តើប្រហោងខ្មៅ (Black Hole) អាចផ្ទុះដែរឬទេ? (៣ចំណុចគួរយល់ដឹង) (VIDEO)

(បរទេស)៖ ប្រហោងខ្មៅ (Black Hole) ត្រូវបានចាត់ទុកជាម៉ាស៊ីនបូមធូលី នៅក្នុងទីអវកាស ហើយវត្ថុដ៏ធំធេងនេះមានអំណាចខ្លាំងណាស់ ដោយសូម្បីតែពន្លឺ ក៏ត្រូវវាលេបត្របាក់បានដែរ។ មនុស្សភាគច្រើនតែងស្រមៃឃើញ Black Hole មិនអាចធ្វើអ្វីផ្សេងទៀតបានឡើយ ក្រៅតែពីការស្ថិតនៅទីកន្លែងណាមួយនោះ ដើម្បីស្រូបកម្ទេចធូលី និងឧស្ម័ន យកទៅបង្កើនមាឌរបស់វា។

ប៉ុន្តែ, តើ Black Holes ទាំងឡាយពិតជាកំពុងមានអ្វី ដែលគួរឲ្យចាប់អារម្មណ៍ជាងនេះទៀត នៅក្នុងខ្លួនពួកវាមែនទេ? យើងសូមលើកឧទាហរណ៍ជាសំនួរមួយ៖ តើ Black Hole អាចផ្ទុះដែរឬទេ? ចម្លើយជាបណ្តោះអាសន្នសម្រាប់ពេលនេះគឺ «អាច» ប្រសិនបើយើងយោងទៅលើការផ្ទុះរបស់ Black Hole ដែលកើតឡើងមួយរំពេច ដែលត្រឹមជាការជះចេញនូវ ថាមពលដ៏ច្រើនសម្បើមនោះ។ ដើម្បីយល់ដឹងចម្លើយពិតប្រាកដ, ៣ ចំណុចធំៗខាងក្រោមនេះ នឹងពន្យល់លោកអ្នករហូតឈានទៅរកចំណុចរួមមួយ៖

១៖ វិទ្យុសកម្មហាកឃីង (Hawking Radiation)

គ្មានផ្លូវទេដែល Black Hole អាចផ្ទុះនោះ។ ដំណើរការដែលស្ថិតនៅពីក្រោយរឿងនេះ គឺយោងទៅលើការពិតមួយថា ប្រហោងខ្មៅ (Black Hole) មិនមែនសុទ្ធតែខ្មៅទាំងអស់នោះឡើយ ហើយការពិតនេះត្រូវបានរកឃើញដោយ អតីតរូបវិទូដ៏ល្បីល្បាញលោក ស្ទេហ្វិន ហាកឃីង (Stephen Hawking) កាលពីឆ្នាំ ១៩៧៦។

រូបវិទូមួយរូបឈ្មោះ Samir Mathur មកពីសាកលវិទ្យាល័យ Ohio បានប្រាប់សារព័ត៌មាន Live Science ថា «នៅក្នុងទ្រឹស្តីរូបវិទ្យាតាំងពីសម័យមុន គ្មានអ្វីមួយអាចចាកចេញពី Black Hole បានឡើយ។ ប៉ុន្តែ Hawking ជាមួយនឹង Quantum Mechanics (ការគណនាតាមរូបមន្តគណិតវិទ្យា ទៅលើចលនា និងអន្តរកម្មនៃភាគល្អិត) បានរកឃើញថា Black Hole តាមពិតទៅ គឺអាចលេចធ្លាយថាមពលពីខ្លួនវា ដោយគ្មានទីបញ្ចប់ តាមរយៈការបញ្ចេញថាមពលនៃធាតុវិទ្យុសកម្ម នៅក្នុងកម្រិតទាប ដែលទ្រឹស្តីនេះត្រូវបានគេហៅថា Hawking Radiation ឬវិទ្យុសកម្ម Hawking នោះឯង»។

