สัญลักษณ์ของทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมอย่างแท้จริงคือผลลัพธ์ที่ทำนายเมื่อคุณทำการทดลองหรือทำการสังเกต และหนึ่งในทฤษฎีที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่เคยเสนอมาคือแนวคิดสัมพัทธภาพที่อธิบายโดยอัลเบิร์ตไอน์สไตน์เมื่อต้นศตวรรษที่ 20
นอกเหนือจากการช่วยให้เราเข้าใจว่าแสงเป็นขีด จำกัด ความเร็วสูงสุดของจักรวาลไอน์สไตน์อธิบายถึงแรงโน้มถ่วงของตัวเองว่าเป็นแปรปรวนของกาลอวกาศ
เขาทำมากกว่าเพียงแค่ให้คำอธิบายใหม่ที่ซับซ้อนสำหรับจักรวาลเขาเสนอชุดการทดสอบที่สามารถทำได้เพื่อค้นหาว่าทฤษฎีของเขาถูกต้องหรือไม่
ยกตัวอย่างเช่นการทดสอบหนึ่งครั้งอธิบายอย่างสมบูรณ์ว่าเหตุใดวงโคจรของดาวพุธจึงไม่ตรงกับคำทำนายของนิวตัน การคาดการณ์อื่น ๆ สามารถทดสอบได้ด้วยเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ของวันเช่นการขยายเวลาการวัดด้วยนาฬิกาเคลื่อนที่เร็ว
เนื่องจากแรงโน้มถ่วงเป็นการบิดเบือนกาลอวกาศไอน์สไตน์ทำนายว่าวัตถุขนาดใหญ่ที่เคลื่อนที่ผ่านกาลอวกาศควรสร้างระลอกคลื่นเช่นคลื่นที่เคลื่อนผ่านมหาสมุทร
เพียงแค่เดินไปรอบ ๆ คุณจะปล่อยคลื่นความโน้มถ่วงที่บีบอัดและขยายพื้นที่รอบตัวคุณ อย่างไรก็ตามคลื่นเหล่านี้มีขนาดเล็กอย่างไม่น่าเชื่อ เฉพาะเหตุการณ์ที่มีพลังมากที่สุดในจักรวาลเท่านั้นที่สามารถสร้างคลื่นที่เราสามารถตรวจจับได้
ใช้เวลากว่า 100 ปีในการพิสูจน์จริงในที่สุดการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงโดยตรง ในเดือนกุมภาพันธ์ 2559 นักฟิสิกส์ที่มี Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory หรือ LIGO ประกาศการชนกันของหลุมดำขนาดใหญ่สองแห่งซึ่งอยู่ห่างออกไปหนึ่งพันล้านปีแสง
หลุมดำทุกขนาดสามารถชนกันได้ หลุมดำมวลดาวฤกษ์ธรรมดาหลุมดำหรือหลุมดำมวลยวดยิ่ง กระบวนการเดียวกันในระดับที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง
มาเริ่มด้วยหลุมดำมวลสูง แน่นอนว่าสิ่งเหล่านี้ก่อตัวขึ้นเมื่อดาวฤกษ์ที่มีมวลดวงอาทิตย์หลายเท่าของเราตายในซูเปอร์โนวา เช่นเดียวกับดาวฤกษ์ทั่วไปดาวมวลสูงเหล่านี้อาจอยู่ในระบบดาวคู่
ลองจินตนาการถึงเนบิวลาดวงดาวที่คู่ของดาวคู่ก่อตัวขึ้น แต่ต่างจากดวงอาทิตย์แต่ละเหล่านี้เป็นสัตว์ประหลาดที่มีมวลของดวงอาทิตย์หลายเท่าทำให้มีพลังงานมากเป็นพันเท่า ดาวสองดวงจะโคจรรอบกันและกันด้วยเวลาเพียงไม่กี่ล้านปีจากนั้นดาวฤกษ์จะระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวา ตอนนี้คุณจะมีดาวมวลมหึมาโคจรรอบหลุมดำ จากนั้นดาวดวงที่สองก็จะระเบิดขึ้นและตอนนี้คุณมีหลุมดำสองแห่งที่โคจรรอบกันและกัน
