[สรุปหนังสือ] Astrophysics For People In A Hurry

 

 

Astrophysics For People In A Hurry (2017)

by Neil deGrasse Tyson

 

“The universe is under no obligation to make sense to you.”

 

ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ (Astrophysics) คือ ศาสตร์ที่ว่าด้วยคุณสมบัติทางกายภาพของวัตถุในอวกาศ ไม่ว่าจะเป็นดาวฤกษ์ กาแล็กซี่และเอกภพทั้งมวล ซึ่งนักดาราศาสตร์ชื่อดังอย่าง Neil deGrasse Tyson ได้นำพื้นฐานเบื้องต้นของดาราศาสตร์แขนงนี้มาเล่าให้ฟังในเวอร์ชั่นย่อยง่ายภายใต้ชื่อหนังสือกวนๆที่แปลแบบตรงตัวได้ว่า “ฟิสิกส์ดาราศาสตร์สำหรับคนกำลังรีบ”

 

Neil deGrasse Tyson (ขอขอบคุณภาพจาก Film Independent)

 

Chapter 1 : The Greatest Story Ever Told

ณ จุดเริ่มต้นของจักรวาลเมื่อประมาณ 14,000 ล้านปีก่อน การระเบิดครั้งยิ่งใหญ่ (the big bang) ได้ถือกำเนิดขึ้นจากกลุ่มก้อนมวลอนุภาคอุณหภูมิร้อนจัดที่มีขนาดเพียงเศษเสี้ยวเดียวของจักรวาลในปัจจุบัน

ในช่วงเวลาเริ่มต้นที่เรียกว่า Planck era (ตั้งแต่วินาทีที่ 0 ถึง วินาทีที่ 10 ยกกำลัง -43) นั้น มวลของจักรวาลที่กำลังขยายตัวนั้นมีขนาดเล็กเกินกว่าที่ทฤษฎีควอนตัมฟิสิกส์ในยุคปัจจุบันสามารถอธิบายได้

หลังการสิ้นสุดลงของ Planck era นักวิทยาศาสตร์เชื่อมั่นว่ากลุ่ม “พลังงาน” ที่หลอมรวมมวลอนุภาคของจักรวาลได้เริ่มแยกออกจากกันเป็น 4 กลุ่มแรงธรรมชาติ อันประกอบไปด้วย weak nuclear force แรงนิวเคลียร์ผู้ควบคุมการสลายของกัมมันตภาพรังสี strong nuclear force แรงนิวเคลียร์ผู้ประสานอนุภาคในอะตอม electromagnetic force แรงแม่เหล็กไฟฟ้าผู้เชื่อมโยงโมเลกุล และ gravity แรงโน้มถ่วงผู้เชื่อมโยงมวลของสสาร

“หนึ่งในล้านล้าน” วินาทีต่อมา ความร้อนก็ได้ส่งผลให้สสารอนุภาคขนาดเล็กกว่าอะตอมอย่าง quarks, leptons (อาทิ electrons), bosons และอนุภาค antimatter ของสสารเหล่านั้นทำปฏิกิริยาแลกเปลี่ยนพลังงานระหว่างกัน โดยที่นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าปริมาณของสสาร (matter) นั้นมีมากกว่า antimatter อยู่เล็กน้อยอันเป็นเหตุให้จักรวาลยังคงเติบโตต่อไปได้จากสสารที่ไม่ได้ถูกรวมร่างเข้ากับ antimatter ที่เข้าคู่กัน

“หนึ่งในล้าน” วินาทีต่อมา อุณหภูมิของจักรวาลได้ลดต่ำลงจนทำให้อนุภาค quarks (ที่เหลือรอดจากการถูกทำลายล้างโดย antiquarks) จับกลุ่มกันเป็นอนุภาคหนักที่เรียกว่า hadrons ที่ต่อมาได้ให้กำหนดอนุภาคสำคัญอย่าง protons และ neutrons

