การตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงครั้งที่ 3

Share

2 มิถุนายน 2560

วันที่ 1 มิถุนายน ค.ศ. 2017 นักฟิสิกส์แห่งห้องปฏิบัติการ LIGO ประกาศการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงครั้งที่ 3 ในวารสาร Physical Review Letters  ซึ่งคลื่นดังกล่าวเกิดจากหลุมดำชนกัน

มวลหลุมดำที่นักดาราศาสตร์ตรวจจับได้ การตรวจจับด้วยรังสีเอกซ์ทำให้นักดาราศาสตร์พบหลุมดำมวลน้อยๆ แต่การตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงทำให้นักดาราศาสตร์พบหลุมดำมวลปานกลาง

 

        หลุมดำขนาดใหญ่มีมวล 25-40 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ ส่วนหลุมดำขนาดเล็กมีมวล 13-25 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ เมื่อรวมกันแล้วกลายเป็นหลุมดำที่มีมวล 50 เท่าของมวลดวงอาทิตย์แล้วปลดปล่อยคลื่นความโน้มถ่วงออกมาโดยรอบ การวิเคราะห์พบว่าหลุมดำที่ชนกันนี้อยู่ห่างจากโลกเราออกไปมากถึง 3พันล้านปีแสง

 

ลักษณะคลื่นความโน้มถ่วงที่ตรวจจับได้ในแต่ละครั้ง เรียงตามลำดับตั้งแต่บนลงล่าง

 

        คลื่นความโน้มถ่วงที่ถูกตรวจจับในครั้งนี้ ถูกเรียกว่า GW170104 เพราะมันถูกตรวจจับได้ในวันที่ 4 มกราคม ปีค.ศ. 2017 นักฟิสิกส์สามารถวิเคราะห์สมบัติของระบบหลุมดำที่ชนกันได้จากคลื่นความโน้มถ่วงที่แผ่ออกมา ซึ่งสมบัติหนึ่งที่น่าสนใจมากคือ การหมุนของหลุมดำ (Spin)

        นักฟิสิกส์ไม่สามารถระบุได้ว่าหลุมดำก่อนมาชนกันมีลักษณะการหมุนอย่างไร แต่ที่บอกได้คือ ก่อนจะชนกันมีหลุมดำอย่างน้อยหนึ่งดวงที่ระนาบการหมุนรอบตัวเองไม่ได้อยู่ในแนวเดียวกับระนาบการโคจรรอบกันและกันพอดี

        หากหลุมดำทั้งสองหมุนรอบตัวเองในแนวเดียวกับการโคจรรอบกันและกัน มันควรจะมีการโคจรรอบกันและกันก่อนจนมากกว่าที่ตรวจจับได้

        ข้อมูลดังกล่าวเป็นสิ่งที่บ่งชี้ว่าหลุมดำทั้งสองอาจเกิดขึ้นมาแยกจากกันแล้วค่อยเข้ามาใกล้กันแล้วชนกันทีหลัง เพราะถ้ามันเกิดขึ้นพร้อมกันจากระบบเดียวกัน หลุมดำทั้งก็ควรจะมีลักษณะการหมุนในทิศทางเดียวกับการโคจร

        กล่าวได้ว่านี่เป็นครั้งแรกที่นักฟิสิกส์ตรวจจับหลุมดำที่ระนาบการหมุนรอบตัวเองไม่ตรงกับระนาบวงโคจรซึ่งบอกใบ้ให้เห็นถึงธรรมชาติแท้จริงของมัน

        การตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงนอกจากจะช่วยให้นักดาราศาสตร์เข้าใจธรรมชาติของหลุมดำมากขึ้น ยังช่วยให้นักฟิสิกส์สามารถมองหาแนวทางการทดสอบทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ว่ามีความถูกต้องมากน้อยแค่ไหนได้ด้วย

 

 

อ้างอิง

http://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/ligo-detects-third-black-hole-merger-0106201723/

http://www.bbc.com/news/science-environment-40120680