หลุมดำ ความเร็วที่เร็วที่สุดที่มนุษย์รู้จักคือความเร็วของแสง แสงสามารถกระสวยไปมาในอวกาศอันกว้างใหญ่ แต่แสงที่มีความเร็วสูงเช่นนี้ก็มีศัตรูตามธรรมชาติในจักรวาลเช่นกัน และการดำรงอยู่ที่น่าสะพรึงกลัวนี้ก็คือหลุมดำ หลุมดำจะดูดสสารทั้งหมดที่อยู่รอบๆ และแม้แต่แสงก็ไม่สามารถรอดพ้นจากแรงดึงดูดอันมหาศาลของมันได้ หลุมดำเป็นสิ่งที่มนุษย์ทั้งไม่คุ้นเคยและก็คุ้นเคย จนถึงขณะนี้ เรายังไม่สามารถระบุได้ว่าภายในหลุมดำมีลักษณะอย่างไร และจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อเราเข้าไปในหลุมดำ
สิ่งที่คุ้นเคยคือเรารู้ว่ามันเป็นตัวแทนของความมืดที่ไร้ขอบเขต เช่นเดียวกับชื่อของมัน และมนุษย์ก็กลัวความมืดโดยธรรมชาติ แล้วหลุมดำคืออะไรกันแน่ หลุมดำเป็นจุดสนใจของดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์ ทุกคนพูดถึงเทห์ฟากฟ้าที่มีมนต์ขลังนี้ในเอกภพ และในที่สุดก็ให้คำนิยามดังกล่าว โดยชี้ให้เห็นว่าความโค้งของกาลอวกาศมีขนาดใหญ่มาก จนแสงไม่สามารถเล็ดลอดออกไปได้ แสงไม่ได้หมายถึงความเร็วที่เร็วที่สุดเท่านั้น แต่ยังหมายถึงความสว่างในภาพด้วย
ในหัวใจของมนุษย์ แสงสว่างสามารถเอาชนะความมืดได้เสมอ แต่ในกฎของจักรวาลที่ควบคุมโดยหลุมดำนั้นตรงกันข้าม ซึ่งทำให้หลุมดำกลายเป็นสิ่งที่น่ากลัวที่สุดในจักรวาล โครงสร้างของหลุมดำนั้นค่อนข้างง่าย ศูนย์กลางคือเอกพจน์ทางเทคโนโลยีและพื้นที่โดยรอบคือ space-time ที่สร้างขึ้นโดยเทนเซอร์ความโค้งของเรขาคณิตตรีมานเนียน ขอบเขตของ space-time นี้เป็นทิศทางเดียวกล่าวคือสสารสามารถเข้าได้แต่ออกไม่ได้
ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ เชื่อว่าหลุมดำเกิดขึ้นจากการตายและการล่มสลายของดวงดาว ดังนั้น แรงโน้มถ่วงของพวกมันจึงมหาศาล หากเราแบ่งประเภทของหลุมดำตามคุณสมบัติทางกายภาพ ก็สามารถแบ่งได้เป็นหลุมดำที่ไม่หมุนและไม่มีประจุ หลุมดำที่มีประจุไม่หมุน หลุมดำที่ไม่มีประจุหมุน และหลุมดำที่มีประจุหมุน ประเภทแรกของหลุมดำที่ไม่ใช่หลุมดำที่หมุนได้และไม่มีประจุ คือ หลุมดำชวาทซ์ชิลท์ที่คุ้นเคยกันมากที่สุด
หลุมดำชนิดนี้สอดคล้องกับคำอธิบายของหลุมดำในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ และแหล่งที่มาของมันคือดาวมวลมาก เชื่อกันว่ามีเพียงดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ 3 เท่าเท่านั้นที่สามารถก่อตัวเป็นหลุมดำได้ ดังนั้น ผู้ที่กังวลว่าดวงอาทิตย์จะกลายเป็นหลุมดำจึงวางใจได้ หลุมดำดาวฤกษ์เป็นหลุมดำที่มีมวลน้อยที่สุดในตระกูลหลุมดำ มีหลุมดำขนาดยักษ์ในกาแล็กซีหลายแห่ง และมวลของหลุมดำเหล่านี้อยู่ระหว่าง 990,000 ถึง 40,000 ล้านเท่าของดวงอาทิตย์
