ข่าวการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงครั้งที่สอง

  • พิมพ์

17 มิถุนายน 2559

นักฟิสิกส์ประกาศการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงได้เป็นครั้งที่สอง ในวันที่ 15 มิถุนายน 2016 โดยการตรวจจับเกิดขึ้น  ในวันที่ 25 ธันวาคม 2015 ด้วยเครื่องตรวจจับ LIGO ซึ่งเป็นชุดเดียวกับที่มีการตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วงเป็นครั้งแรก

 

        ในครั้งนี้ แหล่งกำเนิดคลื่นความโน้มถ่วงเกิดจากหลุมดำชนกัน โดยหลุมดำทั้งสองได้หมุนรอบกัน 27 รอบก่อนการชนกันจะเกิดขึ้น  แต่ครั้งนี้หลุมดำที่ชนกันมีมวลน้อยกว่าเดิม หลุมดำแต่ละดวงมีมวล 8และ 14เท่าของมวลดวงอาทิตย์ เมื่อชนกันแล้วกลายเป็นหลุมดำที่มีมวลเป็น 21 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ มวลที่หายไปได้กระจายออกมาเป็นคลื่นความโน้มถ่วงซึ่งมีพลังงานเท่ากับมวลสารของดวงอาทิตย์

        เนื่องจากหลุมดำที่ชนกันในครั้งนี้มีมวลน้อย มันจึงใช้ระยะเวลาหมุนรอบกันก่อนเกิดการชนนาน1วินาที (ซึ่งยาวนานกว่าครั้งแรก0.8วินาที) ส่งผลให้นักฟิสิกส์สามารถวิเคราะห์หลุมดำที่ชนกันได้มากขึ้นและพวกเขาพบว่าหลุมดำดวงหนึ่งมีการหมุนรอบตัวเอง

        ทฤษฎีทางฟิสิกส์บ่งชี้ว่าหลุมดำควรมีการหมุน ซึ่งนี่เป็นหนึ่งในหลักฐานยืนยันการหมุนของหลุมดำที่ชัดเจนมาก 

        การหมุนของหลุมดำสามารถระบุเป็นตัวเลขได้ตั้งแต่ 0 ถึง 1 โดย0 คือไม่หมุน และ 1 คืออัตราการหมุนสูงสุดที่หลุมดำจะหมุนได้ หลุมดำดังกล่าวมีเลขการหมุนอยู่ที่ 0.2

        ความยอดเยี่ยมของการตรวจจับครั้งนี้คือ สัญญาณที่ตรวจจับได้นั้นอ่อนกว่าสัญญาณรบกวนในตัวเครื่องนักวิทยาศาสตร์จึงต้องหา “วิธี” ดึงสัญญาณออกมาให้ได้

        อย่างไรก็ตาม การตรวจจับทั้งสองครั้งที่ผ่านมาล้วนไม่สามารถระบุตำแหน่งที่ชัดเจนบนท้องฟ้าว่ามาจากบริเวณไหนกันแน่(รู้เพียงว่าครั้งนี้การชนอยู่ห่างออกไปราวๆ 1,400 ล้านปีแสง ส่วนครั้งก่อนห่างออกไป 1,300ล้านปีแสง) การตรวจจับตำแหน่งที่แน่ชัดต้องการเครื่องตรวจจับถึงสามแห่งซึ่งต้องรอเครื่อง Virgo ซึ่งเป็นเครื่องมือตรวจจับของประเทศอิตาลีพร้อมเสียก่อนซึ่งคาดว่าจะพร้อมภายในปีนี้

        นอกจากนี้ทีม LIGO ยังมีแผนจะปรับความละเอียดของเครื่องมือให้สูงขึ้นเพื่อที่จะได้เพิ่มอัตราการตรวจจับแหล่งปล่อยคลื่นความโน้มถ่วงให้บ่อยขึ้น นอกจากนี้ยังมีความคาดหวังว่าจะปรับเครื่องให้สามารถตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงจากแหล่งอื่นๆได้ด้วย ไม่ใช่เพียงแค่หลุมดำชนกันเท่านั้น  ซึ่งแหล่งกำเนิดที่น่าสนใจนั้นได้แก่ การเกิดซูเปอร์โนวา เพราะการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงจะช่วยให้นักดาราศาสตร์ศึกษากลไกการยุบตัวของแก่นดาวฤกษ์ได้

 

 

       นอกจากนี้องค์การอวกาศยุโรปยังประกาศแสดงความเป็นไปได้ของโครงการส่งเครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงออกไปนอกโลก ซึ่งในอนาคตอาจช่วยในการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงจากหลุมดำมวลนับล้านถึงพันล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ได้ด้วย

 

 

ปล. งานวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Physical Review Letters

http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.116.241103

 

อ้างอิง

http://www.bbc.com/news/science-environment-36540254