หน้าแรก | ครูบ้านนอกบล็อก
ศูนย์รวมความคิด ความรู้ ประสบการณ์ ของคุณครู สมาชิกเว็บไซต์ ครูบ้านนอก.คอม ขอเป็นกำลังใจให้ทุกท่านที่ตั้งใจทำเพื่อสังคมครับ
เจ้าของโพสต์นี้
กุลชดาภา ตนะทิพย์
จากจังหวัด

หลุมดำ อันตราย
โพสต์เมื่อวันที่ : 17 ก.ย. 2551 IP : เปิดอ่าน : 6406 ครั้ง
คะแนนของ BLOG นี้
(63.33%-24 ผู้โหวต)
☰แชร์เลย >  
  Share on Google+   LINE it!  
เพิ่มเพื่อน
ไม่พลาดข่าวการศึกษา
ครูบ้านนอก Line Official
กดเพิ่มเพื่อนเลย

Advertisement

หลุมดำที่พวกเรารู้สึกกลัวกัน และข้อมูลต่างๆมากมาย

.....

คุณเอกครับ ขอบคุณสำหรับคำถาม เกี่ยวกับหลุมดำ
แต่เป็นคำถามที่ตอบยากมากในแง่ข้อเท็จจริง เพราะบางครั้งเราไม่เห็นด้วยตา แต่มีหลายแนวคิดเชื่อว่าที่ใจกลางของทางช้างเผือกคือหลุมดำยักษ์ นอกจากนี้นักดาราศาสตร์สงสัยว่า Cygnus X-1 ในกลุ่มดาวหงส์ จะเป็นหลุมดำ แต่ในปัจจุบันหลุมดำจิ๋ว (Mini black holes) ที่นักฟิสิกส์จะสร้างขึ้นมาอยู่ที่ CERN (ห้องทดลองทางฟิสิกส์อนุภาคที่กรุงเจนีวา ประเทศสวิตเซอร์แลนด์)โดยเครื่องมือที่จะสร้างมีชื่อว่า LHC (Large Hadron Collider) ซึ่งเป็นที่ที่นักฟิสิกส์ จะจับ เอา Hadron มาชนกันที่พลังงานสูงยิ่งยวด Hadron คืออนุภาคที่มีอันตรกิริยา อย่างแรง นั่นคือ Meson (ประกอบด้วยควาก และปฏิควาก (quark - antiquark) ) และ Baryon (ประกอบด้วย ควาก 3 ตัว เช่น โปรตอน นิวตรอน เป็นต้น) LHC ได้รับการ คาดหมายว่าจะสร้างเสร็จในปี 2005 และเดินเครื่องได้ในปี 2006 ส่วนรายละเอียดศึกษาจาก....

เมื่อมนุษย์จะสร้างหลุมดำขึ้นมาเอง !

  
    

                                                                                                โดย: ณฤทธิ์ ปิฎกรัชต์ 
                                                                                           pnarre@hotmail.com
                                                                             www.geocities.com/goodnarit

พูดถึงหลุมดำ (Black holes) ใคร ๆ ก็ต้องเคยได้ยินแต่ความเข้าใจเกี่ยวกับหลุมดำนั้น มีอยู่หลายระดับ  ในภาพยนตร์เรื่อง Stratrek มีการกล่าวถึงคำว่า หลุมดำ อยู่บ่อย ๆ แต่ concept อย่างเป็นทางการ (หมายถึงทางวิทยาศาสตร์ที่ได้รับการยอมรับ) นิยามหลุมดำว่า  “ เป็นอาณาบริเวณในกาลอวกาศ (spacetime) ที่มี สนามโน้มถ่วงสูงมาก ๆ แม้กระทั่งแสง (อนุภาคโฟตอนซึ่งเป็นสิ่งที่เดินทาง ได้เร็วที่สุดในเอกภพ เท่าที่เรารู้จักกัน) ก็ไม่สามารถเล็ดลอดออกมาได้ ทำให้อาณาบริเวณนั้นดูเหมือนเป็นสีดำ ” แน่นอนว่าเราไม่สามารถเห็นหลุมดำ ได้โดยตรง นักฟิสิกส์แบ่งหลุมดำออกเป็น 3 ประเภท ดังนี้

