ការស្រាវជ្រាវចុងក្រោយបំផុតលើប្រហោងខ្មៅ

ការស្រាវជ្រាវចុងក្រោយបំផុតលើប្រហោងខ្មៅ៖ ការដោះសោអាថ៌កំបាំងនៃលំហអាកាស

សេចក្តីផ្តើម

រន្ធខ្មៅបានធ្វើឱ្យអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រ និងសាធារណជនទូទៅចាប់អារម្មណ៍ជាយូរមកហើយ ដោយដើរតួជាអាថ៌កំបាំងលោហធាតុដែលប្រកួតប្រជែងនឹងការយល់ដឹងរបស់យើងអំពីសកលលោក។ ធម្មជាតិអាថ៌កំបាំងរបស់ពួកវាបានជំរុញកិច្ចខិតខំប្រឹងប្រែងស្រាវជ្រាវរាប់មិនអស់ដែលមានគោលបំណងស្រាយអាថ៌កំបាំងរបស់វា។ ការរកឃើញ និងទ្រឹស្តីចុងក្រោយបំផុតនៅក្នុងការសិក្សាអំពីរន្ធខ្មៅកំពុងរុញច្រានព្រំដែននៃរូបវិទ្យាតារាសាស្ត្រ ដោយបង្ហាញពីការយល់ដឹងដ៏គួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើលអំពីធម្មជាតិនៃលំហ ពេលវេលា និងរូបធាតុ។ អត្ថបទនេះស៊ើបអង្កេតទៅលើវឌ្ឍនភាពថ្មីៗបំផុតនៅក្នុងការស្រាវជ្រាវរន្ធខ្មៅ ដោយផ្តល់នូវការមើលឃើញអំពីការអភិវឌ្ឍទំនើបៗដែលកំពុងផ្លាស់ប្តូរទស្សនៈលោហធាតុរបស់យើង។

តេឡេស្កុប​លំហអាកាស​ព្រឹត្តិការណ៍៖ សមិទ្ធផល​ដ៏​អស្ចារ្យ​មួយ

ព្រឹត្តិការណ៍​ដ៏សំខាន់បំផុតមួយក្នុងការស្រាវជ្រាវរន្ធខ្មៅត្រូវបានសម្រេចនៅក្នុងខែមេសា ឆ្នាំ២០១៩ នៅពេលដែលកិច្ចសហការរបស់តេឡេស្កុប Event Horizon Telescope (EHT) បានបង្ហាញរូបភាពដំបូងនៃព្រឹត្តិការណ៍ horizon របស់រន្ធខ្មៅ។ ស្ថិតនៅចំកណ្តាលកាឡាក់ស៊ី M87 រន្ធខ្មៅនេះ ដែលគេស្គាល់ថា M87 មានចម្ងាយប្រហែល ៥៥ លានឆ្នាំពន្លឺពីផែនដី និងមានម៉ាស់ប្រហែល ៦,៥ ពាន់លានដងនៃម៉ាស់ព្រះអាទិត្យរបស់យើង។

តេឡេស្កុបវិទ្យុ EHT បានប្រើប្រាស់បណ្តាញតេឡេស្កុបវិទ្យុដែលរាយប៉ាយពាសពេញពិភពលោក ដោយដំណើរការជាតេឡេស្កុបទំហំប៉ុនផែនដីនិម្មិត ដើម្បីចាប់យករូបភាព។ សមិទ្ធផលដ៏អស្ចារ្យនេះបានបញ្ជាក់ពីអត្ថិភាពនៃផ្តេកព្រឹត្តិការណ៍ ដែលជាព្រំដែនដែលគ្មានអ្វីអាចគេចផុតពីកម្លាំងទំនាញរបស់រន្ធខ្មៅបានឡើយ សូម្បីតែពន្លឺ។ ទិន្នន័យពី EHT កំពុងបន្តផ្តល់នូវការយល់ដឹងអំពីរូបវិទ្យារន្ធខ្មៅ រួមទាំងឥរិយាបថរបស់ឌីសបង្កើនទំហំ និងយន្តហោះប្រតិកម្មរ៉ឺឡាទីវីស្ទិក។

