ดาวเคราะห์ดวงที่ 9 อาจเป็นหลุมดำยุคเริ่มแรก
สิ่งมหัศจรรย์หายาก ตรวจพบสัตว์ประหลาดหลุมดำ 3 แห่ง กำลังเคลื่อนที่มาชนกัน
ตุลาคม 2, 2019
ค้นพบโอเอซิสโบราณ บนดาวอังคาร โดยยานคิวริออสซิตี้ ของนาซ่า
ค้นพบโอเอซิสโบราณ บนดาวอังคาร โดยยานคิวริออสซิตี้ ของนาซ่า
ตุลาคม 10, 2019
ดาวเคราะห์ดวงที่ 9 อาจเป็นหลุมดำยุคเริ่มแรก

ภาพจำลองของ ดาวเคราะห์ดวงที่ 9 © Caltech/R. Hurt (IPAC)

บริเวณขอบระบบสุริยะของเรา ดูเหมือนจะมีวัตถุลึกลับโคจรอยู่ อีกทั้งยังพบอีกว่าเส้นทางส่วนใหญ่ที่ไกลออกไปนั้น มักจะเป็นกลุ่มของก้อนน้ำแข็งที่กำลังโคจรอยู่โดยรอบดวงอาทิตย์  โดยวัตถุเหล่านี้มีวงโคจรเป็นรูปวงรีค่อนข้างมาก และมีทิศทางเคลื่อนออกไปจากจุดเดียวกันทั้งหมดที่เอียงไปในทางทิศเดียวกัน จากสันนิษฐานก็คือ อาจมีแรงที่มองไม่เห็นกำลังไล่ต้อนพวกมันอยู่

ในตอนแรก นักวิทยาศาสตร์คิดว่ามันน่าจะเป็นผลมาจากดาวเคราะห์ปริศนา ที่พวกเขาได้ขนานนามให้กับมันไปว่า “Planet X” หรือ “ดาวเคราะห์ดวงที่ 9”

แต่งานวิจัยใหม่ล่าสุดเผยว่า แรงโน้มถ่วงลึกลับนี้ อาจเป็ผลมาจากการมีอยู่ของ “หลุมดำยุคเริ่มแรก” (Primordial black hole) ซึ่ง หลุมดำยุคเริ่มแรกนี้ เป็นประเภทของหลุมดำขนาดเล็ก ที่นักวิทยาศาสตร์บอกว่า มันถือกำเนิดขึ้นมาในช่วงก่อกำเนิดของจักรวาล หรือ “บิ๊กแบง” (Big Bang)!

ความสัมพันธ์ของวงโคจรวัตถุพ้นดาวเนปจูนทั้ง 6 วัตถุ (trans-Neptunian objects) กับวงโคจรของ ดาวเคราะห์ดวงที่ 9 ในภาพสุดท้าย
ความสัมพันธ์ของวงโคจรวัตถุพ้นดาวเนปจูนทั้ง 6 วัตถุ (trans-Neptunian objects) กับวงโคจรของ ดาวเคราะห์ดวงที่ 9 ในภาพสุดท้าย (ภาพจาก wikipedia/nagualdesign based on a video released by Caltech)

แม้ว่าการดำรงอยู่ของ หลุมดำยุคเริ่มแรกนั้น จะยังไม่ได้รับการยืนยันอย่างเป็นทางการ แต่นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าจักรวาลของเรา อาจมีพวกมันอยู่เต็มไปหมด และถ้ามันมีอยู่จริง หลุมดำยุคเริ่มแรกนี้ ก็อาจเหลือรอดอยู่มาจนถึงปัจจุบัน และเป็นองค์ประกอบของจักรวาลเรากว่าร้อยละ 85 ของสสารปกติ ที่นักวิทยาศาสตร์มองไม่เห็น หรือที่รู้จักกันในชื่อของ “สสารมืด” นั่นเอง ที่การมีอยู่ของมันได้ไปดึงให้ดวงดาวต่างๆ ไม่หนีห่างออกไปจากกันภายในแกแล็คซี่

โดยงานวิจัยใหม่ ที่ถูกเผยแพร่เอาไว้อยู่ในฐานข้อมูลวิจัยของเว็บไซต์ arxiv.org เมื่อวันที่ 24 กันยายน ค.ศ. 2019 ที่ชื่อ What if Planet 9 is a Primordial Black Hole? ก็ได้ให้ข้อสัณนิษฐานเอาไว้อย่างน่าสนใจเลยทีเดียวว่า ดาวเคราะห์ดวงที่ 9 อาจเป็นหลุมดำยุคโบราณ! ที่ถือกำเนิดขึ้นมาก่อนจะมีระบบสุริยะของเราเสียอีก!

