ดาราศาสตร์น่ารู้ เรื่อง หลุมดำ

หลุมดำ (อังกฤษ: black hole) หมายถึงเทหวัตถุในเอกภพที่มีแรงโน้มถ่วงสูงมาก ไม่มีอะไรออกจากบริเวณนี้ได้แม้แต่แสง เราจึงมองไม่เห็นใจกลางของหลุมดำ หลุมดำจะมีพื้นที่หนึ่งที่เป็นขอบเขตของตัวเองเรียกว่าขอบฟ้าเหตุการณ์ ที่ตำแหน่งรัศมีชวาร์สชิลด์ ถ้าหากวัตถุหลุดเข้าไปในขอบฟ้าเหตุการณ์ วัตถุจะต้องเร่งความเร็วให้มากกว่าความเร็วแสงจึงจะหลุดออกจากขอบฟ้าเหตุการณ์ได้ แต่เป็นไปไม่ได้ที่วัตถุใดจะมีความเร็วมากกว่าแสง วัตถุนั้นจึงไม่สามารถออกมาได้อีกต่อไป

เมื่อดาวฤกษ์ที่ มีมวลมหึมาแตกดับลง มันอาจจะทิ้งสิ่งที่ดำมืดที่สุด ทว่ามีอำนาจทำลายล้างสูงสุดไว้เบื้องหลัง นักดาราศาสตร์เรียกสิ่งนี้ว่า "หลุมดำ" เราไม่สามารถมองเห็นหลุมดำด้วยกล้องโทรทรรศน์ใดๆ เนื่องจากหลุมดำไม่เปล่งแสงหรือรังสีใดเลย แต่สามารถตรวจพบได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์วิทยุ และคลื่นโน้มถ่วงของหลุ่มดำ (ในเชิงทฤษฎี โครงการ แอลไอจีโอ) และจนถึงปัจจุบันได้ค้นพบหลุมดำในจักรวาลแล้วอย่างน้อย 6 แห่ง

หลุมดำเป็นซากที่สิ้นสลายของดาวฤกษ์ที่ถึงอายุขัยแล้ว สสารที่เคยประกอบกันเป็นดาวนั้นได้ถูกอัดตัวด้วยแรงดึงดูดของตนเองจนเหลือ เป็นเพียงมวลหนาแน่นที่มีขนาดเล็กยิ่งกว่านิวเคลียสของอะตอมเดียว ซึ่งเรียกว่า เอกภาวะ

หลุมดำแบ่งได้เป็น 4 ประเภท คือ หลุมดำมวลยวดยิ่ง เป็นหลุมดำในใจกลางของดาราจักร, หลุมดำขนาดกลาง, หลุมดำจากดาวฤกษ์ ซึ่งเกิดจากการแตกดับของดาวฤกษ์, และ หลุมดำจิ๋วหรือหลุมดำเชิงควอนตัม ซึ่งเกิดขึ้นในยุคเริ่มแรกของเอกภพ

แม้ว่าจะไม่สามารถมองเห็นภายในหลุมดำได้ แต่ตัวมันก็แสดงการมีอยู่ผ่านการมีผลกระทบกับวัตถุที่อยู่ในวงโคจรภายนอกขอบ ฟ้าเหตุการณ์ ตัวอย่างเช่น หลุมดำอาจจะถูกสังเกตเห็นได้โดยการติดตามกลุ่มดาวที่โคจรอยู่ภายในศูนย์กลาง หลุมดำ หรืออาจมีการสังเกตก๊าซ (จากดาวข้างเคียง) ที่ถูกดึงดูดเข้าสู่หลุมดำ ก๊าซจะม้วนตัวเข้าสู่ภายใน และจะร้อนขึ้นถึงอุณหภูมิสูง ๆ และปลดปล่อยรังสีขนาดใหญ่ที่สามารถตรวจจับได้จากกล้องโทรทรรศน์ที่โคจรอยู่ รอบโลก ^[1][2] การสำรวจให้ผลในทางวิทยาศาสตร์เห็นพ้องต้องกันว่าหลุมดำนั้นมีอยู่จริงในเอกภพ^[3]

