วิดีโอ

สรุป

หลุมดำเป็นหนึ่งในสิ่งที่ แปลกประหลาดที่สุดเท่าที่เคยมีมา

มันดูไม่มีเหตุผลเลยสักนิดเดียว มันเกิดมาจากอะไร?

และจะเกิดอะไรขึ้นถ้าคุณตกเข้าไปในนั้น?

ดาวฤกษ์คือกลุ่มอะตอมขนาดยักษ์ ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบขึ้นจากไฮโดรเจน

แล้วยุบตัวลงจากสภาพเมฆก๊าซขนาดใหญ่ ด้วยแรงดึงดูดของตัวมันเอง

ที่แกนกลาง ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่น อัดไฮโดรเจนรวมกันให้กลายเป็นฮีเลียม

แล้วปล่อยพลังงานมหาศาลออกมา

พลังงานนี้ต้านแรงดึงดูด ในรูปแบบของการแผ่รังสี

คงสภาพสมดุลอันละเอียดอ่อน ระหว่างแรงทั้งสองเอาไว้

ตราบใดที่ยังเกิดการฟิวชั่นของแกนอยู่ ดาวฤกษ์จะยังรักษาความเสถียรไว้ได้

แต่สำหรับดาวฤกษ์ที่มีมวล มหาศาลยิ่งกว่าดวงอาทิตย์ของเรานั้น

ความร้อนและความดันที่แกนกลางทำให้ เกิดการรวมตัวเป็นธาตุที่หนักยิ่งขึ้น ๆ ไป

จนกระทั่งเกิดเป็นเหล็ก

การฟิวชั่นเกิดเป็นเหล็กนั้นแตกต่างจากการ ฟิวชั่นเกิดเป็นธาตุอื่น ๆ ตรงที่

ปฏิกิริยานี้ไม่ก่อพลังงานเพิ่ม

เหล็กก่อตัวเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ที่แกนดาว จนกระทั่งมีปริมาณถึงจุดแตกหัก

และทำให้สมดุลระหว่างการแผ่รังสี และแรงดึงดูดพังทลายลง

แกนของดาวยุบตัว

ภายในเศษเสี้ยวของวินาที ดาวฤกษ์ “ระเบิดยุบตัว” (implode)

ยุบลงด้วยความเร็วประมาณ หนึ่งส่วนสี่ของความเร็วแสง

ป้อนมวลให้แกนกลางเพิ่มขึ้นไปอีก

เป็นชั่วขณะนี้เองที่ธาตุหนักทั้งหลาย ในจักรวาลถูกสร้างขึ้น

ในตอนที่ดาว “ตาย” ด้วย การระเบิดซุปเปอร์โนวา

ดาวฤกษ์จะกลายเป็นดาวนิวตรอน หรือถ้าดาวมีมวลมากพอ

มวลทั้งก้อนของแกนกลาง จะยุบตัวกลายเป็นหลุมดำ

ถ้าคุณมองหลุมดำ สิ่งที่คุณเห็น จริง ๆ แล้วคือ “ขอบเขตเหตุการณ์”

อะไรก็ตามที่ล้ำเข้าไปใน ขอบเขตของเหตุการณ์

จำเป็นต้องเคลื่อนที่ให้เร็วกว่าแสง จึงจะหลุดออกมาได้

กล่าวคือ เป็นไปไม่ได้เลย

ฉะนั้นเราจึงเห็นแค่ทรงกลมสีดำ ที่ไม่มีอะไรสะท้อนออกมาได้

แต่ถ้าขอบเขตเหตุการณ์คือส่วนที่ “ดำ”

แล้วอะไรคือส่วนที่เป็น “หลุม” ของหลุมดำ

มันคือซิงกูลาริตี้ (singularity)

