มีหลุมดำมากกว่า 40,000,000,000,000,000,000+ หลุมในจักรวาลที่สังเกตได้ การประเมินใหม่กล่าว

Jan 21 2022
แนวคิดของศิลปินเกี่ยวกับหลุมดำมวลมหาศาลที่พ่นไอพ่นที่มีความสัมพันธ์กัน ทีมนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ได้คำนวณจำนวนหลุมดำมวลดาวในจักรวาลที่สังเกตได้เป็น 40 ควินล้าน ซึ่งคิดเป็น 1% ของสสารสามัญทั้งหมดในจักรวาล
แนวคิดของศิลปินเกี่ยวกับหลุมดำมวลมหาศาลที่พ่นไอพ่นที่มีความสัมพันธ์กัน

ทีมนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ได้คำนวณจำนวน หลุมดำมวลดาวในเอกภพที่สังเกตได้เป็น 40 ล้านล้านล้าน ซึ่งคิดเป็น 1% ของสสารสามัญทั้งหมดในจักรวาล

นักวิจัยมุ่งเน้นไปที่หลุมดำมวลดาวซึ่งเป็นความหลากหลายที่เล็กที่สุดที่รู้จักกัน แต่โปรดทราบว่าการคำนวณของพวกมันสามารถช่วยไขปริศนาที่มีมายาวนานว่าหลุมดำมวลมหาศาลแพร่กระจายได้อย่างไร งานวิจัยของพวกเขาได้ รับการ ตีพิมพ์ใน Astrophysical Journal Letters

เป็นเวลานานแล้ว ที่หลุมดำถูกสร้างทฤษฎีว่ามีอยู่จริงและไม่เคยมีใครพบเห็น—ดังที่ชื่อบอกไว้ พวกมันไม่ปล่อยให้แสงหลุดจากแรงดึงดูดของพวกมัน แต่นักดาราศาสตร์พบว่าหลุมดำอยู่ที่ศูนย์กลางของสสารเปล่งแสงที่มีความเข้มข้นสูง (ทางช้างเผือกของเรามีหลุมดำมวลมหาศาลอยู่ตรงกลาง) เมื่อไม่นานมานี้ เราสามารถตรวจพบการควบรวมของหลุมดำได้ด้วยเครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วง เช่น LIGO-Virgo Collaboration

แต่การนับหลุมดำทั้งหมดในเอกภพที่สังเกตได้ ซึ่งทอดยาวออกไปประมาณ 90 พันล้านปีแสงนั้นเป็นงานที่น่ากลัว เพื่อให้ได้ผลรวม 40 quintillion (นั่นคือ 40 พันล้านหรือ 40,000,000,000,000,000,000) ทีมวิจัยได้รวมรหัสวิวัฒนาการดาวใหม่ที่เรียกว่า SEVN และข้อมูลเกี่ยวกับความเป็นโลหะ อัตราการก่อตัวดาว และขนาดดาวในกาแลคซีที่รู้จัก

อเล็กซ์ ซิซิเลีย นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์จาก SISSA ในอิตาลีและผู้เขียนนำรายงานกล่าวว่า "ลักษณะที่เป็นนวัตกรรมใหม่ของงานนี้อยู่ในความสัมพันธ์ระหว่างแบบจำลองรายละเอียดของดาวฤกษ์และวิวัฒนาการคู่แฝดกับสูตรขั้นสูงสำหรับการก่อตัวดาวฤกษ์และการเสริมโลหะในกาแลคซีแต่ละแห่ง" ในการ เปิดตัวของสถาบัน "นี่เป็นหนึ่งในครั้งแรกและเป็นหนึ่งในการคำนวณเบื้องต้นที่มีประสิทธิภาพที่สุดของฟังก์ชันมวลหลุมดำที่เป็นตัวเอกในประวัติศาสตร์จักรวาล"

ภาพประกอบของจักรวาลที่สังเกตได้ โดยมีดวงอาทิตย์อยู่ตรงกลาง และมีพื้นหลังไมโครเวฟของจักรวาลล้อมรอบ

การวิจัยครั้งนี้เป็นงานวิจัยชิ้นแรกในชุดงานที่พยายามจำลองมวลหลุมดำ ตั้งแต่ขนาดเท่าดาวจนถึงหลุมดำมวลมหาศาล หลุมดำมวลดาวฤกษ์เป็นหลุมดำที่เล็กที่สุดที่รู้จักในกลุ่มนี้ โดยทั่วไปแล้วจะมีน้ำหนักเพียงไม่กี่ถึงสองสามร้อยเท่าของมวลดวงอาทิตย์ หลุมดำระดับกลางนั้นหายไปจากบันทึกการสังเกตอย่างฉาวโฉ่ แต่หลุมดำมวลมหาศาลนั้นอยู่ที่ใจกลางดาราจักรส่วนใหญ่และรวมมวลสารรอบตัวมัน ดึงดาว ดาวเคราะห์ และก๊าซเข้าไปใกล้ด้วยแรงดึงดูดที่น่าขันของพวกมัน

ในรายงานฉบับนี้ นักวิจัยยังได้ศึกษาว่าหลุมดำที่มีขนาดต่างกันอาจเกิดขึ้นได้อย่างไร หลุมดำมวลดาวฤกษ์เกิดขึ้นจากแกนที่ยุบตัวของดาวฤกษ์ที่ตายแล้ว แต่ต้นกำเนิดของหลุมดำมวลมหาศาลนั้นมีความลึกลับมากกว่า Lumen Boco นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่ SISSA และผู้เขียนร่วมรายงานด้วย กล่าวในฉบับเดียวกันว่าการคำนวณของทีม “สามารถเป็นจุดเริ่มต้นในการตรวจสอบที่มาของ 'เมล็ดหนัก' ซึ่งเราจะติดตามในเอกสารฉบับต่อไป ”

การศึกษาใหม่ไม่ได้กล่าวถึงสิ่งที่เรียกว่าหลุมดำดึกดำบรรพ์ ซึ่งเป็นวัตถุสมมุติที่หลงเหลือจากจุดเริ่มต้นของจักรวาลซึ่งอาจมีขนาดเล็กกว่าหลุมดำที่รู้จักมาก ไม่มีหลักฐานว่าสิ่งเหล่านี้มีอยู่จริง แต่นักฟิสิกส์บางคนแนะนำว่าสิ่งเหล่านี้เป็นวิธีแก้ปัญหา ความลึกลับของ สสารมืด ทีมหนึ่งเสนอว่าหลุมดำขนาดเท่าลูกโบว์ลิ่งอาจเป็นดาวเคราะห์ไนน์ ซึ่งเป็นวัตถุตามทฤษฎีในระบบสุริยะชั้นนอกที่ส่งผลต่อวงโคจรของวัตถุที่อยู่ห่างไกล

เพิ่มเติม: จุดประสงค์ของจักรวาลคืออะไร? นี่คือคำตอบที่เป็นไปได้