หลุมดำใหญ่มโหฬาร(ในทางทฤษฎี)
การศึกษาล่าสุดได้บอกถึงการมีอยู่ของหลุมดำที่ใหญ่มโหฬารซึ่งยังใหญ่กว่าหลุมดำมวลมหาศาลที่ได้พบในใจกลางกาแลคซีหลายแห่ง
หลุมดำนั้นแบ่งกลุ่มตามช่วงมวลกว้างๆ ได้เพียงสามชนิด ก็คือ หลุมดำมวลดวงดาว(stellar-mass black holes) ซึ่งเป็นหลุมดำที่มีมวลพอๆ กับดาวฤกษ์ ซึ่งอาจจะมากได้ถึงราว 100 เท่ามวลดวงอาทิตย์ กลุ่มต่อมาก็คือ หลุมดำมวลปานกลาง(intermediate-mass black holes) มักจะหมายถึงหลุมดำที่มีมวลเกิน 100 เท่า ซึ่งเพิ่งมีการยืนยันการค้นพบโดยคลื่นความโน้มถ่วงซึ่งค่อนข้างพบได้ยาก ในขณะที่หลุมดำมวลมหาศาล(supermassive black holes; SMBHs) ซึ่งพบในใจกลางกาแลคซีเกือบทุกแห่ง มีมวลระดับล้านจนถึงพันล้านเท่าดวงอาทิตย์ ซึ่งรวมถึงหลุมดำในใจกลางทางช้างเผือก และ SMBHs ที่เพิ่งถูกถ่ายภาพเป็นครั้งแรกในใจกลางกาแลคซี M87 ซึ่งมีมวล 6.5 พันล้านเท่าดวงอาทิตย์ ซึ่งหลุมดำที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยพบมา ส่งพลังให้กับเควซาร์ TON 618 นั้นมีมวล 6.6 หมื่นล้านเท่าดวงอาทิตย์
เป็นที่คิดกันอย่างกว้างขวางว่า SMBHs ก่อตัวขึ้นภายในกาแลคซีต้นสังกัดและเจริญจนมีขนาดใหญ่ได้โดยการกลืนดาวและก๊าซจากรอบข้างจนหมด หรือควบรวมกับหลุมดำแห่งอื่นๆ ในกรณีเช่นนี้ ก็จะมีขีดจำกัดมวลขั้นสูง ที่ประมาณ 5 หมื่นล้านเท่าดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นขีดจำกัดที่มวลมหาศาลของวัตถุน่าจะต้องใช้ดิสก์สะสมมวลสารที่ใหญ่มากเกินไปจนมันแตกออกเป็นชิ้นภายใต้แรงโน้มถ่วง แต่ก็ยังมีปัญหาข้อใหญ่คือ SMBHs ที่ถูกพบในเอกภพยุคต้นนั้นมีมวลที่สูงเกินกว่าจะเจริญได้จากกระบวนการข้างต้นที่เกิดขึ้นอย่างค่อนข้างช้า ในช่วงเวลาสั้นๆ นับจากบิ๊กแบง
วัตถุขนาดกะทัดรัดตามช่วงมวล
งานวิจัยซึ่งนำโดยศาสตราจารย์กิตติคุณ Bernard Carr ที่สำนักฟิสิกส์และดาราศาสตร์ มหาวิทยาลัยควีนแมรี่แห่งลอนดอน พร้อมด้วย Florian Kühnel นักเอกภพวิทยาทฤษฎีจากมหาวิทยาลัยลุควิกมักซิมิเลียน(LMU) แห่งมิวนิค และ Luca Visinelli นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์อนุภาคจากมหาวิทยาลัยอัมสเตอร์ดัม ได้ศึกษาว่าหลุมดำใหญ่มโหฬาร(Stupendously Large Black holes; SLABS) จะก่อตัวและจะมีขนาดที่จำกัดหรือไม่ ในขณะที่ การศึกษาก่อนหน้านี้ได้บอกถึงขีดจำกัดขั้นสูงของ SMBHs อันเนื่องจากมุมมองปัจจุบันว่าหลุมดำกลุ่มนี้ก่อตัวและเจริญอย่างไร การมีอยู่ของ SLABS ซึ่งก็ใหญ่ขึ้นไปอีกน่าจะช่วยให้นักวิจัยมีเครื่องมือในการทดสอบทางเอกภพวิทยาและปรับปรุงความเข้าใจของเราเกี่ยวกับเอกภพยุคต้น
