ໂນເບລ 2020 ສາຂາຟີຊິກ ກັບຜົນງານການສຶກສານຶ່ງໃນວັດຖຸທີ່ເປັນປິດສະຫນາທີ່ສຸດແຫ່ງຈັກກະວານນັ້ນກໍຄື ຫລຸມດຳ (Black Holes)


ຄະນະກຳມະການການພິຈາລະນາຮາງວັນໂນເບລ ປະຈຳປີ 2020 ໄດ້ຄັດເລືອກ ແລະປະກາດຜົນ ໂດຍມອບຮາງວັນໂນເບລ ສາຂາຟີຊິກ (Physics) ປະຈຳປີ 2020 ໂດຍແບ່ງເປັນ 2 ສ່ວນຄື 1 ສ່ວນມອບໃຫ້ ໂຣເຈີ ເພນໂຣສ (Roger Penrose) ນັກຟີຊິກຈາກມະຫາວິທະຍາໄລອັອກຝອດ ດ້ວຍຜົນງານການຄົ້ນພົບວ່າ ຫລຸມດຳສາມາດເກີດຂຶ້ນໄດ້ຈິງ ໂດຍພິສູດວ່າສອດຄ່ອງກັບຜົນທວາຍທີ່ໄດ້ຈາກທິດສະດີສຳພັດທະພາບທົ່ວໄປ (General Relativity) ແລະອີກ 1 ສ່ວນມອບໃຫ້ ເຣນຮາດ ເກນເຊລ (Reinhard Genzel) ຈາກສະຖາບັນມັກພລັງ (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics) ແລະ ແອນເດຣຍ ເຈັຊ (Andrea Ghez) ຈາກມະຫາວິທະຍາໄລແຄລິຟໍເນຍ ເຊິ່ງທັງສອງຄົ້ນພົບວັດຖຸບາງຢ່າງທີ່ອັດແຫນ້ນ ແລະມີມວນມະຫາສານ (Supermassive Compact Object) ຢູ່ໃຈກາງກາແລັກຊີທາງຊ້າງເຜືອກຂອງພວກເຮົາ.

ເປັນເວລານັບ 100 ປີແລ້ວ ທີ່ ອັລເບີດ ໄອສະຕາຍ ຄຶດຄົ້ນທິດສະດີ ສຳພັດທະພາບທົ່ວໄປ ທີ່ໄດ້ອະທິບາຍກ່ຽວກັບ ອະວະກາດ ແລະເວລາ (Space-Time) ເຊິ່ງໃນທິດສະນີ້ ມີຫລາຍໆຢ່າງຕ້ອງລໍຖ້າເວລາອີກຫລາຍປີ ມະນຸດຈຶ່ງມີເທັກໂນໂລຍີທີ່ດີພໍ ເພື່ອພິສູດແລ້ວວ່າເປັນຄວາມຈິງ ແລະມາຮອດປັດຈຸບັນກໍມີຫລາຍຂໍ້ໃນທິດສະດີ ຖືກທົດລອງພິສູດແລະກໍຍັງມີຫລາຍຢ່າງຍັງລໍຖ້າການພິສູດຕື່ມອີກ.

ນຶ່ງໃນສິ່ງທີ່ທິດສະດີ ສຳພັດທະພາບທົ່ວໄປ ທວາຍຜົນໄວ້ວ່າ ໃນຈັກກະວານນີ້ອະນຸຍາດໃຫ້ມີ ວັດຖຸທີ່ມີແຮງດຶງດູດມະຫາສານ ແຮງດຶງດູດທີ່ວ່າ ຫລາຍຈົນແສງບໍ່ສາມາດເດີນທາງຫນີອອກມາໄດ້ ຕໍ່ມາມີຄົນເວົ້າຫລິ້ນໆໄວ້ວ່າ ຖ້າມັນເປັນຈັ່ງຊັ້ນ ມັນຄົງຈະເປັນ ຫລຸມດຳ (Black Hole) ທີ່ດູດກືນກິນທຸກສິ່ງທຸກຢ່າງລົງໄປ ຟັງເບິ່ງແລ້ວວັດຖຸປິດສະຫນານີ້ມັນເວີ້ວັງອະລັງການ ຈົນເບິ່ງຄືຈະເປັນພຽງເລື່ອງສົມມຸດ ເຖິງຂະຫນາດທີ່ ອັລເບີດ ໄອສະຕາຍ ເອງກໍຍັງບໍ່ເຊື່ອວ່າມັນຈະມີຈິງ.

