จาก ‘มุก’ เรื่องกล้อง Huawei P30 Pro โดนัทเบี้ยว ดวงตาน้องเหมียว ไปจนถึงดวงตาของเซารอนในภาพยนตร์เรื่อง Lord of the Rings
ภาพหลุมดำภาพแรกที่มนุษย์ถ่ายได้ มีความสำคัญอย่างไรกับมวลมนุษยชาติ ทำไมเหล่านักวิทยาศาสตร์ถึงได้ดีใจกันนักหนา – หลายๆ คนคงแอบคิดเช่นนั้น
The MATTER ติดต่อไปหา เติ้ล-ณัฐนนท์ ดวงสูงเนิน บรรณาธิการบริหารและผู้ก่อตั้งเว็บไซต์ให้ความรู้อวกาศ spaceth.co เพื่อขอให้ช่วยอธิบายความสำคัญของภาพๆ นี้ ทำไมคนบางกลุ่มถึงได้กรี๊ดกร๊าดกันนักนะ
หลังจากนี้จะเป็นคำของณัฐนนท์ทั้งหมด
ภาพถ่ายหลุมดำนี้มาจาก โครงการ Event Horizon Telescope ใช้กล้องดูดาว 8 ตัวทั่วโลก หันไปทางหลุมดำ M87 และถ่ายพร้อมกัน ซิงก์กันในระดับไมโครวินาทีเพื่อให้คลาดเคลื่อนน้อยที่สุด โดยใช้เทคนิค Interferometry ให้ลองนึกภาพเปิดเสียงเปียโนทีละคีย์ เพื่อให้พอเดาได้ถึงภาพรวม แล้วนำภาพมารวมกันโดยอัลกอริทึม CHIRP (Continuous High-resolution Image Reconstruction using Patch priors) ที่วิเคราะห์ภาพถ่ายที่มีความละเอียดต่ำแล้วประมวลให้เป็นภาพความละเอียดสูงได้
ภาพนี้เกิดจากการถ่ายภาพเงาเพื่อให้เห็นแสงรอบๆ ที่มาจากด้านหน้า ด้านข้าง และด้านหลัง ของหลุมดำ แสงที่เห็นวนรอบๆ คือแสงที่ยังเข้าไปไม่ถึงขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ หรือ Event Horizon ซึ่งเมื่อเข้าผ่านตรงนั้นไปแล้วแสงจะถูกดูดหายไปเลย
กระทั่งดูเดิ้ลของ Google ในวันนี้ ก็ยังว่าด้วยการถ่ายภาพหลุมดำได้เป็นครั้งแรก
สาเหตุที่ก่อนหน้านี้ยังไม่สามารถทำได้ คาดว่ายังไม่มีการทำมาตรวัดที่สมบูรณ์แบบถึงขนาดที่จะซิงก์กล้องหลายๆ ตัวในระดับที่ทำให้ข้อมูลไม่ผิดเพี้ยน โดยผ่านดาวเทียม ความสามารถของกล้องก็ยังไม่สูงพอ กล้องที่ใช้ในครั้งนี้เพิ่งจะสร้างมาในช่วงไม่เกิน 10 ถึง 20 ปีนี้เอง และยังมีข้อจำกัดทางเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ เพราะข้อมูลมีมากถึง 5 ล้านกว่ากิกะไบต์ ไม่สามารถส่งกันผ่านอินเทอร์เน็ตได้ ต้องออกแบบฮาร์ดดิสก์มาเป็นพิเศษ และขนขึ้นเครื่องบินมารวมกัน แล้วค่อยใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์มาประมวลผล
ภาพที่เราเห็นกันมาตลอดล้วนเป็นการจำลอง ครั้งนี้เป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ที่เกิดจากข้อมูลจริงๆ ถือว่าเราได้อยู่ร่วมยุคของการถ่ายภาพหลุมดำได้เป็นครั้งแรก เป็นที่น่าจดจำในประวัติศาสตร์ ต่อจากนี้ไปวันที่ 10 เมษายน 2019 ก็จะถูกบันทึกไว้โดยนักฟิสิกส์ และนักวิทยาศาสตร์
แม้เราไม่ได้มีส่วนร่วมอะไรเลย แต่เราได้ร่วมติดตามดูข่าวในขณะที่มันเกิดขึ้น มันสำคัญไม่แพ้ข้อมูลวิทยาศาสตร์ที่เราได้ มันเป็นความรู้สึก เป็นความทรงจำ
ภาพหลุมดำที่ถ่ายได้ใกล้ขนาดนี้ ทำให้รู้ว่าจานพอกพูนมวล หรือ Accretion Disk มีรูปร่างเป็นจานกลุ่มหมุนล้อมรอบตัวหลุมดำ โดยจานพอกพูนมวลของหลุมดำนั้นมีการหมุนไปในทิศทางตามเข็มนาฬิกา ใช้เวลาถึง 2 วันในการหมุนรอบหลุมดำครบ 1 คาบ นำไปสู่การค้นพบว่า Relativistic Beaming ที่เราใช้อธิบายการบิดเบือนของจานพอกพูนมวลหลุมดำเนื่องจากความโน้มถ่วงของหลุมดำ ทำให้เราเห็นจานพอกพูนมวลของหลุมดำมีลักษณะเป็นทรงกลมโดนัท แต่ในอนาคตน่าจะมีเปเปอร์ตามออกมาอีกไม่ต่ำกว่า 10 ฉบับ
ความสำเร็จในครั้งนี้สามารถต่อยอดความรู้เรื่องของ 1.) กลศาสตร์ควอนตัม ที่ใช้อธิบายอานุภาพของสิ่งเล็กๆ ในระดับอะตอม 2.) ทฤษฎีสัมพัทธภาพโดยอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ที่ใช้อธิบายเรื่องหลุมดำหรือการบิดโค้งของอวกาศ และ 3.) หลัก Thermodynamic ที่อธิบายเรื่องการแผ่รังสีความร้อน
หลุมดำเป็นเหมือนตัวแทนที่ทำให้เราเอาสารทั้ง 3 ที่นักฟิสิกส์กำลังสงสัยอยากรู้ มาเชื่อมต่อกันได้ แล้วหาจุดที่ทำให้เราสามารถอธิบายจักรวาล และเอกภพได้ในแบบที่มันเป็นจริงๆ ได้ละเอียดมากขึ้น
– The MATTER เคยสัมภาษณ์ เติ้ล-ณัฐนนท์ และ กร-กรทอง วิริยะเศวตกุล 2 ผู้ร่วมก่อตั้งเว็บไซต์ spaceth.co ถือความหลงใหลในอวกาศจนเป็นที่มาของการทำสื่ออวกาศที่น่าสนใจที่สุดแห่งหนึ่งของเมืองไทย ย้อนกลับไปอ่านกันได้