រលកទំនាញ៖ អាណាចក្រថ្មីនៃការសង្កេតប្រហោងខ្មៅ

ក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានឆ្នាំចុងក្រោយនេះ តារាសាស្ត្ររលកទំនាញបានបើកវិធីថ្មីមួយដើម្បីសិក្សាពីរន្ធខ្មៅ។ កិច្ចសហការរបស់ LIGO និង Virgo បានរកឃើញព្រឹត្តិការណ៍រលកទំនាញជាច្រើនដែលបណ្តាលមកពីការប៉ះទង្គិចគ្នានៃរន្ធខ្មៅ។ ការសង្កេតទាំងនេះមិនត្រឹមតែបញ្ជាក់ពីអត្ថិភាពនៃរន្ធខ្មៅដែលមានម៉ាស់ផ្កាយប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាក៏បានផ្តល់នូវវិធីសាស្ត្រថ្មីមួយដើម្បីវាស់ម៉ាស់ និងការវិលរបស់វាផងដែរ។

ព្រឹត្តិការណ៍សំខាន់មួយគឺការរកឃើញ GW170817 ដែលជាការប៉ះទង្គិចគ្នានៃផ្កាយនឺត្រុងពីរ។ ខណៈពេលដែលមិនមែនជាព្រឹត្តិការណ៍ប្រហោងខ្មៅដោយខ្លួនឯងក៏ដោយ វាបានបង្ហាញពីអំណាចនៃវិស័យតារាសាស្ត្រពហុអ្នកនាំសារ ដោយរួមបញ្ចូលគ្នានូវរលកទំនាញជាមួយនឹងការសង្កេតអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច។ មិនយូរប៉ុន្មាន GW190521 ត្រូវបានរកឃើញ ដែលបង្ហាញពីការរួមបញ្ចូលគ្នានៃប្រហោងខ្មៅដ៏ធំពីរទៅជាប្រហោងខ្មៅធំជាង។ ការរកឃើញនេះបានប្រកួតប្រជែងនឹងគំនិតពីមុនអំពីដែនកំណត់ទំហំនៃប្រហោងខ្មៅដែលបណ្តាលមកពីការវិវត្តន៍ផ្កាយ។

ប្រហោងខ្មៅម៉ាស់មធ្យម៖ កាត់បន្ថយគម្លាត

អស់រយៈពេលជាច្រើនទសវត្សរ៍មកហើយ តារាវិទូមានការងឿងឆ្ងល់ចំពោះគម្លាតដ៏ជាក់ស្តែងរវាងប្រហោងខ្មៅដែលមានម៉ាស់ផ្កាយ (រហូតដល់រាប់សិបម៉ាស់ព្រះអាទិត្យ) និងប្រហោងខ្មៅដែលមានម៉ាស់មហាយក្ស (រាប់លានទៅរាប់ពាន់លានម៉ាស់ព្រះអាទិត្យ)។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការស្រាវជ្រាវថ្មីៗនេះបានផ្តល់ភស្តុតាងដ៏គួរឱ្យជឿជាក់សម្រាប់អត្ថិភាពនៃប្រហោងខ្មៅដែលមានម៉ាស់មធ្យម (IMBHs) ដែលមានចាប់ពី 100 ទៅ 1,000 ម៉ាស់ព្រះអាទិត្យ។

នៅឆ្នាំ ២០២០ ក្រុមអ្នកស្រាវជ្រាវដែលប្រើប្រាស់ទិន្នន័យពីតេឡេស្កុបអវកាស Hubble បានរាយការណ៍ពីការរកឃើញដ៏មានសក្តានុពលនៃ IMBH នៅក្នុងចង្កោមផ្កាយ 3XMM J215022.4-055108។ លើសពីនេះ ការសិក្សាដែលពាក់ព័ន្ធនឹងរលកទំនាញបានកំណត់អត្តសញ្ញាណការរួមបញ្ចូលគ្នាដែលបង្ហាញពីវត្តមានរបស់ IMBHs។ ការរកឃើញទាំងនេះគឺមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការយល់ដឹងអំពីការបង្កើត និងការវិវត្តនៃប្រហោងខ្មៅឆ្លងកាត់មាត្រដ្ឋានម៉ាស់ផ្សេងៗគ្នា។