  1. หลุมดำมวลยิ่งยวด (Supermassive black holes)

 เชื่อกันว่าหลุมดำมวลยิ่งยวดอยู่ใจกลางของควอซ่าร์ (Quasars) ซึ่งเป็นใจกลางของgalaxy ที่มีการระเบิดเกิดขึ้น และมันดูดดาวจำนวนนับพันล้านดวง รวมถึงก๊าซและฝุ่น ในอวกาศ หรือแม้กระทั่งดาวเคราะห์เข้าไป ด้วยเหตุนี้จึงเรียกว่าหลุมดำมวลยิ่งยวด ในปี 1994 กล้องโทรทรรศน์อวกาศ Hubble ได้ถ่ายภาพที่ถือว่าเป็นหลักฐานแห่งการค้นพบหลุมดำมวลยิ่งยวด ณ ใจกลางของ galaxy M87

(อ่านเพิ่มเติมเรื่องหลุมดำมวลยิ่งยวดได้จากบทความในฟิสิกส์สารฉบับแรกที่

http://physics.science.cmu.ac.th/ps/ps1/ps1a4.htm  )

 

  1. หลุมดำที่เกิดจากดาวที่ตายแล้ว (Stellar black holes)

 หลุมดำประเภทนี้เกิดจากดาวยักษ์แดง (Red giant stars) ที่มีมวลมากกว่า 3 เท่าของ มวลของดวงอาทิตย์ตามวิวัฒนาการของดวงดาว (Stellar evolution) ส่วนดาวที่มีมวล น้อยกว่านี้ก็จะวิวัฒนาการไปสู่ ดาวแคระขาว (white dwarfs) หรือ ดาวนิวตรอน (neutron stars) หลุมดำประเภทนี้เกิดจากการที่ดาวฤกษ์เผาผลาญพลังงานทุกอย่าง จนหมดสิ้นทำให้เกิดการยุบตัวเป็น singularity ( หมายถึงบริเวณที่เป็นอนันต์และ กฎเกณฑ์ทางฟิสิกส์ต่าง ๆไม่สามารถใช้ทำนายอะไรได้ถูกต้อง) ซึ่งถือว่าเป็นจุดตรงกลางของหลุมดำ ในทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของไอสไตน์ singularity จะเกิดขึ้นได้เมื่อดวงดาวได้ยุบตัวจนถึง รัศมีชว๊าซชิลด์ (Schwarzschild radius)  หรือ เรียกว่า ขอบเขตแห่งเหตุการณ์ (Event horizon) ซึ่งเป็นขอบเขตที่ไม่มีอะไรสามารถ หลุดพ้นออกมาได้ (ยกเว้นแต่ว่าใครจะทำความเร็วได้มากกว่าความเร็วแสง แต่ความเป็นไปได้ก็ถูกจำกัดโดยทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของไอสไตน์ที่กล่าวว่า ไม่มีสิ่งใดที่สามารถเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าความเร็วแสง คุณจะมีมวลเป็นอนันต์ถ้าคุณเดินทาง ด้วยความเร็วเท่าแสง)  หลุมดำประเภทนี้เชื่อกันว่าอยู่ที่กระจุกดาว Cygnus X-1

 

  1. หลุมดำจิ๋ว (Mini black holes)

เชื่อกันว่าหลุมดำพวกนี้ (ขนาดราว 10-15 เมตร) เกิดขึ้นระหว่างการระเบิดครั้งยิ่งใหญ่ (The Big Bang)  Stephen Hawking เป็นผู้นำในการเสนอทฤษฎีเกียวกับหลุมดำจิ๋ว ราวต้นทศวรรษ 70  อีกชื่อหนึ่งของหลุมดำจิ๋วคือ หลุมดำแรกเริ่ม (Primordial black holes)  ในทฤษฎีนี้ โปรตอนและปฏิโปรตอนอาจเกิดขึ้นได้ รอบ ๆ หลุมดำจิ๋ว ตามหลัก ของการสร้างและการทำลายล้างอนุภาค (Pair production and annihilation) โดยที่ถ้าตัวตัวหนึ่งตกลงไปในหลุมดำอีกตัวก็จะออกมา จากปรากฎการณ์นี้ทำให้เรารู้ว่า หลุมดำระเหยสาบสูญไป (Evaporate) และหลุมดำก็แผ่รังสีออกมา Stephen Hawking ได้สร้างทฤษฎีเกี่ยวกับการแผ่รังสีของหลุมดำที่รู้จักกันในนาม Hawking Radiation