“หนึ่ง” วินาทีต่อมา อนุภาค electrons ที่หลงเหลือจากการทำลายล้างของ antimatter อย่าง positrons ก็ได้เริ่มจับตัวเข้ากับ protons และ neutrons จนกลายมาเป็นอะตอมที่นำมาสู่ยุคของ hydrogen ที่มีปริมาณมากถึง 90% ของอะตอมทั้งหมด (ที่เหลือเกือบทั้งหมดคืออะตอมของ helium)

หนึ่งพันล้านปีแรกของระบบจักรวาล อุณหภูมิที่ค่อยๆเย็นลงได้ส่งผลให้อนุภาคต่างๆได้จับตัวและรวมกลุ่มกันเป็นกลุ่มก้อนขนาดใหญ่ที่เรียกว่า galaxy ที่ภายในประกอบไปด้วยดาวฤกษ์และดาวเคราะห์จำนวนมหาศาล

การเกิดและแตกสลายของดวงดาวขนาดใหญ่ได้นำไปสู่การสร้างกลุ่มชุดใหม่ที่หนึ่งในนั้นก็คือ “ดวงอาทิตย์” ที่ถือกำเนิดขึ้นเมื่อ 9 พันล้านปีหลังจากเหตุการณ์ the big bang ซึ่งต่อมากลุ่มดาวที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ก็ได้ถือกำเนิดขึ้น ซึ่งหนึ่งในนั้นก็คือ “โลก” ดาวเคราะห์ผู้โชคดีที่ถือกำเนิดในตำแหน่งที่น้ำยังคงสถานะเป็นของเหลวอันเอื้อประโยชน์ต่อการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตได้เป็นอย่างดี กลุ่มแบคทีเรีย anaerobic ที่สามารถอาศัยอยู่ในโลกที่ไร้ oxygen และสามารถคาย oxygen ออกมาเป็นของเสียทางร่างกายได้กลายมาเป็นผู้ให้กำเนิดของสิ่งมีชีวิตที่ต้องใช้ oxygen ในการหายใจผ่านการประบเปลี่ยนชั้นบรรยากาศที่เต็มไปด้วย carbon ให้กลายมาเป็น oxygen และก๊าซ ozone ที่คอยปกป้องโลกจากรังสีของดวงอาทิตย์ และในที่สุดมนุษย์สายพันธุ์ Homo Sapiens ก็ได้ถือกำเนิดขึ้นและครอบครองโลกได้อย่างสมบูรณ์ในยุคปัจจุบัน

คำถามสำคัญทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่ยังไม่มีมนุษย์คนไหนตอบได้อย่างมีหลักฐานชัดเจน ก็คือ “ใครหรืออะไรคือผู้ให้กำเนิด the big bang”

 

The Big Bang (ขอบคุณภาพจาก Wikipedia)

 

Chapter 2 : On Earth as in th Heavens

การค้นพบกฎของแรงโน้มถ่วงของ Sir Isaac Newton นั้นคือจุดเริ่มต้นของการเปลี่ยนแปลงกรอบความคิดของมนุษย์ครั้งใหญ่ที่แสดงให้เห็นว่า “กฎทางฟิสิกส์ในโลกมนุษย์นั้นคือความจริงที่สามารถนำไปใช้ได้กับทุกสิ่งในจักรวาล (The universality of physical law)” ซึ่งหมายความว่า แรงโน้มถ่วงที่ทำให้แอปเปิลร่วงหล่นใส่พื้นดินนั้นคือแรงชนิดเดียวกันกับแรงที่ทำให้ดวงจันทร์โคจรรอบโลก

