1. หลุมดาและอวกาศ

2. หลุมดาคืออะไร ?
Stratrek มีการกล่าวถึงคาว่า หลุมดา อยูบอย ๆ แต่
่ ่
concept อย่างเป็ นทางการ (หมายถึงทางวิทยาศาสตร์ ที่ได้ รับการ
ยอมรับ) นิยามหลุมดาว่า “ เป็ นอาณาบริเวณในกาลอวกาศ
(spacetime) ที่มี สนามโน้ มถ่ วงสูงมาก ๆ แม้ กระทั่งแสง
(อนุภาคโฟตอนซึ่งเป็ นสิ่งที่เดินทาง ได้ เร็วที่สุดในเอกภพ เท่ าที่
เรารู้จกกัน) ก็ไม่ สามารถเล็ดลอดออกมาได้ ทาให้ อาณาบริเวณ
ั
นันดูเหมือนเป็ นสีดา ”
้

4. ประเภทของหลุมดา
• แบ่งเป็ น 3 ประเภท
• หลุมดามวลยิ่งยวด (Supermassive black holes)
เชื่อกันว่าหลุมดามวลยิ่งยวดอยูใจกลางของควอซ่าร์ (Quasars) ซึง
่
่
เป็ นใจกลางของgalaxy ที่มีการระเบิดเกิดขึ ้น และมันดูดดาวจานวน
นับพันล้ านดวง รวมถึงก๊ าซและฝุ่ น ในอวกาศ หรื อแม้ กระทังดาว
่
เคราะห์เข้ าไป ด้ วยเหตุนี ้จึงเรี ยกว่าหลุมดามวลยิ่งยวด ในปี 1994
กล้ องโทรทรรศน์อวกาศ Hubble ได้ ถ่ายภาพที่ถือว่าเป็ นหลักฐาน
แห่งการค้ นพบหลุมดามวลยิ่งยวด ณ ใจกลางของ galaxy M87

5. หลุมดาจิ๋ว (Mini black holes)
• เชื่อกันว่าหลุมดาพวกนี ้ (ขนาดราว 10-15 เมตร) เกิดขึ ้นระหว่างการ
ระเบิดครังยิ่งใหญ่ (The Big Bang) Stephen Hawking
้
เป็ นผู้นาในการเสนอทฤษฎีเกียวกับหลุมดาจิ๋ว ราวต้ นทศวรรษ 70 อีก
ชื่อหนึงของหลุมดาจิ๋วคือ หลุมดาแรกเริ่ม (Primordial black
่
holes) ในทฤษฎีนี ้ โปรตอนและปฏิโปรตอนอาจเกิดขึ ้นได้ รอบ ๆ
หลุมดาจิ๋ว

6. หลุมดาที่เกิดจากดาวที่ตายแล้ ว
(Stellar black holes)
• หลุมดาประเภทนี ้เกิดจากดาวยักษ์ แดง (Red giant stars) ที่มี
มวลมากกว่า 3 เท่าของ มวลของดวงอาทิตย์ตามวิวฒนาการของ
ั
ดวงดาว (Stellar evolution) ส่วนดาวที่มีมวล น้ อยกว่านี ้ก็จะ
วิวฒนาการไปสู่ ดาวแคระขาว (white dwarfs) หรื อ ดาว
ั
นิวตรอน (neutron stars)

7. • ตามหลัก ของการสร้ างและการทาลายล้ างอนุภาค (Pair
production and annihilation) โดยที่ถ้าตัวตัวหนึงตกลง
่
ไปในหลุมดาอีกตัวก็จะออกมา จากปรากฎการณ์นี ้ทาให้ เรารู้วา หลุม
่
ดาระเหยสาบสูญไป (Evaporate) และหลุมดาก็แผ่รังสีออกมา
Stephen Hawking ได้ สร้ างทฤษฎีเกี่ยวกับการแผ่รังสีของหลุม
ดาที่ร้ ูจกกันในนาม Hawking Radiation
ั

8. • การที่หลุมดาแผ่รังสีทาให้ มนมี อายุขยที่จากัด (หรื อกล่าวว่าหลุมดาก็
ั
ั
ตายได้ ) นอกจากนี ้ Hawking ได้ พบด้ วยว่าการแผ่รังสีของหลุมดา
นันเป็ นแบบ สเปกตรัมเชิงความร้ อน (Thermal spectrum)
้
แปลว่าหลุมดาจิ๋วที่มีมวล 1015 กรัม ซึงมีอายุขยน้ อยกว่าเอกภพได้
่
ั
ระเหยสาบสูญไปแล้ ว