เราไม่รู้ว่าจริง ๆ แล้วมันคืออะไร

ซิงกูลาริตี้อาจมีความหนาแน่นเป็นอนันต์ นั่นคือมวลทั้งหมดของมันถูกอัดอยู่ใน

จุดจุดหนึ่่ง ไม่มีทั้งพื้นผิวและปริมาตร

หรืออาจจะเป็นอะไรอย่างอื่นก็ได้

ณ จุด ๆ นี้ ยังไม่มีใครรู้

มันเหมือนปัญหากับการหารด้วยศูนย์

อีกอย่างหนึ่ง หลุมดำไม่ได้ดูดกลืน วัตถุเข้าไปเหมือนเครื่องดูดฝุ่น

ถ้าเราลองสลับพระอาทิตย์ของเรากับ หลุมดำที่มีมวลพอ ๆ กัน

โลกก็ไม่ได้รับผลอะไรนัก

นอกจากการที่เราจะแข็งตายกันหมด แน่นอน

จะเกิดอะไรขึ้นกับคุณ ถ้าคุณตกลงไปในหลุมดำ

การรับรู้เวลาจะต่างออกไป เวลาอยู่ใกล้หลุมดำ

มองจากภายนอก คุณจะดูเหมือนช้าลง เมื่อคุณเข้าใกล้ขอบเขตเหตุการณ์

นั่นคือเวลาเดินช้าลงสำหรับคุณ

ณ จุดจุดหนึ่ง คุณจะดูเหมือนหยุดนิ่ง

ค่อย ๆ กลายเป็นสีแดง แล้วหายไป

ในขณะที่จากมุมมองของคุณ คุณจะเห็นจักรวาล

ถูกกรอเร่งความเร็ว เหมือนได้มองไปในอนาคต

ณ ตอนนี้ เรายังไม่รู้ว่าจะเกิดอะไรต่อไป

แต่มันอาจจะเป็นหนึ่งในสองอย่างนี้

หนึ่ง: คุณตายอย่างรวดเร็ว

หลุมดำบิดโค้งอวกาศไปมาก หากคุณข้ามขอบเขตเหตุการณ์เข้าไป

จะมีความเป็นไปได้แค่ทางเดียวเท่านั้น

ตรงตัวตามนั้นเลย ภายในขอบเขตเหตุการณ์

คุณสามารถเคลื่อนที่ได้แค่ในทิศทางเดียว

มันเหมือนการเดินในตรอกแคบ ๆ ที่มีประตูปิดไล่หลังทุก ๆ ก้าว

มวลของหลุมดำนั้นถูกอัดแน่นมาก

ถึงขนาดที่บางครั้ง ตำแหน่งที่ห่างกันแค่ ไม่กี่เซนติเมตร

จะมีแรงดึงดูดกระทำกับคุณ มากขึ้นเป็นล้านเท่า

ในส่วนต่าง ๆ ของร่างกาย

เซลล์ของคุณจะถูกฉีกออกจากกัน ในขณะที่ร่างกายคุณถูกยืดออกเรื่อย ๆ

จนกว่าคุณจะกลายเป็นเส้นสายพลาสมา ร้อน ๆ ที่หนาหนึ่งอะตอม

สอง: คุณจะตายอย่างรวดเร็วมาก

หลังจากที่คุณข้ามขอบเขตเหตุการณ์ คุณจะเจอกับกำแพงไฟ

และถูกกำจัดในทันที

ตัวเลือกทั้งสองนี้คงไม่ค่อยจะโสภานัก

คุณจะตายเร็วแค่ไหนนั้นขึ้นอยู่กับมวลของหลุมดำ

หลุมดำขนาดเล็กจะฆ่าคุณก่อนที่คุณ จะข้ามขอบเขตเหตุการณ์มาเสียอีก

แต่สำหรับหลุมดำมวลยิ่งยวด คุณจะสามารถผ่านเข้าไปในนั้น

ได้สักพักเลยทีเดียว

กฎง่าย ๆ คือ ยิ่งคุณอยู่ห่าง จากซิงกูลาริตี้เท่าไร

คุณยิ่งอยู่ได้นาน

หลุมดำนั้นมีหลายขนาด

มีหลุมดำมวลดาว ที่มีมวลมากกว่า ดวงอาทิตย์แค่ไม่กี่เท่า

และมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณดาวเคราะห์น้อย

