หลุมดำนั้นน่ากลัวและวัตถุที่น่าสนใจและลึกลับที่สุดในจักรวาล แต่หลุมดำคืออะไร หลุมดำเป็นวัตถุในอวกาศที่มีขนาดใหญ่มากและมีความหนาแน่นสูงซึ่งไม่มีสิ่งใดสามารถหนีจากแรงดึงดูดของพวกเขารวมถึงแสง สีดำ หลุม) สิ่งนี้นำไปสู่สถานการณ์ที่น่าสนใจเกี่ยวกับฟิสิกส์ในพื้นที่ใกล้เคียงหลุมดำ
ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปยืนยันว่าทุกอย่างที่มีมวลโค้งโครงสร้างของกาลอวกาศและความโค้งนี้คือสิ่งที่เรารู้ว่าเป็นแรงโน้มถ่วง ตัวอย่างที่นิยมมากที่สุด (และอธิบายอย่างสูง) เพื่อแสดงให้เห็นว่างานนี้เป็นอย่างไรกับแผ่นยาง การถ่ายภาพว่าคุณมีแผ่นยางยืดขนาดใหญ่ที่ถูกยืดออกไปพอสมควร แผ่นนี้เป็นการแสดงโครงสร้างของพื้นที่สองมิติ (ซึ่งมีสามมิติ แต่เพื่อความง่ายและภาพประกอบเราจะใช้สองแบบ) หากคุณวางหินอ่อนขนาดเล็กลงบนแผ่นยางมันจะทำการเยื้องเล็กน้อยในยาง ลองนึกภาพว่าหินอ่อนเป็นดาวเคราะห์และถ้าคุณมีหนึ่งในแก้วลายหินอ่อนที่เย็นตามันอาจดูคล้ายกับดาวพฤหัส กลิ้งก้อนกรวดขนาดเล็ก (ซึ่งสร้างการเยื้องของตัวเองขนาดเล็กมาก) โดยหินอ่อนคุณอาจสังเกตเห็นว่า veers ก้อนกรวดไปทางเยื้องของหินอ่อน โดยพื้นฐานแล้วหินอ่อนกำลังดึงก้อนกรวดเล็ก ๆ เข้าหาตัวเพราะแรงโน้มถ่วงของมัน
ตอนนี้ถ้าคุณวางลูกโบว์ลิ่งลงบนแผ่นกระดาษซึ่งมีขนาดใหญ่กว่ามากมันทำให้การเยื้องใหญ่ขึ้นมากซึ่งน่าจะเป็นกับดักก้อนกรวดเมื่อมันกลิ้งไป ลูกบอลโบว์ลิ่งจะเป็นตัวแทนของสิ่งที่ดีเช่นดาวในตัวอย่างนี้ หลุมดำคือมวลของดาวฤกษ์ทั้งหมด แต่ในพื้นที่เล็ก ๆ มากพอที่จะเยื้องแผ่นยางได้มากพอที่จะไม่มีสิ่งใดที่คุณสามารถหมุนได้โดยการเยื้องของหลุมดำในระยะหนึ่ง - ไม่ว่าคุณจะไปเร็วแค่ไหน - สามารถหลบหนี พื้นที่รอบ ๆ หลุมดำที่ไม่มีสิ่งใดสามารถหลบหนีได้เรียกว่าขอบฟ้าเหตุการณ์และพื้นที่ขนาดใหญ่นี้ขึ้นอยู่กับขนาดของหลุมดำนั้นเอง
หลุมดำที่เป็นดาวฤกษ์ก่อตัวขึ้นเมื่อดาวฤกษ์ที่มีแกนกลางสูงกว่ามวลสุริยะ 3 ดวงใกล้จะถึงจุดจบของชีวิตและกระบวนการฟิวชั่นในดาวฤกษ์นั้นไม่ได้ผลักดันแรงโน้มถ่วงเข้าสู่ภายในอย่างเพียงพออีกต่อไป . เมื่อสสารภายในดาวฤกษ์ถูกอัดจนต่ำกว่ารัศมีหนึ่ง - ชื่อ Schwarzschild Radius หลังจากนักคณิตศาสตร์ที่กำหนดมัน - หลุมดำจะเกิดขึ้น
หลุมดำมวลยวดยิ่งเป็นหลุมที่ก่อตัวในใจกลางกาแลคซีและพวกมันอาจอยู่ในกลุ่มมวลดวงอาทิตย์นับพันล้านดวง ตัวอย่างเช่นหลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลางทางช้างเผือกมีมวลประมาณ 40,000 ดวงอาทิตย์และสสารที่ล้อมรอบมัน - ที่เรียกว่า 'ดิสก์สะสมมวลรวม' คือดวงอาทิตย์ที่มีมากถึง 4 พันล้านดวง หลุมดำมวลยวดยิ่งก่อตัวอย่างไร นี่เป็นบทความที่มีรายละเอียดยอดเยี่ยมเกี่ยวกับหลุมดำมวลมหาศาลที่ผ่านทฤษฎีการแข่งขันบางอย่างเกี่ยวกับการก่อตัวของพวกมัน
หลุมดำมีหลายขนาดขึ้นอยู่กับมวลของมัน ตัวอย่างเช่นหากดวงอาทิตย์ต้องกลายเป็นหลุมดำ (มันจะไม่ได้เนื่องจากมันเป็นแกนกลางที่เล็กเกินไป) รัศมีของหลุมดำจะอยู่ที่ประมาณ 3 กม. (1.86 ไมล์) หากผ่านสถานการณ์แปลก ๆ บางอย่างโลกถูกอัดเข้าไปในพื้นที่ที่เล็กกว่ารัศมี Scwarzschild ของมันหลุมดำน่าจะมีขนาดเท่ากับถั่วลิสง
ที่ใจกลางของหลุมดำจะมีสิ่งที่เรียกว่าภาวะเอกฐานซึ่งมวลของหลุมดำจะถูกบีบอัดให้มีปริมาตรเป็นศูนย์และความสามารถของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปเพื่ออธิบายสิ่งที่เกิดขึ้นที่นี่
เราจะรู้ได้อย่างไรว่ามีหลุมดำถ้าพวกมันไม่เปล่งแสง? หลักฐานของหลุมดำที่เป็นดาวฤกษ์มาจากการสังเกตการปฏิสัมพันธ์ของพวกมันในระบบเลขฐานสองและหลุมดำมวลมหาศาลนั้นสามารถสังเกตได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์ X-ray
หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับหลุมดำมีแหล่งข้อมูลบนเว็บค่อนข้างน้อย สำหรับผู้เริ่มต้น Hubblesite มีสารานุกรมที่ยอดเยี่ยมเช่นเดียวกับ Stardate.org คุณสามารถตรวจสอบส่วนที่เหลือของเราในหลุมดำใน Guide to Space หรือฟังตอน Astronomy Cast หลาย ๆ เรื่องเช่น Episodes 18 หรือคำถามแสดงในหลุมดำหลุมดำ
แหล่งที่มา: NASA: Blackholes, NASA: ดาว, Hyperphysics
