หลังจากที่สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ ได้เปิด Astropark หรือ “อุทยานดาราศาสตร์ สิรินทร” บนพื้นที่ Facility แห่งใหม่ที่แม่ริม เชียงใหม่ ซึ่งใช้เวลาขับรถจากตัวเมืองไปแค่ 15 นาทีนั้น อุทยานดาราศาสตร์ สิรินทร ก็กลายเป็นพื้นที่ Public Space ที่เราได้เห็นการอยู่ร่วมกันของ Facility ทางดาราศาสตร์ ห้องทดลอง หอดูดาว ท้องฟ้าจำลอง กับคนทั่วไปที่ให้ความสนใจ ถ้าเราไป NARIT ตอนช่วงเย็น ๆ เราจะได้เห็นคนมาปั่นจักรยาน เห็นเด็ก ๆ มาวิ่งเล่น การมีอยู่ของ NARIT นั้น ช่วยให้คำว่า “ดาราศาสตร์” ไม่ได้เป็นเรื่องที่ไกลตัว แต่กลับกลมกลืนกับสังคมอย่างลงตัว
เราเคยพาทุกคนไปดูพื้นที่ของ “ท้องฟ้าจำลอง” และ “นิทรรศการดาราศาสตร์” ก่อนสถานการ COVID-19 ในช่วงต้นปี 2020 ไปแล้ว ในตอน – อุทยานดาราศาสตร์สิรินธร ท้องฟ้าจำลอง หอดูดาว ห้องวิจัยระดับโลก เข้าชมฟรี ที่เชียงใหม่ แต่ตอนนี้ ทาง NARIT ได้มีการเพิ่มโซนนิทรรศการใหม่ ในชื่อว่า “Astronomy Insight” ซึ่งเปิดให้เข้าชมอย่างเป็นทางการครั้งแรกในงาน Astrofest 2021 ในเดือนมีนาคมที่ผ่านมา
Astronomy Insight นิทรรศการที่เล่นได้จริง ๆ และออกแบบโดยนักดาราศาสตร์ นักฟิสิกส์
ทีมงาน Spaceth เดินทางไปเชียงใหม่ในช่วงต้นเดือนเมษายน เราได้ใช้โอกาสนี้เดินชมนิทรรศการในโซนใหม่นี้โดยอาจารย์ศรัณย์ โปษยะจินดา ผู้อำนวยการฯ ได้พาเราชม (ทุกครั้งที่เราไป อาจารย์ศรัณย์จะพาไปชมนู่นชมนี่ด้วยตัวอาจารย์เองเสมอ ทำให้เรารู้สึกว่า NARIT นั้นให้ควาสำคัญกับเยาวชนเป็นอย่างมาก)
พี่แจ๊ค ศุภฤกษ์ คฤหานนท์ คือหนึ่งในทีมที่ร่วมออกแบบนิทรรศการนี้ พี่แจ๊คบอกเราว่า โซนล่างนี้ ไอเดียคือการต่อยอดจากนิทรรศการเดิมที่เน้นพวก Basic Astronomy ข้างล่างจึงเน้นเป็นแนวเชิงลึกและ ความรู้ฟิสิกส์พื้นฐาน และต่อด้วยการนำเสนอการยกตัวอย่างงานวิจัยทางดาราศาสตร์ที่เราศึกษาอยู่มาใช้ในการนำเสนอ
พาเดินดูของเล่นใหม่ในนิทรรศการที่จะทำให้เราเข้าใจฟิสิกส์ พื้นฐานของดาราศาสตร์
โซนใหม่นี้ตั้งอยู่ บริเวณชั้นล่างของอาคารท้องฟ้าจำลอง อุทยานดาราศาสตร์สิรินธร ถ้าใครที่เคยมาก็จะนึกภาพออกว่าเราเดินลงมาบริเวณที่เป็นลูกตุ้มที่แสดงการหมุนรอบตัวเองของโลก ก็จะเจอกับชั้นล่างที่ตอนแรกยังปิดอยู่ ซึ่งพื้นในที่ในบริเวณนี้จะถูกแบ่งให้กับ 2 หน่วยงานด้วยกัน ได้แก่ของสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติเอง กับอีกแห่งคือของ องค์องค์การพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์แห่งชาติ หรือ อพวช.
