Àlàyé Pípé Nípa Àwọn Ihò Dúdú
Àwọn ihò dúdú wà lára àwọn ohun tó fani mọ́ra jùlọ àti tó le koko jùlọ ní àgbáyé. Wọ́n pa ohun ìjìnlẹ̀ pọ̀, ẹwà físíìsì, àti ààlà òye ènìyàn nípa ààyè àti àkókò. Ní ṣókí, ihò dúdú jẹ́ agbègbè kan nínú ààyè pẹ̀lú agbára òòfà tó bẹ́ẹ̀ tí kò sí ohunkóhun—kódà ìmọ́lẹ̀—kò lè sá àsálà. Ṣùgbọ́n lẹ́yìn ìtumọ̀ yẹn, ọ̀pọ̀lọpọ̀ èrò pàtàkì ló wà: bí àwọn ihò dúdú ṣe ń ṣẹ̀dá, bí wọ́n ṣe rí, bí àwọn onímọ̀ sáyẹ́ǹsì ṣe ń rí wọn, àti ohun tó ṣì jẹ́ àdììtú títí di òní.
Kí ni ihò dúdú?
Ní ti ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì, a lè lóye àwọn ihò dúdú gẹ́gẹ́ bí àbájáde ìyípo ńlá ti àkókò àlàfo. Nínú ẹ̀kọ́ Albert Einstein nípa ìbáṣepọ̀ gbogbogbòò, agbára òòfà kìí ṣe “agbára fífanimọ́ra” lásán, ṣùgbọ́n ipa ti ìwọ̀n àti agbára tí ó ń yí àlàfo àti àkókò po. Tí ohun kan bá ní ìwọ̀n ńlá tí ó wà ní ìwọ̀n kékeré, ìyípo àkókò àlàfo di gíga gan-an—ó ga tó láti ṣẹ̀dá “ìdẹkùn” òòfà.
Ààlà ìdẹkùn yìí ni a ń pè ní ìlà ìṣẹ̀lẹ̀. Ìlà ìṣẹ̀lẹ̀ kì í ṣe ojú ilẹ̀ tó lágbára bíi ìkarahun ìgbálẹ̀, ṣùgbọ́n ààlà àròjinlẹ̀ ni: lẹ́yìn ààlà yìí, gbogbo ipa ọ̀nà ìmọ́lẹ̀ tàbí ohun èlò máa ń lọ sí àárín ihò dúdú nígbà gbogbo. Nítorí pé ìmọ́lẹ̀ kò lè sá lọ, a kò lè rí àwọn ihò dúdú bí ìràwọ̀ tààrà. Ohun tí a lè rí ni ipa wọn lórí àyíká wọn.
Eto ati awọn ẹya pataki
Ọ̀pọ̀lọpọ̀ ọ̀rọ̀ pàtàkì ló máa ń jáde nígbà tí a bá ń sọ̀rọ̀ nípa àwọn ihò dúdú:
1. Àkókò ìṣẹ̀lẹ̀
Èyí ni “ibi tí a kò ti lè padà.” Tí ẹnìkan bá la ojú ọ̀run ìṣẹ̀lẹ̀ kọjá, ní ti ìmọ̀, kò sí ọ̀nà láti padà tàbí láti fi àmì ránṣẹ́ síta. A sábà máa ń pe ojú ọ̀run ìṣẹ̀lẹ̀ fún ihò dúdú tí kò yípo ní ojú ọ̀run Schwarzschild.
2. Ìṣọ̀kan
Ní àárín ihò dúdú kan, ìbáramu gbogbogbo sọ àsọtẹ́lẹ̀ ohun kan tí ó jẹ́ ẹyọkan, ojú kan (tàbí agbègbè) tí ó ní ìwọ̀n àìlópin àti ìyípo àìlópin ti àkókò àlàfo. Síbẹ̀síbẹ̀, ọ̀pọ̀ àwọn onímọ̀ nípa fisiksi fura pé ohun kan jẹ́ àmì pé èrò wa kò pé: a nílò ìmọ̀ nípa agbára ìwalẹ̀ kuantum láti lóye ohun tí ó ṣẹlẹ̀ níbẹ̀ gan-an.
