นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาวัตถุจักรวาลที่ผิดปกติซึ่ง "ทำงาน" เหมือนหลุมดำมาหลายปีแล้ว
ปัญหาคือวัตถุนี้ —สมมุติ นักวิทยาศาสตร์ยังไม่สามารถสังเกตพวกมันในอวกาศได้ วัตถุลึกลับเหล่านี้มีอยู่จริงหรือไม่นั้นเป็นคำถามสำคัญ อย่างไรก็ตาม ในการศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้ นักฟิสิกส์จากอินเดียอาจค้นพบคุณสมบัติใหม่ของดาวบุชดาห์ลที่อาจช่วยตอบคำถามนี้ได้
หลุมดำ "ทำงาน" อย่างไร?
โดยทั่วไปแล้วนักดาราศาสตร์ก็เห็นพ้องต้องกันว่าหลุมดำมีอยู่จริง นักวิทยาศาสตร์กำลังสังเกตหลักฐานการดำรงอยู่ของพวกมันทุกที่ (ก่อนหน้านี้เทคโนโลยีขั้นสูงได้เขียนเกี่ยวกับหลักฐานหลักเกี่ยวกับการดำรงอยู่ของพวกมัน)
ความคิดของศิลปินเกี่ยวกับบริเวณใกล้เคียงของหลุมดำ ภาพประกอบ: ESO/L. แคลคาด้า
นักดาราศาสตร์ยังเข้าใจว่าคนผิวดำก่อตัวได้อย่างไรหลุม: สิ่งเหล่านี้คือเศษซากของการล่มสลายด้วยแรงโน้มถ่วงอันรุนแรงของดาวมวลมาก เมื่อพวกเขาตาย ไม่มีพลังใดในธรรมชาติที่สามารถรองรับน้ำหนักของตัวเองได้ ดังนั้นวัตถุที่ถึงวาระเหล่านี้จึงยังคง "กดดันตัวเอง" อย่างไม่สิ้นสุด
ดาวที่ตายแล้ว
อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์ยังไม่เข้าใจว่าอย่างไรวัตถุสามารถหดตัวได้โดยไม่กลายเป็นหลุมดำ นักดาราศาสตร์รู้อยู่แล้วเกี่ยวกับการมีอยู่ของดาวแคระขาวซึ่ง "มีน้ำหนัก" เหมือนดวงอาทิตย์ แต่มีขนาดเท่าโลก นักฟิสิกส์กำลังศึกษาธรรมชาติของดาวนิวตรอน ซึ่งจะบีบอัดมวลของดาวให้มีขนาดเท่ากับเมือง แต่ไม่ทราบว่ามีวัตถุขนาดเล็กกว่านั้นที่สามารถหลีกเลี่ยงการกลายเป็นหลุมดำได้หรือไม่
ดาวแห่ง Buchdal
ในปี 1959 ฮันส์ นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน-ออสเตรเลียบุคดาห์ลศึกษาว่า "ดาวฤกษ์ในอุดมคติ" (ซึ่งเป็นกระจุกสสารทรงกลมในอุดมคติ) จะทำงานอย่างไรหากมันถูกบีบอัดให้มากที่สุด เมื่อกระจุกของสสารมีขนาดเล็กลงเรื่อยๆ ความหนาแน่นของวัตถุก็เพิ่มขึ้น ซึ่งทำให้แรงดึงดูดแรงโน้มถ่วงมีความเข้มข้นมากขึ้น ด้วยการใช้การคำนวณจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ บุคดาห์ลพบขีดจำกัดล่างสุดของขนาดของ "ดาวฤกษ์" ที่มีความหนาแน่นมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้โดยไม่กลายเป็นหลุมดำ มีค่าเท่ากับ 9/4 ของมวลของ “ดาวฤกษ์” คูณด้วยค่าคงตัวแรงโน้มถ่วงของนิวตัน (G) และหารด้วยความเร็วแสง (299 792 458 เมตร/วินาที) กำลังสอง
ด้วยเหตุนี้นักวิทยาศาสตร์จึงได้รับการคำนวณวัตถุที่หนาแน่นที่สุดในอวกาศ แต่ถ้าคุณบีบอัดมันเพียงเล็กน้อยก็จะเอาชนะขีด จำกัด ของ Buchdahl และดาวก็จะกลายเป็นหลุมดำ ต่ำกว่าค่านี้ วัตถุควรกลายเป็นหลุมดำเสมอ อย่างน้อยตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป
นักวิทยาศาสตร์ค้นพบอะไร?
