หลุมดำเป็นอะไรที่มองไม่เห็นไม่ว่าจะใช้ความยาวแสงยานไหน แต่เรามองเห็นหลุมดำจากสิ่งแวดล้อมของมันนั่นคือ “จานสะสมมวล” แผ่นจานแบนๆสว่างโร่ที่หมุนวนอยู่รอบทรงกลมดำมืด จานสะสมมวลนั้นความจริงก็คือแก้สและฝุ่นที่หมุนวนด้วยความเร็วมหาศาลจนอนุภาคเกิดการปลดปล่อยพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าออกมาหลายช่วงคลื่นตั้งแต่แสงสว่างไปถึงย่านรังสีเอ็กซ์และอินฟราเรด ทำให้เราสามารถรู้ตำแหน่งของหลุมดำได้

เมื่อ ค.ศ. 1975 ได้มี 2 นักฟิสิกส์ เจมส์ บาร์ดีน และจาโคบัส เพทเทอร์สัน ได้เสนอแนวคิดซึ่งต่อมารู้จักกันในชื่อทฤษฏีบาร์ดีน-เพทเทอร์สัน( Bardeen-Petterson ) ว่า พื้นที่ด้านนอกของจานสะสมมวล ไม่ว่าจะมีมุมเอียงอย่างไรก็ตาม ที่ขอบในสุดของจานสะสมสวลจะปรับมุมจนตรงกับเส้นศูนย์สูตรของหลุมดำเสมอ (หลุมดำที่หมุนรอบตัวเองจะมีแนวหมุนที่ถือเป็นเส้นศูนย์สูตรของมัน) และตั้งแต่วันนั้นเป็นต้นมาเป็นว่ากว่า 44 ปี ที่เหล่านักฟิสิกส์พยายามพิสูจน์ทฤกษฏีบาร์ดีน-เพทเทอร์สันด้วยวิธีต่างๆจนเกิดข้อโต้แย้งขึ้นมามากมาย

ล่าสุดทีมนักวิจัยประกอบด้วยนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์คำนวณจากสถาบันวิจัยดาราศาสตร์ Pannekoekของมหาวิทยาลัยอัมสเตอร์ดัม ศูนย์ดาราศาสตร์สำรวจและวิจัยสหวิทยาการมหาวิทยาลัยนอร์ธเวสเทิร์น(CIERA) และมหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด ได้สร้างแบบจำลองหลุมดำเพื่อพิสูจน์ ทฤกษฏีบาร์ดีน-เพทเทอร์สัน และพบว่าทฤษฏีเป็นจริง

เมื่อเริ่มให้โปรแกรมแบบจำลองหลุมดำเริ่มทำงาน จานสะสมมวลจะถูกสมมุติที่มีระดับความเอียง 10 องศาของแกนหมุนของหลุมดำ และเมื่อเวลาผ่านไปแบบจำลองจะแสดงให้เห็นว่าจานสะสมมวลจะค่อยๆปรับองศาการหมุนจากส่วนกลางออกมาสู่ส่วนขอบจนในที่สุดจานสะสมมวลจะหมุนตามแกนหมุนของหลุมดำ

เนื่องด้วยมีตัวแปรมากมายนับไม่ถ้วน เทคนิคการสร้างแบบจำลองธรรมดาคงทำงานไม่ไหว ทีมงานจึงเขียนโปรแกรมแบบจำลองนี้ด้วยการส่งงานไปที่ GPU หรือหน่วยประมวลผลกราฟฟิกแทนที่จะใช้ CPU หรือหน่วยประมวลผลกลางโดยตรงเพื่อเพิ่มประสิทธภาพของแบบจำลอง และนำโปรแกรมนี้ไปรันในซูปเปอร์คอมพิวเตอร์  Blue Waters ที่ National Center for Supercomputing Applications (NCSA) มหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ จนประสบความสำเร็จ

ทีมงานตีพิมพ์ผลการวิจัยของพวกเขาในวารสาร Monthly Notices of the Royal Astronomical Societyบับวันที่ 5 มิถุนายน

ที่มา https://www.universetoday.com/142453/black-hole-simulation-solves-a-mystery-about-their-accretion-disks/

ลิขสิทธิ์ภาพประกอบบทความจาก ESO
ลิขสิทธิ์คลิปวิดีโอเป็นของทีมงานนักวิจัยที่กล่าวถึงในบทความ

เรียบเรียงโดย @MrVop