3. Díìsì ìkórajọ
Ọ̀pọ̀lọpọ̀ ihò dúdú ni a fi àwo ohun èlò bíi gáàsì àti eruku yí ká. Ìfọ́ àti ìfúnpọ̀ mú kí àwo yìí gbóná gan-an, ó sì ń tú ìtànṣán alágbára jáde (bíi X-ray). Èyí jẹ́ ọ̀kan lára àwọn ọ̀nà pàtàkì tí a fi ń "rí" àwọn ihò dúdú sí àwọn awòran.
4. Ọkọ̀ òfúrufú ìbáramu
Àwọn ihò dúdú kan, pàápàá jùlọ àwọn tí ń ṣiṣẹ́ gidigidi ní àárín àwọn ìràwọ̀, máa ń tú àwọn èròjà alágbára gíga jáde láti ibi tí wọ́n wà nítòsí àwọn òpó wọn ní iyàrá tí ó sún mọ́ iyàrá ìmọ́lẹ̀. Ọ̀nà tí a gbà ń lò gan-an jẹ́ èyí tí ó díjú, tí ó ní í ṣe pẹ̀lú àwọn pápá agbára dúdú àti ìyípo rẹ̀.
Báwo ni a ṣe ń ṣe àwọn ihò dúdú?
Àwọn ihò dúdú lè ṣẹ̀dá nípasẹ̀ ọ̀pọ̀lọpọ̀ ipa ọ̀nà, ṣùgbọ́n àwọn tí ó gbajúmọ̀ jùlọ ni:
1. Ìwólulẹ̀ àwọn ìràwọ̀
Tí ìràwọ̀ tí ó ní ìwọ̀n tó ju oòrùn lọ bá tán nínú epo átọ́míìkì, ìfúnpá tí agbára òòfà ń lò á dínkù, ààrin rẹ̀ á sì wó lulẹ̀. Tí ìwọ̀n ààrin náà bá tóbi tó, kò sí agbára tó lè dá ìwólulẹ̀ náà dúró, ihò dúdú kan sì máa ń yọ. Ìlànà yìí sábà máa ń ní í ṣe pẹ̀lú ìbúgbàù supernova tó yanilẹ́nu.
2. Ìsopọ̀ ohun kékeré
Àwọn ìràwọ̀ neutron méjì tàbí àwọn ihò dúdú méjì lè yí ara wọn po kí wọ́n sì para pọ̀ nígbẹ̀yìn-gbẹ́yín. Ìṣẹ̀lẹ̀ yìí ń mú kí àwọn ìgbì òòfà-ẹ̀rọ tí a lè rí lórí ilẹ̀ ayé wá. Irú ìṣọ̀kan bẹ́ẹ̀ jẹ́ ọ̀kan lára àwọn ihò dúdú tuntun tí ó tóbi jù.
3. Àwọn ihò dúdú tó ga jùlọ àti ohun ìjìnlẹ̀ ìpilẹ̀ṣẹ̀ wọn
Ní àárín gbogbo ìṣùpọ̀ ayé ńláńlá, títí kan Milky Way, ni àwọn ihò dúdú ńláńlá tí ó ní ìwọ̀n àràádọ́ta ọ̀kẹ́ sí bílíọ̀nù ní ìlọ́po bílíọ̀nù ìwọ̀n òòrùn wà. Ìpilẹ̀ṣẹ̀ wọn ṣì jẹ́ ìbéèrè pàtàkì kan: ṣé wọ́n dàgbà díẹ̀díẹ̀ láti inú àwọn ihò dúdú kéékèèké tí wọ́n “jẹ” ohun èlò tí wọ́n sì para pọ̀, tàbí wọ́n ṣẹ̀dá kíákíá láti inú ìwópalẹ̀ àwọn ìkùukùu gáàsì ńláńlá ní àgbáyé ìjímìjí?
Awọn oriṣi awọn iho dudu
Ni gbogbogbo, awọn ihò dudu ni a pin gẹgẹbi ibi-ipamọ wọn:
– Àwọn ihò dúdú tí ó ní ìwúwo adùn:
Ìwọ̀n wọn jẹ́ ìlọ́po méjì sí mẹ́wàá ìwúwo oòrùn. Wọ́n sábà máa ń wáyé láti ìwópalẹ̀ àwọn ìràwọ̀ ńláńlá.
– Àwọn ihò dúdú tí ó ní ìwọ̀n àárín gbùngbùn:
Wọ́n wà láti ọgọ́rọ̀ọ̀rún sí ẹgbẹẹgbẹ̀rún lọ́nà ọgọ́rùn-ún. Àwọn ẹ̀rí tó fi hàn pé wọ́n wà ń pọ̀ sí i, àmọ́ iye àwọn ènìyàn wọn àti bí wọ́n ṣe ṣẹ̀dá wọn ṣì ń lọ síléèwé.
– Àwọn ihò dúdú tó ga jùlọ:
Àràádọ́ta ọ̀kẹ́ sí bílíọ̀nù ènìyàn ló wà ní àárín àwọn ìṣùpọ̀ oòrùn. Wọ́n ní ipa lórí ìdàgbàsókè àwọn ìṣùpọ̀ oòrùn nípasẹ̀ agbára lílágbára wọn àti ìṣiṣẹ́ agbára wọn.
Àwọn ihò dúdú àtijọ́ tún wà, àwọn ihò dúdú tí ó lè ti ṣẹ̀dá lẹ́yìn Big Bang nítorí ìyípadà tó pọ̀jù. A kò tíì fìdí rẹ̀ múlẹ̀ pé wọ́n wà, ṣùgbọ́n wọ́n jẹ́ kókó pàtàkì nítorí pé wọ́n lè ní ìsopọ̀ pẹ̀lú ohun tó dúdú nínú àwọn ipò kan.
Báwo ni àwọn onímọ̀ sáyẹ́ǹsì ṣe “rí” àwọn ihò dúdú?
Níwọ́n ìgbà tí àwọn ihò dúdú fúnra wọn kò fi ìmọ́lẹ̀ hàn, a ń rí wọn nípasẹ̀ àwọn ipa tí kì í ṣe tààràtà:
1. Ìṣípo àwọn ìràwọ̀ àti gáàsì tó yí wọn ká
Tí àwọn ìràwọ̀ ní agbègbè kan bá ń rìn bí ẹni pé wọ́n ń yípo ohun tí a kò rí pẹ̀lú ìwọ̀n ńlá, ó jẹ́ àmì tó lágbára pé ihò dúdú kan wà. Ní àárín Milky Way, ọ̀pọ̀ ọdún tí wọ́n ti ń kíyèsí ìyípo àwọn ìràwọ̀ ti fi hàn pé ohun ńlá kan wà tí a mọ̀ sí Sagittarius A báyìí.
2. Ìtànṣán láti inú díìsì accretion
Àwọn ohun tí ó ń jábọ́ sínú ihò dúdú máa ń gbóná, wọ́n sì máa ń tú X-ray jáde. Àwọn awòrán X-ray bíi Chandra àti XMM-Newton máa ń ran àwọn tó ń wá ibi tí wọ́n ti lè rí ihò dúdú lọ́wọ́.
3. Àwọn ìgbì omi òòfà
Àwọn ohun èlò ìwádìí bíi LIGO àti Virgo ń wọn ìgbì omi ní àkókò àlàfo láti inú ìṣọ̀kan ihò dúdú. Èyí dúró fún ọ̀nà tuntun láti kẹ́kọ̀ọ́ àwọn ihò dúdú.
4. Àwòrán òjìji ihò dúdú (Tẹ́lískópù Ìṣẹ̀lẹ̀ Horizon)
Ní ọdún 2019, Event Horizon Telescope (EHT) ṣe àfihàn àwòrán "òjìji" ihò dúdú náà nínú galaxy M87, àti lẹ́yìn náà Sagittarius A. Ohun tí a rí kì í ṣe ojú ọ̀run ìṣẹ̀lẹ̀ náà fúnra rẹ̀, ṣùgbọ́n ó jẹ́ àwòrán dúdú níwájú ìmọ́lẹ̀ dídán láti inú gáàsì gbígbóná tí ó yí i ká, tí agbára lílágbára rẹ̀ yí padà.
Kí ló máa ń ṣẹlẹ̀ tí o bá sún mọ́ ihò dúdú kan?