โซนที่เราจะไปดูกันวันนี้เป็นโซนของ NARIT เองก่อน ซึ่งชื่อโซนก็คือ Astronomy Insight ซึ่งไอเดียของโซนก็ตามที่พี่แจ๊คเล่าให้เราฟังไปแล้วด้านบน
เมื่อเข้ามาสิ่งแรกที่ตัวนิทรรศการจะบอกเราก็คือเรื่องของแสง แน่นอนว่าในทางดาราศาสตร์ แสงเป็นอะไรที่สำคัญมาก ๆ ถ้าไม่มีสิ่งที่เรียกว่าแสง มนุษย์ในยุคแรก ๆ ก็คงมองไม่เห็นวัตถุที่อยู่ห่างไกลออกไปบนท้องฟ้า แม้ว่าปัจจุบันแสงในย่าน Visible Light จะไม่ใช่แค่สิ่งเดียวที่เราสนใจอีกต่อไปแล้ว แต่แสงแบบ Visible Light ก็คือสิ่งที่ใกล้ตัวเรามากที่สุดอยู่ดี การเข้าใจพฤติกรรมของแสง จึงเป็นการทำความเข้าใจพื้นฐานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งปวง
ของเล่นชิ้นแรกที่เรามาเล่นก็คือแหล่งกำเนิดแสง และตัวกลางชนิดต่าง ๆ เรารู้ว่าเมื่อแสงเดินทางผ่านตัวกลางชนิดที่ต่างกันมันจะมีพฤติกรรมที่ต่างกัน เราก็เลยมีเลนส์ กระจกโค้ง หรือแม้กระทั่งการที่แสงเดินทางผ่านบรรยากาศ (อากาศ) ที่ความหนาแน่นแตกต่างกัน เราก็จะเห็นแสงในย่านต่าง ๆ ที่เปลี่ยนไป
ในฐานนี้เราก็เลยได้ลองเล่นกับตัวกลางแสงชนิดต่าง ๆ สามเหลี่ยมบ้าง โค้งบ้าง ตัวแหล่งกำเนิดแสงของเรากลม ๆ ตรงกลางก็มีแสงออกมาให้เราลองเล่นกับมันตั้งแต่แสงในช่วงความถี่ต่าง ๆ ที่ทำให้สีเปลี่ยนไป (ถ้าดูในรูปจะเห็น RGB) เด็ก ๆ สามารถเอาแสง RGB มารวมกันให้กลายเป็นแสงขาวได้ ซึ่งจริง ๆ ไม่ต้องสนใจหรอกว่าจะใช้กระจกแบบไหน ให้เด็ก ๆ ลองเล่นเองก็ได้ ให้โจทย์เขาไปว่าทำยังไงให้ได้เป็นแสงขาว ซึ่งเราก็จะมาสอนทีหลังได้ว่า แสงขาวจริง ๆ นั้นไม่มี แต่เป็นแค่ย่านคลื่นแสงต่าง ๆ มาผสมกันเท่านั้น เหมือนกับจอมือถือหรือคอมพิวเตอร์ของเรา ที่ประกอบไปด้วยหลอดไฟ RGB เล็ก ๆ
ในทางกลับกัน เราก็สามารถเอาแสงขาวมาแยกออกให้เป็น Spectrum ต่าง ๆ ได้เหมือนกัน ซึ่งเรารู้กันว่าเวลาเรามองดวงอาทิตย์เรามองเห็นแสงสีขาว แต่ถ้าใครเคยเห็นรูปของไอแซก นิวตันที่กำลังแยกแสงของดวงอาทิตย์ให้เป็นสีต่าง ๆ ล่ะก็ เราจะรู้ว่าจริง ๆ แล้วแสงจากดวงอาทิตย์นั้นไม่ใช่สีขาวแต่ประกอบด้วยคลื่นหลากหลายความถี่ที่ผลสรุปรวมแล้วหลอกให้เราเห็นเป็นสีขาวต่างหาก หรือถ้าเอาแบบใกล้ตัวหน่อยก็ ไปดูปกอัลบัม Pink Foyled