បើយោងតាមទ្រឹស្តី Hawking Radiation ខាងលើនេះ ប្រសិនបើ Black Hole មិនលេបត្របាក់វត្ថុអវកាសថ្មីៗទៀតទេ នោះបន្តិចម្តងៗវានឹងបាត់បង់ម៉ាស់ (mass) ទៅវិញ។ ទោះជាបែបនេះក្តី ការបាត់បង់ម៉ាសតាមរបៀបនេះ ត្រូវបាន Hawking Radiation ចែងថា ស្ថិតក្នុងដំណើរការដ៏មហាកំពូលយឺតយ៉ាវជាទីបំផុត ឬស្ទើរតែមិនបាច់គិត។

ប៉ុន្តែលោក Hawking ក៏បានរកឃើញផងដែរថា Black Hole ដែលមានម៉ាស់តូច គឺអាចបាត់បង់ម៉ាស់លឿនជាង Black Hole ធំៗ។ ប្រការនេះមានន័យថា នៅពេលប្រហោងខ្មៅសង្រួមខ្លួនកាន់តែតូចទៅៗ នោះធាតុវិទ្យុសកម្ម (Radiation) ដែលវាបញ្ចេញក៏នឹងកើនច្រើនឡើងៗផងដែរ។ ដូច្នេះនៅពេលឈានដល់ទីបញ្ចប់ នៃជីវិតរបស់ Black Hole ប្រភេទនោះ ពួកវានឹងបញ្ចេញនូវ Radiation កាន់តែច្រើន និងរហ័ស ដែលនឹងក្លាយជាវត្ថុមួយឈានទៅរកការផ្ទុះ, បញ្ចេញនូវធាតុវិទ្យុសកម្ម និងភាគល្អិតនៃថាមពលក្នុងកម្រិតខ្ពស់។

គ្រាន់តែជាឧទាហរណ៍ឲ្យកាន់តែងាយយល់ប៉ុណ្ណោះ, ប្រសិនបើមានប្រហោងខ្មៅតូចៗ ប៉ុនភពផែនដីយើង ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងលឿនបំផុត ចាប់តាំងពីចក្រវាល (Universe) មួយនេះ លេចរូបរាងដំបូងបំផុតនោះ វានឹងត្រូវការពេលយ៉ាងហោចណាស់ ២ ទៅ ៣ ពាន់លានឆ្នាំដើម្បីរលំរលាយ (ផ្ទុះ) ហើយប្រការនេះមានន័យថា Black Hole ទំហំតូចៗទាំងអស់នោះ អាចនឹងផ្ទុះឡើងជាបន្តបន្ទាប់នៅក្នុងចក្រវាល មកទល់នឹងពេលឥឡូវនេះ។

គិតមកទល់ពេលនេះ ក្រុមតារាវិទូមិនទាន់បានរកឃើញភស្តុតាងណាមួយ នៃការផ្ទុះប្រហោងខ្មៅដំបូងនៅឡើយទេ ប៉ុន្តែពួកគេនៅតែជឿជាក់ថា វាអាចកើតមាននៅកន្លែងណាមួយ។

២៖ ការជះចេញនូវពន្លឺដ៏អស្ចារ្យ (Superradiance)

Black Holes អាចផ្ទុះឡើងជាមួយនិង «ប្រភេទនៃការផ្ទុះមួយផ្សេងទៀត» នៅក្នុងចក្រវាលយើងនេះ ដោយយើងត្រូវអរគុណចំពោះការវិលរបស់ពួកវា។ បាតុភូតរង្វិលនៃប្រហោងខ្មៅ (ដែលត្រូវបានដាក់ឈ្មោះថា Kerr Black Holes) គឺជាការផ្តល់កិត្តិយសដល់ គណិតវិទូជនជាតិនូវែលសេឡង់ លោក Roy Kerr ដែលបានរកឃើញជាលើកដំបូងនូវរបៀបដែល Kerr Black Holes ដំណើរការ ដោយការបង្កើតតំបន់ ergosphere ជុំវិញតំបន់មាត់ច្រកនៃពេលវេលា (Event Horizons) របស់ Black Holes នោះ។ Ergosphere គឺជាតំបន់ជំរុញចលនារូបធាតុ ឬគ្មានវត្ថុណាមួយអាចនៅស្ងៀមបានឡើយ ពេលស្ថិតនៅតំបន់មួយនេះ។ អ្វីក៏ដោយឲ្យតែធ្លាក់ចូលទៅក្នុង Black Holes ដែលកំពុងវិលនោះ នឹងចាប់ផ្តើមវិលជុំវិញ Black Holes នៅពេលដែលភាគល្អិតទាំងនោះ ចូលទៅដល់តំបន់ Ergosphere នេះ។