โดยยึดหลักความไม่แน่นอนของไฮน์เซนเบอร์ก การที่หลุมดำแผ่รังสีทำให้มันมี อายุขัยที่จำกัด (หรือกล่าวว่าหลุมดำก็ตายได้) การสร้างอนุภาคในสูญญากาศต้องใช้ พลังงาน DE = 2mc ทำให้อายุขัยของหลุมดำ Dt ~  hbar /2mc นอกจากนี้ Hawking ได้พบด้วยว่าการแผ่รังสีของหลุมดำนั้นเป็นแบบ สเปกตรัมเชิงความร้อน (Thermal spectrum) โดยที่ T µ 1/M   ( M คือมวลของหลุมดำ T คือ อุณหภูมิของ หลุมดำ ) และอายุขัย (τ) ของหลุมดำมีความสัมพันธ์ τ µ M3   นั่นคือว่าหลุมดำจิ๋วที่มีมวล 1015 กรัม ซึ่งมีอายุขัยน้อยกว่าเอกภพได้ระเหยสาบสูญไปแล้ว สำหรับหลุมดำ ชนิดอื่นเราสามารถละทิ้งความสำคัญของการระเหยสาบสูญได้ (การระเหยสาบสูญ คือการที่ขนาดของหลุมดำลดลงจนถึงระดับขั้นของแพล๊งค์ (Planck ‘s scale) ซึ่งมีขนาดประมาณ 10-35 เมตร ซึ่งเป็นขนาดที่มนุษย์ไม่มีทางสัมผัสได้ และเป็นขั้นที่ ศึกษากันในวิชาแรงโน้มถ่วงควอนตัม หรือ Quantum gravity)

 จากที่กล่าวมาข้างต้นเป็นหลุมดำทั้ง 3 ชนิดที่นักฟิสิกส์เป็นผู้แบ่งกลุ่ม แต่ชนิดไหนละที่ มนุษย์จะสร้างขึ้น ถ้าให้เดากันผู้อ่านก็คงจะเลือกหลุมดำจิ๋ว ซึ่งก็ถูกต้องแล้ว เพราะถ้า เราสร้างหลุมดำชนิดที่ 1 และ 2 ได้จริง ๆ ก็ไม่มีอะไรเหลืออยู่ เพราะเราและ ทุกอย่าง บนโลกจะถูกดูดหายไป และเราก็คงไม่ได้เรียนรู้อะไรอีก  หลุมดำจิ๋วที่นักฟิสิกส์จะสร้างขึ้นมาอยู่ที่ CERN (ห้องทดลองทางฟิสิกส์อนุภาคที่กรุงเจนีวา ประเทศสวิตเซอร์แลนด์)โดยเครื่องมือที่จะสร้างมีชื่อว่า LHC (Large Hadron Collider) ซึ่งเป็นที่ที่นักฟิสิกส์ จะจับ เอา Hadron มาชนกันที่พลังงานสูงยิ่งยวด Hadron คืออนุภาคที่มีอันตรกิริยา อย่างแรง  นั่นคือ Meson (ประกอบด้วยควาก และปฏิควาก (quark - antiquark) ) และ Baryon (ประกอบด้วย ควาก 3 ตัว เช่น โปรตอน นิวตรอน  เป็นต้น)  LHC ได้รับการ คาดหมายว่าจะสร้างเสร็จในปี 2005 และเดินเครื่องได้ในปี 2006  นักฟิสิกส์เชื่อว่า มันจะสร้างหลุมดำจิ๋วทุก ๆ วินาที  และเมื่อ LHC สร้างเสร็จจะเป็น เครื่องเร่งอนุภาค ที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่มนุษย์เคยสร้างมา การที่อนุภาควิ่งมาชนกันที่ LHC นั้น จะเกิดพลังงาน ในระดับเดียวที่เกิดขึ้น 1 ในล้านล้านของวินาทีหลังจากการระเบิดครั้งยิ่งใหญ่ ซึ่งอุณภูมิของเอกภพ ตอนนั้นจะอยู่ที่ประมาณ 1 หมื่นล้านล้านองศาเซลเซียส (1016 ) ที่พลังงานสูงมาก ๆ ระดับนี้ เราคาดหวังว่าสสารจะเปิดเผยความลับอันลึกซึ้งออกมา เช่น มวลสารนั้น มาจากไหนกัน นักฟิสิกส์คาดว่าจะเกิดหลุมดำจิ๋วขึ้นเป็นจำนวนมาก ในการชนที่พลังงานระดับนั้นแต่ขนาดของ หลุมดำจิ๋วจะไม่ใหญ่ไปกว่า  1 ในล้าน ของขนาดของนิวเคลียสของอะตอมและจะมีช่วงอายุขัยเพียงเศษเสี้ยวของวินาที ดังนั้นจึงไม่ต้องกังวลว่านักฟิสิกส์ที่ทดลองจะถูกดูดเข้าไปในหลุมดำจิ๋ว เรารู้ได้อย่างไรว่าได้เกิดหลุมดำจิ๋วขึ้นจริง ๆ  เรารู้เพราะว่านักฟิสิกส์มีเครื่องมือวัด

