ການຄົ້ນຄວ້າລ່າສຸດກ່ຽວກັບຫຼຸມດຳ: ການປົດລັອກຄວາມລຶກລັບຂອງຈັກກະວານ
ການນໍາສະເຫນີ
ຂຸມດຳໄດ້ສ້າງຄວາມປະທັບໃຈໃຫ້ນັກວິທະຍາສາດ ແລະ ສາທາລະນະຊົນທົ່ວໄປມາດົນແລ້ວ, ໂດຍເຮັດໜ້າທີ່ເປັນປິດສະໜາຂອງຈັກກະວານທີ່ທ້າທາຍຄວາມເຂົ້າໃຈຂອງພວກເຮົາກ່ຽວກັບຈັກກະວານ. ລັກສະນະທີ່ລຶກລັບຂອງພວກມັນໄດ້ກະຕຸ້ນຄວາມພະຍາຍາມຄົ້ນຄວ້ານັບບໍ່ຖ້ວນເພື່ອເປີດເຜີຍຄວາມລັບຂອງພວກມັນ. ການຄົ້ນພົບ ແລະ ທິດສະດີລ່າສຸດໃນການສຶກສາຂຸມດຳກຳລັງຊຸກຍູ້ຂອບເຂດຂອງຟີຊິກດາລາສາດ, ເປີດເຜີຍຄວາມເຂົ້າໃຈທີ່ໜ້າປະຫລາດໃຈກ່ຽວກັບລັກສະນະຂອງອະວະກາດ, ເວລາ ແລະ ວັດຖຸ. ບົດຄວາມນີ້ເຈາະເລິກເຂົ້າໄປໃນຄວາມກ້າວໜ້າລ່າສຸດໃນການຄົ້ນຄວ້າຂຸມດຳ, ໂດຍສະເໜີພາບລວມກ່ຽວກັບການພັດທະນາທີ່ທັນສະໄໝທີ່ກຳລັງປ່ຽນແປງທັດສະນະຂອງຈັກກະວານຂອງພວກເຮົາ.
ກ້ອງສ່ອງທາງໄກ Event HORIZON: ຜົນສຳເລັດທີ່ໜ້າປະທັບໃຈ
ໜຶ່ງໃນຈຸດສຳຄັນທີ່ສຸດໃນການຄົ້ນຄວ້າຫຼຸມດຳໄດ້ບັນລຸຜົນໃນເດືອນເມສາ 2019, ເມື່ອການຮ່ວມມືຂອງກ້ອງສ່ອງທາງໄກ Event Horizon Telescope (EHT) ໄດ້ເປີດເຜີຍຮູບພາບທຳອິດຂອງຂອບເວລາເຫດການຂອງຫຼຸມດຳ. ຫຼຸມດຳນີ້ຕັ້ງຢູ່ໃຈກາງຂອງກາແລັກຊີ M87, ທີ່ຮູ້ຈັກກັນໃນນາມ M87, ຫ່າງຈາກໂລກປະມານ 55 ລ້ານປີແສງ ແລະ ມີມວນສານປະມານ 6.5 ຕື້ເທົ່າຂອງດວງອາທິດຂອງພວກເຮົາ.
EHT ໄດ້ໃຊ້ເຄືອຂ່າຍກ້ອງສ່ອງທາງໄກວິທະຍຸທີ່ກະຈາຍຢູ່ທົ່ວໂລກ, ເຊິ່ງເຮັດໜ້າທີ່ເປັນກ້ອງສ່ອງທາງໄກຂະໜາດເທົ່າກັບໂລກເພື່ອຖ່າຍພາບ. ຜົນສຳເລັດອັນຍິ່ງໃຫຍ່ນີ້ໄດ້ຢືນຢັນເຖິງການມີຢູ່ຂອງຂອບເຂດເຫດການ, ເຊິ່ງເປັນຂອບເຂດທີ່ບໍ່ມີຫຍັງ, ແມ່ນແຕ່ແສງສະຫວ່າງ, ສາມາດຫຼີກໜີຈາກແຮງໂນ້ມຖ່ວງຂອງຫຼຸມດຳໄດ້. ຂໍ້ມູນຈາກ EHT ຍັງສືບຕໍ່ໃຫ້ຄວາມເຂົ້າໃຈກ່ຽວກັບຟີຊິກຫຼຸມດຳ, ລວມທັງພຶດຕິກຳຂອງແຜ່ນສະສົມ ແລະ ກະແສໄຟຟ້າສຳພັນ.
