Can a black hole be destroyed? - Fabio Pacucci

Translator: Nuchpraweepawn Saleeon Reviewer: Supanat Termchaianan

Black holes are among the most destructive objects in the universe.

หลุมดำเป็นหนึ่งในกลุ่มวัตถุ ที่อันตรายมากที่สุดในเอกภพ

Anything that gets too close to the central singularity of a black hole,

สิ่งใดก็ตามที่เคลื่อนที่เข้าใกล้ จุดศูนย์กลางของหลุมดำมากเกินไป

be it an asteroid, planet, or star,

ไม่ว่าจะดาวเคราะห์น้อย ดาวเคราะห์ หรือดาวฤกษ์

risks being torn apart by its extreme gravitational field.

ก็เสี่ยงที่จะถูกฉีกแบ่งโดยสนามโน้มถ่วง ที่มีอนุภาพรุนแรงของหลุมดำ

And if the approaching object happens to cross the black hole’s event horizon,

และหากวัตถุที่เคลื่อนที่เข้าใกล้ บังเอิญโคจรพาดผ่านขอบฟ้าเหตุการณ์

it’ll disappear and never re-emerge,

วัตถุนั้นจะหายไปและไม่ปรากฏอีกเลย

adding to the black hole’s mass and expanding its radius in the process.

เป็นการเพิ่มมวลและแผ่รัศมีให้แก่หลุมดำ ในระหว่างที่ถูกกลืนหายไป

There is nothing we could throw at a black hole

ไม่มีสิ่งใดที่เราสามารถโยนเข้าไปที่หลุมดำ

that would do the least bit of damage to it.

แล้วจะสร้างความเสียหายเพียงเล็กน้อยแก่มันได้

Even another black hole won’t destroy it–

แม้แต่หลุมดำอีกหลุมก็ไม่สามารถทำลายได้

the two will simply merge into a larger black hole,

หลุมดำทั้งสองจะผนวกกัน เป็นหลุมดำที่มีขนาดใหญ่ขึ้น

releasing a bit of energy as gravitational waves in the process.

ปลดปล่อยพลังงานในรูปรังสีโน้มถ่วง ระหว่างกระบวนการ

By some accounts,

บางกลุ่มกล่าวว่า

it’s possible that the universe may eventually consist entirely of black holes

เป็นไปได้ว่าในที่สุด ทั้งเอกภพจะประกอบไปด้วยหลุมดำ

in a very distant future.

ในอนาคตอันยาวนาน

And yet, there may be a way to destroy, or “evaporate,” these objects after all.

อย่างไรก็ตาม อาจมีหนทางทำลาย หรือ "ระเหย" วัตุเหล่านี้ในที่สุด

If the theory is true,

ถ้าทฤษฏีนี้เป็นจริง

all we need to do is to wait.

สิ่งที่เราต้องทำคือรอคอย

In 1974,

ในปี ค.ศ. 1974

Stephen Hawking theorized a process

สตีเฟน ฮอว์กิง ได้สร้างทฤษฎีเกี่ยวกับกระบวนการ

that could lead a black hole to gradually lose mass.

ที่จะทำให้หลุมดำสูญเสียมวลในที่สุด

Hawking radiation, as it came to be known,

รู้จักกันในชื่อ การแผ่รังสีฮอว์กิง

is based on a well-established phenomenon called quantum fluctuations of the vacuum.

สร้างจากปรากฎการณ์ที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว เรียกว่า ความผันผวนของควอนตัมในสุญญากาศ

According to quantum mechanics,

ตามหลักกลศาสตร์ควอนตัมแล้ว

a given point in spacetime fluctuates between multiple possible energy states.

ณ เวลาหนึ่งในอวกาศเวลา ผันแปรสภาพพลังงานได้หลายรูปแบบ

These fluctuations are driven by the continuous creation and destruction

การผันแปรนี้ควบคุมโดยการการเกิด และทำลายอย่างต่อเนื่อง

of virtual particle pairs,

ของคู่สสารเสมือน

which consist of a particle and its oppositely charged antiparticle.

ซึ่งประกอบไปด้วยอนุภาคและปฏิยานุภาค

Normally, the two collide and annihilate each other shortly after appearing,

โดยปกติสองอนุภาคจะปะทะ และทำลายกันทันทีหลังจากก่อตัว

preserving the total energy.

คงพลังงานทั้งหมดไว้

But what happens when they appear just at the edge of a black hole’s event horizon?

แต่เกิดอะไรขึ้นเมื่อสองอนุภาคก่อตัว ณ ขอบฟ้าเหตุการณ์

If they’re positioned just right,

ถ้าคู่สสารอยู่ในจุดที่เหมาะสม

one of the particles could escape the black hole’s pull

หนึ่งในอนุภาคจะหลุดหนีจากแรงดึงดูดของหลุมดำ

while its counterpart falls in.

ขณะที่อีกอนุภาคถูกดูดกลืนไป

It would then annihilate another oppositely charged particle

จากนั้นจะทำลายอนุภาคตรงข้าม

within the event horizon of the black hole,

ภายในขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ

reducing the black hole’s mass.

ซึ่งจะลดมวลของหลุมดำลง

Meanwhile, to an outside observer,

ขณะเดียวกัน ในมุมของผู้สังเกตการณ์

it would look like the black hole had emitted the escaped particle.

จะดูเหมือนว่าหลุมดำได้ปล่อยอนุภาคออกมา

Thus, unless a black hole continues to absorb additional matter and energy,

ดังนั้น หากหลุมดำ ยังคงดูดกลืนสสารและพลังงานเพิ่ม

it’ll evaporate particle by particle, at an excruciatingly slow rate.