การค้นพบครั้งนี้ได้นำมาสู่ยุคของการค้นพบทางวิทยาศาสตร์จากห้วงอวกาศมากมาย ไม่ว่าจะเป็น การค้นพบก๊าซ Helium จากการทดลองแยกสเปคตรัมของดวงอาทิตย์ การค้นพบว่า Jupiter’s Great Red Spot หรือพายุไซโคลนบนดาวพฤหัสนั้นมีต้นกำเนิดไม่แตกต่างจากการเกิดพายุในโลกมนุษย์ตามกฎของ Thermodynamics รวมถึงการค้นพบกฎทางฟิสิกส์ใหม่ๆที่ไม่เคยเกิดขึ้นบนโลกมนุษย์ อาทิ หลุมดำและพลาสม่า (นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าวิทยาศาสตร์สามารถทำหน้าที่เป็นภาษาสากลที่ใช้พูดคุยกับมนุษย์ต่างดาวได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด)

 

Sir Isaac Newton (ขอขอบคุณ Famous Biographies)

 

Chapter 3 : Let There Be Light

เมื่อจักรวาลเริ่มเย็นตัวลงเมื่อ 380,000 ปีหลังจากเหตุการณ์ระเบิดครั้งใหญ่ อนุภาค electrons ก็เริ่มถูกจับรวมตัวเข้ากับ protons กลายเป็นอะตอม อนุภาค photons ที่ไม่สามารถเดินทางทะลุผ่าน electrons ก็เริ่มมีอิสรภาพและได้กลายมาเป็นกลุ่มแสงที่ตกค้างอยู่ในห้วงจักรวาล

ปัจจุบัน จักรวาลได้ขยายตัวเชิงปริมาตรกว่า 1,000 เท่าหลังจากการเป็นอิสระของ photons อันส่งผลให้พลังงานของอนุภาคแสงเหล่านั้นได้ลดต่ำลงเรื่อยๆจนมาอยุ่ที่สเปกตรัมของคลื่น microwave ที่เรียกชื่อใหม่ได้ว่า “cosmic microwave background” หรือ CMB ซึ่งปัจจุบันมีอุณหภูมิอยู่ที่ประมาณ 2.725 องศา Kelvin

(หลอดไฟ LED ประหยัดพลังงานในปัจจุบันนั้นถูกออกแบบให้ผลิตแสงที่สเปกตรัมของแสงขาวเพียงเท่านั้นทำให้พลังงานถูกนำไปใช้เป็นแสงสว่างได้อย่างมีประสิทธิภาพ เทียบกับหลอดไฟโบราณที่แสงส่วนใหญ่ที่ถูกผลิตออกมาคือ infrared ที่มนุษย์เพียงสัมผัสได้จากความร้อนเท่านั้น)

การศึกษาแผนที่การกระจายตัวของ CMB ในห้วงอวกาศนั้นถือเป็น “เครื่องย้อนเวลา” ที่ดีที่สุดของนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ในการศึกษาจักรวาลในภาวะเริ่มต้นที่อนุภาค photons ได้เริ่มมีอิสรภาพและเคลื่อนที่ออกจากการชนกันกับอนุภาค electron เป็นครั้งสุดท้ายไปยังทิศทางต่างๆ อนุภาค photons บางส่วนอาจจะมีอุณหภูมิที่ลดลงอย่างรวดเร็วจากการเดินทางผ่านจุดที่มีมวลของสสารและแรงโน้มถ่วงที่อัดแน่น ส่วนอนุภาค photons ที่เดินทางในอวกาศอันว่างเปล่านั้นก็จะรักษาอุณหภูมิที่สูงกว่าได้

 

Cosmic Microwave Background (ขอบคุณภาพจาก Youtube)

 

Chapter 4 : Between the Galaxies

นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า galaxy ทั้งหมดในจักรวาลนั้นอาจมีมากถึง 100,000,000,000 galaxies