ຄື້ນຄວາມໂນ້ມຖ່ວງ: ອານາຈັກໃໝ່ຂອງການສັງເກດການຫຼຸມດຳ
ໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້, ດາລາສາດຄື້ນຄວາມໂນ້ມຖ່ວງໄດ້ເປີດວິທີການໃໝ່ໃນການສຶກສາຫຼຸມດຳ. ການຮ່ວມມືຂອງ LIGO ແລະ Virgo ໄດ້ກວດພົບເຫດການຄື້ນຄວາມໂນ້ມຖ່ວງຫຼາຍຢ່າງທີ່ເກີດຈາກການປະທະກັນຂອງຫຼຸມດຳ. ການສັງເກດການເຫຼົ່ານີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ຢືນຢັນການມີຢູ່ຂອງຫຼຸມດຳມວນດາວເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງໄດ້ສະໜອງວິທີການໃໝ່ໃນການວັດແທກມວນສານ ແລະ ການໝູນຂອງມັນອີກດ້ວຍ.
ເຫດການສຳຄັນອັນໜຶ່ງຄືການກວດພົບ GW170817, ການປະທະກັນຂອງດາວນິວຕຣອນສອງດວງ. ໃນຂະນະທີ່ບໍ່ແມ່ນເຫດການຫຼຸມດຳ, ແຕ່ມັນໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງພະລັງຂອງດາລາສາດຫຼາຍດວງ, ໂດຍການລວມຄື້ນຄວາມໂນ້ມຖ່ວງກັບການສັງເກດການແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ. ຫຼັງຈາກນັ້ນບໍ່ດົນ, GW190521 ໄດ້ຖືກກວດພົບ, ເຊິ່ງສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງການລວມຕົວຂອງຫຼຸມດຳຂະໜາດໃຫຍ່ສອງຫຼຸມເຂົ້າກັນເປັນຫຼຸມດຳທີ່ໃຫຍ່ກວ່າ. ການຄົ້ນພົບນີ້ໄດ້ທ້າທາຍແນວຄວາມຄິດກ່ອນໜ້ານີ້ກ່ຽວກັບຂໍ້ຈຳກັດຂະໜາດຂອງຫຼຸມດຳທີ່ເກີດຈາກວິວັດທະນາການຂອງດາວ.
ຂຸມດຳມວນປານກາງ: ການເຊື່ອມຕໍ່ຊ່ອງຫວ່າງ
ເປັນເວລາຫຼາຍທົດສະວັດ, ນັກດາລາສາດໄດ້ຮູ້ສຶກງົງກັບຊ່ອງຫວ່າງທີ່ເຫັນໄດ້ຊັດເຈນລະຫວ່າງຫຼຸມດຳມວນສານຂອງດວງດາວ (ສູງເຖິງຫຼາຍສິບມວນສານຂອງດວງອາທິດ) ແລະຫຼຸມດຳມວນສານມະຫາສານ (ຫຼາຍລ້ານຫາຫຼາຍພັນລ້ານມວນສານຂອງດວງອາທິດ). ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ການຄົ້ນຄວ້າທີ່ຜ່ານມາໄດ້ສະໜອງຫຼັກຖານທີ່ໜ້າສົນໃຈສຳລັບການມີຢູ່ຂອງຫຼຸມດຳມວນສານລະດັບກາງ (IMBHs) ເຊິ່ງມີຂະໜາດຕັ້ງແຕ່ 100 ຫາ 1,000 ມວນສານຂອງດວງອາທິດ.
ໃນປີ 2020, ນັກຄົ້ນຄວ້າໂດຍໃຊ້ຂໍ້ມູນຈາກກ້ອງສ່ອງທາງໄກອະວະກາດຮັບເບິລໄດ້ລາຍງານການຄົ້ນພົບທີ່ມີທ່າແຮງຂອງ IMBH ໃນກຸ່ມດາວ 3XMM J215022.4-055108. ນອກຈາກນັ້ນ, ການສຶກສາທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບຄື້ນຄວາມໂນ້ມຖ່ວງໄດ້ລະບຸການລວມຕົວທີ່ຊີ້ບອກເຖິງການມີຢູ່ຂອງ IMBHs. ການຄົ້ນພົບເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນມີຄວາມສໍາຄັນຫຼາຍສໍາລັບການເຂົ້າໃຈການກໍ່ຕົວ ແລະ ວິວັດທະນາການຂອງຂຸມດໍາໃນລະດັບມວນສານທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.