9. การวางแผนสร้ างหลุมดาของมนุษย์
• หลุมดาทัง้ 3 ชนิดที่นกฟิ สิกส์เป็ นผู้แบ่งกลุม แต่ชนิดที่ มนุษย์จะสร้ าง
ั
่
ขึ ้น คือหลุมดาจิ๋ว เพราะถ้ า เราสร้ างหลุมดาชนิดที่ 1 และ 2 ได้ จริง ๆ ก็
ไม่มีอะไรเหลืออยู่ เพราะเราและ ทุกอย่าง บนโลกจะถูกดูดหายไป และ
เราก็คงไม่ได้ เรี ยนรู้อะไรอีก หลุมดาจิ๋วที่นกฟิ สิกส์จะสร้ างขึ ้นมาอยูที่
ั
่
CERN (ห้ องทดลองทางฟิ สกส์อนุภาคที่กรุงเจนีวา ประเทศ
ิ
สวิตเซอร์ แลนด์)

11. • โดยเครื่ องมือที่จะสร้ างมีชื่อว่า LHC (Large Hadron
Collider) ซึงเป็ นที่ที่นกฟิ สิกส์ จะจับ เอา Hadron มาชนกันที่
่
ั
พลังงานสูงยิงยวด Hadron คืออนุภาคที่มีอนตรกิริยา อย่างแรง นัน
่
ั
่
คือ Meson (ประกอบด้ วยควาก และปฏิควาก (quark antiquark) ) และ Baryon (ประกอบด้ วย ควาก 3 ตัว เช่น
โปรตอน นิวตรอน เป็ นต้ น) LHC ได้ รับการ คาดหมายว่าจะสร้ าง
เสร็จในปี 2005 และเดินเครื่ องได้ ในปี 2006

12. • การที่อนุภาควิ่งมาชนกันที่ LHC นัน จะเกิดพลังงาน ในระดับเดียวที่
้
เกิดขึ ้น 1 ในล้ านล้ านของวินาทีหลังจากการระเบิดครังยิ่งใหญ่ ซึงอุณ
้
่
ภูมิของเอกภพ ตอนนันจะอยูที่ประมาณ 1 หมื่นล้ านล้ านองศาเซลเซียส
้
่
(1016 ) ที่พลังงานสูงมาก ๆ ระดับนี ้ เราคาดหวังว่าสสารจะเปิ ดเผย
ความลับเช่น มวลสารนัน มาจากไหนกัน
้

13. • ไม่เป็ นที่แน่นอนและไม่มีสามารถยืนยันได้ 100 % ว่าหลุมดาจิ๋วจะ
เกิดขึ ้นได้ จากฝี มือของมนุษย์จริง ๆ ภายในปี 2006 การสร้ าง LHC นัน
้
ต้ องใช้ เงินทุนมหาศาล ดังนันจะเห็น ได้ ว่า ความรู้ความอยากเห็นของ
้
มนุษย์ต้องแลกมาด้ วยการทุมเทอย่างมากและเป็ นไปไม่ได้ ที่ทกประเทศ
่
ุ
ในโลกจะทาสิงนี ้ได้ สาเร็จ
่

14. ตัวอย่ างสิ่งที่คาดว่ าเป็ นหลุมดา
• แม้ เราจะมองไม่ สามารถมองเห็นมันได้ แต่ หลุมดาก็เป็ นสิ่งที่มี
อยู่จริงและน่ ากลัวมากเสียด้ วย เพราะมันมีพลังมากพอที่จะ
ดูดกลืนทุกสิ่งที่เข้ าไปอยู่ในรัศมี ชนิดที่ไม่ ว่าจะเป็ นสิ่งไหนก็ไม่
สามารถหลุดรอดไปได้ ไม่ เว้ นแม้ กระทั่งนาหรือแสง ซึ่งตอนนี ้
้
นักวิทยาศาสตร์ เชื่อว่ านอกจากบนอวกาศแล้ ว บนโลกของเราก็มี
หลุมดาอยู่ด้วย

