ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#41 บทที่ 6 หลุมดำ : ผลงานของออพเพนไฮเมอร์

จันทรเสกขาร์ได้แสดงให้เห็นว่าหลักการกีดกันไม่สามารถหยุดการยุบตัวของดาวฤกษ์ที่มีมวลมากเกินกว่าขีดจำกัดของจันทรเสกขาร์ได้ (Chandrasekhar limit) แต่ปัญหาของการทำความเข้าใจว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับดาวดวงนั้นตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ผลงานในปี 1939 ของหนุ่มชาวอเมริกัน โรเบิร์ต ออพเพนไฮเมอร์ (Robert Oppenheimer) ได้นำแนวคิดนี้ไปไกลกว่านี้ แม้ว่าทฤษฎีของเขาจะไม่สามารถพิสูจน์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ในสมัยของเขาได้ จากนั้นสงครามโลกครั้งที่สองก็เกิดขึ้นและออพเพนไฮเมอร์เองก็มีส่วนเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดในโครงการระเบิดปรมาณู หลังสงคราม ปัญหาการยุบตัวของแรงโน้มถ่วงถูกลืมไป เนื่องจากนักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ศึกษาสิ่งที่เกิดขึ้นในระดับอะตอมและนิวเคลียสของอะตอม อย่างไรก็ตาม ในทศวรรษที่ 1960 ความสนใจในปัญหาใหญ่ของดาราศาสตร์และจักรวาลวิทยาก็ฟื้นขึ้นมาอีกครั้ง จากการเพิ่มขึ้นอย่างมากของการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ที่เกิดจากการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีสมัยใหม่ งานของออพเพนไฮเมอร์ถูกค้นพบและถูกเผยแพร่ออกไปโดยผู้คนจำนวนมาก   ภาพที่เรามีตอนนี้จากผลงานของออพเพนไฮเมอร์มีดังนี้ สนามความโน้มถ่วงของดาวฤกษ์เปลี่ยนเส้นทางของรังสีแสงในอวกาศ-เวลา กรวยแสง (light cones) ซึ่งระบุเส้นทางที่ตามมาในอวกาศและเวลา โดยแสงวาบที่เปล่งออกมาจากปลายของพวกมัน จะโค้งงอเข้าด้านในเล็กน้อยใกล้กับพื้นผิวของดาวฤกษ์ สิ่งนี้สามารถเห็นได้จากการโก่งตัวของแสงจากดวงดาวที่อยู่ห่างไกลซึ่งสังเกตได้ในช่วงสุริยุปราคา เมื่อดาวหดตัว สนามโน้มถ่วงที่พื้นผิวของมันจะแรงขึ้นและกรวยแสงจะโค้งเข้าด้านในมากขึ้น ซึ่งทำให้แสงจากดาวหลบหนีได้ยากขึ้น และแสงจะหรี่ลงและแดงขึ้นสำหรับผู้สังเกตจากระยะไกล ในที่สุด เมื่อดาวหดตัวถึงรัศมีวิกฤต สนามโน้มถ่วงที่พื้นผิวจะรุนแรงมากจนโคนแสงโค้งเข้าด้านในมากจนแสงไม่สามารถหลบหนีได้อีกต่อไป (รูปที่ 6.1)  ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพ ไม่มีสิ่งใดเดินทางได้เร็วกว่าแสง ดังนั้นหากแสงไม่สามารถหลบหนีได้ ทุกอย่างถูกดึงกลับโดยสนามโน้มถ่วง จึงมีชุดของเหตุการณ์ ขอบเขตของอวกาศ-เวลา ซึ่งเป็นไปไม่ได้ที่จะหลบหนีไปถึงผู้สังเกตการณ์ที่อยู่ห่างไกลได้ บริเวณนี้เป็นสิ่งที่เราเรียกว่าหลุมดำ ขอบเขตของมันถูกเรียกว่าขอบฟ้าเหตุการณ์ (event horizon) และมันเกิดขึ้นพร้อมกับเส้นทางของรังสีแสงที่ไม่สามารถหนีจากหลุมดำได้   เพื่อที่จะเข้าใจสิ่งที่คุณจะได้เห็น […]