ระบบสุริยะนั้นอาศัยอยู่ใน galaxy ที่มีชื่อน่ารักๆว่า “ทางช้างเผือก (Milky Way)” อันมีรูปร่างเหมือน “นมที่กำลังหก…” ส่วน galaxy ที่อยู่ใกล้กับทางช้างเผือกมากที่สุดนั้นคือ galaxy ขนาดเล็ก (dwarf galaxy) ที่มีชื่อว่า Magellanic Clouds ซึ่งอยู่ห่างออกไป 180,000 ปีแสง ส่วน galaxy ที่อยู่ใกล้ที่สุดและมีขนาดใหญ่กว่าทางช้างเผือกนั้นคือ Andromeda Nebula ที่อยู่ห่างไกลถึง 2 ล้านปีแสง

การศึกษา galaxy ในปัจจุบัน ค้นพบว่ากว่า 90% ของจำนวน galaxy ทั้งหมดในจักรวาลนั้นคือ dwarf galaxy ที่มีขนาดเพียงประมาณ 1 ล้านดวงดาวเมื่อเทียบกับ galaxy ขนาดใหญ่ระดับแสนล้านดวงดาว พร้อมกันนั้น galaxy ต่างก็มีการเกิดขึ้น ชนกันและแตกสลายไปพร้อมกับการกระจัดกระจายของดวงดาวนับล้าน

แต่สิ่งที่น่าสนใจที่สุดของระบบ galaxy นั้นกลับเป็น “พื้นที่ว่างเปล่า” ขนาดมหาศาลระหว่าง galaxy (intergalactic space) ที่เอาจริงๆนั้นเต็มๆไปด้วยความมหัศจรรย์ของจักรวาลมากมาย อาทิ cosmic rays ซึ่งเป็นอนุภาคพลังงานสูงที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 99.99999% ของความเร็วแสง dark matter สสารที่มีสมบัติของแรงโน้มถ่วงแต่ไม่ทำปฏิกิริยากับแสง runaway stars ดวงดาวที่หลุดออกมาจาก galaxy และ quantum vacuum energy พลังงานปริศนาที่ทำหน้าที่ตรงข้ามกับแรงโน้มถ่วง

 

จักรวาลอันแสนว่างเปล่า (ขอบคุณภาพจาก New Scientist)

 

Chapter 5 : Dark Matter

แรงโน้มถ่วง (gravity) คือแรงในธรรมชาติที่มนุษย์คุ้นชินที่สุด แต่ในจักวาลอันกว้างใหญ่ gravitational force กว่า 85% ที่มนุษย์ตรวจพบนั้นไม่ได้เกิดขึ้นจาก “มวล” ของสสารเหมือนที่ Newton และ Einstein ได้อธิบายไว้

ในช่วงปี 1930s นักดาราศาสตร์นามว่า Fritz Zwicky ได้ค้นพบ “พลังงานแรงโน้มถ่วง” ลึกลับจากการศึกษา galaxy ชื่อ Coma ซึ่งภายในประกอบไปด้วยหมู่ดาวที่เคลื่อนที่ด้วยความแรงสูงเกินกว่าที่แรงดึงดูดจากมวลของ galaxy จะสามารถรั้งหมู่ดาวไม่ให้หลุดออกจากวงโคจรได้ แต่ทำไมดวงดาวเหล่านั้นถึงยังโคจรได้อยู่เป็นเวลานับหมื่นล้านปี หลังจากนั้น นักดาราศาสตร์ก็ได้ค้นพบเหตุการณ์ประหลาดในรูปแบบเดียวกันนับครั้งไม่ถ้วนจนในที่สุด “สิ่งปริศนาไร้มวล” ก็ได้รับการตั้งชื่อเล่นแบบลึกลับไว้ว่า “dark matter” (ตรงข้ามกับ visible matter หรือสสารมีมวลปกติที่ทำปฏิกิริยากับแสงและสามารถมองเห็นได้ )