15. • เมื่อวันที่ 24 กันยายน 2556 เว็บไซต์เดลี่เมลของอังกฤษ รายงานว่า
นักวิทยาศาสตร์ พบวังน ้าวนพลังงานมหาศาลซ่อนตัวอยูในมหาสมุทร
่
แอตแลนติก มีพลังและมีรูปแบบเดียวกับหลุมดาที่อยูในห้ วงอวกาศ
่
รายงานระบุว่า หลุมดาที่ว่านีอยู่ทางตอนใต้ ของมหาสมุทร
้
แอตแลนติก เป็ นนาวนขนาดยักษ์ และนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยอีที
้
เอช ซูริค และมหาวิทยาลัยไมอามี่ เชื่อว่ ามันดูดกลืนนาแบบเดียวกับ
้
ที่หลุมดาในห้ วงอวกาศดูดกลืนแสง อย่ างไรก็ตาม การจะสรุ ปว่ านี่
เป็ นแค่ นาวน หรื อเป็ นหลุมดาที่ซ่อนตัวอยู่บนโลก ยังคงเป็ นปริศนาที่
้
ไม่ อาจกล่ าวได้ แน่ ชัด

16. • ส่วนทางด้ าน จอร์ จ ฮอลเลอร์ ศาสตราจารย์จากมหาวิทยาลัอีทีเอช ซู
ริค ได้ ทาการวิเคราะห์น ้าวนปริศนานี ้ด้ วยโมเดลทางคณิตศาสตร์ ผ่าน
การจับตามองด้ วยภาพจากดาวเทียม ทาให้ พบสิงที่น่าตกใจ ซึงก็คือ
่
่
การที่แสงแดดไม่สองไปในบริเวณนี ้ แต่กลับเบนกลับสูทิศเดิม
่
่
กลายเป็ นวงโคจรของแสง

17. • นอกจากนี ้ จากการที่นาวนปริศนานีทางานเหมือนกับหลุมดา คือ
้
้
ดูดกลืนทุกสิ่ง รวมทังทาให้ เกิดความผิดปกติของแสง คล้ ายคลึง
้
กับปรากฏการณ์ ท่ ีไอสไตน์ ตงชื่อว่ า โฟตอน สเฟี ยร์ ที่มกเกิด
ั้
ั
บริเวณหลุมดา ทาให้ นกวิทยาศาสตร์ ทงหลายให้ ความสนใจกับมันเป็ น
ั
ั้
พิเศษ และตังใจจะศึกษาต่อไป เพื่อค้ นหาว่ามันคือน ้าวนธรรมดาหรือ
้
หลุมดากันแน่ รวมทังศึกษาหาสาเหตุ เผื่อเป็ นแนวทางในการศึกษา
้
ปั ญหาเกี่ยวกับธรรมชาติเพิ่มเติม

18. รูหนอน ย้ อนเวลา ?
• “รูหนอน” คือสิ่งที่เชื่อกันว่าจะเป็ นประตูพาข้ ามเวลาไปยังอดีตหรื อ
อนาคตรวมถึงเอกภพอันห่างไกลได้ โดยภาพง่ายๆ ของทางลัดนี ้
สามารถแสดงได้ โดยการเจาะรูตรงปลายแผ่นกระดาษ 2 รูด้านตรงข้ าม
กันซึงแสดงถึงจุดที่ห่างไกลกันในเอกภพ
่

19. • แล้ วม้ วนด้ านใดด้ านหนึงให้ มาซ้ อนทับกันและหากบิดเบี ้ยวเวลาด้ วยวิธี
่
นี ้ได้ คนเราอาจจะกระโดดลงรูหนอนแล้ วไปโผล่ยงกาลเวลาที่ห่าง
ั
ออกไปหรื อสถานที่อนไกลโพ้ น โดยต้ องผ่านบริเวณ “คอคอด”
ั
(throat) ของรูหนอนที่มีลกษณะคล้ ายท่อและปลายทัง้ 2 ด้ านที่บาน
ั
ออก

20. • ทางลัดของจักรวาลซึงเชื่อมจุดหนึงในเอกภพไปยังอีกจุดหนึงนี ้ถูก เติม
่
่
่
แต่งจินตนาการจากนักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์ ให้ เป็ นทังตัวอธิบายการ
้
เดิน ทางข้ ามกาลเวลาและการหลีกเลี่ยงข้ อจากัดที่ถกกาหนดว่าไม่มีสง
ู
ิ่
ใดเคลื่อน ที่เร็วกว่าแสง และเหมือนเป็ นหนทางที่ดีที่สดสาหรับสร้ าง
ุ
ยานข้ ามเวลาแบบ "เรี ยลไทม์" แต่มีนกวิทยาศาสตร์ 2 กลุมที่แสดง
ั
่
แนวคิดว่าในการเดินข้ ามมิตผานรูหนอนนี ้ไม่ใช่เรื่ องง่าย
ิ ่