ค้นหาวัตถุแปลกปลอมที่มีอยู่ที่ขอบของขีดจำกัดนี้ซึ่งเรียกว่าดาวบุชดาห์ล ได้กลายเป็นสิ่งที่ได้รับความนิยมสำหรับทั้งนักทฤษฎีและผู้สังเกตการณ์ Paul M. Sutter ศาสตราจารย์วิจัยด้านดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่ SUNY Stony Brook University และ Flatiron Institute in New กล่าว ยอร์ก. ในการศึกษาใหม่ Naresh Dadhich นักฟิสิกส์จากศูนย์ดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์ระหว่างมหาวิทยาลัยในเมืองปูเน่ ประเทศอินเดีย อาจค้นพบคุณสมบัติที่น่าประหลาดใจที่วัตถุดังกล่าวมี เขาพูดเกี่ยวกับการค้นพบของเขาในบทความที่ตีพิมพ์บนเซิร์ฟเวอร์ก่อนการพิมพ์ arXiv.org ซึ่งยังไม่ได้รับการตรวจสอบโดยผู้ทรงคุณวุฒิ
ภาพประกอบ: NASA
Dadhich ผู้ตั้งชื่อดวงดาวของ Buchdahl“เครื่องจำลองหลุมดำ” ศึกษาสิ่งที่เกิดขึ้นกับพลังงานของดาวสมมุติเมื่อมันเริ่มยุบตัวเป็น “วัตถุขอบเขต” หลังจากทำการคำนวณ เขาค้นพบบางสิ่งที่น่าแปลกใจ เมื่อถึงเวลาที่ดาวถึงขีดจำกัดบุคดาห์ล พลังงานจลน์ทั้งหมดจะเท่ากับครึ่งหนึ่งของพลังงานศักย์
อัตราส่วนนี้ใช้ได้กับหลาย ๆ คนสถานการณ์ทางดาราศาสตร์เมื่อแรงโน้มถ่วงมีความสมดุลกับผู้อื่น ซึ่งหมายความว่าตามทฤษฎีแล้ว ดาวบุคดาห์ลสามารถดำรงอยู่ได้ในฐานะวัตถุเสถียรและมีคุณสมบัติที่ได้รับการศึกษามาเป็นอย่างดี
“ขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำกำลังขวางกั้นเราอยู่ความคิดถึงสิ่งที่อยู่ภายในนั้น แต่เราสามารถศึกษาได้ว่าดาวบุคดาห์ลทำมาจากอะไร ด้วยวิธีนี้เราจะสามารถเข้าใจได้ว่าภายในหลุมดำเป็นอย่างไร” ผู้เขียนรายงานการศึกษา WordsSideKick.com อธิบาย
ปัญหาสุดท้าย
การค้นหาดาวของ Buchdahl เป็นอีกเรื่องหนึ่งจนถึงปัจจุบัน ยังไม่มีการจัดเรียงสสารที่สามารถสร้างวัตถุดังกล่าวได้ แต่งานวิจัยของ Dadich แนะนำว่ามันจะทำงานอย่างไร จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อทำความเข้าใจว่าวัตถุแปลกตาเหล่านี้มีคุณสมบัติอะไรอีก และสิ่งที่พวกเขาสามารถบอกนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับหลุมดำได้
อ่านเพิ่มเติม:
บลาซาร์ซึ่งถูกค้นพบเมื่อ 20 ปีที่แล้วกลายเป็นวัตถุสุดโต่ง
TESS ค้นพบ "โลกใหม่": ดาวเคราะห์หินที่มีน้ำอยู่ในเขตเอื้ออาศัยได้
ดูผลของการปะทะกันในปี 1181 ของดาวสองดวง