วิดีโอ

สรุป

จักรวาลดูเหมือนมหาสมุทรที่ว่างเปล่าและกว้างใหญ่ ประปรายไปด้วยเกาะกาแล็กซีที่หายาก…

แต่นี่เป็นเพียงภาพลวงตา

มีเพียงส่วนเล็กๆ ของอะตอมทั้งหมดที่พบในกาแล็กซี ขณะส่วนที่เหลือคาดว่าล่องลอยอยู่ที่มวลสารระหว่างดาวฤกษ์

เช่นเดียวกับรากของต้นไม้ใหญ่ ก๊าซจะกระจายออกจากกาแล็กซีแต่ละแห่ง

แรงโน้มถ่วงนำพามวลใหม่ๆ เข้าสู่ป่าจักรวาลที่หนาแน่นแห่งนี้

ที่มวลสารระหว่างดาวฤกษ์นี้ มีวัตถุดิบในการสรรค์สร้าง คือ ไฮโดรเจนและฮีเลียม

ถักทอเป็นแผ่นและเส้นใยที่ไหลเข้าสู่กาแล็กซี ซึ่งในที่สุดมันก็สร้างดาวฤกษ์ขึ้นมา

แต่ถ้าเรามองลึกลงไป เราจะเห็นว่าใครคือผู้รับผิดชอบที่แท้จริง นั่นคือ ควอซาร์ (Quasar)

ซึ่งเป็นวัตถุทรงพลังที่สุดเพียงหนึ่งเดียวที่มีอยู่

มีขนาดเล็กเท่าเม็ดทรายเมื่อเทียบกับแม่น้ำแอมะซอน

มันอาศัยอยู่ในใจกลางของกาแล็กซีบางแห่ง ส่องแสงด้วยพลังของดาวฤกษ์นับล้านล้านดวง

พ่นไอพ่นของสสารขนาดใหญ่ออกมา เปลี่ยนแปลงรูปร่างของจักรวาลรอบตัวมันใหม่ทั้งหมด

มันมีพลังมากพอจนสามารถฆ่ากาแล็กซีได้

มันคืออะไร? และพวกมันหล่อหลอม โครงสร้างของเอกภพตามต้องการได้อย่างไร?

[INTRO]

Everywhere You Look, Weird Things in the Sky

ในปี 1950 นักดาราศาสตร์สังเกตเห็น คลื่นวิทยุลึกลับดังมาจากจุดต่างๆ ทั่วทั้งท้องฟ้า

พวกมันถูกตั้งชื่อว่า “แหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุคล้ายดาวฤกษ์” หรือ “ควอซาร์”

เนื่องจากพวกมันมีจุดเหมือนดาวฤกษ์ แต่มองเห็นได้ ผ่านคลื่นวิทยุมากกว่าแสงที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า

ทุกอย่างเกี่ยวกับมันเป็นเรื่องแปลก

บางส่วนกระพริบ บ้างก็ปล่อยรังสีเอ็กซ์พลังงานสูง นอกจากคลื่นวิทยุ แต่ทั้งหมดดูเหมือนจะมีขนาดเล็กมาก

พวกมันยังเคลื่อนที่เร็วมาก มากถึง 30% ของความเร็วแสง

คำอธิบายเดียวคือ พวกมันต้องอยู่ห่างไกลจนความเร็วของมัน คือการขยายตัวของเอกภพที่กำลังเคลื่อนที่ห่างจากเรา

แต่ระยะทางที่มหาศาลนี้หมายความว่า ควอซาร์ไม่ได้เป็นเพียงแค่ดาวฤกษ์

แต่เป็นแกนกลางของกาแล็กซีที่ยังทำงานอยู่ ซึ่งห่างออกไปหลายพันล้านปีแสง!

และมันยิ่งบ้าไปกว่านั้น!