ปัจจุบัน การศึกษาทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ค้นพบว่า dark matter นั้นไม่ใช่เพียงแค่สสารมีมวลที่มนุษย์ไม่สามารถตรวจจับได้ (dark matter ไม่เกิดปฏิกิริยา nuclear fusion ที่รวมอะตอมขนาดเล็กเข้าด้วยกันให้ใหญ่ขึ้นเหมือนกับสสารอื่นๆ) แต่มันกลับเป็นปรากฎการณ์ที่แสดงให้เห็นว่าแรงโน้มถ่วงนั้นไม่จำเป็นต้องมาจากมวลที่พวกเราคุ้นเคยและ dark matter นี่เองคือปัจจัยสำคัญที่ช่วยสร้างแรงโน้มถ่วงในการทำให้จักรวาลยังคงรูปร่างที่เป็นระเบียบเหมือนในปัจจุบันได้

 

Chapter 6 : Dark Energy

ทฤษฎีสัมพันธภาพ (general relativity theory) ของ Einstein ในปี 1915 ได้อธิบายถึงแรงโน้มถ่วงของมวลที่ส่งผลกระทบให้เกิดการโค้งของกาลอวกาศ (space-time fabric) ซึ่งนำมาสู่การอธิบายถึงแรงโน้มถ่วง 2 แรงที่เกิดขึ้นสวนทางกันคือ “แรงดึงดูด” ระหว่างมวลที่พวกเรารู้จักและ “พลังงานลึกลับ” ที่คอยผลักให้มวลถอยห่างออกจากกันจนทำให้จักรวาลอยู่ในสภาพสมดุลได้ (Newton’s Static Universe)

14 ปีต่อมา Edwin P. Hubble ได้ทำการศึกษาการเคลื่อนที่ของ galaxy จนค้นพบว่าจักรวาลนั้นกำลัง “ขยายตัว” อย่างต่อเนื่อง จนกระทั่งปี 1998 กลุ่มนักดาราศาสตร์ที่ศึกษาการระเบิดของ supernova ได้ค้นพบว่าจักรวาลนั้นกำลังขยายตัวด้วย “ความเร่ง” ที่นำไปสู่การค้นพบพลังงานปริศนาของ Einstein ที่ได้รับการตั้งชื่อว่า dark energy กลุ่มก้อนพลังงานที่เกิดขึ้นจากสุญญากาศที่แพร่กระจายไปในอวกาศและถือเป็นพลังงานประมาณ 68% ของมวลพลังงานทั้งหมดในจักรวาล (dark matter 27% และสสารธรรมดา 5%) ซึ่งปัจจุบันนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ยังไม่สามารถอธิบายถึงที่มาของ dark energy ได้

 

ปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ยังไม่รู้ว่า Dark Matter และ Dark Energy คืออะไร (ขอบคุณภาพจาก ZME Science)

 

Chapter 7 : The Cosmos on the Table

มีเพียงธาตุทั้งหมด 3 ธาตุในตารางธาตุ (the Periodic Table) ที่เกิดขึ้นจากการระเบิดครั้งยิ่งใหญ่ ได้แก่ Hydrogen ธาตุที่มีมากถึง 90% ในจักรวาลและกว่า 2 ใน 3 ของอะตอมทั้งหมดในร่างกายมนุษย์ Helium ธาตุที่พบมากที่สุดเป็นอันดับ 2 ของจักรวาล (ประมาณ 10%) และ Lithium ธาตุที่มีปริมาณไม่เกิน 1% ในทุกมุมของจักรวาล

ขณะที่ธาตุขนาดใหญ่ขึ้นที่สามารถเกิดขึ้นได้เองตามธรรมชาตินั้นถือกำเนิดขึ้นจากการหลอมอะตอมด้วยความร้อนและความดันสูงจากทั้งภายในแกนกลางของดวงดาวขนาดใหญ่และการระเบิดของดวงดาวต่างๆ อาทิ Carbon และ Oxegen ซึ่งกลายมาเป็นธาตุที่มีความสำคัญสูงสุดสำหรับการสร้างสิ่งมีชีวิต (นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า Silicon นั้นสามารถทำหน้าที่แทน Carbon ได้)