ໂຣເຈີ ເພັນໂຣສ ເປັນນັກຄະນິດສາດ, ຟີຊິກສາດ ແລະນັກປັດຊະຍາດ້ານວິທະຍາສາດ ຊື່ດັງຂອງປະເທດອັງກິດ ແລະຍັງເປັນອາຈານ, ເປັນເພື່ອນຮ່ວມງານຄົນສຳຄັນຂອງ ສະຕີເຟັນ ຮອກກິງ ເວົ້າໄດ້ວ່າຜົນງານການຄົ້ນຄວ້າກ່ຽວກັບຫລຸມດຳຂອງ ຮອກກິງ ກໍມາຈາກຄຳແນະນຳຂອງ ເພັນໂຣສນິລະ.

ໃນຊ່ວງຊຸມປີ 60 ຂະນະນັ້ນຫລຸມດຳ ຍັງເປັນພຽງຈິນຕະນາການ ທີ່ມາຈາກທິດສະດີ ນັກວິທະຍາສາດຫລາຍຄົນເຊື່ອວ່າ ມັນບໍ່ມີຈິງເປັນພຽງເລື່ອງໃນຈິນຕະນາການເທົ່ານັ້ນ. ແຕ່ ໂຣເຈີ ເພນໂຣສ ທີ່ຕອນນັ້ນສົນໃຈເລື່ອງນີ້ຢູ່ ເກີດໄອເດຍ ໃນການຕັ້ງສົມມຸດຖານຂຶ້ນມາວ່າ ຖ້າຫາກມີວັດຖຸຄວາມຫນາແຫນ້ນສູງ ແລະມີແຮງດຶງດູດມະຫາສານ ຈົນບັງຄັບໃຫ້ແສງຕ້ອງພຸ່ງເຂົ້າໄປສູ່ໃຈກາງພຽງທິດທາງດຽວ ລາວເອີ້ນວ່າ Trapped Surface ແລະລາວໄດ້ຂະຫຍາຍແນວຄຶດນີ້ ເພື່ອອະທິບາຍວ່າ ຫລຸມດຳກຳເນີດຂຶ້ນໄດ້ແນວໃດ ແລະລາວກໍໄດ້ຕີພິມບົດວິໃຈນີ້ອອກມາໃນປີ 1965.

ຕາມແນວຄຶດຂອງ ເພັນໂຣສ ຖ້າຫາກວ່າດາວຣືກ ທີ່ມີຂະຫນາດໃຫຍ່ກວ່າຕາເວັນປະມານ 8-10 ທົບຂຶ້ນໄປ ເມື່ອມັນເຜົາເຊື້ອໄຟຈົນຫມົດ ແລະເກີດລະເບີດເປັນ Supernova ມັນອາດຈະຍຸບໂຕລົງຈົນສ້າງ Trapped Surface ຂຶ້ນມາໄດ້ ເຊິ່ງເອີ້ນວ່າ ຂອບຟ້າເຫດການ (Event Horizon) ເຊິ່ງຕາມແນວຄຶດໄດ້ອະທິບາຍວ່າ ຫລຸມດຳເກີດຈາກການຍຸບໂຕຂອງດາວຣືກຂະຫນາດຍັກ. ຖ້າມີ ວັດຖຸ ຫລືແສງ ເດີນທາງຜ່ານ Event Horizon ເຂົ້າໄປ ຈະມີຊະຕາທີ່ບໍ່ອາດລິຄິດດ້ວຍໂຕເອງໄດ້ ຄືຖືກດູດເຂົ້າສູ່ໃຈກາງຂອງຫລຸມດຳ ທີ່ມີແຮງດຶງດູດຢ່າງມະຫາສານ ແລະທຸກຄັ້ງທີ່ມັນດູດກືນສິ່ງຕ່າງໆລົງໄປ ຫລຸມດຳຈະມີມວນເພີ່ມຂຶ້ນແບບບໍ່ມີຂີດຈຳກັດ ເຊິ່ງນັກຟີຊິກເອີ້ນກັນວ່າ Singularity.

