Event horizons, ផ្កាយដួលរលំ, មជ្ឈមណ្ឌល supermassive, accretion disks និងទំនាញខ្លាំងបំផុត
ប្រហោងខ្មៅ
ប្រហោងខ្មៅគឺជាតំបន់នៃ spacetime ដែលទំនាញខ្លាំងខ្លាំង ដល់ថ្នាក់អ្វីៗដែលឆ្លងកាត់ event horizon មិនអាចគេចចេញបាន។ វាកើតពីផ្កាយធំៗដែលដួលរលំ ការរួមបញ្ចូលគ្នា ឬការលូតលាស់នៃវត្ថុកំពាក់ធំៗនៅកណ្តាលកាឡាក់ស៊ី។
ប្រហោងខ្មៅជាអ្វី
ប្រហោងខ្មៅមិនមែនជារន្ធទទេក្នុងអវកាសទេ។ វាជាតំបន់ដែលរូបធាតុ និងថាមពលបានបត់ spacetime ឱ្យខ្លាំងខ្លាំង ដល់ថ្នាក់ក្រៅពីព្រំដែនមួយហៅថា event horizon ផ្លូវអនាគតទាំងអស់ចង្អុលចូលខាងក្នុង។ អ្វីៗដែលឆ្លងកាត់ព្រំដែននោះមិនអាចផ្ញើសញ្ញាត្រឡប់ចេញមកវិញបានទេ សូម្បីតែពន្លឺ។ ប្រហោងខ្មៅខ្លួនឯងងងឹត ប៉ុន្តែរូបធាតុ ផ្កាយ ឧស្ម័ន និងពន្លឺជុំវិញវាអាចបង្ហាញទីតាំងរបស់វា។
Event horizon និង singularity
Event horizon គឺជាចំណុចដែលមិនអាចត្រឡប់វិញបាន។ វាមិនមែនជាផ្ទៃរឹងដូចភពទេ ប៉ុន្តែជាព្រំដែនក្នុង spacetime។ ក្នុងគំរូគណិតវិទ្យាសាមញ្ញ អ្វីៗនៅខាងក្នុងដួលរលំឆ្ពោះទៅ singularity ដែល density និង curvature ក្លាយជាអនន្ត។ អ្នករូបវិទ្យាមិនចាត់ទុកអនន្តនោះជាចម្លើយពេញលេញទេ។ វាជាសញ្ញាថា general relativity ត្រូវបានរុញលើសដែនប្រើប្រាស់របស់វា ហើយត្រូវការទ្រឹស្តីជ្រៅជាងនេះ ប្រហែលពាក់ព័ន្ធនឹង quantum gravity។
របៀបដែលប្រហោងខ្មៅកើតឡើង
ប្រហោងខ្មៅជាច្រើនកើតឡើងពេលផ្កាយធំអស់ឥន្ធនៈនុយក្លេអ៊ែរ ហើយស្នូលរបស់វាដួលរលំក្រោមទំនាញ។ ប្រសិនបើស្នូលដែលនៅសល់មានម៉ាសគ្រប់គ្រាន់ សម្ពាធដែលគេស្គាល់មិនអាចបញ្ឈប់ការដួលរលំបានទេ។ ប្រហោងខ្មៅក៏អាចលូតលាស់ដោយទាញឧស្ម័ន ធូលី និងផ្កាយចូល ឬដោយរួមបញ្ចូលជាមួយប្រហោងខ្មៅផ្សេងទៀត។ ប្រហោងខ្មៅ supermassive នៅកណ្តាលកាឡាក់ស៊ីអាចលូតលាស់តាមការរួមបញ្ចូល seed formation ដំបូង ការទាញសារធាតុលឿន និង mergers ឡើងវិញ ប៉ុន្តែប្រវត្តិដំបូងរបស់វានៅតែជាបញ្ហាស្រាវជ្រាវសកម្ម។
ប្រភេទប្រហោងខ្មៅ
ប្រហោងខ្មៅ stellar-mass ជាទូទៅកើតពីផ្កាយធំដួលរលំ។ ប្រហោងខ្មៅ supermassive មានម៉ាសរាប់លានដល់រាប់ពាន់លានដងម៉ាសព្រះអាទិត្យ ហើយស្ថិតនៅកណ្តាលកាឡាក់ស៊ីជាច្រើន រួមទាំង Sagittarius A* ក្នុង Milky Way។ ប្រហោងខ្មៅ intermediate-mass អាចជាស្ពានរវាង stellar និង supermassive black holes ប៉ុន្តែពិបាកបញ្ជាក់ជាង។ ប្រហោងខ្មៅ primordial ជាវត្ថុសម្មតិកម្មដែលអាចកើតនៅសកលលោកដំបូង ទោះបីមិនទាន់មានការបញ្ជាក់ក៏ដោយ។