 

ตารางธาตุ (ขอบคุณภาพจาก Futurity.org)

 

Chapter 8 : On Being Round

วัตถุส่วนใหญ่ในจักรวาลนั้นมักจะมีพื้นผิวที่ “กลม” โดยเฉพาะรูป “ทรงกลม” ซึ่งเป็นรูปทรงที่มีสัดส่วนพื้นที่ผิวต่อปริมาตรต่ำที่สุดที่พบเห็นได้จากทั้งวัตถุเล็กๆอย่างหยดของเหลวที่ลอยตัวในอยู่ในอากาศไปจนถึงวัตถุขนาดใหญ่อย่าง “โลก” ที่มวลมหาศาลถูกแรงโน้มถ่วงจากแกนกลางโลกดึงดูดให้พื้นที่ผิวของโลกราบเรียบ (ความแตกต่างระหว่างความสูงของยอดเขา Everest และท้องทะเลที่ลึกที่สุดนั้นแค่ประมาณ 12 ไมล์เทียบกับเส้นผ่านศูนย์กลางของโลกที่เกือบ 8,000 ไมล์)

ความเร็วของวงโคจรและการหมุนรอบตัวเองก็ส่งผลให้ galaxy อย่าง “ทางช้างเผือก” มีลักษณะเป็นรูปทรงกลมแบน รวมถึงโลกที่เส้นผ่านศูนย์กลางแนวขวางนั้นยาวกว่าแนวตั้งเล็กน้อย การศึกษารูปทรงและความเร็วของ galaxy นั้นทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถคำนวณมวลของ galaxy และปริมาณของ dark matter อันแสนลึกลับได้

 

ทางช้างเผือก (ขอบคุณภาพจาก Space Facts)

 

Chapter 9 : Invisible Light

หลังจากที่ Sir Isaac Newton ค้นพบแสง 7 สีจากการใช้ปริซึมกระจายแสงขาว (visible light) โลกมนุษย์ก็รู้จักแต่แสงที่มองเห็นด้วยตาเปล่าจนกระทั่งปี 1800 ที่ William Herschel ได้ทดลองวัดอุณหภูมิของแสงแต่ละสีอันเป็นเหตุให้เขาค้นพบว่าแสงสีแดงนั้นมีอุณหภูมิที่สูงกว่าแสงสีม่วงและด้วยความบังเอิญ เขาได้ค้นพบแสงที่อยู่ถัดออกไปจากสีแดงที่ใช้ชื่อว่า “infrared” ที่มนุษย์ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ก่อนที่นักวิทยาศาสตร์ท่านต่อๆมาจะค้นพบสเปกตรัมของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า (electromagnetic spectrum) ชนิดอื่นๆที่ไล่ตั้งแต่แสงที่มีความถี่สูงที่สุดอย่าง gamma ray ไปจนถึงแสงที่มีขนาดความยาวคลื่นสูงสุดอย่าง radio wave (Heinrich Hertz เป็นผู้พิสูจน์ว่าความแตกต่างของแสงแต่ละชนิดนั้นอยู่ที่ความถี่ของคลื่นที่ต่อมาชื่อของ Hertz ก็ได้กลายมาเป็นหน่วยของความถี่ของคลื่นทุกชนิด)

การค้นพบแสงที่มองไม่เห็นและการคิดค้นกล้องโทรทรรศน์ที่สามารถตรวจจับแสงเหล่านั้นสร้างประโยชน์ให้กับนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์อย่างมากในการตรวจจับปรากฎการณ์ในอวกาศที่ก่อนหน้านี้มนุษย์ไม่สามารถแม้แต่จะจินตนาการถึง (แสงที่มีขนาดความยาวคลื่นต่างกันต้องใช้เครื่องมือตรวจจับที่มีขนาดต่างกัน อาทิ คลื่นวิทยุความถี่ต่ำนั้นจะต้องใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุขนาดใหญ่ยักษ์ เช่น กล้อง FAST บนภูเขาของประเทศจีนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวถึง 500 เมตร)

