นำดาราจักรบรรพกาลสองแห่งมากระแทกเข้าด้วยกันเพื่อสร้าง ‘การล่มสลายที่มืดมิด’ เจนีวา — หลุมดำสัตว์ประหลาดในเอกภพยุคแรกอาจใช้เส้นทางที่ไม่ธรรมดาจนกลายเป็นหลุมดำขนาดใหญ่
เมฆก๊าซขนาดยักษ์ในกาแลคซีแห่งแรกของเอกภพบางแห่งยุบตัวลงภายใต้แรงโน้มถ่วงของพวกมันเองเพื่อก่อตัวเป็นหลุมดำมวลมหาศาล นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ทฤษฎีลูซิโอ เมเยอร์แห่งมหาวิทยาลัยซูริกแนะนำในวันที่ 15 ธันวาคมที่งาน Texas Symposium on Relativistic Astrophysics กระบวนการตามสมมุติฐานเป็นทางลัดหลักไปสู่สถานะมวลมหาศาลเนื่องจากโดยทั่วไปคิดว่าหลุมดำเริ่มต้นจากจุดเล็กๆ และค่อยๆ เติบโตโดยการรวมเข้าด้วยกันและกลืนกินสสาร กลไกนี้ไม่ได้อาศัยดวงดาวในการวางไข่ในหลุมดำตั้งแต่แรก
ข้อเสนอของเมเยอร์ยังคงมีอุปสรรคให้เคลียร์ก่อนที่นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์คนอื่นๆ จะยอมรับว่าเป็นไปได้ แต่ถ้าได้รับการยืนยัน ก็จะไขความลึกลับว่าทำไมนักดาราศาสตร์ถึงยังคงพบหลุมดำขนาดมหึมาเมื่อจักรวาลมีอายุน้อยกว่าหนึ่งพันล้านปี
ปริศนามหึมานี้ทำให้เกิดเรื่องเวลา
ดาวฤกษ์ดวงแรกซึ่งมีมวล 100 เท่าหรือมากกว่าดวงอาทิตย์ ก่อตัวขึ้นหลังจากบิกแบงไม่กี่ร้อยล้านปี หลุมที่ใหญ่ที่สุดระเบิดหลังจากนั้นไม่นานและทิ้งหลุมดำที่มีมวลเท่ากัน การสังเกตการณ์ด้วยกล้องโทรทรรศน์เมื่อเร็วๆ นี้เผยให้เห็นว่าประมาณ 500 ล้านปีต่อมา ซึ่งไม่นานนักในช่วงเวลาของจักรวาล หลุมดำบางแห่งมีน้ำหนักถึง 10 พันล้านเท่าดวงอาทิตย์ ( SN: 4/4/15, p. 5 ) ไม่ว่าหลุมดำโบราณจะเลี้ยงและรวมพลังกันบ่อยเพียงใด พวกมันก็จะมีปัญหาในการเติบโตถึง 100 ล้านอย่างรวดเร็ว
เมเยอร์พยายามคิดค้นกลไกที่จะทำให้เกิดหลุมดำขนาดจัมโบ้ สูตรนี้ต้องใช้สสารจำนวนมากถึงจะตกลงมารวมกันจนกว่าแรงโน้มถ่วงรวมจะแรงพอที่จะป้องกันไม่ให้แสงหลุดรอดไปได้ ก๊าซทางช้างเผือกดูเหมือนจะเป็นส่วนประกอบในการสร้างหลุมดำในอุดมคติ แต่ดูเหมือนว่าจะไม่ถึงสถานะอัลตร้าเดนที่จำเป็น แต่กลับมีแนวโน้มเย็นลงและรวมตัวกันเป็นกระจุกเล็กๆ ที่กลายเป็นดวงดาว
แต่ถ้าดาราจักรดึกดำบรรพ์ชนกัน Mayer เสนอว่าบางทีก๊าซของพวกมันอาจไม่มีโอกาสสร้างดาว การควบรวมกิจการทางช้างเผือกจะจุดประกายคลื่นปั่นป่วนที่ทำให้ก๊าซร้อนและป้องกันไม่ให้จับตัวเป็นก้อน การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ชุดใหม่แสดงให้เห็นการเติบโตของจานก๊าซหนาแน่น ซึ่งไม่สามารถแยกส่วนออกเป็นดาวฤกษ์ได้ ซึ่งในที่สุดก็มีขนาดเล็กลงจนยุบลงในหลุมดำซึ่งมีมวลหลายร้อยล้านเท่าของดวงอาทิตย์ เมเยอร์เรียกความก้าวหน้าโดยตรงจากก๊าซไปสู่ก้นบึ้งในความมืดมิดว่า “การล่มสลายที่มืดมิด”