แล้วก็ยังมีหลุมดำมวลยิ่งยวด

ซึ่งพบได้อยู่ตรงใจกลางกาแล็กซี่

ดูดกลืนสิ่งของเข้าไปเป็นเวลา หลายพันล้านปี

ณ ตอนนี้ หลุมดำมวลยิ่งยวด ที่ใหญ่ที่สุดที่เรารู้จักคือ S5 0014+81

มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์สี่หมื่นล้านเท่า

มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.367 แสนล้านกิโลเมตร

ซึ่งเป็น 47 เท่าของระยะทาง ระหว่างดวงอาทิตย์และดาวพลูโต

แม้ว่าหลุมดำจะทรงพลังขนาดไหน สุดท้ายมันก็จะระเหิดหายไป

ด้วยกระบวนการณ์ที่เรียกว่า การแผ่รังสีฮอว์คิง

ในการที่จะเข้าใจการทำงานของมัน เราต้องมองเข้าไปในพื้นที่ว่างในอวกาศ

อวกาศนั้นจริง ๆ แล้วไม่ได้เป็นที่โล่งว่าง แต่เต็มไปด้วยอนุภาคเสมือน

เกิดขึ้นมาลอย ๆ แล้วทำลายหักล้างกันเอง

เมื่อปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้น บริเวณขอบของหลุมดำ

อนุภาคเสมือนตัวหนึ่งจะ ถูกดึงเขาไปในหลุมดำ

ส่วนอีกตัวจะหลุดหนีออกไป แล้วกลายเป็นอนุภาคจริง

นั่นคือ หลุมดำกำลังสูญเสียพลังงาน

ในช่วงแรก ๆ ปรากฏการณ์นี้จะเกิดขึ้นช้ามาก

แต่จะเริ่มเร็วขึ้นเรื่อย ๆ เมื่อหลุมดำมีขนาดเล็กลง

เมื่อหลุมดำมีมวลเท่า ๆ กับ ดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่

มันจะแผ่รังสีที่อุณหภูมิห้อง

เมื่อมีมวลเท่า ๆ กับภูเขา มันจะแผ่รังสีมากพอ ๆ กับดวงอาทิตย์

และในวินาทีสุดท้ายของชีวิต หลุมดำจะแผ่รังสีออกมา

ด้วยพลังงานระดับระเบิดนิวเคลียร์ หลายพันล้านลูกในการระเบิดครั้งใหญ่

แต่กระบวนการณ์นี้เกิดขึ้นช้ามาก

หลุมดำที่ใหญ่ที่สุดอาจใช้เวลามากถึง กูกอล (googol) ปีจึงจะหายไป

นั่นเป็นเวลาที่นานมากถึงขนาดที่ กว่าหลุมดำจะระเหิดหายไป

ก็ไม่เหลือใครอยู่ดูมันแล้ว

จักรวาลจะอาศัยอยู่ไม่ได้ ก่อนหน้านั้นนานแล้ว

เรื่องเล่าของเรายังไม่จบ

ยังมีแนวคิดที่น่าสนใจ เกี่ยวกับหลุมดำอยู่อีกมาก

เราจะไปดูกันในภาค 2

ขอขอบคุณ Fraser Cain สำหรับ ความช่วยเหลือในการทำวีดีโอนี้

อีกเรื่องหนึ่ง เราได้ทำภาพพื้นหลัง Kurzgesagt ที่ความละเอียด 4k

สำหรับหลาย ๆ ขนาดหน้าจอ

ไปเอาได้ที่หน้าเว็บ patreon ของเรา ซึ่งช่วยเราในการทำวีดีโอได้มากกว่าเดิม

อย่างเดือนธันวาคมนี้ เดือนแรกที่มีถึงสามวีดีโอ!

Subtitles by the Amara.org community