เพื่อให้ปรากฏได้สว่างและดังมาก ดูจากระยะทางที่กว้างใหญ่นี้แล้ว พวกมันจึงสว่างกว่าทั้งทางช้างเผือกหลายพันเท่า

สัตว์ประหลาดที่ระเบิดและกรีดร้องในความว่างเปล่า ด้วยความรุนแรงที่ไม่เคยคิดว่าจะเกิดขึ้นมาก่อน

ขณะที่เราทำแผนที่ท้องฟ้า เราค้นพบควอซาร์กว่าล้านแห่ง และดูเหมือนว่าพวกมันทั้งหมดจะอยู่ไกลมากๆ

การมองไปในอวกาศ ไกลออกไปหมายถึงเมื่อนานมาแล้ว เพราะแสงของมันต้องใช้เวลานานกว่าจะมาถึงเรา

ควอซาร์มีอยู่ทั่วไปในเอกภพยุคแรกเริ่ม และมีจุดสูงสุดเมื่อ 1 หมื่นล้านปีก่อน เมื่อกาแล็กซีและเอกภพเองยังอยู่ในช่วงแรกๆ

ลองย้อนเวลากลับไปเมื่อ 3 พันล้านปีหลังจากเกิดบิ๊กแบง และดูว่าเกิดอะไรขึ้นในตอนนั้นกัน

The Incredible Power of Quasars

กาแล็กซีวัยแบเบาะจะสามารถสว่างและรุนแรง อย่างไม่น่าเชื่อได้อย่างไร?

แสงและรังสีทั้งหมดนั้นไม่สามารถเป็นดาวฤกษ์ได้ เนื่องจากมันไม่ได้มีความใกล้เคียงกันเลย

และเนื่องจากกาแล็กซีมีแนวโน้ม ที่จะเติบโตตามเวลาโดยการรวมตัวกัน

แสงดาวจากกาแล็กซีขนาดเล็ก จึงไม่ควรสว่างกว่ากาแล็กซีใดๆ ในปัจจุบัน

มีเพียงวิธีเดียวเท่านั้นที่จะสร้าง พลังงานจำนวนมหาศาลที่ควอซาร์ส่องออกมา

นั่นคือ ให้อาหารแก่หลุมดำมวลยิ่งยวด

เรายังไม่รู้ว่าพวกมันก่อตัวขึ้นได้อย่างไร แต่ดูเหมือนว่ากาแล็กซีทุกแห่งจะมีมันอยู่ที่ใจกลาง

แต่สิ่งที่สว่างที่สุดในจักรวาลจะเป็นหลุมดำได้อย่างไร ไม่ใช่ว่ามันดักจับทุกสิ่งที่ข้ามขอบฟ้าเหตุการณ์ไปหรือ?

แสงของควอซาร์ไม่ได้มาจากภายในหลุมดำเหล่านี้

แต่มาจากอวกาศรอบๆ มัน เป็นจานก๊าซมหึมา ซึ่งโคจรอยู่รอบๆ เรียกว่า “จานสะสมมวลสาร”

ควอซาร์ใช้เชื้อเพลิงเดียวกับดาวฤกษ์ในการส่องแสง นั่นคือสสาร

เพียงแต่หลุมดำเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด ในการแปลงสสารเป็นพลังงานในจักรวาล

พลังงานที่ปล่อยออกมาจากสสารที่ตกลงไปในหลุมดำ

อาจมากกว่าพลังงานนิวเคลียร์ฟิวชัน ที่ปล่อยออกมาในแกนกลางของดาวถึง 60 เท่า

เนื่องจากพลังงานที่หลุมดำปล่อยออกมา นั้นมาจากแรงโน้มถ่วง ไม่ใช่จากปฏิกิริยานิวเคลียร์

สสารที่ตกลงไปในหลุมดำจะมีความเร็วเกือบเท่าความเร็วแสง ก่อนที่มันจะข้ามขอบฟ้าเหตุการณ์ไป

ส่งเสียงพึมพัมด้วยพลังงานจลน์จำนวนมหาศาล

แน่นอนว่าเมื่อเข้าไปในหลุมดำแล้ว มันก็จะใช้พลังงานนั้นไปด้วย

คุณจะเห็นพลังงานนี้ก็ต่อเมื่อคุณทิ้งสสารของคุณอย่างถูกวิธี

หล่นลงไปทันทีและจักรวาลภายนอกไม่ได้อะไรเลย

แต่เมื่อคุณมีสสารมากมาย มันจะหมุนวนจนเร็วอย่างไม่น่าเชื่อ ไปยังขอบฟ้าเหตุการณ์และก่อตัวเป็นแผ่นจาน