ຜົນງານຂອງ ເພັນໂຣສ ນັບວ່າເປັນນຶ່ງໃນຜົນງານ ທີ່ພິສູດໄດ້ວ່າ ຫລຸມດຳ ບໍ່ໄດ້ເປັນພຽງຈິນຕະນາການໃນທິດສະດີ ແຕ່ມັນສາມາດເກີດຂຶ້ນໄດ້ແທ້ ແລະອະທິບາຍທີ່ເຖິງທີ່ໄປທີ່ມາຂອງການກໍ່ກຳເນີດຫລຸມດຳໄດ້ນຳອີກ.

ຕາມແນວຄຶດຂອງ Singularity ນີ້ ເຮັດໃຫ້ນັກຟີຊິກຮູ້ວ່າ ເຮົາບໍ່ສາມາດສັງເກດເຫັນຫລຸມດຳໄດ້ ສິ່ງທີ່ເຮັດໄດ້ມີພຽງແຕ່ ສັງເກດຮອບນອກຂອງມັນ ບໍ່ວ່າຈະເປັນການໂຄຈອນຂອງດາວຕ່າງໆ ຢູ່ອ້ອມຮອບຫລຸມດຳ ຫລືຣັງສີທີ່ຢູ່ອ້ອມຮອບຫລຸມດຳ (ຕໍ່ມາເອີ້ນວ່າ ຣັງສີຮອກກິງ Hawking Radiation ຕັ້ງຕາມຊື່ຜູ່ຄົ້ນພົບຄື Stephen Hawking). ໃນປີ 1990 ນັກດາຣາສາດສອງທ່ານຄື ເຮນຮາດ ເກນເຊລ ແລະ ແອນເດຣຍ ເຈັຊ ສົນໃຈສຶກສາວ່າ ໃຈກາງຂອງກາແລັກຊີຂອງພວກເຮົາ ມັນມີຫຍັງຢູ່ຫັ້ນກັນແທ້ ເປັນຫຍັງມັນຈຶ່ງສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດ ລະບົບຂະຫນາດໃຫຍ່ແບບ ກາແລັກຊີໄດ້. ໂດຍທັງສອງຄົນ ຕັ້ງສົມມຸດຖານໄວ້ວ່າ ໃນເຂດໃຈກາງກາແລັກຊີ ມັນຫນ້າຈະມີຫຍັງບາງຢ່າງ ທີ່ມີແຮງດຶງດູດມະຫາສານ ເຊິ່ງພວກເຂົາເອີ້ນເຂດນັ້ນວ່າ Sagittarius A

ເມື່ອເທັກໂນໂລຍີມີຄວາມພ້ອມ ທັງສອງທ່ານ ຈຶ່ງລິເລີ່ມໂຄງການ ເຝົ້າສັງເກດການ ແລະຕິດຕາມວົງໂຄຈອນ ຂອງດາວໆຕ່າງໆທີ່ຢູ່ໃນເຂດ Sagittarius A. ທີມຂອງ ເຣນຮາດ ອາໄສຫໍສ່ອງດາວ VLT (Very Large Telescope) ທີ່ຕັ້ງຢູ່ໃນປະເທດ ຊິລີ ໂດຍເປັນກ້ອງໂທລະທັດຂະຫນາດໃຫຍ່ ທີ່ມີເສັ້ນຜ່າໃຈກາງ 8 ແມັດ, ສ່ວນທີມຂອງ ແອນເດຣຍ ໃຊ້ກ້ອງໂທລະທັດທີ່ຢູ່ເກາະ ຮາວາຍຊື່ວ່າ Keck Observatory ທີ່ມີເສັ້ນຜ່າໃຈກາງ 10 ແມັດ.

