บาคาร่าเว็บตรง การสังเกตหลุมดำที่มีมวลสูงอย่างไม่คาดคิดอาจอธิบายได้บางส่วนจากผลกระทบที่เกี่ยวข้องกับการขยายตัวของเอกภพตามที่นักดาราศาสตร์ในสหรัฐฯ เสนอ ทีมงานที่นำโดยKevin Crokerจากมหาวิทยาลัย Hawai’i ที่Mānoa ใช้การเปรียบเทียบระหว่างการควบรวมกิจการของหลุมดำจำลองกับคลื่นความโน้มถ่วงที่ตรวจพบโดยการทำงานร่วมกันของ LIGO–Virgo
เพื่อแสดงให้เห็นว่าการเพิกเฉยต่อการขยายตัว
ของจักรวาลอาจจำกัดความเข้าใจของเรา ของฟิสิกส์หลุมดำ ตั้งแต่ปี 2015 การทำงานร่วมกันระหว่าง LIGO-Virgo ได้ตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วง 90 ครั้ง ซึ่งส่วนใหญ่มาจากการรวมตัวของหลุมดำสองแห่ง การสังเกตเหล่านี้เป็นชัยชนะของฟิสิกส์ทดลองและได้เปิดเผยความลึกลับเกี่ยวกับมวลหลุมดำที่เคยพบเห็นมาแล้ว ทฤษฎีปัจจุบันแนะนำว่าหลุมดำที่เกี่ยวข้องกับการควบรวมดังกล่าวควรมีมวลประมาณ 8-35 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ นอกจากนี้ ความไม่เสถียรในแกนกลางของดาวฤกษ์ขนาดใหญ่น่าจะทำให้เกิดช่องว่างในมวลหลุมดำระหว่างมวลประมาณ 50–120 เท่าของมวลดวงอาทิตย์
ในทางตรงกันข้าม คลื่นโน้มถ่วงที่ตรวจพบโดยการทำงานร่วมกันของ LIGO-Virgo ชี้ให้เห็นถึงการมีอยู่ของหลุมดำภายในช่องว่างทางทฤษฎีนี้ มีคำอธิบายหลายประการเพื่อรักษาความสอดคล้องระหว่างทฤษฎีกับการสังเกต ปัจจัยเหล่านี้เกี่ยวข้องกับปัจจัยต่างๆ รวมถึงการสูญเสียมวลดาวฤกษ์ ความเป็นโลหะ (ธาตุหนักในดาวฤกษ์) และกลไกการระเบิดของดาว อย่างไรก็ตาม จนถึงตอนนี้ยังไม่มีทฤษฎีใดอธิบายข้อสังเกตดังกล่าว
แนะนำ “การมีเพศสัมพันธ์ทางจักรวาล”
ตามที่ทีมของ Croker ชี้ให้เห็น ทฤษฎีปัจจุบันมีสมมติฐานร่วมกันว่าหลุมดำอาศัยอยู่ในจักรวาลที่ไม่ขยายตัว แนวคิดนี้ทำให้การคำนวณง่ายขึ้นอย่างมาก และไม่เคยคิดว่าจะมีผลกระทบสำคัญใดๆ ต่อการคาดการณ์เกี่ยวกับฟิสิกส์ของหลุมดำ ในการศึกษาของพวกเขา Croker และเพื่อนร่วมงานแนะนำว่ามวลหลุมดำสามารถเติบโตในช่วงเวลาของจักรวาลวิทยาเป็นครั้งแรก พวกเขาคิดว่าอัตราการเติบโตนั้นเชื่อมโยงกับการขยายตัวของเอกภพโดยผลกระทบที่เรียกว่า “การมีเพศสัมพันธ์ทางจักรวาล”
สัญญาณคลื่นโน้มถ่วง LIGO สนับสนุนทฤษฎีบทพื้นที่ของฮอว์คิง
หากสิ่งนี้เกิดขึ้น นักวิจัยคาดการณ์ว่ามันจะทำให้หลุมดำภายในระบบเลขฐานสองสามารถขยายไปสู่ช่วงมวลที่คิดว่าถูกห้ามโดยทฤษฎีที่มีอยู่ เพื่อทดสอบแนวคิดนี้ ทีมของ Croker ได้จำลองการเกิด วิวัฒนาการ และการตายของดาวฤกษ์ขนาดใหญ่หลายล้านดวงในระบบดาวคู่ จากนั้นพวกเขาคำนวณคลื่นความโน้มถ่วงที่จะเกิดขึ้นเมื่อหลุมดำที่เกิดนั้นหมุนวนเข้าหากันในที่สุด หลังจากการเติบโตหลายพันล้านปีผ่านการมีเพศสัมพันธ์ทางจักรวาลวิทยา การคาดคะเนของนักดาราศาสตร์ตกลงกันได้ดีพอสมควรกับข้อมูล LIGO–Virgo จริง โดยไม่ต้องมีการเปลี่ยนแปลงความเข้าใจในปัจจุบันของเราเกี่ยวกับวงจรชีวิตของดาวฤกษ์
