ทีมนักฟิสิกส์จากสถาบันเทคโนโลยีแห่งแมสซาชูเซตส์หรือ MIT ร่วมกับมหาวิทยาลัยคอร์เนลล์ของสหรัฐฯ ได้วิเคราะห์คลื่นความโน้มถ่วง (gravitational wave) ระลอกแรกที่เดินทางมาถึงโลกเมื่อเดือนกันยายน ปี 2558 จนสามารถใช้เป็นหลักฐานยืนยันว่า ทฤษฎีเกี่ยวกับการขายตัวของพื้นที่ผิวของหลุมดำของสตีเฟน ฮอว์คิงนั้นถูกต้อง

ทฤษฎีบทพื้นที่ผิวของฮอว์คิงที่ประกาศในช่วงทศวรรษที่ 70 นั้นกล่าวไว้ว่า เป็นไปไม่ได้ที่พื้นที่ผิวของหลุมดำจะลดลงเมื่อเวลาผ่านไป ทษษฏีนี้สอดคล้องกับกฏทางฟิสิกส์หลายข้อ หนึ่งในนั้นคือกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ซึ่งระบุว่าเอนโทรปีหรือความผิดปกติของระบบปิดต้องเพิ่มขึ้นเสมอ และเนื่องจากเอนโทรปีของหลุมดำเป็นสัดส่วนกับพื้นที่ผิวของมัน ดังนั้นค่าทั้งสองจึงต้องเพิ่มขึ้นเสมอ

ความถูกต้องของทฤษฎีของฮอว์คิงนี้ ได้รับการยืนยันเมื่อทีมนักฟิสิกส์นำคลื่นความโน้มถ่วงที่เป็นผลลัพธ์จากการรวมกันของหลุมดำ 2 หลุมมาคำนวนย้อนหลัง พบว่าพื้นที่ผิวของหลุมดำเกิดที่เกิดใหม่นั้นมีขนาดใหญ่กว่าผลรวมของพื้นที่ผิวของคู่หลุมดำต้นกำเนิด ตรงตามที่ฮอว์คิงกล่าวไว้ทุกประการ

หลุมดำนั้นในความเป็นจริงไม่ใช่หลุม แต่มีลักษณะเป็นทรงกลม โดยพื้นที่ผิวของทรงกลมนี้จะขยายขึ้นเมื่อรัศมีของหลุมดำเพิ่มขึ้น และรัศมีของหลุมดำจะเพิ่มขึ้นตามมวล ดังนั้นหลุมดำจะไม่สามารถเพิ่มพื้นที่ผิวของมันได้เอง จนกว่าจะมีวัตถุผ่านเข้าไปในหลุมดำ มวลของหลุมดำก็จะเพิ่มขึ้นพร้อมกับขยายขนาดพื้นที่ผิวตามไปด้วย การรวมกันของหลุมดำ 2 หลุมก็เป็นเหตุให้เกิดหลุมดำใหม่ที่มีมวลเพิ่มขึ้น และมีขนาดพื้นที่ผิวที่ใหญ่ขึ้นเช่นกัน

ที่น่าแปลกคือเรื่องนี้กลับไปขัดแย้งกับอีกทฤษฏีหนึ่งของฮอว์คิงเอง นั่นคือ “การแผ่รังสีฮอว์คิง” ที่ระบุว่าหลุมดำจะสูญเสียพลังงานจากการปล่อยรังสีออกมาจากบริเวณขอบฟ้าเหตุการณ์ และจากความสมมูลระหว่างมวล-พลังงานจึงกล่าวได้ว่าหลุมดำเสียพลังงานก็เท่ากับว่าหลุมดำเสียมวล ดังนั้นในวันหนึ่งข้างหน้าหลุมดำจะมีขนาดเล็กลงจนสลายตัวไปในไทยสุด

น่าปวดหัวดีแท้

ที่มาและเครดิตภาพ https://www.livescience.com/hawking-theory-confirmed.html