ถ้าเกิดหลุมดำจิ๋วขึ้นจริงที่ LHC ตามทฤษฎีการแผ่รังสีของ Hawking ซึ่งบอกเราว่า หลุมดำจะแผ่รังสีออกมา  ซึ่งจะทำให้นักฟิสิกส์สามารถวัดการแผ่รังสีในรูปแบบของสัญญาณได้ พูดอีกแง่หนึ่งคือ การทดลองสร้างหลุมดำจิ๋วเป็นการทดสอบทฤษฎีของ Hawking ว่าถูกต้องหรือไม่ ที่น่าสนใจเช่นกันคือ การทดลองครั้งนี้จะทำให้นักฟิสิกส์เรียนรู้อะไรใหม่ ๆ เกี่ยวกับมิติในเอกภพนี้ นักฟิสิกส์ได้เรียนรู้ว่าในช่วงเริ่มแรกของ เอกภพ มีมิติมากกว่า 3+1 มิติที่เรามีอยู่ทุกวันนี้ (+1 หมายถึงรวมเวลาเข้าไปด้วย)

นั่นคือมีมิติเสริม (Extra dimensions) อยู่ที่มนุษย์ไม่สามารถสัมผัสได้ด้วยประสาท สัมผัสทั้ง 5 เชื่อกันว่ามิติเสริมนี้จะเกิดขึ้นในกระบวนการที่มีพลังงานสูงมาก ๆ เช่น การเกิดหลุมดำจิ๋ว  จำนวนของมิติเสริมจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของหลุมดำจิ๋วและ ความเข้มของการแผ่รังสี Hawking  องค์ความรู้เกี่ยวกับมิติเสริมจะเป็นกุญแจที่สำคัญ ไปสู่ความเข้าใจที่ดีขึ้นในวิชาความโน้มถ่วงควอนตัม เพราะนักฟิสิกส์เชื่อกันว่า แรงโน้มถ่วงนั้นมีความแรงเท่ากับแรงอื่น ๆ ทั้ง 3 ชนิด (แรงไฟฟ้าแม่เหล็ก แรงนิวเคลียร์อย่างแรง และ แรงนิวเคลียร์อย่างอ่อน) เพียงแต่ซ่อนเร้นอยู่ในมิติเสริม