ລັກສະນະທາງຄວອນຕຳຂອງຫຼຸມດຳ: ລັງສີຮໍຄິງ ແລະ ນອກເໜືອໄປຈາກນັ້ນ
ການພົວພັນກັນລະຫວ່າງຫຼຸມດຳ ແລະ ກົນຈັກຄວອນຕຳຍັງຄົງເປັນໜຶ່ງໃນຂົງເຂດທີ່ໜ້າສົນໃຈທີ່ສຸດຂອງຟີຊິກທິດສະດີ. ການຄາດຄະເນຂອງ Stephen Hawking ກ່ຽວກັບການລະເຫີຍຂອງຫຼຸມດຳຜ່ານລັງສີຂອງ Hawking ໄດ້ທ້າທາຍທັດສະນະແບບຄລາສສິກຂອງຫຼຸມດຳທີ່ເປັນວັດຖຸນິລັນດອນ. ອີງຕາມທິດສະດີນີ້, ຫຼຸມດຳສາມາດປ່ອຍລັງສີອອກມາຍ້ອນຜົນກະທົບຂອງຄວອນຕຳໃກ້ກັບຂອບເຂດເຫດການ, ເຊິ່ງນຳໄປສູ່ການສູນເສຍມວນສານເທື່ອລະກ້າວ ແລະ ອາດຈະເຮັດໃຫ້ພວກມັນສູນພັນໃນທີ່ສຸດ.
ການຄົ້ນຄວ້າທີ່ຜ່ານມາໄດ້ຄົ້ນຄວ້າເພີ່ມເຕີມກ່ຽວກັບຜົນສະທ້ອນຂອງລັງສີ Hawking ແລະ ໄດ້ຊອກຫາວິທີທີ່ຈະລວມທິດສະດີສຳພັນພາບທົ່ວໄປເຂົ້າກັບກົນຈັກຄວອນຕຳ. ເສັ້ນທາງໜຶ່ງທີ່ສະເໜີແມ່ນແນວຄວາມຄິດຂອງ "firewalls," ປະກົດການສົມມຸດຖານທີ່ອາດຈະມີຢູ່ໃນຂອບເຂດເຫດການ ແລະ ແກ້ໄຂຄວາມຂັດແຍ້ງຂອງຂໍ້ມູນ - ຄຳຖາມພື້ນຖານໃນຟີຊິກກ່ຽວກັບວ່າຂໍ້ມູນທີ່ຕົກຢູ່ໃນຫຼຸມດຳຈະສູນຫາຍໄປຕະຫຼອດໄປຫຼືບໍ່.
ບົດບາດຂອງຮູດຳໃນການສ້າງກາແລັກຊີ
ຂຸມດຳບໍ່ພຽງແຕ່ເປັນວັດຖຸອະວະກາດທີ່ບໍ່ມີການເຄື່ອນໄຫວເທົ່ານັ້ນ; ພວກມັນມີບົດບາດຢ່າງຫ້າວຫັນໃນການເຄື່ອນໄຫວ ແລະ ວິວັດທະນາການຂອງກາລັກຊີ. ການສັງເກດການທີ່ເຮັດດ້ວຍກ້ອງສ່ອງທາງໄກເຊັ່ນ: ຫໍສັງເກດການລັງສີເອັກສ໌ຈັນດຣາ ແລະ ອາຣາຄາມາ ມິລິແມັດ/ຊັບມິລິແມັດ ຂະໜາດໃຫຍ່ (ALMA) ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ ຂຸມດຳມວນສານມະຫາສານສາມາດມີອິດທິພົນຕໍ່ກາລັກຊີເຈົ້າພາບຂອງມັນຜ່ານການໄຫຼອອກ ແລະ ການເຄື່ອນທີ່ທີ່ມີພະລັງ, ຄວບຄຸມການສ້າງດາວ ແລະ ການແຈກຢາຍຂອງສານລະຫວ່າງດວງດາວ.
ການຈຳລອງທີ່ຜ່ານມາໄດ້ພັດທະນາຄວາມເຂົ້າໃຈຂອງພວກເຮົາໂດຍການສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າກົນໄກການຕອບສະໜອງຈາກຫຼຸມດຳມວນມະຫາສານແມ່ນສິ່ງຈຳເປັນສຳລັບການຮັກສາຄວາມສົມດຸນລະຫວ່າງການເຕີບໂຕຂອງກາລັກຊີ ແລະ ການຢຸດນິ້ງ. ການພົວພັນເຫຼົ່ານີ້ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າຫຼຸມດຳ ແລະ ກາລັກຊີເຈົ້າພາບຂອງພວກມັນວິວັດທະນາການຮ່ວມກັນ, ສ້າງຮູບຮ່າງຄຸນສົມບັດຂອງກັນແລະກັນໃນໄລຍະເວລາຂອງຈັກກະວານ.