แนวคิดของวัตถุที่มีแรงดึงดูดมากพอที่จะกันไม่ให้แสงเดินทางออกไปนั้นถูกเสนอโดยนักดาราศาสตร์มือสมัครเล่นชาวอังกฤษ จอห์น มิเชล^[4] ในปี 1783 และต่อมาในปี 1795 นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส ปีแยร์-ซีมง ลาปลาซ ก็ได้ข้อสรุปเดียวกัน ^[5][6] ตามความเข้าใจล่าสุด หลุมดำถูกอธิบายโดยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ซึ่งทำนายว่าเมื่อมีมวลขนาดใหญ่มากในพื้นที่ขนาดเล็ก เส้นทางในพื้นที่ว่างนั้นจะถูกทำให้บิดเบี้ยวไปจนถึงศูนย์กลางของปริมาตร เพื่อไม่ให้วัตถุหรือรังสีใดๆ สามารถออกมาได้

ขณะที่ทฤษฏีสัมพัทธภาพทั่วไปอธิบายว่าหลุมดำเป็นพื้นที่ว่างที่มีความเป็นเอกภาวะที่จุดศูนย์กลางและที่ขอบฟ้าเหตุการณ์บริเวณขอบ คำอธิบายนี่เปลี่ยนไปเมื่อค้นพบกลศาสตร์ควอนตัม การค้นคว้าในหัวข้อนี้แสดงให้เห็นว่านอกจากหลุมดำจะดึงวัตถุไว้ตลอดกาล แล้วยังมีการค่อย ๆ ปลดปล่อยพลังงานภายใน เรียกว่า รังสีฮอว์คิง และอาจสิ้นสุดลงในที่สุด ^[7][8][9] อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีคำอธิบายเกี่ยวกับหลุมดำที่ถูกต้องตามทฤษฎีควอนตัม

คู่หลุมดำยักษ์กับดาวยักษ์มืด

หลุมดำขนาดใหญ่แห่งหนึ่งที่กำลังพ่นรังสีเอกซ์และจับคู่เต้นรำอย่างแนบชิดหมุนรอบดาวฤกษ์ขนาดยักษ์ดวงหนึ่ง สิ่งที่แปลกก็คือ ดาวฤกษ์นั้นไม่ได้สว่างอย่างที่ควรจะเป็น

หลุมดำขนาดใหญ่ใน M33 X-7 ถูกซ่อนอยู่ในจุดสว่างรังสีเอกซ์ที่ใจกลางของดิสก์สะสมมวลสารรูปร่างเหมือนแพนเค้ก ดาวข้างเคียงที่ร้อน(สีฟ้า) และมีมวลสูงของหลุมดำกำลังสูญเสียมวลในลมดวงดาวซึ่งถูกดึงและจับไว้โดยหลุมดำ:

นักดาราศาสตร์สงสัยระบบคู่รังสีเอกซ์แห่งนี้ ซึ่งมีชื่อว่า M33 X-7 แต่ไม่มีใครสามารถอธิบายรายละเอียดทั้งหมดของมันได้ ขณะที่ทีมวิจัยมหาวิทยาลัยนอร์ธเวสเทิร์นสามารถทำได้ นักวิจัยได้สร้างแบบจำลองประวัติวิวัฒนาการและการก่อตัวของระบบซึ่งอธิบายคุณลักษณะที่สำรวจพบทั้งหมดของระบบนี้ได้ นั้นคือ มีวงโคจรที่แนบชิด, มวลของดาวฤกษ์และหลุมดำที่สูง, อัตราการส่องสว่างรังสีเอกซ์ของหลุมดำ และเพราะเหตุใดดาวข้างเคียงจึงส่องสว่างน้อยกว่าที่คาดคิดจากมวลของมัน