“ไม่มีแสงที่ปล่อยออกมา” เขากล่าว “มันเป็นแค่หลุมดำขนาดใหญ่”
Mitchell Begelman นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์ กล่าวว่าเขาชอบแนวความคิดของเมเยอร์ แต่เขากังวลว่าปัจจัยที่ขัดขวางการก่อตัวดาวฤกษ์ เช่น โมเลกุลของแก๊สที่หมุนเร็วเกินไป จะทำให้ดิสก์ไม่สามารถไปถึงมวลวิกฤตได้ “ฉันค่อนข้างไม่เชื่อว่าคุณจะพังได้” เขากล่าว
เมเยอร์กล่าวว่าเขาวางแผนที่จะใช้การจำลองตามทฤษฎีสัมพัทธภาพอย่างเข้มงวดมากขึ้น เพื่อดูว่ามีอะไรหยุดแรงโน้มถ่วงในถ้ำหรือไม่ การพิสูจน์ว่าหลุมดำนั้นถือกำเนิดขึ้นเมื่อ 13 พันล้านปีก่อนนั้นยากกว่ามาก แม้ว่าการก่อตัวของสัตว์ประหลาดดังกล่าวจะกระตุ้นให้เกิดระลอกคลื่นที่ตรวจจับได้ผ่านอวกาศที่เรียกว่าคลื่นโน้มถ่วง
จรวด SpaceX พุ่งทะยานสู่อวกาศและถอยกลับ ติดการลงจอด
จรวดที่บินลงสู่พื้นมักจะเป็นสัญญาณที่ไม่ดี แต่สำหรับ บริษัท การบินและอวกาศ SpaceX ประสบความสำเร็จอย่างมาก ด้วยเครื่องยนต์ที่ลุกโชติช่วง ส่วนแรกของ จรวดFalcon 9 กลับมายังพื้นโลกอย่างปลอดภัยหลังจาก การปล่อยจรวดจากสถานี Cape Canaveral Air Force Station ในฟลอริดาเมื่อวันที่ 21 ธันวาคมโดยลงจอดในแนวตั้งบนแท่นตรงบริเวณที่ปล่อยอีกแห่งหนึ่ง
การลงจอดเป็นก้าวสำคัญของบริษัท ความพยายามที่จะลงจอดบนเรือท้องทะเลก่อนหน้านี้ไม่ได้ไปด้วย สำหรับการเปิดตัวครั้งล่าสุด ระยะจรวดบินไปประมาณ 75 กิโลเมตรก่อนจะหันกลับปล่อยให้จรวดส่วนที่เหลือส่งชุดดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรระดับพื้นโลก
จรวดจำนวนมากใช้หลายขั้นตอนหรือชุดเครื่องยนต์เพื่อลดน้ำหนักในระหว่างการปล่อย เมื่อเชื้อเพลิงหมดในระยะหนึ่ง น้ำมันจะลดลงและขั้นตอนถัดไปจะติดไฟ ในอดีต จรวดที่ใช้แล้วถูกทิ้งอย่างไม่สมควรและสูญหายในทะเล บริษัทหวังว่าขั้นตอนที่ใช้ซ้ำได้จะช่วยลดต้นทุนสำหรับเที่ยวบินในอนาคตได้อย่างมาก
SpaceX ไม่ได้อยู่เพียงลำพังในการรีไซเคิลจรวด เมื่อต้นปีนี้ ระยะบูสเตอร์ของจรวด Blue Origin New Shepard ได้แตะต้องลงอย่างมาก หลังจากอยู่ห่างจากพื้นดินถึง 100 กิโลเมตร
นักวิทยาศาสตร์ของนาซ่าคิดว่าพวกเขาควรจะลองอีกครั้ง บางทีด้วยภารกิจที่สามารถส่งยานสำรวจหลายตัวรอบๆ ดาวพฤหัสบดีและในความลึกที่ลึกกว่านั้นได้ โบลตันกล่าว “แต่นั่นเป็นข้อเสนอที่มีราคาแพงและท้าทายมาก”