ความฝันของนักฟิสิกส์คือการนำแรงทั้ง 4 มารวมกันโดยการสร้างทฤษฎีเพียงหนึ่งเดียว ที่ใช้อธิบายปรากฎการณ์ต่าง ๆ ได้ แต่ก็ไม่เคยมีใครสามารถยืนยันได้ว่าความฝันอันนี้จะเป็นจริง การสร้าง LHC ขึ้นมาเป็นหนึ่งในความพยายามของนักฟิสิกส์ที่จะทำความฝัน นั้นให้เป็นจริงได้  จากที่กล่าวมาทั้งหมดสามารถสรุปได้ดังนี้

 1. การสร้าง LHC เพื่อเป็นห้องทดลองสร้างหลุมดำจิ๋วเป็นความหวังที่จะทดสอบ ทฤษฎีการแผ่รังสีของ Hawking เพื่อที่จะนำ ความรู้อันนั้นไปขยายความเข้าใจ เกี่ยวกับมิติเสริม ซึ่งเป็นกุญแจไปสู่วิชาความโน้มถ่วงควอนตัม เป็นไปได้ว่าถ้าเรามีความรู้ ความเข้าใจที่ลึกซึ้งในวิชานี้ ก็อาจทำให้ทฤษฎีการรวมแรงทั้ง 4 เป็นไปได้

 2. ไม่เป็นที่แน่นอนและไม่มีสามารถยืนยันได้ 100 % ว่าหลุมดำจิ๋วจะเกิดขึ้นได้จากฝีมือของมนุษย์จริง ๆ ภายในปี 2006 การสร้าง LHC นั้นต้องใช้เงินทุนมหาศาล ดังนั้นจะเห็น  ได้ว่า ความรู้ความอยากเห็นของมนุษย์ต้องแลกมาด้วยการท่มเทอย่างมากและเป็นไปไม่ได้ที่ทุกประเทศในโลกจะทำสิ่งนี้ได้สำเร็จ เพื่อให้ผู้อ่านเห็นจำนวนเงินที่ต้องลงทุน เพื่อสร้างหลุมดำจิ๋วที่มีขนาดเล็ก (10-15 เมตร) ในเวลาเศษเสี้ยวของวินาที ในปี 2001  CERN ได้วางจำนวนเงินไว้ประมาณ 3,400 ล้านฟรังค์สวิส คิดเป็นเงินไทยก็ 86,000 ล้านบาทไม่มากไม่น้อยไปกว่านี้   สำหรับประเทศไทยคงไม่จำเป็นต้องริเริ่มโครงการ เช่นนี้ เพียงแค่ส่งบุคุคลากรไปเรียนรู้และทำความเข้าใจปรากฎการณ์เหล่านี้ก็คงจะเพียงพอแล้ว

Advertisement


เรื่องน่าสนใจจากสมาชิกท่านอื่น
 

ไม่มีความเห็น
เกี่ยวกับเรื่อง หลุมดำ อันตราย
 
 


 
เกมส์ รวมเกมส์ เกมส์แข่งรถ เกมส์ต่อสู้ เกมส์ภาษา เกมส์วางระเบิด เกมส์แต่งตัว เกมส์ท่องเที่ยว เกมส์หมากฮอส เกมส์ผจญภัย เกมส์เต้น เกมส์รถ เกมส์ดนตรี เกมส์ขายของ เกมส์ฝึกสมอง เกมส์เด็กๆ เกมส์ปลูกผัก เกมส์การ์ด เกมส์จับผิดภาพ เกมส์ตลก เกมส์ตัดผม เกมส์ก้านกล้วย เกมส์ทําอาหาร เกมส์เลี้ยงสัตว์ เกมส์ผี เกมส์จับคู่ เกมส์กีฬา เกมส์เศรษฐี เกมส์ฝึกทักษะ เกมส์วางแผน เกมส์จีบหนุ่ม เกมส์มาริโอ เกมส์ระบายสี เกมส์จีบสาว เกมส์เบ็นเท็น เกมส์ยิง เกมส์ยาน เกมส์สร้างเมือง เกมส์มันส์ๆ เกมส์แต่งบ้าน เกมส์ความรู้

กุลชดาภา ตนะทิพย์
เจ้าของบล็อกนี้
Advertisement
Advertisement
เรื่องราวล่าสุด ของ
กุลชดาภา ตนะทิพย์..