ສິ່ງທີ່ທັງສອງສັງເກດໄດ້ມີຄວາມຫນ້າສົນໃຈ ໂດຍສະເພາະດາວຣືກດວງນຶ່ງທີ່ຊື່ວ່າ S-O2 ເຊິ່ງມັນໃຊ້ເວລາໂຄຈອນອ້ອມ Sagittarius A ພຽງແຕ່ 16 ປີເທົ່ານັ້ນ ໃນຂະນະທີ່ຕາເວັນຂອງພວກເຮົາໂຄຈອນອ້ອມ Sagittarius A ນຶ່ງຮອບຕ້ອງໃຊ້ເວລາເຖິງ 200 ລ້ານປີ. ເມື່ອໄດ້ຂໍ້ມູນຂອງດາວຣືກ S-O2 ແລະດາວຕ່າງໆທີ່ໃກ້ຄຽງ ມາວິເຄາະຂໍ້ມູນວ່າ ມັນຕ້ອງຢູ່ໃກ້ວັດຖຸແນວໃດມັນຈຶ່ງຈະໂຄຈອນໄວຂະຫນາດນັ້ນ ຜົນຈາກການຄຳນວນ ເຮັດໃຫ້ຮູ້ວ່າ ໃນໃຈກາງເຂດ Sagittarius A ຕ້ອງມີວັດຖຸທີ່ມີມວນມະຫາສານອັດກັນຢູ່ ເຊິ່ງມວນນັ້ນຕ້ອງຫລາຍກວ່າມວນຂອງຕາເວັນເຖິງ 4 ລ້ານເທົ່າ ແລະມີຂະຫນາດທໍ່ໆກັບລະບົບສຸລິຍະຂອງພວກເຮົາ ຈຶ່ງຈະເຮັດໃຫ້ດາວຕ່າງໆໂຄຈອນອ້ອມມັນແບບນັ້ນ.

ຜົນຈາກການສັງເກດການນີ້ ຕໍ່ມາຈຶ່ງຖືກນຳມາຕໍ່ຍອດ ແລະເປັນຄັ້ງທຳອິດທີ່ມະນຸດ ສັງເກດເຫັນການມີຢູ່ຂອງຫລຸມດຳໄດ້ເປັນຄັ້ງທຳອິດໃນປະຫວັດສາດ ຈາກທີ່ຕະຫລອດໄລຍະເວລາເກືອບຫ້າສິບປີ ທີ່ຫລຸມດຳເປັນພຽງແນວຄຶດ, ຈິນຕະນາການໃນທິດສະດີ ມາຮອດຕອນນີ້ມັນຖືກພິສູດໄດ້ວ່າ ມີໂຕຕົນຢູ່ຈິງ ປັດຈຸບັນໃນກາງກາແລັກຊີທາງຊ້າງເຜືອກເຮົາເອີ້ນຫລຸມດຳດວງນີ້ວ່າ Sagittarius A ເຊິ່ງຫລຸມດຳທີ່ມີມວນມະຫາສານ (Supermassive Blackhole) ຫລັງຈາກນັ້ນກໍມີການສັງເກດການ ໃຈກາງກາແລັກຊີອື່ນໆ ແລະຄົ້ນພົບຫລຸມດຳອີກເປັນຈຳນວນຫລາຍ.

ການສັງເກດການຫລຸມດຳ ໃນປັດຈຸບັນ ມີຄວາມກ້າວຫນ້າຂຶ້ນໄປຫລາຍ ເນື່ອງຈາກມີເທັກໂນໂລຍີທີ່ກ້າວຫນ້າ ມີອົງຄວາມຮູ້ທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ ບໍ່ວ່າຈະເປັນການສ້າງເຄື່ອງກວດຈຳ ຄື້ນຄວາມດຶງດູດ (Gravitational Wave) ໄດ້ສຳເລັດ ເຮັດໃຫ້ສາມາດກວດຈັບແລະສັງເກດການຕຳກັນຂອງຫລຸມດຳໄດ້ ຫລືຫລ້າສຸດໃນຕົ້ນປີ 2020 ນີ້ ຫາກໍມີການເຜີຍແຜ່ຜົນສຳເລັດເປັນຄັ້ງປະຫວັດສາດ ທີ່ເຮົາສາມາດຖ່າຍພາບຂອງ ຫລຸມດຳໄດ້ ນັບວ່າການຄົ້ນຄວ້າ, ສຶກສາ ແລະວິໃຈກ່ຽວກັບຫລຸມດຳ ກ້າວຫນ້າຂຶ້ນໄປຫລາຍ.

