ฟังเสียงประหลาดของหลุมดำร้องเพลง

ในอวกาศคุณจะไม่ได้ยินเสียงกรีดร้องของหลุมดำ แต่เห็นได้ชัดว่าคุณได้ยินมันร้องเพลง

ในปี พ.ศ. 2546 นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่ทำงานร่วมกับหอดูดาว Chandra X-ray Observatory ของ NASA ได้ตรวจพบรูปแบบของระลอกคลื่นในการเรืองแสง X-ray ของกระจุกดาราจักรขนาดยักษ์ในกลุ่มดาว Perseus พวกมันเป็นคลื่นแรงดัน กล่าวคือ คลื่นเสียง มีความยาว 30,000 ปีแสง และแผ่รังสีออกไปทางด้านนอกผ่านก๊าซที่ร้อนจัดซึ่งบางเฉียบซึ่งดูดกลืนกระจุกดาราจักร เกิดจากการระเบิดเป็นระยะๆ จากหลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลางกระจุกดาว ซึ่งอยู่ห่างออกไป 250 ล้านปีแสงและมีกาแล็กซีหลายพันแห่ง

ด้วยระยะเวลาการสั่น 10 ล้านปี คลื่นเสียงจึงเทียบเท่ากับเสียง B-flat 57 อ็อกเทฟที่ต่ำกว่า C กลาง ซึ่งเป็นโทนเสียงที่เห็นได้ชัดว่าหลุมดำถือไว้ในช่วงสองพันล้านปีที่ผ่านมา นักดาราศาสตร์สงสัยว่าคลื่นเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นเบรกในการก่อตัวดาวฤกษ์ ทำให้ก๊าซในกระจุกดาวร้อนเกินกว่าจะควบแน่นเป็นดาวดวงใหม่ได้

เมื่อเร็วๆ นี้ นักดาราศาสตร์จันทรา “ทำให้เป็นคลื่นเสียง” ระลอกคลื่นเหล่านี้โดยเร่งสัญญาณเป็น 57 หรือ 58 อ็อกเทฟเหนือระดับเดิม และเพิ่มความถี่เป็นสี่พันล้านครั้งเพื่อให้ได้ยินกับหูของมนุษย์ เป็นผลให้พวกเราที่เหลือสามารถได้ยินเสียงไซเรนในอวกาศร้องเพลง

ผ่านหูฟังแห่งจักรวาลใหม่เหล่านี้ หลุมดำ Perseus ทำให้เกิดเสียงครวญครางและเสียงก้องที่น่าขนลุกที่เตือนให้ผู้ฟังคนนี้นึกถึงเสียงกาลัมปิ้งที่ทำเครื่องหมายสัญญาณวิทยุของมนุษย์ต่างดาวที่ Jodie Foster ได้ยินผ่านหูฟังในภาพยนตร์นิยายวิทยาศาสตร์เรื่อง “Contact”

ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของโครงการต่อเนื่องในการ “ทำให้เป็นคลื่น” ของจักรวาล NASA ยังปล่อยเสียงที่สร้างในทำนองเดียวกันของปมสว่างในไอพ่นของพลังงานที่ยิงจากหลุมดำขนาดยักษ์ที่ใจกลางกาแลคซีขนาดมหึมาที่เรียกว่า M87 เสียงเหล่านี้ส่งมาถึงเราในช่วง 53.5 ล้านปีแสงเป็นโทนเสียงออร์เคสตราที่ต่อเนื่องกัน

โครงการโซนิฟิเคชั่นอื่นได้ดำเนินการโดยกลุ่มที่นำโดยอีริน คาร่า นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของความพยายามที่จะใช้แสงสะท้อนจากการระเบิดของรังสีเอกซ์เพื่อสร้างแผนที่สภาพแวดล้อมรอบหลุมดำ มากเท่ากับที่ค้างคาวใช้ เสียงจับยุง

ทั้งหมดนี้เป็นผลพลอยได้จาก “สัปดาห์หลุมดำ” ซึ่งเป็นงานมหกรรมโซเชียลมีเดียประจำปีของ NASA วันที่ 2-6 พฤษภาคม อย่างที่เกิดขึ้นในสัปดาห์นี้เป็นการโหมโรงข่าวใหญ่ในวันที่ 12 พฤษภาคม เมื่อนักวิจัยที่มีกล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์ ซึ่งในปี 2019 ได้สร้างภาพแรกของหลุมดำ จะประกาศผลล่าสุดของพวกเขา

หลุมดำตามที่ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์กำหนดไว้ เป็นวัตถุที่มีแรงโน้มถ่วงแรงมากจนไม่มีสิ่งใด แม้แต่แสง แม้แต่เสียงน้อยกว่ามากก็สามารถหลบหนีได้ พวกมันสามารถเป็นสิ่งที่สว่างที่สุดในจักรวาลได้เช่นกัน ก่อนที่สสารประเภทใดจะหายไปตลอดกาลในหลุมดำ นักทฤษฎีคาดการณ์ว่า วัตถุนั้นจะถูกเร่งให้มีความเร็วใกล้แสงด้วยสนามโน้มถ่วงของหลุม และทำให้ร้อนและหมุนวนเป็นหลายล้านองศา สิ่งนี้จะจุดประกายไฟ X-ray สร้างคลื่นกระแทกระหว่างดวงดาว และบีบไอพ่นและอนุภาคพลังงานสูงไปทั่วอวกาศ เช่น ยาสีฟันจำนวนมากจากหลอด

ในสถานการณ์ทั่วไป หลุมดำมีอยู่ในระบบดาวคู่ที่มีดาวฤกษ์และขโมยวัสดุจากมัน ซึ่งเพิ่มเป็นดิสก์สว่างที่หนาแน่นและสว่าง ซึ่งมองเห็นได้ชัดเจน ซึ่งทำให้เกิดการระเบิดของรังสีเอกซ์เป็นระยะๆ

การใช้ข้อมูลจากเครื่องมือของ NASA ที่เรียกว่า Neutron Star Interior Composition Explorer – NICER ซึ่งเป็นกลุ่มที่นำโดย Jingyi Wang นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของ MIT ค้นหาเสียงสะท้อนหรือภาพสะท้อนของรังสีเอกซ์เหล่านี้ การหน่วงเวลาระหว่างการระเบิด X-ray ดั้งเดิมกับเสียงสะท้อนและการบิดเบือนที่เกิดจากความใกล้ชิดกับแรงโน้มถ่วงแปลก ๆ ของหลุมดำทำให้เข้าใจถึงวิวัฒนาการของการระเบิดที่รุนแรงเหล่านี้

ในขณะเดียวกัน Dr. Kara ได้ทำงานร่วมกับผู้เชี่ยวชาญด้านการศึกษาและดนตรีเพื่อเปลี่ยนการสะท้อนของรังสีเอกซ์ให้เป็นเสียงที่ได้ยิน ในการจำลองกระบวนการนี้ เธอกล่าวว่าแสงวาบไปทั่วหลุมดำ ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในช่วงความยาวคลื่นของแสงวาบก่อนที่จะถูกสะท้อน

“ฉันชอบที่เราสามารถ ‘ได้ยิน’ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปในแบบจำลองเหล่านี้ได้” ดร.คาร่ากล่าวในอีเมล

กินใจของคุณออก, พิงค์ฟลอยด์

(Visited 1 times, 1 visits today)

Be the first to comment

Leave a comment

Your email address will not be published.


*