การชนกันระหว่างอนุภาคและแรงเสียดทาน ทำให้เกิดความร้อนสูงถึงหลายแสนองศา

ในอวกาศที่ไม่ใหญ่ไปกว่าระบบสุริยะของเรา

แกนกลางของกาแล็กซีสามารถปล่อยพลังงาน ได้มากกว่าดาวฤกษ์ทั้งหมดรวมกันหลายเท่า

นี่คือสิ่งที่ควอซาร์เป็น หลุมดำมวลยิ่งยวดที่มีงานเลี้ยง

และหลุมดำพวกนี้กินเยอะมากๆ

ควอซาร์ทั่วไปกินก๊าซถึงหนึ่งร้อยมวลโลกต่อนาที!

เมื่อหนึ่งหมื่นล้านปีก่อน เอกภพมีขนาด ประมาณหนึ่งในสามเท่าของขนาดปัจจุบัน

ดังนั้นมวลสารระหว่างดาวฤกษ์จึงกระจายออกไปน้อยกว่านี้มาก

หมายความว่าเส้นใยของก๊าซรอบๆ ควอซาร์ สามารถให้อาหารพวกมันเหมือนในงานเลี้ยง

ทำให้พวกมันคายแสงและรังสีปริมาณมากออกมา

พลังไอพ่นของควอซาร์ที่สว่างที่สุดทำให้สนามแม่เหล็ก ของสสารรอบตัวมันพันกันเป็นรูปกรวยแคบๆ

เช่นเดียวกับเครื่องเร่งอนุภาค พวกมันปล่อยลำแสงมหาศาลของสสารออกมา

ไถผ่านโดยรอบมวลสารระหว่างดาวฤกษ์ ก่อตัวเป็นก้อนสสารที่มีขนาดหลายแสนปีแสง

มีขนาดใหญ่จนไม่สามารถเข้าใจได้

จุดเล็กๆ ในกาแล็กซีที่แยกออกเป็นหย่อมๆ ในจักรวาล ที่มีความยาวถึงหลายแสนปีแสง

แต่ควอซาร์ไม่สามารถกินได้นาน อาจได้ไม่กี่ล้านปี เนื่องจากงานเลี้ยงของมันจะทำลายกาแล็กซีของมันในที่สุด

How Quasars Kill Galaxies

โอเค บางที “การฆ่า” อาจจะดูเกินจริงไปหน่อย

กาแล็กซียังคงอยู่หลังจากที่ควอซาร์ดับลง แต่มันจะไม่เหมือนเดิมอีกต่อไป

ควอซาร์เป็นหนึ่งในสิ่งที่ร้อนที่สุดและสว่างที่สุดในจักรวาล

ทำลายกาแล็กซีด้วยการทำให้มันร้อนเกินไป และหยุดการก่อตัวของดาวฤกษ์

ดาวฤกษ์คือก๊าซที่ยุบตัวในตัวเองแล้วร้อนจัด

แต่ในเมฆก๊าซที่ร้อนอยู่แล้ว อะตอมจะเคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว

เมื่อมันชนกัน มันกระแทกอย่างแรงและออกแรงกดที่ต้านทาน การบีบตัวของแรงโน้มถ่วง ก๊าซร้อนจึงไม่สามารถก่อตัวเป็นดาวฤกษ์ได้

แต่ก๊าซที่ดีที่สุดสำหรับการก่อตัวเป็นดาวฤกษ์นั้นเย็นอยู่แล้ว และจะไม่ต่อต้านเมื่อถึงเวลาที่จะยุบตัวเป็นดาวฤกษ์

ยิ่งไปกว่านั้น ควอซาร์ยังผลักก๊าซออกจากกาแล็กซีของพวกมัน

สิ่งนี้ไม่เพียงทำให้ควอซาร์อดอยากเท่านั้น แต่กาแล็กซีของมันก็สูญเสียวัตถุดิบสำหรับดาวฤกษ์ดวงใหม่ด้วย

