปี ซึ่งเป็นเพียงการวัดความไม่เป็นระเบียบในระบบ กฎข้อที่สองของเทอร์โมไดนามิกส์ระบุว่าเอนโทรปีของระบบปิดไม่สามารถลดลงได้
ยกตัวอย่างเช่น หากคุณโยนเปียโนเข้าไปในเครื่องย่อยไม้ ผลลัพธ์ที่ได้จะเป็นชิ้นส่วนจำนวนมาก ความไม่เป็นระเบียบในระบบจะเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นไปตามกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ แต่ถ้าคุณโยนชิ้นส่วนแบบสุ่มเข้าไปในเครื่องย่อยไม้เครื่องเดียวกัน ผลลัพธ์ที่ได้จะไม่ใช่เปียโนที่สมบูรณ์ เพราะนั่นจะลดความไม่เป็นระเบียบลง ดังนั้น จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะย้อนกลับกระบวนการก่อตัวหลุมดำเพื่อให้ได้หลุมขาว เพราะนั่นจะลดเอนโทรปี และดาวฤกษ์ไม่สามารถก่อตัวขึ้นจากการระเบิดอย่างรุนแรงได้
ดังนั้น วิธีเดียวที่หลุมขาวจะก่อตัวได้ก็คือ ต้องมีกระบวนการแปลกประหลาดบางอย่างเกิดขึ้นในเอกภพยุคแรกเริ่ม ซึ่งหลีกเลี่ยงปัญหาเรื่องเอนโทรปีลดลง หลุมขาวมีอยู่จริงมาตั้งแต่เริ่มแรกของเอกภพ
อย่างไรก็ตาม หลุมขาวจะยังคงไม่เสถียรอย่างมาก พวกมันจะดึงสสารเข้าหาตัว แต่ไม่มีสิ่งใดสามารถข้ามขอบฟ้าเหตุการณ์ได้ ทุกสิ่ง แม้แต่โฟตอน (อนุภาคของแสง) ก็จะถูกทำลายล้างทันทีที่เข้าใกล้หลุมขาว อนุภาคจะไม่สามารถข้ามขอบฟ้าเหตุการณ์ได้ ทำให้พลังงานของระบบพุ่งสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว ในที่สุด อนุภาคจะมีพลังงานมากจนหลุมขาวจะยุบตัวลงเป็นหลุมดำ และสิ้นสุดการดำรงอยู่ของมัน ดังนั้น ที่น่าสนใจคือ หลุมขาวดูเหมือนจะไม่ใช่โครงสร้างจักรวาลที่แท้จริง แต่เป็น "ผี" ที่สร้างขึ้นโดยคณิตศาสตร์ของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป
ถุเถา (ตาม อวกาศ )
ลิงค์ที่มา
การแสดงความคิดเห็น (0)