หลุมดำอาจเป็น “ดาว” ที่ไม่ใช่ “หลุม” และไม่ได้ “ดำ”

หลุมดำคือ “ปริศนา” ในทางวิทยาศาสตร์มาช้านาน และถึงแม้ว่ามนุษยชาติจะมีภาพจริงๆ เพื่อยืนยันการดำรงอยู่ของมันต่อสายตาชาวโลกในปี 2019 ก็ตาม

แต่หลุมดำก็ยังเป็นปริศนา และปริศนานี้ก็เป็นธีมในหนังไซไฟมาช้านาน ไม่ว่าจะอธิบายว่ามันคือมิติอื่นแบบ Interstellar หรือมันคือ “นรก” แบบ Event Horizon

 

หลุมดำเป็นคำที่ค่อนข้างใหม่ เพราะเพิ่งเกิดขึ้นในช่วงประมาณทศวรรษ 1960 และนักวิทยาศาสตร์ก็ตั้งชื่อ “หลุมดำ” ตามสถานที่จริงๆ ที่เรียกว่า “หลุมดำของกัลกัตตา” ซึ่งคือคุกที่คนเข้าไปแล้วจะไม่ได้ออกมา

ดั้งเดิม หลุมดำคือชื่อปรากฎการณ์ทางวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวกับบางสิ่งในจักรวาลที่สามารถ “ดูดแสง” เข้าไปได้ โดยมีการพูดถึงกันมาตั้งแต่ศตวรรษที่ 18 แล้ว

ตอนแรกเรียกว่า “ดาวมืด” และในช่วงที่อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์สร้างทฤษฎีสัมพัทธภาพในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ก็เปลี่ยนไปเรียกว่า “วัตถุที่มีความยุบตัวเชิงความโน้มถ่วง” หรือพูดภาษาชาวบ้านก็คือ วัตถุที่แรงดึงดูดสูงขนาดดูดตัวเองเข้าไป และที่เรียกแบบนี้แทนคำว่า “ดาวมืด” แบบเดิมก็เพราะไม่มีหลักฐานใดๆ ว่ามันคือ “ดาว” แต่มันเป็นแค่วัตถุแรงดึงดูดสูงมากๆ

ซึ่งก็แน่นอน การพูดถึงวัตถุที่แรงดึงดูดสูง ระดับดูดได้ไม่แช่แค่แสง แต่ดูดตัวเองเข้าไปได้ด้วย นี่ไม่ใช่สิ่งที่เข้าใจง่ายๆ เลยสำหรับคนธรรมดา และกว่าจะรู้จักสิ่งนี้ก็ต้องรอคนบัญญัติศัพท์ว่า “หลุมดำ” ให้เข้าใจง่ายในทศวรรษ 1960’s นี่เอง

 

หลุมดำนั้นในสายตาเราคือความมืด เราไม่มีทางมองเห็นอะไรในหลุมดำ เพราะมันมีพลังในการดูดแสงเข้าไป ดังนั้นเราไม่มีทาง “สังเกต” ได้ว่าข้างในมันมีอะไร ซึ่งล่าสุดทฤษฎีหนึ่งก็คิดว่าจริงๆ ด้านในมันคือ “ดาว”

อันที่จริง การคิดว่าหลุมดำเป็น “ดาว” นั้นไม่ใช่เรื่องใหม่ เพราะชื่อแรกของมันตั้งแต่ศตวรรษที่ 18 คือ “ดาวแห่งความมืด” (dark star) แต่อย่างที่บอก ข้อเท็จจริงคือเราเห็นมันเป็น “หลุม” ที่มืดไปหมด เราเลยเรียกมันว่า “หลุม”

นักฟิสิกส์เชื่อว่าตรงกลางหลุมนั้นมีจุดเล็กๆ ที่เรียกว่า ภาวะเอกฐาน (singularity) ซึ่งเป็นต้นตอของแรงดึงดูดทั้งหมด และภาวะเอกฐานดังกล่าวนั้นก็คือวัตถุที่แรงดึงดูดสูงระดับที่ดูดตัวเองเข้าไปได้

ปัญหาคือไอ้สิ่งที่ว่านี้ดูจะผิดกฎฟิสิกส์ เพราะมันจะเป็นไปได้อย่างไรว่าวัตถุใดๆ จะ “ดูดตัวเองเข้าไป” จนกลายเป็นจุดเล็กๆ ได้

แต่คำอธิบายแบบนี้ก็ยังเป็นไปได้ เพราะ “หลุมดำ” นั้นโดยนิยามแล้วก็คือพื้นที่ที่กฎฟิสิกส์ปกตินั้นหยุดทำงานไปทั้งหมด ดังนั้นจะบอกว่าอะไรอยู่ในหลุมดำนั้นไม่ได้เป็นไปตามกฎฟิสิกส์ มันก็เป็นไปได้

ทั้งหมด ฟังดูตลกๆ และย้อนแย้ง แต่เขาก็อธิบายกันแบบนี้มานาน

แต่ทีนี้ก็มีคำอธิบายใหม่ว่า ในความมืดนั้นจริงๆ มันไม่ใช่ภาวะเอกฐานแบบที่ว่ากันหรอก จริงๆ ตรงกลางมันคือ “ดาว” ต่างหาก หรือพูดง่ายๆ คือการกลับไปหาคำอธิบายหลุมดำของศตวรรษที่ 18 ในแบบซับซ้อน

คำอธิบายนี้แน่นอนว่าซับซ้อน แต่จะอธิบายง่ายๆ เป็นภาษาชาวบ้านแล้ว หลุมดำนั้นอาจไม่ใช่หลุม แต่เป็นดาวที่มีแรงดึงดูดสูงมากๆ และมีความสามารถในการแผ่สิ่งที่เรียกว่า “สสารมืด” (Dark Matter) ออกมา และก็อาจเป็นที่มาของคลื่นวิทยุประหลาดๆ ที่โลกจับได้ด้วย

ซึ่งคำอธิบายนี้ที่น่าสนใจก็คือ มันอธิบายหลุมดำไม่ใช่ในฐานะสิ่งที่ “ดูด” สิ่งต่างๆ เข้าไปเท่านั้น แต่ในฐานะของสิ่งที่ปล่อยบางอย่างออกมาด้วย

ถ้าเป็นจริง ปรากฎการณ์ประหลาดๆ ในอวกาศ ก็จะมีคำอธิบายที่เหมาะเจาะขึ้นมา เพราะทุกวันนี้แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะบอกว่ามวลกว่า 80% ของทั้งจักรวาลคือ “สสารมืด” แต่ก็ยังไม่มีคำอธิบายว่าสสารที่ว่านี้มาจากไหน

อย่างไรก็ดี ทฤษฎีข้างต้นก็เป็นทฤษฎีใหม่ที่แหวกแนวและขัดแย้งกับคำอธิบายของนักฟิสิกส์ทฤษฎีส่วนใหญ่ และก็คงจะเป็นที่โต้เถียงกันอย่างเผ็ดร้อนแน่ๆ

ดังนั้น ตอนนี้ในระหว่างที่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ยอมรับคำอธิบายใหม่ “หลุมดำ” ก็คงจะยังเป็น “หลุม” อยู่ต่อไป

 

อ้างอิง:

• Popular Mechanics. Black Holes May Not Be Black. Or Even Holes. https://www.popularmechanics.com/space/deep-space/a35875454/what-are-black-holes-new-theory/