อีกทั้ง “เจมส์ อันวิน”  (James Unwin) นักฟิสิกส์ทฤษฎี หนึ่งในผู้ร่วมเขียนบทความวิจัย ยังได้เสนอวิธีการตามล่าหาชิ้นส่วนลึกลับที่หายไปนี้ด้วยว่า

“หากคุณมองว่าสิ่งที่มองไม่เห็นนี้คือวัตถุประหลาด อย่างเช่น หลุมดำยุคเริ่มแรกแล้วล่ะก็ คุณจะต้องคิดหาวิธีการตรวจหามันในแบบที่แตกต่างไปจากเดิม เราสนับสนุนว่าแทนที่จะมองหามันในแสงที่มองเห็น เราอาจมองหามันได้ผ่านรังสีแกมม่า หรือ รังสีคอสมิกแทน”

ดาวเคราะห์ดวงที่ 9 สามารถอธิบายได้ถึงวงโคจรแปลกๆในวัตถุอวกาศที่อยู่ห่างไกล

ที่ริมขอบของระบบสุริยะเรา มีเศษน้ำแข็งขนาดเล็กอยู่เป็นจำนวนนับพันๆชิ้น พื้นที่บริเวณแห่งนี้นักวิทยาศาสตร์เรียกว่า แถบไคเปอร์ (Kuiper Belt) อีกทั้งจากการสำรวจวัตถุอวกาศในไคเปอร์จำนวน 6 วัตถุก็พบว่า วงโคจรของพวกมันดูแปลกประหลาดไป จนดูเหมือนกับว่าได้มีแหล่งแรงโน้มถ่วงลึกลับบางสิ่ง ที่กำลังคอยดึงพวกมันเอาไว้อยู่

และจากแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ และการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ ในปี ค.ศ. 2016 ก็เผยว่า อาจมีดาวเคราะห์ลึกลับนี้อยู่จริงซึ่งเรามองไม่เห็นที่เรียกว่า ดาวเคราะห์ดวงที่ 9 หรือ Planet Nine 

 แถ่ถ้าหลุมดำยุคเริ่มแรกมีอยู่จริง แสดงว่ามันอาจเหลือรอดอยู่มาจนถึงปัจจุบัน และมากมายถึง 80%
แถ่ถ้าหลุมดำยุคเริ่มแรกมีอยู่จริง แสดงว่ามันอาจเหลือรอดอยู่มาจนถึงปัจจุบัน และมากมายถึง 80% Image: Getty

นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์อย่าง “คอนสแตนติน บาทีกิน” (Konstantin Batygin) และ “ไมค์ บราวน์”  (Mike Brown) ก็เคยคำนวณว่าแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ดวงที่ 9 ที่คอยดึงวัตถุในแถบไคเปอร์นี้ อาจทำให้มวลของดาวเคราะห์ดวงนี้มีมากกว่ามวลของโลกถึง 10 เท่า

โดยเฉลี่ยแล้ว วงโคจรของวัตถุปริศนาดังกล่าว จะเคลื่อนที่อยู่ห่างไกลจากดวงอาทิตย์ในระยะประมาณ 60,000 ล้านกิโลเมตร ถึง 120,000 ล้านกิโลเมตร หรืออยู่ห่างไกลเป็นระยะทางราว 20 เท่าของวงโคจรดาวเนปจูน และคาดว่าที่ระยะห่างประมาณนั้น ดาวเคราะห์ดวงที่ 9 มันก็อาจต้องใช้เวลาในการเดินทางไปในอวกาศรอบดวงอาทิตย์นานถึง 10,000 ปี และ 20,000 ปี (ขณะที่หากเทียบกับดาวเคราะห์แคระพลูโตที่ต้องใช้เวลาโคจรรอบดวงอาทิตย์ที่ 248 ปี แล้วล่ะก็ จะเห็นได้ว่าดาวเคราะห์ดวงที่ 9 นี้ใช้เวลาในการโคจรที่นานกว่ามากจริงๆ)

อีกทั้ง บาทีกิน และ บราวน์ ยังได้เคยออกมานำเสนอว่า ดาวเคราะห์ดวงที่ 9 อาจก่อตัวขึ้นมาได้ในแบบเดียวกับดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ เช่น ดาวพฤหัสบดี, ดาวเสาร์, ดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน ที่ก่อตัวขึ้นมาจากแกนของน้ำแข็ง จากนั้นก็ค่อยๆเริ่มเขมือบมวลสารของแก๊สที่อยู่ในวงโคจร จนมีขนาดที่ใหญ่โตขึ้นมา

ซึ่งในอดีต ดาวเคราะห์ดวงที่ 9 อาจเคยมีวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ที่ใกล้กว่านี้ แต่เนื่องจากถูกแรงโน้มถ่วงของพี่ใหญ่อย่าง ดาวพฤหัสบดี หรือดาวเสาร์ ไปรบกวน จึงทำให้มันได้ถูกเหวี่ยงหลุดออกไปสู่วงโคจรชั้นนอกสุด ปัจจุบันมีหนึ่งหลักฐานที่บ่งชี้ถึงการมีอยู่ของดาวเคราะห์ดวงที่ 9 ก็คือ วงโคจรที่บิดเบี้ยวไปของบางวัตถุในแถบไคเปอร์ ซึ่งคาดว่าอาจเป็นผลมาจากการถูกรบกวนโดยแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ลึกลับดวงนี้