ด้วยจินตนาการของเราเกี่ยวกับขนาดของเทห์ฟากฟ้า จึงเป็นเรื่องยากที่จะจินตนาการว่าหลุมดำประเภทนี้จะมีขนาดใหญ่เพียงใด แต่เห็นได้ชัดว่ายิ่งหลุมดำมีมวลมากเท่าใด แรงโน้มถ่วงของมันก็ยิ่งแรงขึ้นเท่านั้น และบางครั้งก็ขับเคลื่อนมวลทั้งหมด นักวิทยาศาสตร์หลายคนเชื่อว่าหลุมดำดังกล่าวมีอยู่ในใจกลางทางช้างเผือก ข้างต้นเป็นเพียงการคาดเดาของมนุษย์เกี่ยวกับหลุมดำในช่วงหลายปีที่ผ่านมา และยังมีความลึกลับที่ยังไม่ได้ไขอีกนับไม่ถ้วนเบื้องหลังหลุมดำ
เราทุกคนกลัวพฤติกรรมดังกล่าวในจักรวาล เพราะเราไม่สามารถสังเกตได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ ซึ่งหมายความว่าเราอาจเข้าใกล้มันโดยไม่รู้ตัว ด้วยความหวาดกลัวต่อการถูกแรงโน้มถ่วงกลืนกินหลุมดำ มนุษย์จึงกระตือรือร้นที่จะค้นหากระบวนการวิวัฒนาการของหลุมดำ เนื่องจากหลุมดำสามารถกลืนกินเทห์ฟากฟ้าทั้งหมด ในเอกภพวัตถุที่หลุมดำกลืนเข้าไปจะไปอยู่ที่ไหน
เมื่ออธิบายคำจำกัดความของหลุมดำในบทความข้างต้นแล้ว มีการกล่าวว่าหลุมดำจะกลืนกินสสารโดยรอบทั้งหมด และแม้แต่แสงก็ไม่สามารถเล็ดลอดออกไปได้ ไม่ต้องพูดถึงเทห์ฟากฟ้าที่เคลื่อนที่ช้า ดังนั้น หากมีเทห์ฟากฟ้าในบริเวณใกล้เคียงกับหลุมดำ ชะตากรรมของพวกมันก็จะแน่นอน แต่เทห์ฟากฟ้าเหล่านี้ถูกหลุมดำกลืนกินไปที่ไหน ตามโครงสร้างของเยื่อหุ้มทางเดียวของหลุมดำ ซึ่งสามารถเข้าได้และไม่สามารถเข้าไปได้ เทห์ฟากฟ้าเหล่านี้ควรถูกย่อยโดยมัน
จากนั้นภายใต้การกลืนกินที่ไม่มีที่สิ้นสุดเช่นนี้ หลุมดำจะขยายใหญ่ขึ้นอย่างไม่สิ้นสุดหรือไม่ หากหลุมดำสามารถขยายใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ จักรวาลของเราจะถูกหลุมดำยักษ์กลืนกินทั้งหมดไม่ช้าก็เร็ว คำถามข้างต้นไม่เพียงทำให้คนทั่วไปงงงวยเท่านั้น แต่นักวิทยาศาสตร์ยังรู้สึกหนักใจกับคำถามเหล่านี้ตลอดหลายปีที่ผ่านมา โชคดีที่ด้วยการสำรวจอย่างต่อเนื่อง เรายังรู้สิ่งหนึ่งหรือสอง หากทฤษฎีที่เกี่ยวข้องกับอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ได้เปิดมุมมองใหม่ให้เราสำรวจจักรวาลแล้ว
สตีเฟน ฮอว์กิงในฐานะดาวรุ่ง ก็คือนักถอดรหัสที่คลี่คลายข้อสันนิษฐาน และปริศนาของบรรพบุรุษคนก่อน ตามลักษณะทางเดียวของหลุมดำเราเคยคิดว่ามันออกไปได้ แต่เข้าไม่ได้ แต่ในปี 1974 สตีเฟน ฮอว์กิงใช้ทฤษฎีควอนตัมในการศึกษาหลุมดำ และจนถึงขณะนี้ได้เสนอแนวคิดใหม่ล่าสุด นั่นคือการแผ่รังสีของหลุมดำ จากคำว่ารังสีจะเห็นได้ว่าหลุมดำในดวงตาของสตีเฟน ฮอว์กิงไม่ใช่สิ่งตะกละอีกต่อไป แต่เป็นเทห์ฟากฟ้าธรรมดาที่สามารถปลดปล่อยพลังงานผ่านการแผ่รังสีความร้อน แล้วค่อยๆ หดตัวและหายไป