 

แสงในหลากหลายความถี่ (ขอบคุณภาพจาก Quora)

 

Chapter 10 : Between the Planets

พื้นที่ว่างระหว่างดวงดาว (interplanetary space) ในระบบสุริยะ (solar system) ที่กว้างใหญ่นั้นไม่ได้ว่างเปล่าแต่อย่างใด ในห้วงอวกาศนั้นเต็มไปด้วยวัตถุมากมาย อาทิ ก้อนหิน น้ำแข็ง ฝุ่นละออง เศษของดวงดาว อนุภาครังสีจากดวงอาทิตย์ ดาวเทียม ไปจนถึงสนามแม่เหล็ก (นักดาราศาสตร์ประมาณการว่าในแต่ละปีก้อนหินจากดาวอังคารนับหมื่นตันได้หลุดเข้ามาและสลายไปในชั้นบรรยากาศของโลก)

อุกกาบาต (asteroid) ในระบบสุริยะส่วนใหญ่โคจรอยู่ในแถบ asteroid belt ระหว่างวงโคจรของดาวอังคารและดาวพฤหัส ถึงแม้อุกกาบาตเหล่านี้จะมีมวลรวมกันไม่ถึง 5% ของดวงจันทร์ แต่นักวิทยาศาสตร์ได้ประมาณการไว้ว่าอุกกาบาตกลุ่มนี้จะโคจรเข้ามาพุ่งชนโลกภายใน 100 ล้านปีและอุกกาบาตที่มีขนาดใหญ่กว่า 1 กิโลเมตรนั้นเพียงพอต่อการทำให้สิ่งมีชีวิตบนบกของโลกสูญพันธุ์ได้ (สาเหตุสำคัญที่โลกยังรอดพ้นจากการพุ่งชนของอุกกาบาตคือแรงดึงดูดจากมวลอันมหาศาลของดาวพฤหัสที่เปรียบเสมือนพี่ใหญ่ที่คอยรับกระสุนแทนน้องๆ)

เลยออกไปจากดาวเนปจูน กลุ่มดาวหาง (comet) จำนวนมากที่รวมถึง Pluto (อดีตดาวเคราะห์อันเป็นที่รักของใครหลายคน) อาศัยอยู่ในแถบ Kuiper belt ซึ่งดาวหางบางดวงนั้นมีวงโคจรที่ซ้อนทับกับดาวเคราะห์ในระบบสุริยะชั้นในซึ่งวันหนึ่งอาจเกิดการพุ่งชนกันได้ (ดาวหาง Halley อันโด่งดังก็จัดอยู่ในดาวหางประเภทนี้)

ดวงจันทร์ของโลกนั้นมีความพิเศษอยู่ที่ระยะห่างระหว่างโลกนั้นมีขนาดพอดีที่มนุษย์สามารถมองเห็นดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ในขนาดที่ใกล้เคียงกัน ส่วนดวงจันทร์ที่น่าสนใจที่สุดในระบบสุริยะก็คือ Europa ดวงจันทร์ของดาวพฤหัสที่มีน้ำในรูปของเหลวอยู่ภายใต้ชั้นนำแข็งที่ปกคลุมรอบพื้นผิว

 

ดวงจันทร์ Europa (ขอบคุณภาพจาก Wallpaper Studio)

 

Chapter 11: Exoplanet Earth

นักดาราศาสตร์ในยุคปัจจุบันกำลังทำการตามล่าหาดวงดาว exoplanet หรือดาวเคราะห์ที่มีลักษณะคล้ายโลกที่โคจรรอบดาวฤกษ์ที่มีลักษณะคล้ายดวงอาทิตย์ (exoplanet ที่อยู่ใกล้โลกที่สุดคือหมู่ดาว Alpha Centauri ที่อยู่ห่างออกไป 4 ปีแสง)