អ្វីដែលយើងអាចសង្កេតបាន
តារាវិទូមិនអាចមើលឃើញខាងក្នុង event horizon បានទេ ប៉ុន្តែពួកគេអាចសង្កេតបរិស្ថានជុំវិញប្រហោងខ្មៅ។ ឧស្ម័នធ្លាក់ចូលអាចបង្កើត accretion disk ក្តៅដែលភ្លឺជា X-rays និង wavelengths ផ្សេងៗ។ ផ្កាយដែលវិលជុំវិញវត្ថុកំពាក់មិនអាចមើលឃើញអាចបង្ហាញម៉ាសរបស់វា។ Jets អាចបាញ់ចេញពីតំបន់ជិតប្រហោងខ្មៅដែលកំពុងទទួលសារធាតុ។ Gravitational waves អាចបង្ហាញ mergers។ Radio telescopes ដែលភ្ជាប់គ្នាទូទាំងផែនដីអាចថតរូបតំបន់ដូចស្រមោលជុំវិញប្រហោងខ្មៅ supermassive ជិតៗ។
រូបភាព Event Horizon Telescope
នៅឆ្នាំ 2019 Event Horizon Telescope បានចេញផ្សាយរូបភាពដំបូងនៃស្រមោលប្រហោងខ្មៅ ដោយបង្ហាញប្រហោងខ្មៅ supermassive M87* ក្នុងកាឡាក់ស៊ី Messier 87។ នៅឆ្នាំ 2022 ក្រុមការងារបានចេញផ្សាយរូបភាព Sagittarius A* ដែលជាប្រហោងខ្មៅនៅកណ្តាល Milky Way។ រូបភាពទាំងនេះមិនបង្ហាញ event horizon ដោយផ្ទាល់ជាផ្ទៃទេ។ វាបង្ហាញពន្លឺដែលត្រូវបានបត់ដោយទំនាញជុំវិញប្រហោងខ្មៅ បង្កើតចិញ្ចៀនភ្លឺ និងស្រមោលកណ្តាលងងឹតដែលស្របនឹង general relativity។
Relativity ពេលវេលា និងទំនាញ
ប្រហោងខ្មៅគឺជាការព្យាករច្បាស់បំផុតមួយនៃ general relativity របស់ Einstein។ នៅជិតប្រហោងខ្មៅ ទំនាញផ្លាស់ប្តូរផ្លូវពន្លឺ ធ្វើឱ្យពេលវេលាយឺតបើប្រៀបនឹងអ្នកសង្កេតឆ្ងាយ និងបង្កើត tidal forces ខ្លាំងបំផុត។ សម្រាប់ប្រហោងខ្មៅតូច tidal gravity នៅជិត horizon អាចទាញវត្ថុឱ្យវែងយ៉ាងខ្លាំង ដែលគេហៅក្រៅថា spaghettification។ សម្រាប់ប្រហោងខ្មៅ supermassive horizon អាចមិនហិង្សាខ្លាំងក្នុងតំបន់ជិតខាង ទោះបីការគេចចេញនៅតែមិនអាចធ្វើបានពេលឆ្លងកាត់ក៏ដោយ។
ហេតុអ្វីវាសំខាន់
ប្រហោងខ្មៅសំខាន់ ព្រោះវាភ្ជាប់សំណួរធំបំផុត និងតូចបំផុតក្នុងរូបវិទ្យា។ វាបង្កើតរាងកាឡាក់ស៊ី ផ្តល់ថាមពលដល់ quasars និង energetic jets បង្កើត gravitational waves សាកល្បង general relativity និងបង្ហាញភាពតានតឹងរវាងទំនាញ quantum mechanics ព័ត៌មាន និង thermodynamics។ ការសិក្សាប្រហោងខ្មៅជួយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រយល់ថាកាឡាក់ស៊ីវិវត្តយ៉ាងដូចម្តេច spacetime មានអាកប្បកិរិយាយ៉ាងដូចម្តេចក្រោមលក្ខខណ្ឌខ្លាំងបំផុត និងកន្លែងណាដែលទ្រឹស្តីបច្ចុប្បន្នលែងគ្រប់គ្រាន់។