ฐานต่อไปที่เราเล่นก็คือ ความเร็วของเสียง (และแสง) เด็ก ๆ รู้แล้วว่าแสงเดินทางได้ แต่แสงนั้นไม่ได้เดินทางด้วยความเร็วเป็นอนันต์แต่เดินทางด้วยความเร็ว ณ จุดจุดหนึ่ง ที่ตัวกลางนั้น ๆ อนุญาตให้มันเดินทางเท่านั้น เช่นเดียวกับเสียง เราเรียนกันมาในชั้นมัธยมว่าเวลาเกิดฟ้าผ่า เราจะเห็นฟ้าผ่าก่อนค่อยได้ยินเสียงตามมาเพราะเสียงเดินทางช้ากว่าแสงมาก หลายคนอาจจะรู้สึกว่า มันก็ยังไกลตัวอยู่ดี
ทาง NARIT เขาก็เลยมีเครื่องมือที่ช่วยให้เรา “เชื่อเถอะ” ด้วยการทำกลอง แต่เป็นกลองที่มีความยาว 700 เมตร คือเราตีที่อีกด้านนึง แล้วอีกด้านนึงก็อยู่ข้าง ๆ เรานั่นแหละเอาหูไปแนบให้ได้ยินได้ แต่ความยาวจริง ๆ ของกลองคือมันจะไปพัน ๆ ๆ ๆ วน ๆ ๆ ๆ ให้ได้ความยาว 700 เมตร (โคตรบ้า) ทีนี้พอตี เราคิดสมการ v=s/t ที่เราเรียนกันในชั้นมัธยม เราก็จะได้ว่าเสียงต้องใช้เวลาถึง 2 วินาที กว่าจะเดินทางมาถึงเรา
เดินถัดมาอีกอันนึง อันนี้เจ๋งมากแล้วเราชอบ คือสอนได้ทั้งสองเรื่องเลยก็คือเรื่องของ Centrifugal Force และการสะท้อนของแสง ตัวนี้ NARIT เขาใช้น้ำมันใส่ลงในถาดแล้วเอาเลเซอร์ยิงลงไป ซึ่งก็แน่นอนว่า พอผิวหน้าของมันตั้งฉากกับมุมสะท้อนพอดีแสงจะเดินทางกลับมาแบบ 180 องศา อันนี้ไม่แปลกอะไร แต่ตัวถาดที่ว่านี้ติดมอเตอร์หมุนไว้ด้วย ทีนี้พอเรากดปุ่ม ถาดก็จะค่อย ๆ หมุนเร็วขึ้นเรื่อย ๆ สิ่งที่เด็ก ๆ จะสังเกตเห็นก็คือ เลเซอร์ที่ตอนแรกสะท้อนกลับมาแบบ 180 องศา จะไม่เหมือนเดิมอีกแล้ว แต่จะหันเข้าไปตรงข้ามกับขอบของถาด สาเหตุที่เป็นแบบนี้ก็เพราะว่า เวลาที่ถาดหมุนของเหลวในถาด ก็จะบานออกไปในทางที่ตรงข้ามกับศูนย์กลางของการหมุน (แรงหนีศูนย์กลาง) ทำให้ผิวหน้าของของเหลวที่จริง ๆ เรียบเสมอกันตามแรงโน้มถ่วงของโลก ถูกทำให้โค้งออก จนแสงที่ตอนแรกสะท้อนเป็น 180 องศา มีองศาการสะท้อนที่แคบขึ้นมา
หลังการนี้จริง ๆ อาจจะดูเหมือนเป็นการทำให้ดูเล่น ๆ เฉย ๆ ว่าแสงมีพฤติกรรมยังไง แต่จริง ๆ หลักการนี้ถูกนำไปใช้กับอุปกรณ์ทางดาราศาสตร์จริง ๆ ก็คือ Liquid-mirror telescope เช่นกล้อง Large Zenith Telescope แต่แทนที่เขาจะใช้น้ำมัน เขาจะใช้ปรอทแทน เพราะสะท้อนได้ดีกว่าน้ำมัน