แม้จะฟังดูน่าเศร้า แต่ก็อาจจะเป็นสิ่งที่ดีสำหรับสิ่งมีชีวิต

อีกทางหนึ่งอาจอันตรายกว่ามาก คือการมีดาวฤกษ์มากเกินไป

ดาวฤกษ์ใหม่ก่อตัวมักจะตามมาด้วยดาวมวลมาก ระเบิดเป็นซูเปอร์โนวา ดังนั้นดาวเคราะห์จะถูกเผาให้แห้งแล้ง

แต่แน่นอนว่ามันซับซ้อนกว่านั้น

เช่นเดียวกับความซับซ้อนของชีวมณฑลของโลกเราเอง ทุกส่วนของกาแล็กซีขึ้นอยู่กับอิทธิพลของส่วนอื่นๆ ของกาแล็กซี

ขณะที่สิ่งที่ร้อน เช่น ควอซาร์และซูเปอร์โนวา มีแนวโน้มที่จะผลักก๊าซออกจากกาแล็กซี

คลื่นกระแทกและไอพ่นควอซาร์ก็สามารถบีบอัดก๊าซได้เช่นกัน ทำให้เกิดดาวฤกษ์ดวงใหม่ๆ ในระยะเวลาอันสั้น

แต่โดยทั่วไปแล้ว เราสามารถพูดได้ว่าหากไม่มีสิ่งต่างๆ เย็นลงกว่านี้อีกสักนิด เราก็คงจะไม่มีอยู่จนถึงวันนี้

ซึ่งนำเราไปสู่คำถามสุดท้าย

Did the Milky Way Have a Quasar in the Past?

มันไม่ชัดเจนว่ากาแล็กซีทุกแห่ง ผ่านระยะที่มีควอซาร์หรือไม่

แต่การทำความเข้าใจควอซาร์ที่อยู่ห่างไกล อาจให้เบาะแสเกี่ยวกับประวัติของทางช้างเผือก

กาแล็กซีไม่สามารถรักษาประวัติของมันได้อย่างดี

เช่นเดียวกับเม็ดทรายบนชายหาด การปั่นป่วนไม่รู้จบผสมกับร่องรอยในอดีตของพวกมัน

เป็นไปได้ว่าครั้งหนึ่งทางช้างเผือกเคยเป็นควอซาร์

ซึ่งอาจทำให้หลุมดำมวลยิ่งยวด Sagittarius A* เติบโตเป็น 4 ล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์

และแม้ว่ามันจะสงบอยู่ในตอนนี้ แต่ Sagittarius A* อาจกลายเป็นควอซาร์ได้ในอนาคต

ในอีกไม่กี่พันล้านปี กาแล็กซีทางช้างเผือก จะรวมกับกาแล็กซีอันโดรเมดา

เราจะได้เห็น “ดับเบิ้ลควอซาร์” กว่าร้อยแห่งใน กาแล็กซีที่ชนกัน ซึ่งมีก๊าซใหม่สำหรับหลุมดำตรงกลาง

แต่มันจะอยู่ได้ไม่นาน

เมื่อกาแล็กซีรวมกัน หลุมดำมวลยิ่งยวดก็รวมกันเช่นกัน

จมลงสู่ใจกลางกาแล็กซีใหม่ของมัน เตะฝุ่นและดวงดาวออกไปทุกทิศทาง

เราไม่รู้ว่าสิ่งนี้จะเกิดขึ้นหรือไม่ แต่มันคงจะเป็นภาพที่น่าเหลือเชื่อจริงๆ

บางทีสิ่งมีชีวิตบางอย่างในอนาคตอันใกล้ กำลังจะได้เห็นมันและรู้สึกทึ่งกับสิ่งที่ได้เห็น

แต่คุณไม่ต้องรอนานขนาดนั้น

มีสิ่งที่น่าสนใจมากมายให้คุณ ได้สำรวจที่นี่บนโลกใบนี้ ณ ตอนนี้

หากคุณมีความรู้ที่จะเข้าใจสิ่งนั้น

เพื่อช่วยคุณในเรื่องนี้ เราได้สร้างชุดบทเรียน เพื่อยกระดับความรู้ทางวิทยาศาสตร์ของคุณไปอีกขั้น

สร้างขึ้นจากความร่วมมือกับเพื่อนๆ ของเราที่ Brilliant.org

บทเรียนเหล่านี้จะทำให้คุณเข้าใจหัวข้อต่างๆ จากวิดีโอยอดนิยมของเราอย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้น