วิธีการค้นหา exoplanet นั้นทำได้หลายรูปแบบ อาทิ การตรวจจับความสว่างของดาวฤกษ์ที่มักจะมืดหม่นลงเล็กน้อยเมื่อดาวเคราะห์เคลื่อนที่ผ่าน การตรวจจับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและการวิเคราะห์ทางเคมีของแสงที่ส่องผ่านมายังโลกมนุษย์ ซึ่งปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบ exoplanet มากกว่า 3,000 ดวงและคาดการณ์ไว้ว่าทางช้างเผือกน่าจะมี exoplanet ที่มีลักษณะเหมือนโลกมากกว่า 40,000 ล้านดวง

และหากมนุษย์ต่างดาวมีเทคโนโลยีที่เหมือนกับหรือสูงกว่ามนุษย์ พวกเขาก็จะสามารถค้นพบดาวที่เต็มไปด้วยน้ำในรูปของเหลวที่สามารถลดความสว่างของดวงอาทิตย์ได้ประมาณ 1 ใน 10,000 ส่วนเมื่อโคจรผ่านพร้อมกับการส่งสัญญาณคลื่นวิทยุเข้มข้นหลากหลายชนิดที่เกิดชึ้นได้ยากในดาวเคราะห์ขนาดเล็กและดาวดวงนี้ก็ยังส่งแสงที่แสดงให้เห็นสัดส่วนของแก๊สที่เป็นบ่อเกิดหรือมีต้นกำเนิดจากสิ่งมีชีวิตมากมาย อาทิ oxygen และ methane

 

หมู่ดาว Trappist-1 ที่มีโอกาสค้นพบสิ่งมีชีวิต (ขอบคุณภาพจาก NASA)

 

Chapter 12 : Reflections on the Cosmic Perspective

ลองจินตนาการถึงโลกที่มนุษย์ทุกคนเข้าใจถึงความยิ่งใหญ่ของจักรวาลและความ “เล็กนิดเดียว” ของตัวตนของมนุษย์ การทำสงครามที่เกิดขึ้นจากความแตกต่างทางศาสนาและความขัดแย้งระหว่างประเทศก็คงไม่เกิดขึ้น

ความเชื่อมั่นในความยิ่งใหญ่ของมนุษย์นั้นลดลงเรื่อยๆหลังการค้นพบทางดาราศาสตร์ ไม่ว่าจะเป็น การค้นพบว่าโลกไม่ใช่ศูนย์กลางของระบบสุริยะ การค้นพบว่าทางช้างเผือกไม่ใช่ galaxy แห่งเดียวในจักรวาล รวมไปถึงความเป็นไปได้ที่จักรวาลอาจมีหลายแห่ง (multiverse) หรือ การค้นพบว่าธาตุที่เป็นจุดกำเนิดของสิ่งมีชีวิตนั้นเกิดขึ้นจากดวงดาว (และสิ่งมีชีวิตในโลกอาจเกิดขึ้นจากสิ่งมีชีวิตที่อยู่ในอุกกาบาตที่พุ่งเข้าชนโลกจากดาวอังคาร)

การมีทัศนคติที่คำนึงถึงจักรวาล (cosmic perspective) ทำให้มนุษย์มีความถ่อมตัวมากขึ้นและแสดงให้พวกเราได้รับรู้ถึงความเป็นไปได้ในอนาคตและความทะเยอทะยานในการ “ก้าวข้าม” ผ่านไปสู่สปีชี่ส์ที่ไม่ได้สนใจแต่การออกล่าหาอาหาร ที่อยู่อาศัยและสืบพันธุ์

 

<<< ติดตาม [สรุปหนังสือ] เล่มอื่นๆต่อได้ทางนี้เลยครับ [CLICK] >>>