ทีนี้เด็ก ๆ ก็จะเริ่มเห็นแล้วว่า การสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์เขาทำกันอย่างไร โซนต่อไปก็จะพาเราไปเล่นกับวัตถุบนฟากฟ้าและการสำรวจที่นักดาราศาสตร์เขาใช้กันจริง ๆ ซึ่งตรงนี้ถ้าเราจำเอาภาพที่เราเห็นจากในช่วงแรก ๆ มาได้ เราก็จะเริ่มเข้าใจและตั้งคำถามกับสิ่งรอบตัวได้ว่าทำไมมันจึงเป็นเช่นนั้น
อย่างเรื่องพฤติกรรมของแสง ก็จะนำพาเรามาสู่การทำความเข้าใจสิ่งที่เรียกว่า Gravitational Lensing ซึ่งคำว่า Lensing นี้ก็เป็นคำว่า Lense เดียวกับที่เราใช้กับพวกกระจก แต่วัตถุใหญ่ ๆ อย่างหลุมดำนั้นมันก็สามารถที่จะมีอิทธิพลต่อการเดินทางของแสงได้เช่นกัน ด้วยแรงโน้มถ่วงมหาศาลทำให้กาลอวกาศ (Space-time) นั้นบิดโค้งตาม จนแสงที่เดินทางมาจากทิศต่าง ๆ ถูกหักเห
ซึ่งจุดที่หลุมดำอยู่มันก็จะมีแรงโน้มถ่วงมหาศาล แต่พอห่างออกมาเรื่อย ๆ แรงโน้มถ่วงก็จะลดน้อยลงตามกฎ Inverse-Square Law ที่เราเรียนกัน เปรียบได้ง่าย ๆ ว่า มันเหมือนกับรูปทรงของก้นแก้วไวน์ ทีนี้เราก็เลยมีแว่นขยายที่ไม่ใช่เลนส์นูน ไม่ใช่เลนส์เว้า แต่เป็นเลนส์แบบก้นแก้วไวน์ มาลองเลื่อนผ่านให้แสงเดินทางผ่านเลนส์ตัวนี้ดู จะสังเกตว่าภาพที่ออกมาเหมือนกับภาพที่นักดาราศาสตร์และยานอวกาศต่าง ๆ สามารถถ่ายภาพ Gravitational Lensing ได้เลย
ทีนี้มาดูของเล่นอีกชิ้น ชิ้นนี้แมสมาก แมสจนไปที่ไหนก็เจอ แล้วมันก็น่าเบื่อมาก ๆ คือหลุมแรงโน้มถ่วง ที่จำลองการบิดโค้งของ Space-time ที่พอเราเอาลูกบอลเล็ก ๆ หรือลูกแก้วโยนไปในแนว 90 องศา มันจะทำพฤติกรรมเหมือนดาวที่โคจรรอบดาวแม่มันหรือโครรอบหลุมดำ แต่แรงเสียดทานก็จะดึงลูกแก้วให้ตกลงไปในหลุมในที่สุด (คล้ายกับการเกิด Orbit Decay ของดาวเทียมที่ค่อย ๆ ตกกลับมายังโลก) แต่ความตลกก็คือ ที่อื่นเขาจะมีลูกแก้วมาให้ แต่ของ NARIT ไม่มี พอถามก็บอกว่า ให้ใช้เหรียญ เหรียญใคร เหรียญเรานั่นแหละ กลิ้งมันลงไป เราก็เอาเหรียญกลิ้งลงไป ศึกษาพฤติกรรมของแรงโน้มถ่วง บลา ๆ