ตั้งแต่โรคพิษสุนัขบ้าและเมแทบอลิซึม ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ไปจนถึงภูมิอากาศวิทยา

นอกจากนี้ยังมีบทเรียนเกี่ยวกับหลุมดำ

ซึ่งคุณสามารถเจาะลึกถึงหลักการพื้นฐาน ที่อยู่เบื้องหลังของการก่อตัวและพฤติกรรมของหลุมดำ

ความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นจะช่วยให้คุณเข้าใจบทบาท ของมันในการขับเคลื่อนควอซาร์ที่เราพูดถึงในวิดีโอนี้

Brilliant เป็นเครื่องมือการเรียนรู้แบบโต้ตอบ

ที่ทำให้คณิตศาสตร์ วิทยาศาสตร์และวิทยาการคอมพิวเตอร์ สามารถเข้าถึงได้ด้วยการลงมือปฏิบัติจริง

เพราะเรารู้ว่าหากต้องการเรียนรู้บางอย่างจริงๆ คุณต้องลงมือทำมัน

ให้คิดว่าแต่ละบทเรียนเป็นวิดีโอ ที่สอนแบบตัวต่อตัวของ Kurzgesagt

Brilliant มีบทเรียนอื่นๆ อีกหลายพันบทเรียนให้ได้สำรวจเช่นกัน

เช่นหัวข้อทางคณิตศาสตร์อย่าง พีชคณิตและความน่าจะเป็น ไปจนถึงหลักสูตรเกี่ยวกับการเขียนโปรแกรมและวิทยาการข้อมูล

หลักสูตรล่าสุดของพวกเขา “How Technology Works” จะพาคุณเจาะลึกถึงเทคโนโลยีที่คุณใช้ทุกวัน

คุณจะเดินตามรอยเท้าของแฮ็กเกอร์เพื่อค้นหาว่าเหตุใด รหัสผ่านบางรหัสจึงใช้เวลาหลายสิบปีในการถอดรหัส

สำรวจว่าดาวเทียมในอวกาศรู้ได้อย่างไร ว่าคนขับรถร่วมของคุณอยู่บนถนน

เรียนรู้ว่าทำไมวิดีโอ Kurzgesagt ที่คุณชื่นชอบ อาจถูกบัฟเฟอร์บน Youtube และอีกมากมาย

หากต้องการลงมือปฏิบัติจริงเกี่ยวกับบทเรียนของ Kurzgesagt และสำรวจทุกสิ่งที่ Brilliant นำเสนอ

คุณสามารถเริ่มทดลองใช้ฟรี 30 วันได้ โดยลงชื่อสมัครใช้ที่ Brilliant.org/nutshell

มีสิทธิพิเศษเพิ่มเติมสำหรับผู้ชม Kurzgasagt

200 คนแรกที่ใช้ลิงก์จะได้รับส่วนลด 20% สำหรับการเป็นสมาชิกรายปีหลังจากการทดลองใช้สิ้นสุดลง

เราชอบที่จะเห็นว่าสิ่งต่างๆ ลงล็อกอย่างไรกับการค้นคว้าของเรา

Brilliant มอบเครื่องมือให้คุณ ได้เข้าใจว่าทุกอย่างเข้ากันอย่างไร

เรารู้ว่าคุณรอมานานแล้ว เรามาเปิดเผยพินรุ่นลิมิเต็ดอิดิชันอันถัดไปกัน

นั่นคือ ทรงกลมไดสัน

พินเซ็ตพิเศษนี้แสดงถึงความฝัน ที่เรามีต่ออนาคตของมนุษยชาติ

ชาร์จด้วยพลังงานแสงอาทิตย์แล้วมันจะเรืองแสงในที่มืด

เปิดให้พรีออเดอร์เพียง 72 ชั่วโมงเท่านั้น ดังนั้นควรสั่งพรีออเดอร์เลยก่อนที่จะหมดเวลา

พินรุ่นลิมิเต็ดอิดิชันอันถัดไปจะถูกเปิดเผยในเร็วๆ นี้

[OUTRO]

translated by anothertemp_