นักฟิสิกส์สร้าง “วงแหวนหลุมดำ” สามารถหมุนได้เหมือนจริง
รู้หรือไม่ ภาพถ่ายหลุมดำที่นักดาราศาสตร์บันทึกเอาไว้ได้ก่อนหน้านี้ แท้จริงแล้วไม่ใช่ภาพของตัวหลุมดำที่มืดมิดจนมองไม่เห็น แต่เป็นภาพของแสงสว่างจากจานพอกพูนมวล (accretion disk) ซึ่งเปรียบเสมือน “วงแหวน” ที่หมุนด้วยความเร็วสูงอยู่ตรงขอบของหลุมดำ อ่านข่าวเพิ่มเติม
สุดทึ่ง ทีมนักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยอิมพีเรียล คอลเลจ ลอนดอน (ICL) ของสหราชอาณาจักร ล่าสุดสามารถสร้างวงแหวนดังกล่าวที่มีขนาดเล็กมาก ๆ หรือเล็กจิ๋วในห้องปฏิบัติการได้ โดยจำลองจากโครงสร้างของจานพอกพูนมวลที่ประกอบไปด้วยพลาสมา (plasma) หรือก๊าซร้อนที่มีประจุไฟฟ้าบริเวณด้านนอกขอบฟ้าเหตุการณ์ (event horizon) ของหลุมดำ
อันที่จริงแล้ว วงแหวนของหลุมดำก็คือพลาสมา ซึ่งถูกแรงโน้มถ่วงมหาศาลเร่งให้หมุนวนจนมีความร้อนสูงและมีความเร็วสูงใกล้เคียงกับความเร็วแสง การหมุนปั่นดังกล่าวยังให้กำเนิดแรงหนีศูนย์กลาง ซึ่งทำให้พลาสมาของวงแหวนนี้ไม่ตกลงไปในหลุมดำเหมือนกับมวลสารอื่น ๆ
จากรายงานวิจัยซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Physical Review letters เมื่อวันที่ 12 พ.ค. ที่ผ่านมา ระบุว่าทีมนักฟิสิกส์ของ ICL ใช้อุปกรณ์กำเนิดไฟฟ้าเมกะแอมแปร์สำหรับการทดลองยุบตัวของพลาสมา หรือ “แม็กพาย” (MAGPIE) โดยสร้างวงแหวนของหลุมดำขึ้น โดยยิงลำพลาสมาความเร็วสูงจำนวน 8 ลำเข้าหากัน
ลำพลาสมาทั้งหมดนี้จะก่อตัวเป็นแท่งเสากลวงทรงกลม มีความกว้างไม่กี่มิลลิเมตร โดยพลาสมาที่อยู่ใกล้ศูนย์กลางด้านในจะหมุนวนด้วยความเร็วสูงยิ่งกว่าด้านนอกเป็นอย่างมาก ไม่ต่างจากจานพอกพูนมวลของหลุมดำเลยแม้แต่น้อย
อย่างไรก็ตาม วงแหวนหลุมดำที่จำลองนี้สามารถอยู่ได้เพียงชั่วขณะ โดยพลาสมาหมุนวนได้แค่รอบเดียวเท่านั้น คิดเป็นเวลาเพียง 150 นาโนวินาที หรือหนึ่งใน 150,000 ล้านส่วนของวินาทีนั่นเอง
ทีมวิจัยหวังว่าจะสามารถเพิ่มรอบการหมุนของพลาสมาให้มากขึ้นได้ และทำให้วงแหวนจำลองมีอายุยาวนานขึ้นได้ในอนาคต เพื่อนำมาใช้เป็นต้นแบบศึกษาการเติบโตของจานพอกพูนมวลและการขยายตัวของหลุมดำ โดยจะช่วยตอบคำถามที่ว่าหลุมดำขยายใหญ่ขึ้นได้อย่างไร หากพลาสมาในจานพอกพูนมวลยังคงตัวอยู่ในรูปของวงแหวน และไม่ตกลงไปในหลุมดำเสียที
“ทฤษฎีที่มีการยอมรับกันมากที่สุดในปัจจุบัน คาดว่าบางครั้งมีความไม่เสถียรในสนามแม่เหล็กรอบหลุมดำ ทำให้เกิดแรงเสียดทานในพลาสมาขึ้น จนเกิดการสูญเสียพลังงานที่ทำให้วงแหวนรอบหลุมดำพังทลายและตกสู่หลุมดำในที่สุด จากการทดลองของเราในอนาคตจะช่วยพิสูจน์ความถูกต้องของทฤษฎีนี้ได้” ทีมผู้วิจัยกล่าวสรุป
เครดิต BBC.COM
เรื่องราวเพิ่มเติม
แบนเกาหลีได้ผล สาเหตุนักท่องเที่ยวไทยเซ็ง ตม. ทำลดฮวบ 21.1%
บาหลี เก็บภาษีสำหรับนักท่องเที่ยวต่างชาติ 10 ดอลลาร์บาหลี
แม่เต่ามะเฟือง สัตว์ที่ใกล้สูญพันธุ์วางไข่รังที่ 10 ของฤดู