หลุมดำอาจมีกำแพงไฟ และทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปอาจจะผิด

Share

16 ธันวาคม 2559

นักฟิสิกส์กลุ่มหนึ่งพบว่าสัญญาณคลื่นความโน้มถ่วงที่เครื่อง LIGO ตรวจจับได้จนเป็นข่าวใหญ่นั้น  แสดงให้เห็นว่าหลุมดำอาจมีโครงสร้างที่เรียกว่า กำแพงไฟ  (firewalls) ห่อหุ้มอยู่โดยรอบ

 

        ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ขอบของหลุมดำเรียกว่า ขอบฟ้าเหตุการณ์ (event horizon) ซึ่งอะไรก็ตามที่ข้ามเขตแดนนี้ไปจะไม่สามารถกลับออกมาได้อีก แต่ขอบฟ้าเหตุการณ์ไม่ใช่ขอบที่มีลักษณะเป็นวัตถุ ผู้สังเกตที่ข้ามขอบฟ้าเหตุการณ์และตกเข้าไปในหลุมดำจะไม่พบความเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมรอบตัวเลย

       ในปี 2012 มีการเสนอสมมติฐานว่ารอบๆขอบฟ้าเหตุการณ์มีโครงสร้างที่เรียกว่า กำแพงไฟ (firewall)อยู่ กำแพงไฟดังกล่าวคืออนุภาคพลังงานสูงที่พร้อมจะ “เผา” ทุกสิ่งที่จะตกเข้าไปในหลุมดำให้มอดไหม้และระเหยกลับออกมา หากโครงสร้างดังกล่าวมีจริงก็เท่ากับว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปเกิดปัญหาที่ขอบหลุมดำเพราะทฤษฎีบ่งชี้ว่าโครงสร้างนี้ไม่ควรจะมีอยู่

ต้นปี 2016ที่ผ่านมานี้ นักฟิสิกส์ประกาศการค้นพบคลื่นความโน้มถ่วงที่มาจากหลุมดำชนกัน

        จากนั้นไม่นานนักนักฟิสิกส์จาก Technical Institute in Lisbon เสนอว่าหากหลุมดำมีโครงสร้างอย่างกำแพงไฟ  มันควรจะมีสัญญาณก้องหลังจากการชนกันตกค้างมาให้ตรวจจับได้ เนื่องจากเขาเชื่อว่าโครงสร้างที่ห่อหุ้มขอบฟ้าเหตุการณ์นั้นเป็นเปลือกบางๆที่กักคลื่นความโน้มถ่วงไว้ได้เล็กน้อยในขณะที่หลุมดำเกิดการชนกัน แล้วคลื่นความโน้มถ่วงจะสะท้อนไปมาระหว่างเปลือกนั้นกับขอบฟ้าเหตุการณ์เป็นเหมือนเสียงที่ก้องออกมานั่นเอง

        ล่าสุดในเดือนธันวาคม 2016 ทีมนักฟิสิกส์นำโดย Afshordi และ Jahed Abedi  เสนอว่าพวกเขาพบสัญญาณการมีอยู่ของกำแพงไฟหรือโครงสร้างที่ห่อหุ้มหลุมดำไว้  จากการวิเคราะห์คลื่นความโน้มถ่วงที่ผ่านๆมา ซึ่งถ้ากำแพงไฟมีจริงก็เท่ากับว่าพวกเขาจะเป็นนักฟิสิกส์กลุ่มแรกที่ค้นพบรอยร้าวของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์

        อย่างไรก็ตาม ผลการวิเคราะห์ของพวกเขาอาจเป็นความผิดพลาดเชิงสถิติก็ได้ โดยโอกาสผิดพลาดคือ 1/270  ซึ่งยังนับว่าสูงเกินกว่าจะได้รับการยอมรับอย่างสมบูรณ์

        ในตอนนี้ทีมตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วง LIGO กำลังปรับเพื่อเพิ่มความละเอียดในการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงและอีกสองปีนับจากนี้ ผลลัพธ์ที่ได้น่าจะบอกได้ว่าผลการวิเคราะห์เรื่องกำแพงไฟนี้ถูกหรือผิดกันแน่

 

 

ที่มาของข่าว : 

http://www.nature.com/news/ligo-black-hole-echoes-hint-at-general-relativity-breakdown-1.21135

 

เรียบเรียงโดยสำนักบริการวิชาการและสื่อสารดาราศาสตร์

สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน)