โดย Paul Sutter เซ็กซี่บาคาร่า เผยแพร่เมื่อ 09 สิงหาคม 2021จักรวาลที่ถูกน้ําท่วมด้วยหลุมดําดั้งเดิมจะเป็นอย่างไร?ภาพจําลองของหลุมดําสองหลุมชนกัน (เครดิตภาพ: เอสเอชเอส (เปิดในแท็บใหม่)/LEAGUE)
(เปิดในแท็บใหม่)ในปี 2016 ทีม LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) สร้างความประหลาดใจและความสุขให้กับโลกเมื่อพวกเขาประกาศการค้นพบคลื่นความโน้มถ่วงครั้งแรกซึ่งเล็ดลอดออกมาจากการปะทะกันของหลุมดําสองหลุมเมื่อหลายพันล้านปีก่อน และพร้อมกับความตื่นเต้นที่คล่องแคล่ว (และรางวัลโนเบลไม่กี่รางวัลสําหรับการวัดที่ดี) มาแปลกใจเล็ก ๆ น้อย ๆ แปลก ๆ
หลุมดํามีมวลที่แปลกประหลาดมากแปลกประหลาดพอที่มันเปิดโอกาสที่น่าสนใจ: หลุมดําที่ LIGO
ได้ยินชนกันอาจได้รับการปลอมแปลงเมื่อจักรวาลน้อยกว่าสองเก่าที่เกี่ยวข้อง: หลุมดําของจักรวาล (ภาพ)เรารู้ว่าหลุมดําถูกสร้างขึ้นในจักรวาลสมัยใหม่ คุณเริ่มต้นด้วยดาวยิ่งใหญ่ยิ่งดี อย่างน้อยแปดเท่าของมวลของดวงอาทิตย์ควรทําเคล็ดลับ จากนั้นคุณรอขณะที่ดาวเผาไหม้ผ่านอุปทานทั้งหมดของไฮโดรเจนที่มีอยู่ นี่น่าจะใช้เวลาเพียงไม่กี่สิบล้านปี ไม่ใช่เรื่องใหญ่อะไรจากนั้นในตอนท้ายของชีวิตดาวจะทําลายตัวเองในหายนะของพลังงานการระเบิดซูเปอร์โนวา ในไฟของการระเบิดนั้นความหนาแน่นในแกนกลางสามารถเข้าถึงสถานะที่รุนแรงพอที่ไม่มีอะไรเลย – ไม่มีอะไรเลย – สามารถต้านทานแรงโน้มถ่วงภายในได้ ดังนั้นในเวลาเดียวกันที่ดาวส่วนใหญ่กําลังระเบิดออกไปด้านนอกเศษเสี้ยวของมันยุบเข้าด้านในตัวเองพับปลายด้านไปสู่การให้อภัย: หลุมดํา
ยิ่งดาวฤกษ์ใหญ่เท่าไหร่หลุมดําก็ยิ่งใหญ่ขึ้นเท่านั้นซึ่งเป็นสิ่งที่ทําให้ผลลัพธ์ LIGO น่าสนใจมาก หลุมดําที่ชนกันเหล่านั้นมีมวล 30 และ 35 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ตามลําดับ ในการสร้างหลุมดําที่ใหญ่คุณต้องเริ่มต้นด้วยสัตว์ประหลาดที่น่าเกลียดอย่างแท้จริงของดาวฤกษ์ – ที่ไหนสักแห่งทางตอนเหนือของ 100 เท่าของมวลของดวงอาทิตย์ – หรือคุณต้องสร้างมันขึ้นมาจากการควบรวมกิจการของหลุมดําขนาดเล็กจํานวนมากในเวลานั้นทั้งสองสถานการณ์ดูเหมือนจะไม่น่าเป็นไปได้ ดาวที่มีขนาดใหญ่เพียงไม่มีอยู่ในจักรวาล (อย่างน้อยในปัจจุบัน) และการควบรวมกิจการไม่ธรรมดาพอที่จะสร้างขึ้นเพื่อที่
ดังนั้น: บางทีหลุมดําเหล่านี้อาจมีต้นกําเนิดที่แตกต่างกัน
ที่เกี่ยวข้อง: จักรวาล: บิ๊กแบงถึงตอนนี้ใน 10 ขั้นตอนง่าย ๆเครื่องหลุมดําบิ๊กแบงจักรวาลยุคแรกคือการพูดน้อยที่สุดสถานที่ที่บ้า อุณหภูมิและแรงกดดันที่ไม่เคยได้ยินมาก่อนในมหายุคตั้งแต่นั้นมา การเปลี่ยนแปลงเฟสที่โยกจักรวาลทั้งหมด การเปลี่ยนแปลงที่เขียนกฎของธรรมชาติใหม่
ย้อนกลับไปหากเงื่อนไขถูกต้องแพทช์เก่า ๆ ของก๊าซใด ๆ อาจมีการหดตัวตามธรรมชาติเพื่อสร้างหลุมดําทุกขนาด: จากสิ่งที่มีน้ําหนักเพียงไม่กี่กิโลกรัมถึงหลายพันเท่าของมวลของดวงอาทิตย์และอะไรในระหว่างนั้น
สําหรับนักฟิสิกส์ทฤษฎีทุกคนที่ทํางานเกี่ยวกับปัญหาของหลุมดําที่เรียกว่า primordial
เหล่านี้มีกลไกสมมุติอย่างน้อยหนึ่งอย่างสําหรับการสร้างพวกเขาซึ่งเกี่ยวข้องกับทุกอย่างตั้งแต่ทฤษฎีเงินเฟ้อไปจนถึงจักรวาลชนกันดังนั้นในแง่หนึ่งมันเป็นเรื่องง่ายสําหรับหลุมดําดั้งเดิมที่จะอธิบายผล LIGO ในช่วงต้น: คุณเพียงแค่พบทฤษฎีที่ทําให้หลุมดําในช่วงขนาดที่เหมาะสมและความอุดมสมบูรณ์รอไม่กี่พันล้านปีและคุณจะต้องได้รับเหตุการณ์การควบรวมกิจการแต่ถ้าคุณต้องการที่จะเติมจักรวาล ที่มีหลุมดําจากบิ๊กแบง พวกเขาจะทํามากกว่าทําให้ LIGO ร้องเพลงล่าสัตว์ในที่มืดจักรวาลที่ถูกน้ําท่วมด้วยหลุมดําดั้งเดิมจะเป็นอย่างไร? นั่นคือคําถามเงินล้าน, ซึ่งเราต้องตอบว่า เราต้องการทดสอบสมมติฐานนี้ไหม
สําหรับสิ่งหนึ่งหลุมดําอาจสุ่มชนกับสิ่งอื่น ๆ แรงโน้มถ่วงดึงดูดสิ่งอื่น ๆ และโดยทั่วไปทําให้เกิดการทําร้ายร่างกาย หลุมดํามวลกิโลกรัมที่กระทบโลก อาจทําให้เกิดแผ่นดินไหวได้ หลุมดําเงียบอาจดึงคู่ไบนารีของดาวหรือรบกวนกาแลคซีแคระทั้งหมด หลุมดําที่พุ่งชนดาวนิวตรอน อาจจุดชนวนการระเบิดที่น่ากลัว แม้แต่ดาวเคราะห์สมมติเก้าอาจเป็นหลุมดําไม่ใหญ่กว่าลูกเทนนิส
และโบนัสเมื่อมันมาถึงการตรวจจับที่อาจเกิดขึ้นหลุมดําไม่ได้เป็นสีดํา 100% ทั้งหมด: พวกเขาอาจเรืองแสงเคยจาง ๆ ผ่านกระบวนการทางกลควอนตัมที่เรียกว่า Hawking Radiation หลุมดําขนาดใหญ่แทบจะไม่เรืองแสงเลย: มวลหนึ่งของดวงอาทิตย์ของเราแผ่รอบโฟตอนเดียวทุกปีใช้เวลา 10 ^ 60 ปีในการสูญเสียมวลทั้งหมด แต่หลุมดําขนาดเล็กสามารถดับในเวลาที่น้อยกว่ามากปล่อยระเบิดของพลังงานในกระบวนการหลุมดําระเบิดอาจทําลายจักรวาลยุคแรกเปลี่ยนความอุดมสมบูรณ์ขององค์ประกอบหรือการปรากฏตัวของพื้นหลังไมโครเวฟจักรวาล หรือพวกเขาอาจจะรับผิดชอบ ต่อการระเบิดของรังสีแกมมา ที่เราเห็นในท้องฟ้าของเราอนิจจาแม้จะมีความพยายามทั้งหมดของเราเราไม่สามารถคืนดีการดํารงอยู่ของหลุมดําดั้งเดิมกับจักรวาลที่เราเห็น สําหรับทุกถนนสังเกตการณ์ที่เป็นไปได้หลุมดําดั้งเดิมทําให้เกิดการทําร้ายร่างกายมากจนเห็นได้ชัดเจนสําหรับเรา เซ็กซี่บาคาร่า