21. • ทังนี ้ตามหลักความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์ก (Heisenberg’s
้
Uncertainty Principle) ซึงเป็ นส่วนหนึงของควอนตัมฟิ สกส์
่
่
ิ
(Quantum Physics) เมื่ออนุภาคเล็กๆ ในระบบๆ หนึงสันด้ วย
่ ่
ช่วงเวลาหนึง (t) จะเกิดพลังงาน (E) ขึ ้นมาจานวนหนึง เมื่อคูณค่าทัง้
่
่
2 เข้ าด้ วยกันแล้ วจะได้ มากกว่าหรื อเท่ากับค่าคงที่คาหนึงที่เรี ยกว่า
่ ่
“ค่าคงที่ของพลังค์” (Planck’s constant) และถ้ าระบบใดๆ ไม่มี
พลังงาน (E=0) นันหมายความว่าอะตอมต้ องสันด้ วยเวลาเป็ นอนันต์
่
่
(infinite)

23. • และตามแนวคิดหนึงเกี่ยวกับรูหนอน ประตูข้ามเวลานี ้จะเปิ ดอยูได้ ด้วย
่
่
การบรรจุสงที่เรี ยกว่า “วัตถุอนแปลกประหลาด” (exotic matter)
ิ่
ั
ลงในคอคอดรูหนอนหรื อบริเวณรอบๆ ซึงเป็ นวิธีอนน่าแปลกที่เดียว แต่
่
ั
วัตถุเหล่านันจะถูกผลักมากกว่าถูกดูดโดยแรงโน้ มถ่วง ซึงกล่าวได้ วามี
้
่
่
พลังงานเป็ นลบและมีความหมายที่น่าปวดหัวมากกว่าอวกาศที่ ว่าง
เปล่า (ไม่มีพลังงาน) ดังนันเพื่อจะอธิบายวิธีการนี ้ นักวิทยาศาสตร์ ต้อง
้
มองข้ ามกฎฟิ สิกส์ดงเดิมไปสูโลกของกลศาสตร์ ควอนตัม
ั้
่

24. ผลการศึกษาวิจยเรื่ องรู หนอน
ั
• กลุมแรกคือ ดร.สตีเฟน ซู (Dr.Stephen Hsu) และโรมัน บิวนี
่
(Roman Buniy) แห่งมหาวิทยาลัยโอเรกอน (University of
Oregon) สหรัฐซึงตีพิมพ์ผลงานผ่านเซิร์ฟเวอร์ ของ arXiv ได้ ค้ าน
่
ว่าทฤษฎีรูหนอนแบบเดิมนันอาจจะมีช่องโหว่ก็ได้ ซึงนักวิจยทัง้ 2 ได้
้
่
ั
เพ่งพินิจรูหนอนแบบ “ท่อ” กาล-อวกาศที่มีความคลาดเคลื่อนเล็กน้ อย
จากกฎฟิ สิกส์ดงเดิม และเสนอว่าไม่ควรนาวัตถุแปลกประหลาดเข้ ามา
ั้
รวมในการคานวณด้ วย

25. • ส่วนการศึกษาอีกด้ านหนึงโดย คริส ฟิ วสเตอร์ (Chris Fewster)
่
จากมหาวิทยาลัยแห่งยอร์ ค (the University of York) สหราช
อาณาจักร และธอมัส โรมัน จากมหาวิทยาลัย เซ็นทรัล คอนเนคติกต
ั
สเตต (Central Connecticut State University) สหรัฐ

26. • ใช้ วิธีการที่ตางออกไปเพื่อไขปริศนาของรูหนอนนี ้ โดยงานวิจยของพวก
่
ั
เขานันอาศัยพื ้นฐานที่คนอื่นศึกษาก่อนหน้ านี ้ว่าคอขอดของ รูหนอน
้
สามารถเปิ ดรับวัตถุแปลกประหลาดได้ เพียงเล็กน้ อยเท่านัน
้

27. • ฟิ วสเตอร์ และโรมันคานวณว่าแม้ จะสามารถสร้ างอะไรคล้ ายๆ กับรู
หนอนได้ แต่คอขอดของรูหนอนก็แคบเกินกว่าจะเดินทางผ่านกาลเวลา
ได้ แม้ จะเป็ นไปได้ ในเชิงทฤษฎีวาหากปรับเรขาคณิตของรูหนอนดีๆ คอ
่
ขอดของรูหนอนก็อาจจะกว้ างพอที่จะให้ คนๆ หนึงเดินทางทะลุมิติผ่าน
่
ไปได้

28. • แต่วาการจะสร้ างรูหนอนที่คอขอดมีรัศมีกว้ างพอที่จะให้ โปรตอนตัว
่
หนึงผ่านไปได้ ต้องปรับรายละเอียดโครงสร้ างในระดับ 1/1030 และรู
่
หนอนขนาดพอดีตวคนนันต้ องปรับกันที่ความละเอียด 1/1060 เลย
ั
้
ทีเดียว

