08

สวรรค์อยู่ที่ไหน?

ดาวฤกษ์ทุกดวงที่เราเห็นตอนกลางคืนนั้นแทบไม่มีการเปลี่ยนแปลงความสว่างเลยตลอดช่วงชีวิตของมนุษย์เรา อีกทั้งรูปร่างการเรียงกลุ่มก็ยังเหมือนเดิมหลายชั่วอายุคน

การหมุนเวียนเปลี่ยนตำแหน่งบนท้องฟ้าในแต่ละคืน แต่ละเดือน และในแต่ละปี แสดงให้มนุษย์ตัวเล็กๆ เห็นถึงวัฏจักรซ้ำๆ ยิ่งใหญ่เนิ่นนานราวกับฟันเฟืองที่หมุนไปชั่วนิจนิรันดร์

ไม่ใช่เรื่องน่าแปลกที่คนสมัยโบราณจะเชื่อมโยงดวงดาวบนท้องฟ้าเข้ากับตำนานทวยเทพบนสรวงสวรรค์ผู้อยู่เหนือโลกและไม่ได้ใช้กฏเกณฑ์ใดๆ ร่วมกับโลกมนุษย์เดินดินอย่างเราเลย

อย่างน้อยเทพเจ้าผู้เปล่งแสงสว่างค้างฟ้าเหล่านั้นก็ไม่ต้องร่วงหล่นลงมาสู่พื้นดิน เฉกเช่นก้อนหินที่ถูกปาขึ้นไปหรือหยดน้ำฝน

จนกระทั่งเมื่อ ค.ศ.1054 นักดาราศาสตร์ชาวจีนบันทึกปรากฏการณ์แปลกประหลาดที่เกิดขึ้นบนท้องฟ้าและยากจะหาคำอธิบายได้ พวกเขาสังเกตเห็นว่าจุดหนึ่งบนท้องฟ้าปรากฏแสงสว่างขึ้นมาจนสามารถมองเห็นได้แม้ในเวลากลางวัน! แสงสว่างนั้นปรากฏขึ้นช่วงระยะเวลาหนึ่งก็หายไป

ต่อมา ใน ค.ศ.1572 นักดาราศาสตร์เดนิชผู้มีนามว่า ไทโค บราห์ (Tycho Brahe) สังเกตเห็นแสงสว่างวาบขึ้นมาและทำการวัดตำแหน่งไว้ได้อย่างแม่นยำ

ไทโคบันทึกปรากฏการณ์นี้ไว้ในหนังสือและเรียกสิ่งที่เขาเห็นว่า ‘โนวา’ ซึ่งหมายถึงดาวดวงใหม่ (โนวา มีรากศัพท์เดียวกับคำว่า new และ นว ที่แปลว่าใหม่)

ปรากฏการณ์ในลักษณะนี้เป็นจุดบอกใบ้ให้มนุษย์เริ่มระแคะระคายถึงความไม่เปลี่ยนแปลงแห่งสรวงสวรรค์ที่เคยเชื่อถือกันมา

อย่างไรก็ตาม ปัจจุบันนักดาราศาสตร์เรียกสิ่งที่นักดาราศาสตร์ชาวจีนและไทโคพบว่า 'ซูเปอร์โนวา' ซึ่งเกิดจากดาวฤกษ์มวลมหาศาลระเบิดตัวเองออกมาในช่วงสุดท้ายของชีวิต

ไทโค เป็นนักดาราศาสตร์เชิงสังเกตการณ์ที่เก่งกาจและมีอุปกรณ์ครบครัน หลังจากไทโคเสียชีวิต ผลการบันทึกของเขาตกมาอยู่ในมือของ โยฮานเนส เคปเลอร์ (Johannes Kepler) นักดาราศาสตร์เยอรมันผู้มาทำงานเป็นผู้ช่วย เคปเลอร์อุทิศตนกับการวิเคราะห์ข้อมูลตำแหน่งดวงดาวปริมาณมหาศาลที่ไทโคหลงเหลือไว้จนสามารถสร้างกฎการโคจรของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะได้

แต่เคปเลอร์ไม่รู้ว่าเหตุใดดาวเคราะห์จึงโคจรรอบดวงอาทิตย์ไปตามกฎเหล่านั้น เขาเพียงแค่ค้นพบว่ามันเคลื่อนไหวอย่างไรเท่านั้น

ต่อมา การปฏิวัติที่ยิ่งใหญ่ที่สุดเรื่องหนึ่งในวงการดาราศาสตร์และฟิสิกส์เกิดขึ้นโดยชายผู้มีนามว่า ไอแซก นิวตัน (Sir Isaac Newton)