มันจะยังคงแผ่อนุภาคออกมา ทีละน้อยอย่างช้า ๆ

How slow?

ช้าแค่ไหนหรือ

A branch of physics, called black hole thermodynamics, gives us an answer.

ฟิสิกส์แขนงหนึ่งที่เรียกว่า อุณหพลศาสตร์ของหลุมดำ ได้ให้คำตอบเราไว้

When everyday objects or celestial bodies release energy to their environment,

เมื่อวัตถุทั่วไปหรือวัตถุท้องฟ้า ปล่อยพลังงานสู่สภาพแวดล้อมของพวกมัน

we perceive that as heat,

เรารับรู้ได้เป็นความร้อน

and can use their energy emission to measure their temperature.

และเราสามารถใช้พลังงานที่ปล่อยออกมานั้น เพื่อวัดอุณหภูมิของมัน

Black hole thermodynamics

อุณหพลศาสตร์ของหลุมดำ

suggests that we can similarly define the “temperature” of a black hole.

เสนอว่าเราสามารถหาค่า "อุณหภูมิ" ของหลุมดำได้เช่นกัน

It theorizes that the more massive the black hole,

ทฤษฎีคือยิ่งหลุมดำใหญ่แค่ไหน

the lower its temperature.

อุณหภูมิของมันยิ่งน้อยลงเท่านั้น

The universe’s largest black holes

หลุมดำที่ใหญ่ที่สุดในเอกภพ

would give off temperatures of the order of 10 to the -17th power Kelvin,

จะมีอุณภูมิ 10 ยกกำลัง -17 เคลวิน

very close to absolute zero.

ใกล้เคียงกับอุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์

Meanwhile, one with the mass of the asteroid Vesta

ในขณะเดียวกันหลุมดำที่มีมวล ขนาดเท่าดาวเคราะห์น้อยเวสตา

would have a temperature close to 200 degrees Celsius,

จะมีอุณหภูมิเกือบ 200 องศาเซลเซียส

thus releasing a lot of energy in the form of Hawking Radiation

ตามการปล่อยพลังงานจำนวนมากแบบรังสีฮอว์กิง

to the cold outside environment.

สู่สภาพแวดล้อมที่หนาวเย็น

The smaller the black hole,

ยิ่งหลุมดำมีขนาดเล็กเท่าไหร่

the hotter it seems to be burning–

ความร้อนที่เผาผลาญยิ่งมากขึ้น

and the sooner it’ll burn out completely.

และจะเผาผลาญพลังงานจนหมดเร็วขึ้นเท่านั้น

Just how soon?

เร็วแค่ไหนหรือ

Well, don’t hold your breath.

อย่ารอเลย

First of all, most black holes accrete, or absorb matter and energy,

อย่างแรก หลุมดำส่วนใหญ่เพิ่มมวล หรือดูดกลืนสสารพลังงาน

more quickly than they emit Hawking radiation.

เร็วกว่าเวลาที่พวกมันปล่อยรังสีฮอว์กิง

But even if a black hole with the mass of our Sun stopped accreting,

แต่ถึงแม้หลุมดำที่มีมวลขนาดเท่าดวงอาทิตย์ จะหยุดเพิ่มมวล

it would take 10 to the 67th power years–

มันจะใช้เวลาถึง 10 ยกกำลัง 67 ปี

many many magnitudes longer than the current age of the Universe—

ยาวนานกว่าอายุของเอกภพในปัจจุบัน

to fully evaporate.

ในการปล่อยพลังงานจนหมด

When a black hole reaches about 230 metric tons,

เมื่อหลุมดำมีมวลถึง 230 เมตริกตัน

it’ll have only one more second to live.

มันจะมีอายุอยู่แค่อีกหนึ่งวินาที

In that final second,

ในวินาทีสุดท้ายนั้น

its event horizon becomes increasingly tiny,

ขอบฟ้าเหตุการณ์ของมันจะมีขนาดเล็กมาก

until finally releasing all of its energy back into the universe.

จนกระทั่งมันปล่อยพลังงานทั้งหมด กลับสู่อวกาศ

And while Hawking radiation has never been directly observed,

และถึงแม้จะไม่เคยมีการสำรวจ การปล่อยรังสีฮอว์กิงโดยตรง

some scientists believe that certain gamma ray flashes detected in the sky

นักวิทยาศาสตร์หลายคนเชื่อว่า แสงวาบของรังสีแกมมาจำนวนหนึ่งที่ตวรจพบบนท้องฟ้า

are actually traces of the last moments

จริง ๆ แล้วคือร่องรอยของช่วงเวลาสุดท้าย

of small, primordial black holes formed at the dawn of time.

ของหลุมดำขนาดเล็กที่เพิ่งก่อตัวในช่วงแรก ๆ

Eventually, in an almost inconceivably distant future,

ในที่สุดแล้ว ในอนาคตอันยาวไกลเกินกว่าจะนึกถึง

the universe may be left as a cold and dark place.

เอกภพอาจกลายเป็นแค่ที่มืดอันหนาวเหน็บ

But if Stephen Hawking was right,

แต่หากสตีเฟน ฮอว์กิงพูดถูก

before that happens,

ก่อนจะเป็นเช่นนั้น

the normally terrifying and otherwise impervious black holes

หลุมดำทึบน่ากลัวทั้งหลายนี้

will end their existence in a final blaze of glory.

จะจบชีวิตของมันในความสว่างโชติช่วง