ในโครงการ Large Hadron Collider ที่ CERN นั้น

แม้จุดประสงค์หลัก คือ การตามล่าหาอนุภาคพระเจ้า (God Particle) หรือ อนุภาคฮิกส์ (Higgs particle)

เพื่อทดสอบว่า แบบจำลองมาตรฐาน (Standard Model) ถูกต้องแค่ไหน

(ดูคำอธิบายในบันทึก โครงการ LHC - 01 : เกริ่นนำ)

แต่ปรากฏว่า...

ข่าวที่ผู้คนให้ความสนใจมากที่สุดในอันดับต้นๆ ก็คือ

อาจเกิด หลุมดำ ขึ้นมา

ร่ำลือกันถึงขนาดว่า หลุมดำที่โผล่ขึ้นมานี้ อาจจะดูดเอาเครื่อง LHC เข้าไปก่อน

ตามด้วย CERN ทวีปยุโรป จนกระทั่งโลกก็จะถูกดูดเข้าไปในที่สุด!

............................................................

ก่อนที่จะคุยเรื่องนี้ได้ก็ต้องทำความรู้จัก หลุมดำ หรือ แบล็กโฮล (Black Hole) กันก่อน

หลุมดำ คือ บริเวณในที่อวกาศ (space) ซึ่งมีความโน้มถ่วงสูงมาก
มากขนาดที่ว่า แม้แต่แสงซึ่งเคลื่อน (ที่เร็วที่สุดในเอกภพ) ยังหนีออกมาไม่ได้
หากหลุดเข้าไปภายในขอบเขตของหลุมดำ
ขอบเขตที่ว่านี้เรียกว่า ขอบฟ้าเหตุการณ์ (event horizon)

ภาพของหลุมดำในความคิดของแฟนหนังแนวไซ-ไฟ
ก็คือ หลุมดำจะคอยดูดยานอวกาศที่ผ่านเข้าไปจ๊วบๆ 

หลุดเข้าไปเมื่อไร...ก็เสร็จเมื่อนั้น!

หลุมดำที่ดูดยานอวกาศในหนังไซ-ไฟนี้เป็นหลุมดำขนาดใหญ่
ที่เกิดจากดาวฤกษ์ที่มีมวลค่อนข้างมากยุบตัวลงในบั้นปลายชีวิต

กล่าวโดยย่อก็คือ ตามปกติดาวฤกษ์จะมีแรง 2 แรงต่อสู้กันอยู่

แรงหนึ่งเป็นแรงผลักที่พยายามทำให้ดาวฤกษ์นั้นพองตัวออก
แรงนี้เกิดจากการเผาผลาญเชื้อเพลิงโดยปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน

อีกแรงหนึ่งเป็นแรงดึงดูดที่พยายามทำให้ดาวฤกษ์นั้นหดตัวเล็กลง
แรงนี้เกิดจากความโน้มถ่วงของมวลสารของดาวฤกษ์นั้นเอง

หากแรงผลักและแรงดึงดูดข่มกันไม่ลง ดาวฤกษ์นั้นก็จะรักษาขนาดเอาไว้ดีพอสมควร

แต่ในบั้นปลายชีวิต เมื่อเชื้อเพลิงถูกใช้ไปจนหมด แรงผลักก็หมดฤทธิ์
ผลก็คือ แรงดึงดูดจะชนะ ดึงให้ขนาดของดาวฤกษ์หดเล็กลง

จุดจบของดาวฤกษ์มีหลายแบบขึ้นกับมวลตั้งต้น

หากมวลตั้งต้นของดาวฤกษ์สูงกว่า 18 เท่าของมวลของดวงอาทิตย์ของเรา

การตายของดางดวงนี้จะซับซ้อนและรุนแรงมาก

โดยแกนเหล็กที่เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน จะยุบตัวลงอย่างไม่สิ้นสุด

กลายเป็นหลุมดำ

ภาพต่อไปนี้แสดงหลุมดำกำลังดูดกลืนมวลสารจากดาวที่เคยเป็นเพื่อนคู่หู (Companion star)

ส่วนที่เป็นจานรวมมวล (Accretion disk) คือ บริเวณที่สสารที่ถูกดูดวิ่งวนเป็นเกลียวเล็กลงจนหายเข้าไปในหลุมดำ

โปรดสังเกตสมบัติต่างๆ ของหลุมดำตัวอย่างนี้ ได้แก่
มวล (Mass) : 10³¹ กิโลกรัม
รัศมี (Radius) : 20 กิโลเมตร
อายุขัยกว่าจะระเหยไปหมด (Evaporation time) : 10⁶⁷ ปี 
(เนื่องจาก เอกภพมีอายุเพียง 15,000 ล้านปี ดังนั้น หลุมดำนี้จึงมีอายุยืนยาวมาก)

อย่างไรก็ดี เรื่องการระเหยของหลุมดำนี้ ณ ปัจจุบันยังเป็นผลจากการคาดการณ์ในทางทฤษฎีเท่านั้น

เรียกว่า การแผ่รังสีฮอว์คิง (Hawking radiation)

สำหรับประเด็นเรื่องการแผ่รังสีฮอว์คิงว่าคืออะไร หากมีจริงจะเกิดขึ้นด้วยกลไกอะไรนั้น

ผมจะขยายความในโอกาสต่อไปครับ

 คราวนี้ลองมาดู หลุมดำที่ว่ากันว่าอาจจะเกิดจากเครื่อง Large Hadron Collider กันบ้าง

มวล (Mass) : 10^-23 กิโลกรัม
รัศมี (Radius) : 10^-19 เมตร
อายุขัยกว่าจะระเหยไปหมด (Evaporation time) : 10^-26 วินาที 

มวลนิดเดียว รัศมีก็เล็กจิ๋ว จึงเรียกว่า หลุมดำจิ๋ว (micro black hole หรือ mini black hole)

ส่วนอายุก็แสนจะสั้น คือ 0.00000 00000 00000 00000 00000 1 วินาที
ซึ่งหมายความว่า เกิดมาปุ๊บ ก็แทบจะตายปั๊บ!
(คนเรากระพริบตาใช้เวลา 0.1 วินาที โดยประมาณ)

เรื่องหลุมดำจิ๋วที่อาจเกิดขึ้นใน Large Hadron Collider นี้มีแง่มุมที่น่าสนใจหลายอย่าง
แต่ในคราวหน้า  จะชวนไปดูภาพรวมกันก่อนว่า หากหลุมดำจิ๋วนี้มีจริง มันอาจจะเกิดจากอะไรได้บ้าง

ลองดูตัวอย่างให้น้ำลายหกเล่นๆ กันก่อน...ไว้จะมาโม้รายละเอียดอีกที

กลับบ้านก่อนล่ะคร้าบ ;-)