ทฤษฎีไอน์สไตน์และฮอว์กิงถูกพิสูจน์แล้ว จากการชนกันของหลุมดำ

การค้นพบครั้งสำคัญนี้เกิดขึ้นในเดือนมกราคมที่ผ่านมา เมื่อนักดาราศาสตร์สามารถสังเกตการณ์การชนกันของหลุมดำสองแห่งได้อย่างชัดเจนอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน ซึ่งเป็นการยืนยันทฤษฎีที่นักฟิสิกส์อัจฉริยะอย่าง สตีเฟน ฮอว์กิง และ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ได้เคยทำนายไว้เมื่อหลายทศวรรษก่อน

นักวิจัยใช้เครื่องตรวจวัดคลื่นความโน้มถ่วงด้วยแสงเลเซอร์ (LIGO) ซึ่งตั้งอยู่ในรัฐลุยเซียนาและรัฐวอชิงตัน สามารถจับ “คลื่นความโน้มถ่วง” หรือคลื่นริ้วเล็กๆ ในอวกาศที่เกิดจากการชนกันของหลุมดำทั้งสองได้

จากแนวคิดที่เป็นไปไม่ได้ สู่การค้นพบแห่งศตวรรษ

ไอน์สไตน์ เป็นคนแรกที่ทำนายถึงปรากฏการณ์นี้ในปี 1915 โดยเป็นส่วนหนึ่งของทฤษฎีสัมพัทธภาพ เขากล่าวว่าการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงเป็นวิธีเดียวที่จะระบุการชนกันของหลุมดำจากโลกได้ อย่างไรก็ตาม ไอน์สไตน์เชื่อว่าเทคโนโลยีในยุคนั้นไม่สามารถตรวจจับสัญญาณได้ เพราะมันอ่อนเกินไป

ในขณะเดียวกัน ฮอว์กิง ก็ได้สร้างทฤษฎีของเขาในปี 1971 โดยระบุว่าเมื่อหลุมดำสองแห่งรวมตัวกัน พื้นที่ผิวของหลุมดำที่เกิดขึ้นใหม่จะต้องเท่ากับหรือมากกว่าผลรวมของพื้นที่ผิวของหลุมดำเดิม

ในปี 2015 LIGO ได้สร้างประวัติศาสตร์ด้วยการบันทึกคลื่นความโน้มถ่วงได้เป็นครั้งแรก และในอีก 10 ปีต่อมา การชนกันของหลุมดำที่เกิดขึ้นล่าสุดนี้ก็ยิ่งทำให้การค้นพบชัดเจนขึ้น

ความลับของหลุมดำที่ซับซ้อนแต่เรียบง่าย

แม็กซิมิลิอาโน ไอซี ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยโคลัมเบีย อธิบายว่าหลุมดำสองแห่งที่ชนกันมีมวลประมาณ 30-35 เท่าของดวงอาทิตย์ และโคจรรอบกันเป็นวงกลมเกือบสมบูรณ์ เมื่อหลอมรวมกันแล้ว หลุมดำใหม่จะมีมวลประมาณ 63 เท่าของดวงอาทิตย์ และหมุนด้วยความเร็ว 100 รอบต่อวินาที

ไอซีกล่าวว่าการสังเกตการณ์ครั้งล่าสุดนี้ช่วยให้ทีมของเขาได้เห็น “พลวัตของอวกาศและเวลา” ในมุมมองใหม่ “แม้หลุมดำจะดูซับซ้อนและลึกลับ แต่ในทางคณิตศาสตร์แล้ว มันควรจะถูกอธิบายได้ด้วยตัวเลขเพียงสองตัวเท่านั้น นั่นคือ มวล (ขนาด) และ ความเร็วในการหมุน”

เขาอธิบายเปรียบเทียบว่าเหมือนกับการเคาะระฆังที่ทำให้เกิดเสียงกังวาน “ระดับเสียงและระยะเวลาของเสียงจะบอกเราว่าระฆังทำจากอะไร สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นกับหลุมดำ พวกมันจะส่งเสียงกังวานในรูปของคลื่นความโน้มถ่วง”

การค้นพบครั้งนี้ไม่เพียงแต่พิสูจน์ทฤษฎีของนักฟิสิกส์ผู้ยิ่งใหญ่ แต่ยังเปิดประตูสู่ความเข้าใจใหม่เกี่ยวกับธรรมชาติของอวกาศและเวลา ซึ่งเป็นพื้นฐานสำคัญของจักรวาลที่เราอาศัยอยู่