Bí ohun kan bá ń sún mọ́ ihò dúdú kan, ipa ìgbì omi òògùn máa ń pọ̀ sí i. Ìyàtọ̀ nínú agbára ìfàmọ́ra láàárín àwọn ẹ̀gbẹ́ tó sún mọ́ àti èyí tó jìnnà sí i lè pọ̀, èyí tó máa ń fa iṣẹ́ kan tí a mọ̀ sí spaghettification—ohun tó ń nà jáde. Fún àwọn ihò dúdú tó tóbi jù, ìgbì omi tó wà nítòsí ìgbì omi lè jẹ́ “pẹ̀lẹ́” ju àwọn ihò dúdú kéékèèké lọ, nítorí pé radii wọn tóbi jù bẹ́ẹ̀ lọ. Ṣùgbọ́n, nígbà tí wọ́n bá ti kọjá ìgbì omi ìṣẹ̀lẹ̀ náà, ìpín ìkẹyìn náà ṣì wà bẹ́ẹ̀: sí àárín.
Láti ojú ìwòye olùwòran tó jìnnà, ó dà bíi pé àkókò ń “dínkù” fún ohun tó ń wó lulẹ̀. Àmì rẹ̀ á di pupa díẹ̀díẹ̀ (aláìsí ìyípadà) ó sì máa ń dákú díẹ̀díẹ̀. Láti ojú ìwòye ohun tó ń wó lulẹ̀ (ní ọ̀nà tó dára jù), ó máa ń kọjá láàárín ìṣẹ̀lẹ̀ láìní ìrírí “ògiri” gidi, ṣùgbọ́n kò lè padà wá.
Ìtànṣán Hawking àti àwọn ìbéèrè pàtàkì
Ní àwọn ọdún 1970, Stephen Hawking fihàn pé àwọn ipa kuatomu nítòsí ìṣẹ̀lẹ̀ náà ń jẹ́ kí àwọn ihò dúdú tú ìtànṣán jáde, tí a ń pè ní ìtànṣán Hawking báyìí. Èyí túmọ̀ sí wípé, lórí àkókò gígùn, àwọn ihò dúdú lè “yọ́” kí wọ́n sì pàdánù ìwọ̀n. Fún àwọn ihò dúdú tí ìràwọ̀ pọ̀ sí, àkókò ìtújáde omi gùn ju ti àgbáyé lọ, nítorí náà ipa rẹ̀ kò ṣe pàtàkì rárá. Síbẹ̀síbẹ̀, èrò yìí ṣí àdììtú pàtàkì kan sílẹ̀: àdììtú ìsọfúnni—ṣé ìwífún nípa àwọn nǹkan tí ó jábọ́ sínú ihò dúdú ti sọnù títí láé tàbí tí a kò tí ì lóye?
Àròyé yìí kan ìforígbárí láàárín ìbáramu gbogbogbo àti àwọn ẹ̀rọ ìṣètò kuatomu. Ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìwádìí òde òní, títí kan ìmọ̀ ìjìnlẹ̀ àti holography, gbìyànjú láti so àwọn méjèèjì pọ̀, ṣùgbọ́n kò sí ìdáhùn pàtó kankan tí a lè rí.
Ipari
Àwọn ihò dúdú kìí ṣe “àwọn ihò” nínú ààyè lásán, ṣùgbọ́n àwọn ohun tí ó wà nínú àgbáyé tí ó ń fipá mú wa láti ronú nípa agbára òòfà, ìmọ́lẹ̀, ààyè, àti àkókò. Nípa ṣíṣàkíyèsí ìṣípo àwọn ìràwọ̀, ìtànṣán láti inú àwọn díìsìkì ìbílẹ̀, àwọn ìgbì òòfà, àti àwọn “òjìji” tí àwọn awòrán ìjìnlẹ̀ kárí ayé gbà, àwọn ènìyàn ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ ọ̀nà láti kẹ́kọ̀ọ́ ohun kan tí a kò lè rí ní pàtó. Síbẹ̀ ọ̀pọ̀ àṣírí ṣì wà—ní pàtàkì nípa àwọn ohun tí ó yàtọ̀ síra, orísun àwọn ihò dúdú tí ó ga jùlọ, àti àyànmọ́ ìwífún. Ìdí nìyí tí àwọn ihò dúdú fi ń bá a lọ láti jẹ́ ibi pàtàkì fún ìmọ̀ ìjìnlẹ̀ àti fisíìsì òde òní: wọ́n jẹ́ àwọn yàrá ìwádìí tí ó ga jùlọ fún ìdánwò àwọn ààlà ìmọ̀ wa.