ការបង្វិលពេលវេលា និងអវកាស (Space-Time) ជុំវិញ Black Hole មួយ ក៏អាចស្រូបទាញភាគល្អិត ហ្វូថុន (Photons ជាភាគល្អិតតំណាងឲ្យបរិមាណនៃពន្លឺ ឬវិទ្យុសកម្មអេឡិចត្រូម៉ាញេទិចដទៃទៀត) ផងដែរ។ ប្រសិនបើមានភាគល្អិត Photons គ្រប់គ្រាន់ នោះវានឹងអាចស្រូបយកគ្នាវា ឬភាគល្អិតតែលតោលផ្សេងៗទៀតឡើងមកបន្ថែម។ ពេលខ្លះការស្រូបទាញនោះ ក៏អាចជំរុញឲ្យ Photons ខ្ទាតចេញពីតំបន់ Ergosphere វិញបានដែរ។ ប៉ុន្តែពេលខ្លះទៀត ការស្រូបទាញ (Bouncing) ពិតជាជំរុញឲ្យភាគល្អិត Photons ធ្លាក់កាន់តែជ្រៅទៅកាន់ Black Hole ដែលធ្វើឲ្យពួកវាកាន់តែកើនថាមពល។ ដំណើររបស់ពួកវាក៏អាចនឹងវិលវល់ចុះឡើងផងដែរ។

ជាមួយនិងដំណើរការខាងលើនេះ ដែលកើតមានឡើងម្តងហើយម្តងទៀត និងនៅគ្រប់ដំណើរនៅជុំវិញ Black Hole នោះ ភាគល្អិត Photon ក៏ឈានទៅប្រមូលផ្តុំថាមពល។ ដំណើរការនេះយើងហៅថា «Superradiance» ឬ «ការជះចេញនូវពន្លឺដ៏អស្ចារ្យ»។ ប្រសិនបើភាគល្អិត Photons អាចរួចខ្លួននៅចុងបញ្ចប់នោះ វានឹងមានថាមពលច្រើនសម្បើមអស្ចារ្យមួយ លើសពីអ្វីដែលវាធ្លាប់មាន នៅពេលវាទើបចាប់ផ្តើមដំណើររបស់វាដំបូង ជាក់ជាមិនខាន។

នៅពេលដែលមាន Photons ក្នុងចំនួនគ្រប់គ្រាន់ ចូលរួមក្នុងដំណើរការខាងលើនេះ ពួកវានឹងជំរុញឲ្យមានការផ្ទុះឡើងនៅក្នុងពេលតែមួយ ជាមួយនឹងថាមពលដ៏ខ្លាំងអស្ចារ្យបំផុត ដោយព្រឹត្តិការណ៍មួយនេះ ត្រូវបានគេដាក់ឈ្មោះថា «គ្រាប់បែកនៃប្រហោងខ្មៅ» ឬ «Black Hole Bomb»។ ទោះបីជាខ្លួន Black Hole ទាំងមូលមិនអាចផ្ទុះក៏ពិតមែន ក៏ឥទ្ធិពលនៃព្រឹត្តិការណ៍ Superradiance នេះ ជាថ្មីម្តងទៀតអាចលេចចេញមកដើម្បីបង្ហាញថា Black Holes ទាំងឡាយមានឥទ្ធិពលខ្លាំងមហិមាដល់កម្រិតណា តាមរយៈការជះឥទ្ធិពលទៅកាន់ បរិស្ថាននៅជុំវិញពួកវា។

៣៖ បន្ទះឌីស (Disks) និងកំសួលថាមពល (Jets)