โลกมีมากน้อยแค่ไหน

มีโลกมากน้อยแค่ไหน
นักวิทยาศาสตร์บอกว่าหนึ่งในสี่ของดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ทั้งหมดอาจจะมีดาวเคราะห์ที่มีขนาดเท่าๆ กับโลกโคจรอยู่ใกล้พวกมัน

ขนาดของดาวเคราะห์รอบๆ ดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ 166 ดวงแสดงแนวโน้มให้เห็นอย่างชัดเจนคือ จะมีดาวเคราะห์ขนาดเล็กมากกว่าดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ นักดาราศาสตร์แปลผลจากข้อมูลเหล่านี้เพื่อประเมินว่าทุกๆ เกือบหนึ่งในสี่ของดาวฤกษ์กลุ่มดังกล่าวจะมีดาวเคราะห์คล้ายโลกในระยะใกล้อยู่ด้วย :

การศึกษาใหม่พบว่าจะมีดาวเคราะห์ที่มีขนาดตั้งแต่ 5 ถึง 30 เท่ามวลโลก ขัดแย้งกับแบบจำลองดาวเคราะห์ก่อนหน้านี้ การค้นพบยังบอกว่าระบบสุริยะที่มีดาวเคราะห์คล้ายโลกอย่างบ้านของเราเอง อาจจะมีอยู่ทั่วไป นักวิทยาศาสตร์ได้พุ่งเป้าไปที่ดาวเคราะห์ต่างด้าวที่รู้จัก 33 ดวงซึ่งโคจรรอบดาวฤกษ์ 22 ดวง บางดวงก็เพิ่งถูกค้นพบโดยนักวิจัยกลุ่มนี้ด้วยซึ่งมีการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบใหม่อีก 12 ดวงแต่ยังไม่ได้ยืนยัน

ดาราศาสตร์(ดวงอาทิตย์)

ดวงอาทิตย์ (The Sun)
ดวงอาทิตย์เป็นส่วนสำคัญที่สุดของระบบสุริยะ เป็นผู้ดึงดูดให้ดาวเคราะห์ทั้งเก้าดวงอยู่ในตำแหน่งที่เป็นอยู่และดวงอาทิตย์ยังให้แสงและความร้อนกับดาวเคราะห์นั้นด้วย ถ้าไม่มีดวงอาทิตย์ระบบสุริยะก็จะมืดมิดและหนาวเย็น เมื่อผ่าดวงอาทิตย์ออกมาเป็นชิ้นภายในดวงอาทิตย์นั้นไม่ได้แข็งเหมือนโลก ดวงอาทิตย์เป็นกลุ่มก๊าซดวงใหญ่ที่ลุกเป็นเปลวไฟ ดวงอาทิตย์ประกอบด้วยก๊าซไฮโดรเจนและฮีเลียม ดวงอาทิตย์ไม่ได้เผาไหม้ด้วยการเปลี่ยนก๊าซไฮโดรเจนเป็นก๊าซฮีเลียม ดวงอาทิตย์เป็นสิ่งที่ร้อนที่สุดในรบบสุริยะที่ใจกลาง ดวงอาทิตย์จะร้อนถึง15 ล้านองศาเซลเซียส ความร้อนขนาดนี้เพียงก้อนโตเท่าหัวเข็มหมุดก็จะทำให้คนที่ยืนอยู่ห่าง 150 กิโลเมตรตายได้
ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ศูนย์กลางของระบบสุริยะ เนื้อสารส่วนใหญ่ของระบบสุริยะอยู่ที่ดวงอาทิตย์ คือ มีมากถึง 99.87% เป็นมวลสารดาวเคราะห์รวมกันอย่างน้อยกว่า 0.13% ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ขนาดเล็ก เมื่อเทียบกับดาวฤกษ์อื่น ๆ บนฟ้า แต่เป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกที่สุด จึงปรากฏเป็นวงกลมโต บนฟ้าของโลกเพียงดวงเดียว ดาวฤกษ์อื่นปรากฎเป็นจุดสว่าง เพราะอยู่ไกลมาก ขนาดที่แท้จริงโตกว่าโลกมาก มีเส้นผ่านศูนย์กลางเกือบ 109 เท่าของโลก
ดวงอาทิตย์สร้างพลังงานขึ้นมาเองโดยการเปลี่ยนเนื้อสารเป็นพลังงานตามสมการของไอน์สไตน์ E = mc2 (E คือพลังงาน, m คือ เนื้อสาร, และ c คือ อัตราเร็วของแสงสว่างในอวกาศซึ่งมีค่าประมาณ 300,000 กิโลเมตรต่อวินาที) บริเวณที่เนื้อสารกลายเป็นพลังงาน คือ แกนกลางซึ่งมีอุณหภูมิสูงถึง 15 ล้านองศาเซลเซียส ณ แกนกลางของดวงอาทิตย์มีระเบิดไฮโดรเจนจำนวนมาก กำลังระเบิดเป็นปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ ที่ไฮโดรเจนหลอมรวมกันกลายเป็นฮีเลียม ในแต่ละวินาทีไฮโดรเจนจำนวน 4 ล้านตันกลายเป็นพลังงาน ใน 1 ปีดวงอาทิตย์เมื่อเทียบกับมวลสารของดวงอาทิตย์ทั้งหมด 2 x 1027 ตัน หรือ 2,000 ล้านล้านล้านตัน หรือ 332,946 เท่าของโลก ที่ผิวของดวงอาทิตย์มีอุณหภูมิประมาณ 5,700 องศาเซลเซียส หรือประมาณ 6,000 เคลวิน ดวงอาทิตย์จึงถูกจัดเป็นดาวฤกษ์สีเหลือง มีอายุประมาณ 5,000 ล้านปี เป็นดาวฤกษ์หลัก อยู่ในช่วงกลางของชีวิต ในอีก 5,000 ล้านปี ดวงอาทตย์จะจบ ชีวิตลงด้วยการขยายตัวแต่จะไม่ระเบิด เพราะแรงโน้มถ่วงมีมากกว่าแรงดัน ในที่สุด ดวงอาทิตย์จะยุบตัวลงอย่างสงบกลายเป็นดาวขนาดเล็ก เรียกว่า ดาวแคระขาว