ទិដ្ឋភាពកង់ទិចនៃប្រហោងខ្មៅ៖ វិទ្យុសកម្ម Hawking និងលើសពីនេះ

អន្តរកម្មរវាងរន្ធខ្មៅ និងមេកានិចកង់ទិចនៅតែជាផ្នែកមួយដ៏គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍បំផុតនៃរូបវិទ្យាទ្រឹស្តី។ ការទស្សន៍ទាយរបស់ Stephen Hawking អំពីការហួតរន្ធខ្មៅតាមរយៈវិទ្យុសកម្ម Hawking បានជំទាស់នឹងទស្សនៈបុរាណនៃរន្ធខ្មៅថាជាវត្ថុអស់កល្បជានិច្ច។ យោងតាមទ្រឹស្តីនេះ រន្ធខ្មៅអាចបញ្ចេញវិទ្យុសកម្មដោយសារតែឥទ្ធិពលកង់ទិចនៅជិតផ្តេកព្រឹត្តិការណ៍ ដែលនាំឱ្យមានការបាត់បង់ម៉ាស់បន្តិចម្តងៗ និងអាចបណ្តាលឱ្យវាស្លាប់នៅទីបំផុត។

ការស្រាវជ្រាវថ្មីៗបានស្វែងយល់បន្ថែមអំពីផលប៉ះពាល់នៃវិទ្យុសកម្ម Hawking ហើយបានស្វែងរកការបង្រួបបង្រួមទ្រឹស្តីទ្រឹស្តីទូទៅជាមួយនឹងមេកានិចកង់ទិច។ មធ្យោបាយមួយដែលបានស្នើឡើងគឺគោលគំនិតនៃ "ជញ្ជាំងភ្លើង" ដែលជាបាតុភូតសម្មតិកម្មដែលអាចមាននៅផ្តេកព្រឹត្តិការណ៍ និងដោះស្រាយភាពផ្ទុយគ្នានៃព័ត៌មាន - សំណួរជាមូលដ្ឋានក្នុងរូបវិទ្យាអំពីថាតើព័ត៌មានដែលធ្លាក់ចូលទៅក្នុងប្រហោងខ្មៅត្រូវបានបាត់បង់ជារៀងរហូតឬអត់។

តួនាទីរបស់ប្រហោងខ្មៅក្នុងការបង្កើតកាឡាក់ស៊ី

ប្រហោងខ្មៅមិនមែនគ្រាន់តែជាវត្ថុលោហធាតុអកម្មនោះទេ។ ពួកវាដើរតួនាទីយ៉ាងសកម្មនៅក្នុងឌីណាមិក និងការវិវត្តន៍នៃកាឡាក់ស៊ី។ ការសង្កេតដែលធ្វើឡើងជាមួយតេឡេស្កុបដូចជា កែវយឹត Chandra X-ray Observatory និង Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) បានបង្ហាញថា ប្រហោងខ្មៅយក្សអាចមានឥទ្ធិពលលើកាឡាក់ស៊ីម្ចាស់ផ្ទះរបស់វាតាមរយៈលំហូរចេញ និងរលកដ៏មានឥទ្ធិពល ដែលគ្រប់គ្រងការបង្កើតផ្កាយ និងការចែកចាយនៃរូបធាតុអន្តរតារា។

ការក្លែងធ្វើថ្មីៗបានជំរុញការយល់ដឹងរបស់យើងដោយបង្ហាញថា យន្តការផ្តល់មតិត្រឡប់ពីរន្ធខ្មៅដ៏ធំសម្បើមគឺមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការរក្សាតុល្យភាពរវាងការលូតលាស់របស់កាឡាក់ស៊ី និងស្ថានភាពស្ងប់ស្ងាត់។ អន្តរកម្មទាំងនេះបង្ហាញថា រន្ធខ្មៅ និងកាឡាក់ស៊ីម្ចាស់ផ្ទះរបស់វាវិវត្តន៍ជាមួយគ្នា ដោយបង្កើតលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់គ្នាទៅវិញទៅមកលើមាត្រដ្ឋានពេលវេលាលោហធាតុ។