របៀបទូទៅបំផុតដែល Black Holes នានាអាចបង្កការផ្ទុះនោះ គឺមិនមែនយោងទៅលើ ឥទ្ធិពលនៃការកម្ទេច ដែលខ្លួនពួកវាមាននោះឡើយ, ប៉ុន្តែគឺយោងទៅលើកម្លាំងទំនាញ (Gravitational Force) ដ៏មានឥទ្ធិពលបំផុតរបស់ពួកវានោះឯង។ ពពួកប្រហោងខ្មៅមហាយក្ស (Supermassive Black Holes) គឺកំពុងតាំងនៅចំកណ្តាលកាឡាក់ស៊ីនានា ហើយពេលខ្លះវត្ថុអវកាសធំៗដូចជា ពពួកផ្កាយជាដើម គោចរទៅកៀក Black Holes ទាំងនោះខ្លាំងពេក។ នៅពេលដែលហេតុការណ៍នោះកើតឡើង តារាទាំងនោះនឹងត្រូវហែកជាបំណែក ដោយឥទ្ធិពលជំនោរ ហើយដំណើរនៃការហែកបែបនេះ តែងតែបង្កឲ្យមានការផ្ទុះជះចេញនូវថាមពល។ ក្រុមតារាវិទូនៅលើផែនដី អាចបញ្ជាក់អំពីការបញ្ចេញថាមពលនោះថា «ជាការបញ្ចេញថាមពលមួយរយៈខ្លី» ប៉ុន្តែវាគឺជាបណ្តុំនៃកាំរស្មីអ៊ិច (X-ray) និងកាំរស្មីហ្គាម៉ា-វិទ្យុសកម្ម (Gamma-Ray Radiation) ដ៏ខ្លាំងក្លាបំផុត។

ក្រៅពីសមត្ថភាពក្នុងការពុះបំបែកផ្កាយ Black Holes ធំៗខាងលើនេះ តែងតែប្រមូលផ្តុំវត្ថុធាតុនានា ដែលចល័តនៅជុំវិញខ្លួនពួកវានោះ មកប្រមូលផ្តុំនៅក្នុងបន្ទះឌីស (Disks) ដ៏ធំមហិមា។ កម្តៅនៃបន្ទះឌីសជុំវិញ Black Holes យក្សអាចកើនឡើងកម្តៅដល់ក្វាទ្រីលាន (Quadrillion) ដឺក្រេ ដែលធ្វើឲ្យពួកវាក្លាយជាវត្ថុមានពន្លឺខ្លាំងបំផុត នៅក្នុងចក្រវាល។ ឧទាហរណ៍បន្ទះឌីស នៃ Supermassive Black Hole តែមួយប៉ុណ្ណោះ អាចជះពន្លឺទៅដល់កាឡាក់ស៊ីចំនួន ១លាននៅជុំវិញវា នៅក្នុងពេលតែមួយបាន។

នៅពេលឈានដល់ចំណុចខ្លាំងបំផុតរបស់ពួកវានោះ បន្ទះឌីសនានានឹងជំរុញចលនានៃដែនអគ្គិសនី (Electric) និងម៉ាញេទិច (Magnetic) ដែលមាននៅក្នុងតំបន់ខ្លះនៃបន្ទះឌីសជុំវិញ Black Holes ទាំងនោះ ឲ្យចេញមកក្រៅក្នុងទម្រង់ជាកំសួលថាមពល (Jets) ដ៏ស្តើង និងលាតសន្ធឹងរាប់ម៉ឺនឆ្នាំពន្លឺ (១ឆ្នាំពន្លឺ = ៩.៤៦ទ្រីលានគីឡូម៉ែត្រ)។

ទោះបីជា Jets ទាំងឡាយនោះ មិនត្រូវបានចាត់ទុកតាមលក្ខណៈបច្ចេកទេសថា ជាការផ្ទុះក៏ដោយ ក៏ពួកវានៅតែជាការបញ្ចេញថាមពលដ៏ខ្លាំងក្លា។ ដូច្នេះ, សរុបសេចក្តីមក «ការផ្ទុះនៃខ្លួន Black Holes តែម្តងនោះ គឺជាបាតុភូតដែលមិនអាចកើតឡើងឡើយ» ប៉ុន្តែ «ការផ្ទុះបញ្ចេញ Jets ឬ Superradiance ដូចបានរៀបរាប់ខាងលើនេះ សុទ្ធតែបានកើតមានរួចមកហើយ និងអាចហៅថា ជាការផ្ទុះបង្កឡើងដោយឥទ្ធិពលនៃ Black Holes បាន»៕

ប្រែសម្រួល៖ Cambo Space (ឥន្ទ វុត្ថា)
ប្រភព៖ SPACE (ថ្ងៃចន្ទ ទី០៣ ខែតុលា ឆ្នាំ២០២២)