ดาวเคราะห์ดวงที่ 9 อาจเป็นหลุมดำยุคเริ่มแรก

จากการศึกษาใหม่ นักวิจัยได้ใช้ข้อมูลวงโคจรประหลาดของวัตถุอวกาศทั้ง 6 ในแถบไคเปอร์ และผสานเข้ากับข้อมูลจากการสังเกตแสงที่โค้งเมื่อเดินทางผ่านระบบสุริยะ เผื่อหวังว่าอาจพบเจอเข้ากับวัตถุปริศนานี้ ผลก็คือปรากฏการณ์ประหลาดทั้งสอง ดูเหมือนจะมีวัตถุลึกลับที่มีมวลใกล้เคียงกันอยู่จริงๆ ดังนั้นก็มีความเป็นไปได้ที่ปรากฏการณ์ทั้งสอง อาจเป็นผลพวงมาจากอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของหลุมดำยุคเริ่มแรก! จากการประเมินเบื้องต้นก็คือหลุมดำดวงนี้อาจมีขนาดเล็กพอๆกับลูกโบว์ลิ่ง และมีมวลอยู่ที่ระหว่าง 0.5 และ 20 เท่าของโลก

นักวิจัยยังกล่าวอีกว่ากลุ่มของดาวเคราะห์ที่ล่อยลอยอยู่อย่างอิสระนอกระบบสุริยะ อาจสามารถอธิบายได้ถึงแสงที่โค้งงอนี้ได้ อีกหนึ่งความเป็นไปได้ก็คือ ดาวเคราะห์ดวงที่ 9 นี้อาจเคยเป็นนักเดินทางระหว่างดวงดาวมาก่อน ก่อนที่จะถูกดักจับตัวเอาไว้ได้โดยระบบสุริยะของเรา 

เส้นสีเขียวคือ สันนิษฐานของวงโคจรดาวเคราะห์ดวงที่ 9
เส้นสีเขียวคือ สันนิษฐานของวงโคจรดาวเคราะห์ดวงที่ 9 ภาพจาก wikipedia/Tomruen

บาทีกิน ยังบอกอีกว่า Planet Nine อาจมีมวลอยู่ที่ 5 เท่าของโลก แต่เป็นหลุมดำที่มีขนาดเล็กประมาณกระเป๋าสตางค์นี้จึงส่งผลทำให้มันตรวจหาได้ยากเอามากๆ

อย่างไรก็ตาม มันก็คงเป็นเรื่องที่ยากอยู่พอควร ที่จะยืนยันถึงความถูกต้องในทฤษฎีนี้ นั่นก็คือสมมติฐานของการมีอยู่ของหลุมดำโบราณนี้ ที่บอกว่ามันมีมวลอยู่ที่ 5 เท่าของโลก และมีเส้นผ่านศูนย์กลางที่ 10 เซ็นติเมตร เพราะหากมันมีอยู่จริงๆ ด้วยวิธีการตรวจหาอุณหภูมิของการแผ่รังสีฮอว์คิงคงจะเป็นเรื่องที่ยากเอามากๆ เพราะมันมีอุณภูมิเพียง 0.004 เควิน ซึ่งเป็นอุณหภูมิเฉียดศูนย์สัมบูรณ์! และเย็นยิ่งกว่าการแผ่รังสีพื้นหลังของจักรวาลเราในปัจจุบันเสียอีก (cosmic microwave background (CMB)) อีกทั้งด้วยการที่มันมีขนาดที่เล็กมาก นี้ก็เป็นอีกหนึ่งอุปสรรค สำหรับการส่องหาด้วยกล้องโทรทรรศน์

แต่ผู้เขียนบทความวิจัยได้เสนอว่า ให้ลองพยายามค้นหาสัญญาณจากกลุ่มของสสารมืดขนาดเล็กรอบๆหลุมดำ อย่างเช่นทรงกลดของสสารมืด (dark matter halo) เพระอาจช่วยให้ค้นพบหลุมดำลึกลับดวงนี้ได้ อีกทั้งนักดาราศาสตร์ยังได้แนะนำให้ค้นหาแหล่งเคลื่อนไหวในรังสีเอกซ์, รังสีแกมม่า และแหล่งรังสีคอสมิกพลังงานสูงอื่นๆเพิ่มเติมด้วย ซึ่งหากสามารถตรวจจับสัญญาณดังกล่าวได้ หลักฐานนี้ก็จะช่วยสนับสนุนสมมติฐานการมีอยู่ของดาวเคราะห์ดวงที่ 9 ได้ว่า ตกลงแล้วมันคือ ดาวเคราะห์หรือหลุมดำกันแน่

แหล่งข้อมูล

  1. Planet 9, our solar system’s mysterious missing world, could be an ancient black hole orbiting the sun, a new paper suggests
  2. Planet Nine could be a primordial black hole, new research suggests
  3. What if Planet 9 is a Primordial Black Hole? (บทความวิจัย)
Sci Ways
Sci Ways
นักเดินทางข้ามกาลเวลา
YouTube
กลับสู่บนสุด