ทุกวันนี้นักเรียนนักศึกษาทั่วโลกที่ต้องข้องแวะกับวิชาฟิสิกส์ต้องเรียนสิ่งที่ ไอแซก นิวตัน คิดค้นขึ้น ตั้งแต่กฎการเคลื่อนที่, กฎแห่งความโน้มถ่วงสากลของนิวตัน, วงแหวนนิวตัน, แคลคูลัส, กฎการเย็นตัวของนิวตัน, การประมาณแบบนิวตัน, กล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงของนิวตัน, ทฤษฎีบทไบโนเมียล, ทฤษฎีแสงและสีของนิวตัน ฯลฯ

ทว่าท่ามกลางผลงานมากมาย สิ่งที่โดดเด่นและสร้างความสั่นสะเทือนไปถึงสรวงสวรรค์คงหนีไม่พ้น กฎแห่งความโน้มถ่วงสากลของนิวตัน (Newton's Law of Universal Gravitation)

แนวคิดของนิวตันอธิบายอย่างชัดเจนว่าแรงที่โลกดึงดูดให้วัตถุบนโลกตกสู่พื้นโลก เป็นแรงแบบเดียวกับที่โลกดึงดูดดวงจันทร์ให้โคจรไปรอบๆ โลกของเรา

จริงๆ แล้วดวงจันทร์ก็กำลังตกเข้าหาโลกของเรา แต่เนื่องจากความเร็วในการเคลื่อนที่ของดวงจันทร์สูงมาก ทำให้มันถูกดึงให้เปลี่ยนทิศทางอย่างต่อเนื่องจนปรากฏเป็นการเคลื่อนที่ในลักษณะวงโคจร

นอกจากนี้ ดวงจันทร์ยังส่งแรงโน้มถ่วงมาดึงดูดโลกจนเกิดปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลง ซึ่งหากคำนวณโดยใช้แรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์เพียงอย่างเดียวก็จะเกิดความคลาดเคลื่อนขึ้น แต่เมื่อนำแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์มาคำนวณด้วยจะได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำน่าพอใจ

ภาพสรวงสวรรค์ได้เปลี่ยนแปลงไปนับจากนั้นเพราะแรงโน้มถ่วงที่นิวตันค้นพบเป็นสิ่งที่มีความเป็นสากล วัตถุบนท้องฟ้าและพื้นดินล้วนตกอยู่ภายใต้อิทธิพลของกฎความโน้มถ่วงเดียวกันทั้งสิ้น

กฎการเคลื่อนที่และกฎความโน้มถ่วงของเขาสามารถอธิบายการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ได้อย่างครอบคลุม แน่นอนว่ามันสามารถสร้างลักษณะวงโคจรที่เคปเลอร์ค้นพบออกมาได้อย่างครบถ้วนและชัดเจนยิ่งกว่าเสียอีก

ที่สำคัญที่สุดคือ กฎความโน้มถ่วงของนิวตันทำให้เขาจินตนาการถึงความเป็นไปได้ที่เปลี่ยนแปลงโลกมาถึงทุกวันนี้ นั่นคือ ลูกปืนใหญ่ของนิวตัน (Newton's Cannonball)

นิวตันจินตนาการว่าหากนำปืนใหญ่ที่มีกำลังสูงมากไปวางไว้บนยอดเขาสูงมากแห่งหนึ่งแล้วยิงกระสุนปืนใหญ่ออกมาด้วยความเร็วสูงอย่างยิ่ง กระสุนปืนใหญ่จะสามารถเคลื่อนที่แบบวงโคจรได้หากความเร็วของกระสุนปืนมีค่าเหมาะสมกับความโน้มถ่วงของโลก

กล่าวคือ มันจะถูกแรงโน้มถ่วงของโลกดึงให้ตกลงสู่พื้นโลก แต่ความเร็วจะทำให้มันพุ่งต่อไปอย่างต่อเนื่องจนตกลงมาไม่ถึงพื้นโลกเสียที ไม่ต่างจากดวงจันทร์

แน่นอนว่าแนวคิดดังกล่าวก่อให้เกิดการส่งดาวเทียม ซึ่งทำให้เกิดยุคอินเทอร์เน็ตและสมาร์ทโฟนอย่างทุกวันนี้

ทั้งหมดล้วนมาจากภาพและตำแหน่งของสวรรค์ที่เปลี่ยนแปลงไปเมื่อ 350 ปีก่อน

อาจวรงค์ จันทมาศ

เจ้าหน้าที่สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) ผู้ใช้เวลาว่างในการสื่อสารวิทยาศาสตร์ด้วยการบรรยายและเขียนอยู่เสมอ โด่งดังจากการเป็นแฟนพันธุ์แท้นักวิทยาศาสตร์เอกของโลก มีผลงานพ็อกเก็ตบุ๊ก จริงตนาการ และ ดอกไม้ไฟในเอกภพ เขายังเป็นพิธีกรรายการแนววิทยาศาสตร์ จัดรายการวิทยุออนไลน์ Witcast เล่าเรื่องวิทยาศาสตร์แนวตลกโปกฮาร่วมกับ แทนไท ประเสริฐกุล และอัพเดทเรื่องสนุกๆ ในสายตาเด็กวิทย์เป็นประจำ

related post