โรงเรียนของฉัน

โรงเรียนของผมคือ โรงเรียนเทศบาล 1 ทรงพลวิทยา ตั้งอยู่ที่ ต. บ้านโป่ง อ.บ้านโป่ง จ.ราชบุรี

โรงเรียนของผม มี อาคารทั้งหมด 4 อาคาร แต่ละอาคาร มี 3 ชั้น ผมอยู่ อาคารที่ 1 ชั้น ที่ 3 ชั้น

ม. 2/1 ผมมี เพื่อนมากมายหลากหลายคนแต่ละคนก็ต่างรักใคร่บอกดองกันมะทะเลาะเบาะแว้งกัน

เวลาเรียนก็ช่วยกันคิดช่วยกันตอบ ผมมีความภาคภูมิใจกับการที่ผมได้มีเพื่อนดีๆๆอย่างพวกเด็ก

ม.2/1 ห้องนี้ แล้ว

โรงเรียนของผมมี นักเรียนทั้งหมด 1100 กว่า คน ถือ ว่ามีนักเรียนเยอะมากเลยโรงเรียนนี้

มีตั่งแต่ระดับชั้น อ.1 - ม.3 แต่ละห้องมีนักเรียนไม่ต่ำกว่า 30 คน มีครูที่ ดี มาก คอยช่วยเหลือนักเรียน

เวลาที่นักเรียน เดือดร้อน หรือ มีปัญหา ครูก็เปรียบเสมือน พ่อ และ แม่ ของ พวก

นักเรียนทั้งหลายแต่ นักเรียนบางคนก็มักมะข้อยดีนักเพราะอาจเกเรแต่ก็ยังอยู่ในกฎระเบียบของโรงเรียน

พวกเราจึงรักคุณครูของโรงเรียนเทศบาล 1 ทรงพลวิทยา มากเลย ครับ

* จบการเรียบเรียง*