ในการศึกษานี้ นักวิจัยได้เสนอความเป็นไปได้อีกทางที่จะก่อตัว SMBHs ขึ้นมา โดยอาจจะทะลุขีดจำกัดนี้ขึ้นไป พวกเขาบอกว่า SLABs อาจจะเป็นหลุมดำเก่าโบราณที่ก่อตัวขึ้นในเอกภพยุคต้น และก่อตัวขึ้นก่อนหน้ากาแลคซีทั้งหลาย เมื่อหลุมดำโบราณไม่ได้ก่อตัวขึ้นจากดาวที่ระเบิดและยุบตัว พวกมันก็น่าจะมีช่วงมวลที่กว้าง ซึ่งรวมตั้งแต่เล็กมากๆ จนถึงใหญ่โตมโหฬารได้
Carr กล่าวว่า เราได้ทราบแล้วว่าหลุมดำปรากฏในช่วงที่กว้างมาก โดยมี SMBH แห่งหนึ่งที่มีมวล 4 ล้านเท่าดวงอาทิตย์ที่ในใจกลางทางช้างเผือกของเรา ในขณะที่ยังไม่มีหลักฐานปัจจุบันที่แสดงการมีอยู่ของ SLABs แต่ก็อนุมานได้ว่าพวกมันน่าจะมีอยู่และพวกมันก็อาจจะอยู่นอกกาแลคซี ในห้วงอวกาศระหว่างกาแลคซี โดยสร้างผลที่สำรวจได้ที่น่าสนใจ(เช่น ปรากฏการณ์เลนส์ความโน้มถ่วง) อย่างไรก็ตาม ที่น่าแปลกใจก็คือแนวคิดเกี่ยวกับ SLABs ถูกปฏิเสธมาโดยตลอดจนกระทั่งบัดนี้ เราได้เสนอหนทางว่า SLABs เหล่านี้จะก่อตัวขึ้นได้อย่างไร และหวังว่างานของเราจะเริ่มขับเคลื่อนการพูดคุยเรื่องนี้ในประชาคม(วิทยาศาสตร์)
คิดกันว่าสสารมืดเป็นองค์ประกอบราว 80% ของสสารทั้งหมดในเอกภพ ในขณะที่เรามองไม่เห็นมัน นักวิจัยคิดว่าสสารมืดมีอยู่เนื่องจากผลของแรงโน้มถ่วงของพวกมันที่มีต่อสสารปกติ เช่น ดาวฤกษ์ และกาแลคซี อย่างไรก็ตาม เรายังคงไม่ทราบว่าจริงๆ แล้วสสารมืดคืออะไร
หลุมดำโบราณ(primordial black hole) ก็เป็นหนึ่งในว่าที่สสารมืด ความคิดเกี่ยวกับการมีอยู่ของพวกมันย้อนกลับไปได้ถึงทศวรรษ 1970 เมื่อศาสตราจารย์ Carr และ Stephen Hawking ได้เสนอว่าในช่วงเวลาแรกๆ สุดในความปั่นป่วนด้านความหนาแน่นของเอกภพ น่าจะเป็นเหตุให้พื้นที่บางแห่งยุบตัวกลายเป็นหลุมดำ SLABs เองก็อาจไม่ใช่สสารมืด Carr กล่าว แต่ถ้ามันมีอยู่จริง มันก็น่าจะมีนัยสำคัญต่อเอกภพยุคต้นและน่าจะสมเหตุสมผลมากขึ้นถ้าหลุมดำโบราณที่เบากว่า ก็น่าจะมีอยู่เช่นกัน จากแบบจำลองหลุมดำโบราณนี้ ทีมคำนวณว่า SLABS น่าจะมีขนาดตั้งแต่ 1 แสนล้านจนถึง 1 ล้านล้านล้านเท่ามวลดวงอาทิตย์ งานวิจัยเผยแพร่ใน Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
แหล่งข่าว phys.org : scientists find black holes could reach “stupendously large” sizes
sciencealert.com : black holes could get so humongous, astronomers came up with a new size category
space.com : “stupendously large” black holes could grow to truly monstrous sizes
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