Croker และเพื่อนร่วมงานรับทราบว่าผลลัพธ์ของพวกเขายังห่างไกลจากการไขปริศนาที่เกิดจากความหลากหลายของการรวมมวลหลุมดำที่สังเกตพบ ยิ่งไปกว่านั้น เทคนิคการสังเกตในปัจจุบันยังไม่ดีพอที่จะระบุความแรงของการมีเพศสัมพันธ์ทางจักรวาลวิทยานี้ แต่ด้วยการปรับปรุงความไวของหอสังเกตการณ์คลื่นโน้มถ่วงในอนาคต นักวิจัยหวังว่าจะวัดความสัมพันธ์ระหว่างการเติบโตของหลุมดำและการขยายตัวทั่วโลกเป็นครั้งแรกในไม่ช้า
Ritesh Agarwalจากมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนีย
ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการวิจัยนี้ คิดว่าการศึกษาเหล่านี้มีความสำคัญ เนื่องจากแสดงให้เห็นการรวมตัวกันของสสารในระดับมหภาคที่อุณหภูมิห้องในวัสดุที่ค่อนข้าง “ไม่สะอาด” ซึ่งไม่ต้องการการออกแบบช่องแสงขั้นสูงที่เห็น ในวัสดุออปติคัลแบบดั้งเดิม
Agarwal เสริมว่าขั้นตอนการผลิตที่ค่อนข้างง่ายจะทำให้ระบบเหล่านี้เข้าถึงได้ง่ายขึ้นสำหรับนักวิจัยจำนวนมาก นำไปสู่การค้นพบปรากฏการณ์ใหม่ที่น่าสนใจอีกมากมาย “การศึกษานี้ ซึ่งเพิ่มการทำงานที่เติบโตอย่างรวดเร็ว อยู่ในทิศทางที่ถูกต้องในการสร้างอุปกรณ์โพลาริโทนิกที่แปลกใหม่สำหรับการใช้งานด้านโฟโตนิกส์” เขากล่าวสรุป
นิวตริโนตรวจพบโดยการสังเกตอนุภาคโปรยลงมาเมื่อกระทบนิวเคลียส แต่การวิจัยใหม่โดยใช้อิเล็กตรอนแทนนิวตริโนแสดงให้เห็นว่าแบบจำลองที่ใช้สร้างพลังงานของนิวตริโนที่เข้ามาใหม่จากฝักบัวเหล่านี้มักจะให้คำตอบที่ผิด นักวิจัยกล่าวว่างานนี้เน้นช่องว่างที่รู้จักกันดีในทฤษฎีปฏิสัมพันธ์ระหว่างนิวตริโนกับนิวเคลียส และการปรับปรุงทฤษฎีนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งหากเครื่องตรวจจับนิวตริโนรุ่นต่อไปเช่น Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) ในสหรัฐอเมริกาและ Hyper-Kamiokande ในญี่ปุ่น จะต้องตระหนักถึงศักยภาพของตนอย่างเต็มที่
การศึกษาการสั่นของนิวตริโนยังคงให้คำใบ้ที่ยั่วเย้าของฟิสิกส์นอกเหนือจากแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาค แบบจำลองมาตรฐานไม่ได้ทำนายไว้ล่วงหน้าว่านิวตริโนมีมวล แต่ทั้งการทดลองด้วยเครื่องเร่งอนุภาคและการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ได้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่านิวตริโนสามารถเปลี่ยนรสชาติระหว่างอิเล็กตรอน มิวออน และเทานิวตริโนได้เป็นระยะขณะที่พวกมันแพร่กระจาย การสั่นของนิวตริโนนี้จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อนิวตริโนมีมวล ดังนั้นจึงเปลี่ยนแบบจำลองมาตรฐาน
การแสดงลักษณะการสั่นของนิวตริโนจึงเป็นหนึ่งในความสำคัญสูงสุดทางฟิสิกส์ในปัจจุบัน หรือไก่จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์เสนอตัวอย่าง “หากมีการละเมิดความสมมาตรของประจุในวิธีที่นิวตริโนและแอนตินิวตริโนมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างมาก ก็ต้องอยู่ภายใต้สมมติฐานบางประการที่สามารถอธิบายได้ว่าทำไมเราจึงอาศัยอยู่ในจักรวาลที่มีอำนาจเหนือสสาร” เขากล่าว “เราจำเป็นต้องวัดจริงๆ ว่านิวตริโนและแอนตินิวตริโนสั่นแตกต่างกันเล็กน้อยหรือไม่” บาคาร่าเว็บตรง