ដំណោះស្រាយ និងជម្រើសផ្សេងទៀតនៃប្រហោងខ្មៅកម្រ និងអសកម្ម

អ្នករូបវិទ្យាទ្រឹស្តីបន្តស្វែងយល់ពីដំណោះស្រាយជំនួសចំពោះសមីការរបស់អែងស្តែង ដែលអាចពិពណ៌នាអំពីស្ថានភាពប្រហោងខ្មៅកម្រ និងអសកម្ម ឬសូម្បីតែជម្រើសជំនួសប្រហោងខ្មៅ។ សំណើដូចជា "រន្ធដង្កូវ" "ផ្កាយ gravastars" និង "ផ្កាយខ្មៅ" ផ្តល់នូវលទ្ធភាពគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ដែលសាកល្បងដែនកំណត់នៃការយល់ដឹងរបស់យើងអំពីលំហអាកាស។

គោលគំនិតគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍មួយទៀតគឺ «ប្រហោងខ្មៅបឋម» ដែលអាចបង្កើតឡើងភ្លាមៗបន្ទាប់ពី Big Bang។ ប្រហោងខ្មៅបឋមទាំងនេះត្រូវបានសន្មត់ថារួមចំណែកដល់បញ្ហារូបធាតុងងឹត ដែលតំណាងឱ្យទម្រង់មិនមែនបារីយ៉ូនិចនៃរូបធាតុ ដែលអាចជួយពន្យល់ពីម៉ាស់ដែលបាត់របស់សកលលោក។

ទស្សនវិស័យ និងបេសកកម្មនាពេលអនាគត

អនាគតនៃការស្រាវជ្រាវរន្ធខ្មៅមើលទៅមានសង្ឃឹមជាមួយនឹងបេសកកម្មនាពេលខាងមុខ និងការរីកចម្រើនផ្នែកបច្ចេកវិទ្យា។ តេឡេស្កុបអវកាស James Webb ដែលគ្រោងនឹងបាញ់បង្ហោះក្នុងពេលឆាប់ៗនេះ នឹងសង្កេតមើលសកលលោកឱ្យបានលម្អិតមិនធ្លាប់មានពីមុនមកនៅទូទាំងរលកពន្លឺជាច្រើន ដោយផ្តល់នូវការយល់ដឹងថ្មីៗអំពីបរិស្ថានជុំវិញរន្ធខ្មៅ។

ឧបករណ៍ចាប់រលកទំនាញដែលមានមូលដ្ឋានលើលំហដែលបានគ្រោងទុក ដូចជាអង់តែនអវកាស Laser Interferometer (LISA) ក៏នឹងបង្កើនសមត្ថភាពរបស់យើងក្នុងការរកឃើញការរួមបញ្ចូលគ្នាដែលពាក់ព័ន្ធនឹងរន្ធខ្មៅដែលមានម៉ាស់ និងចម្ងាយផ្សេងៗគ្នា ដែលធ្វើឲ្យការយល់ដឹងរបស់យើងកាន់តែស៊ីជម្រៅអំពីប្រជាសាស្ត្រ និងការវិវត្តន៍របស់រន្ធខ្មៅ។

សន្និដ្ឋាន

ការស្រាវជ្រាវចុងក្រោយបំផុតលើរន្ធខ្មៅកំពុងផ្លាស់ប្តូរចំណេះដឹងរបស់យើងអំពីវត្ថុអាថ៌កំបាំងទាំងនេះ។ ចាប់ពីការថតរូបភាពដោយផ្ទាល់នៃផ្តេកព្រឹត្តិការណ៍ រហូតដល់ការសិក្សាអំពីរលកទំនាញ និងទិដ្ឋភាពកង់ទិចនៃរូបវិទ្យារន្ធខ្មៅ ការរកឃើញនីមួយៗនាំយើងឱ្យកាន់តែខិតជិតដល់ការយល់ដឹងអំពីភាពស្មុគស្មាញរបស់វា។ នៅពេលដែលយើងបន្តរុញច្រានព្រំដែននៃការសង្កេត និងទ្រឹស្តី រន្ធខ្មៅនៅតែជាចំណុចកណ្តាលក្នុងដំណើរស្វែងរកដើម្បីយល់ពីអាថ៌កំបាំងដ៏ជ្រាលជ្រៅបំផុតរបស់សកលលោក។