ໃນປີນີ້ໂນເບລສາຂາຟີຊິກ ຖືກມອບໃຫ້ຜົນງານດ້ານດາຣາສາດ ເຊິ່ງຍັງເປັນເລື່ອງທີ່ໄກໂຕ ແລະບໍ່ເຫັນປະໂຫຍດຊັດເຈນ ແຕ່ການເລືອກນີ້ກໍເປັນການມອບໃຫ້ຜົນງານ ທີ່ນັບວ່າຫນ້າສົນໃຈ. ເຊື່ອບໍ່ວ່າມີການສຶກສາກ່ຽວກັບ ຫລຸມດຳ ມາຫລາຍສິບປີແລ້ວ ແຕ່ວ່າໂນເບລຍັງບໍ່ເຄີຍມອບຮາງວັນໃຫ້ແກ່ຜົນງານດ້ານນີ້ຈັກຄັ້ງ ເຊິ່ງປີ 2020 ນີ້ຖືວ່າເປັນຄັ້ງທຳອິດທີ່ ຜົນງານການຄົ້ນຄວ້າກ່ຽວກັບຫລຸມດຳ ໄດ້ຮັບຮາງວັນໂນເບລ ຫນ້າເສຍດາຍທີ່ ນຶ່ງໃນນັກວິທະຍາສາດຜູ່ທີ່ມີຜົນງານສຳຄັນສູງກ່ຽວກັບ ຫລຸມດຳ ຢ່າງ ສະຕີເຟັນ ຮອກກິງ ເສຍຊີວິດໄປກ່ອນ ບໍ່ດັ່ງນັ້ນເຊື່ອວ່າຈະຕ້ອງມີຊື່ຂອງລາວແນ່ນອນ.

ເຖິງວ່າປັດຈຸບັນ ເຮົາຍັງມີຄວາມເຂົ້າໃຈກ່ຽວກັບຫລຸມດຳຫນ້ອຍຫລາຍ ຍັງມີປິດສະຫນາອີກຫລາຍຢ່າງ ທີ່ຕ້ອງຄົ້ນຫາຄຳຕອບ ແລະຍັງເບິ່ງຄືວ່າ ທິດສະດີແລະແນວຄຶດຕ່າງໆກ່ຽວກັບຫລຸມດຳ ຈະຍັງນຳມາປັບໃຊ້ຫລືພັດທະນາເປັນເທັກໂນໂລຍີ ທີ່ມີປະໂຫຍດຕໍ່ມວນມະນຸດບໍ່ໄດ້ ແຕ່ຄວາມຮູ້ກ່ຽວກັບການສຶກສາຫລຸມດຳ ນັບວ່າເປັນນຶ່ງສິ່ງທີ່ສຳຄັນ ໃນການຕໍ່ຍອດໄປສູ່ການຄົ້ນພົບປິດສະຫນາຂອງຈັກກະວານ ເຊິ່ງໃນອະນາຄົດບໍ່ແນ່ວ່າ ຫລຸມດຳ ອາດເປັນສິ່ງທີ່ເຮັດໃຫ້ ເທັກໂນໂລຍີມະນຸດກ້າວຫນ້າໄປອີກຍຸກໃຫມ່ໄປເລີຍ ຄືກັບໃນອາດີດ ຕອນທີ່ມະນຸດຮູ້ຈັກໄຟຟ້າ ກໍຍັງບໍ່ມີໃຜຮູ້ວ່າໄຟຟ້າ ຈະກາຍເປັນສິ່ງສຳຄັນແລະເຮັດໃຫ້ມະນຸດກ້າວຫນ້າໄປຫລາຍດັ່ງທີ່ເຫັນໃນປັດຈຸບັນນີ້.

ທີ່ມາ: https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2020/summary/

ວິທະຍາສາດ

ຟີຊິກວິທະຍາສາດ