ทฤษฎีการแผ่รังสีของหลุมดำของสตีเฟน ฮอว์กิง มีพื้นฐานมาจากทฤษฎีควอนตัมสุญญากาศของดิรัค เขาเชื่อว่ามีอนุภาคเสมือนจำนวนนับไม่ถ้วนคอยปกป้องอนุภาคที่อยู่รอบๆ หลุมดำ อนุภาคบวกและปฏิปักษ์เหล่านี้อาจถูกดูดหรือทำลายล้างเมื่อพบกัน และอนุภาคสถานะพลังงานบวกในหมู่พวกมันสามารถหนีออกจากหลุมดำได้ และอนุภาคเหล่านี้ที่หลุดออกจากหลุมดำจะก่อให้เกิดรังสี
ดังนั้น ตามทฤษฎีของสตีเฟน ฮอว์กิงเกี่ยวกับการแผ่รังสีของหลุมดำ เทห์ฟากฟ้าเหล่านั้นที่ถูกหลุมดำกลืนกินจะถูกปลดปล่อยออกมาในรูปของการแผ่รังสีความร้อน แต่แน่นอนว่า แม้ว่าพวกมันจะออกมาได้ก็จะต้องใช้เวลาหลายล้านล้านปีต่อมา อย่างไรก็ตาม การแผ่รังสีความร้อนของหลุมดำนั้นช้ามาก และเทห์ฟากฟ้าที่ออกมาในรูปของการแผ่รังสีความร้อนได้สูญเสียรูปลักษณ์ดั้งเดิมไปแล้ว เพราะมันถูกฉีกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยเมื่อเข้าไป
จะเห็นได้ว่าในมุมมองของสตีเฟน ฮอว์กิง หลุมดำจะไม่เติบโตอย่างไม่มีที่สิ้นสุด และจะต้องตายในสักวันหนึ่งแต่ในช่วงอายุสั้นของมนุษย์ เราจะไม่เห็นหลุมดำนั้นเลย ยิ่งกว่านั้นวัตถุเหล่านั้นที่เข้าไปในหลุมดำจะจำลองเอกภพในรูปแบบอื่นเสมอ แต่รูปแบบได้เปลี่ยนไปแล้ว แต่ต้องบอกว่าในทฤษฎีการแผ่รังสีของหลุมดำของสตีเฟน ฮอว์กิงนั้นไม่สามารถระบุโมเมนตัม และตำแหน่งของอนุภาคในเวลาเดียวกันได้ ดังนั้น จึงยังมีอีกหลายส่วนที่ต้องยืนยัน เราจึงไม่สามารถถือว่าเป็นทฤษฎีที่แน่นอนได้
มนุษย์ยังรู้น้อยเกินไปเกี่ยวกับหลุมดำ ดังนั้น ทฤษฎีส่วนใหญ่จึงเป็นการคาดเดา และทฤษฎีเหล่านี้อาจไม่ได้รับการยืนยันจนกระทั่งหลายทศวรรษหรือหลายศตวรรษต่อมา แต่ไม่ว่าในกรณีใดข้อเท็จจริงที่ว่า หลุมดำมีอยู่จริงได้รับการพิสูจน์แล้ว และไม่ใช่มิติระดับสูงที่เหล่าทวยเทพอาศัยอยู่ตามที่ผู้สนับสนุนศาสนศาสตร์กล่าว ในการรับรู้ของหลายๆ คน หลุมดำปรากฏขึ้นหลังจากที่อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์เสนอทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปเท่านั้น จริงๆ แล้วมุมมองนี้ค่อนข้างเป็นด้านเดียว เนื่องจากมนุษย์ได้ตระหนักว่ามีหลุมดำในเอกภพตั้งแต่ปี 1783 แต่ชื่อของหลุมดำได้เปลี่ยนไป
บทความที่น่าสนใจ : ดวงจันทร์ อธิบายและศึกษาลักษณะพื้นผิวและการไปสำรวจดวงจันทร์