29. • อย่างไรก็ดีก็ยงมีกลุมคน ที่สนับสนุนแนวคิดการสร้ างรูหนอนที่กาหนด
ั
่
สถานที่และเวลาได้ โดยนักฟิ สิกส์คนหนึงกล่าวว่าเขามองเห็นปั ญหาใน
่
ข้ อสรุปของทัง้ ดร.ซูและบิวนี ซึงเขาแสดงความเห็นว่าการละเมิด
่
หลักการทางฟิ สิกส์จากสภาวะที่ไม่มีพลังงาน นันเกิดขึ ้นในหลาย
้
ปรากฏการณ์ แต่นกวิจยจากมหาวิทยาลัยโอเรกอนก็พยายามที่จะมอง
ั ั
เพื่อละปั ญหานี ้ไป

30. • สาหรับสตีเฟน ฮอว์กิง (Stephen Hawking) นักฟิ สกส์จาก
ิ
มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ (Cembridge University) ก็เป็ น
นักวิจยอีกคนหนึงที่พยายามจะไขข้ อข้ องใจเกี่ยวกับหลุมดา
ั
่
โดยประมาณปี ค.ศ.1980 บางสิงที่เป็ นพื ้นฐานอยูภายใต้ กฎฟิ สิกส์นน
่
่
ั้

31. • จะต้ องปองกันรูหนอนจากการใช้ เพื่อเดินทางข้ ามเวลา ซึงความคิด
้
่
ดังกล่าวเป็ นพื ้นฐานของการคาดเดาของฮอว์กิงเกี่ยวกับการปกปอง
้
เรื่ องของเวลา (Hawking’s Chronology Protection
Conjecture) ซึงเชื่อว่าการเดินทางย้ อนเวลาไม่สามารถเกิดขึ ้นได้
่

32. ทาไมรูหนอนจึงถูกเชื่อกันว่ าข้ ามเวลาได้ O_o
เพราะตามกฏฟิ สิกส์ปัจจุบนแล้ วนันไม่สามารถนามาใช้ อธิบายรูหนอน
ั
้
เพราะมันอยูห่างไกลความเป็ นจริงไปหน่อย เราไม่ร้ ูวามีอะไรอยูหลัง
่
่
่
WormHole นักวิทยาศาสตร์ สวนใหญ่คิดว่าเราไม่สามารถกาหนด
่
เวลา มิติ ตาแหน่งและสถานที่ด้านหลังรูหนอนได้ เลย จึงมีความเป็ นไป
ได้ ที่จะไปยังตาแหน่งกาลอวกาศอีกจุดได้ ด้วย เพราะกาล
อวกาศคือจุดที่เวลาและอวกาศรวมกันเป็ นทางเดียวแล้ ว

33. อันตรายจากการข้ ามมิติ
1.เรายังไม่ร้ ูรูปแบบการปรากฏตัว"ที่แน่นอน"ของมัน
2.ความต่างชนิดของสสาร เพราะรูหนอนนันเป็ นสภาพลบและแน่นอน
้
ว่าเราเป็ นสสารบวก... กฏข้ อเนี ้ยแหละที่ฉีกการข้ ามมิตเิ ป็ นชิ ้นๆเลย...

34. • 3.พลังงานมหาศาลที่อยูรอบๆรูหนอนอาจบดขยี ้เราจนเละหากเราขับ
่
ยานพลาดไปชนมันเข้ า...
4.ข้ อสุดท้ าย การขับยานในรูหนอนนันต้ องระวังเป็ นพิเศษ หากเข้ าไป90
้
องศาตอนขับในนันก็ต้อง90องศา ห้ ามเฉียงแม้ แต่องศาเดียว เพราะไม่ร้ ู
้
อะไรจะเกิดขึ ้นถ้ าเราขับชนกาแพงรูหนอน

35. ผู้จัดทา
• 1. นางสาวชัญญา แสนเสมอ เลขที่ 19
• 2. นางสาวหิรัญญิการ์ หิรัญสุรงค์ เลขที่ 40
• ชัน ม. 6/3
้

36. แหล่ งอ้ างอิง
• http://www.neutron.rmutphysics.com/science
news/index.php?option=com_content&task=v
iew&id=500&Itemid=4
• http://www.manager.co.th/science/ViewNews
.aspx?NewsID=9570000012940
• http://www.dek-d.com/board/view/3077107/
• http://www.mythland.org/v3/thread-4595-11.html