ວິທີແກ້ໄຂ ແລະ ທາງເລືອກອື່ນຂອງຫຼຸມດຳທີ່ແປກປະຫຼາດ
ນັກຟີຊິກທິດສະດີຍັງສືບຕໍ່ຄົ້ນຫາວິທີແກ້ໄຂທາງເລືອກອື່ນສຳລັບສົມຜົນຂອງໄອນ໌ສະໄຕນ໌ ເຊິ່ງອາດຈະອະທິບາຍສະຖານະຂອງຫຼຸມດຳທີ່ແປກປະຫຼາດ ຫຼື ແມ່ນແຕ່ທາງເລືອກອື່ນສຳລັບຫຼຸມດຳ. ຂໍ້ສະເໜີຕ່າງໆເຊັ່ນ "ຫຼຸມໜອນ," "ດາວ gravastars," ແລະ "ດາວດຳ" ສະເໜີຄວາມເປັນໄປໄດ້ທີ່ໜ້າສົນໃຈທີ່ທົດສອບຂໍ້ຈຳກັດຂອງຄວາມເຂົ້າໃຈຂອງພວກເຮົາກ່ຽວກັບອະວະກາດເວລາ.
ແນວຄວາມຄິດທີ່ໜ້າສົນໃຈອີກອັນໜຶ່ງແມ່ນ "ຫຼຸມດຳດັ້ງເດີມ" ເຊິ່ງອາດຈະເກີດຂຶ້ນໄດ້ບໍ່ດົນຫຼັງຈາກ Big Bang. ຫຼຸມດຳດັ້ງເດີມເຫຼົ່ານີ້ຖືກສົມມຸດຕິຖານວ່າເປັນຕົວປະກອບສ່ວນເຂົ້າໃນບັນຫາສານມືດ, ເຊິ່ງເປັນຕົວແທນຂອງຮູບແບບທີ່ບໍ່ແມ່ນ baryonic ຂອງສານທີ່ສາມາດຊ່ວຍອະທິບາຍມວນສານທີ່ຫາຍໄປຂອງຈັກກະວານ.
ອະນາຄົດ ແລະ ພາລະກິດ
ອະນາຄົດຂອງການຄົ້ນຄວ້າຮູດຳເບິ່ງຄືວ່າມີຄວາມຫວັງດີກັບພາລະກິດ ແລະ ຄວາມກ້າວໜ້າທາງດ້ານເຕັກໂນໂລຊີທີ່ຈະມາເຖິງ. ກ້ອງສ່ອງທາງໄກອາວະກາດ James Webb ເຊິ່ງກຳນົດຈະເປີດຕົວໃນໄວໆນີ້ ຈະສັງເກດຈັກກະວານໃນລາຍລະອຽດທີ່ບໍ່ເຄີຍມີມາກ່ອນໃນທົ່ວຄື້ນຄວາມຍາວທີ່ຫຼາກຫຼາຍ, ເຊິ່ງຈະໃຫ້ຄວາມເຂົ້າໃຈໃໝ່ໆກ່ຽວກັບສະພາບແວດລ້ອມທີ່ອ້ອມຮອບຮູດຳ.
ເຄື່ອງກວດຈັບຄື້ນຄວາມໂນ້ມຖ່ວງທີ່ວາງໄວ້ໃນພື້ນທີ່ ເຊັ່ນ: ເສົາອາກາດອະວະກາດ Laser Interferometer (LISA) ຍັງຈະຊ່ວຍເສີມຂະຫຍາຍຄວາມສາມາດຂອງພວກເຮົາໃນການກວດຈັບການລວມຕົວທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບຂຸມດຳທີ່ມີມວນສານ ແລະ ໄລຍະທາງຕ່າງໆ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ຄວາມເຂົ້າໃຈຂອງພວກເຮົາກ່ຽວກັບປະຊາກອນ ແລະ ວິວັດທະນາການຂອງຂຸມດຳເລິກເຊິ່ງຂຶ້ນ.
ສະຫຼຸບ
ການຄົ້ນຄວ້າລ່າສຸດກ່ຽວກັບຮູດຳກຳລັງປ່ຽນແປງຄວາມຮູ້ຂອງພວກເຮົາກ່ຽວກັບວັດຖຸທີ່ລຶກລັບເຫຼົ່ານີ້. ຕັ້ງແຕ່ການຖ່າຍພາບໂດຍກົງຂອງຂອບເຂດເຫດການ ຈົນເຖິງການສຶກສາຄື້ນຄວາມໂນ້ມຖ່ວງ ແລະ ລັກສະນະດ້ານຄວອນຕຳຂອງຟີຊິກຮູດຳ, ການຄົ້ນພົບແຕ່ລະຄັ້ງເຮັດໃຫ້ພວກເຮົາເຂົ້າໃຈຄວາມຊັບຊ້ອນຂອງມັນຫຼາຍຂຶ້ນ. ໃນຂະນະທີ່ພວກເຮົາສືບຕໍ່ຍູ້ຂອບເຂດຂອງການສັງເກດ ແລະ ທິດສະດີ, ຮູດຳຍັງຄົງເປັນຈຸດສຸມຫຼັກໃນການສະແຫວງຫາຄວາມເຂົ້າໃຈກ່ຽວກັບຄວາມລຶກລັບທີ່ເລິກເຊິ່ງທີ່ສຸດຂອງຈັກກະວານ.