เมื่อหลุมดำเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ พวกมันจะแผ่คลื่นความโน้มถ่วงซึ่งทำให้วงโคจรของพวกมันสลายตัว นี่มันช่างน่าเหลือเชื่อจริงๆ หลุมดำแปลงโมเมนตัมของพวกมันให้เป็นคลื่นความโน้มถ่วง
เมื่อโมเมนตัมเชิงมุมลดลงพวกมันจะม้วนเข้าด้านในจนกระทั่งชนกันจริง สิ่งที่ควรเป็นหนึ่งในการระเบิดที่ทรงพลังที่สุดในจักรวาลที่รู้จักนั้นมืดและเงียบสนิทเพราะไม่มีสิ่งใดสามารถหนีออกจากหลุมดำได้ ไม่มีรังสีไม่มีแสงไม่มีอนุภาคไม่มีเสียงกรีดร้องไม่มีอะไรเลย และถ้าคุณบดหลุมดำสองหลุมด้วยกันคุณก็จะได้หลุมดำขนาดใหญ่ขึ้น
คลื่นความโน้มถ่วงกระเพื่อมจากการชนที่ยิ่งใหญ่เช่นคลื่นทะเลและสามารถตรวจจับได้ในระยะเวลากว่าพันล้านปีแสง
นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อต้นปีนี้ด้วยการประกาศจาก LIGO เครื่องมือที่ละเอียดอ่อนนี้ตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วงที่เกิดขึ้นเมื่อหลุมดำสองแห่งที่มีมวลดวงอาทิตย์ 30 ดวงชนกันห่างออกไป 1.3 พันล้านปีแสง
นี่ไม่ใช่เหตุการณ์ครั้งเดียวเช่นกันพวกเขาตรวจพบการชนกันอีกครั้งกับหลุมดำมวลดาวฤกษ์อีกสองแห่ง
หลุมดำมวลปกติเป็นหลุมที่ไม่สามารถชนกันได้ หลุมดำมวลมหาศาลสามารถปะทะกันได้เช่นกัน
จากสิ่งที่เราสามารถบอกได้ว่ามีหลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลางกาแลคซีทุกแห่งในจักรวาล หนึ่งในทางช้างเผือกนั้นมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์มากกว่า 4.1 ล้านเท่าและดวงที่ใจกลางแอนโดรเมด้านั้นคิดว่าจะอยู่ที่ 110 ถึง 230 ล้านเท่ามวลดวงอาทิตย์
ในอีกไม่กี่พันล้านปีทางช้างเผือกและแอนโดรเมดากำลังจะปะทะกันและเริ่มกระบวนการรวมตัวกัน เว้นแต่หลุมดำของทางช้างเผือกจะถูกผลักออกสู่อวกาศลึกหลุมดำทั้งสองนั้นจะจบลงด้วยการโคจรรอบกันและกัน
เพียงแค่กับหลุมดำมวลสูงพวกมันจะเปล่งโมเมนตัมเชิงมุมออกไปในรูปของคลื่นความโน้มถ่วงและหมุนวนใกล้ชิดกันมากขึ้น บางจุดในอนาคตอันไกลหลุมดำทั้งสองจะรวมกันเป็นหลุมดำมวลมหาศาลยิ่งขึ้น
ทางช้างเผือกและอันโดรเมด้าจะรวมเข้ากับ Milkdromeda และในอนาคตหลายพันล้านปีจะรวบรวมกาแลคซีใหม่แยกหลุมดำของพวกมันและบดให้เป็นกลุ่ม
หลุมดำสามารถชนกันได้อย่างแน่นอน Einstein ทำนายคลื่นความโน้มถ่วงที่สิ่งนี้จะสร้างขึ้นและตอนนี้ LIGO ได้สังเกตพวกมันเป็นครั้งแรก เมื่อมีการพัฒนาเครื่องมือที่ดีกว่าเราควรเรียนรู้มากขึ้นเกี่ยวกับเหตุการณ์ที่รุนแรงเหล่านี้
พอดคาสต์ (เสียง): ดาวน์โหลด (ระยะเวลา: 6:11 - 2.2MB)
สมัครสมาชิก: Apple Podcasts | Android | RSS
พอดคาสต์ (วิดีโอ): ดาวน์โหลด (ระยะเวลา: 6:13 - 80.7MB)
สมัครสมาชิก: Apple Podcasts | Android | RSS