แต่พอมันตกไปในขอบฟ้าเหตุการณ์ (Event Horizon) ร่วงหล่นไปสู่ภาวะเอกฐาน (Singularity) ก็แบบว่า “เชี้ย กูเสียเงินให้กับวิทยาศาสตร์” ถามว่าเอาออกมายังไง เอาออกมาไม่ได้จ้า สรุปก็คือ นอกจากสิ่งนี้จะเป็นอุปกรณ์สำหรับ Demo เรื่องหลุมดำแล้ว ยังเป็นแหล่งสร้างรายได้แบบ Passive Income ด้วย (ฮา)
อีกตัวนึงที่เราชวนมาเล่นก็คือ การทำความเข้าใจการค้นพบ Exoplanet เราเคยเล่าไปในบทความเรื่อง เราหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะอย่างไร รวม 5 วิธีที่นักดาราศาสตร์ใช้ กล่าวถึงวิธีแบบ Transit Photometry หรือรอให้ดาวเคราะห์ดวงนั้นตัดหน้าผ่านดาวฤกษ์แม่มัน เวลาเราหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ เราจะไม่ช่างแม่มัน เราจะสังเกตแม่มัน ดูว่าแสงจากแม่มันลดไปอย่างไร นานแค่ไหน มีแสงแบบไหน ย่านไหนลอดผ่านมาได้บ้าง แล้ววิเคราะห์กราฟออกมา
ซึ่งตัวของเล่นตัวนี้ก็จะให้เราได้มาลองกดเลื่อน Exoplanet ให้วิ่งผ่านหน้า ดาวแม่ของมัน แล้วจะมีกราฟแสดงบนหน้าจอ ให้เราลองเล่นเป็นนักดาราศาสตร์กับพระเจ้าในเวลาเดียวกัน (ฮา)
ห้องสุดท้ายแต่ไม่ท้ายสุดที่เราพามาเล่นก็คือห้องที่คนชอบมาถ่ายรูปกัน อันนี้เป็นปรากฏการณ์เกี่ยวกับแสงและกระจกที่ชวนให้เราคิดเฉย ๆ แล้วแต่ว่าใครเข้ามาแล้วจะคิดอะไร จะตั้งคำถามถึงการมีตัวตนอยู่ เข้ามาแล้วเกิด Existential crisis ก็ได้ (ฮา)
ดังนั้นเราจะเห็นว่า ทุกอย่างที่เราพามาเล่นนี้ จริง ๆ แล้วมันก็คือฟิสิกส์ที่เราเรียนกันมาในชั้นประถม มาจนถึงชั้นมัธยม ไม่ได้มีอะไรมากไปกว่านั้นเลย แล้วทุกอย่างมันก็คืออุปกรณ์รอบตัวเราไปหมด ไม่ว่าจะเป็นแสง ตัวกลางต่าง ๆ กระจก วัสดุต่าง ๆ ที่ใช้ NARIT ไม่ได้เลือกวัสดุที่มีราคาแพง หายาก หรือเอาอะไรแปลก ๆ มาโชว์ แต่เขาแค่ผ่านกระบวนการคิด กระบวนการคิดที่ทำให้ของรอบตัวกลายเป็นสามารถทำให้เราเข้าใจธรรมชาติ ซึ่งนั่นก็คือคอนเซปจริง ๆ ของการศึกษาฟิสิกส์ ดาราศาสตร์
เรารู้สึกว่าจริง ๆ เราต้องการนิทรรศการแบบนี้มากขึ้น เพราะมันช่วยให้เด็ก ๆ หรือใคร ๆ ก็ตาม ไม่ว่าจะ Nerd มาก ๆ หรือแค่เดินผ่านไปผ่านมา ได้ตั้งคำถามกับสิ่งรอบตัวของเขา ซึ่งนั่นคือสาเหตุที่เราชอบย้ำอยู่เสมอว่า จริง ๆ แล้วฟิสิกส์มันคือการอธิบายธรรมชาติ การตั้งคำถามต่อสิ่งที่ทั้งขัดและไม่ขัดต่อสามัญสำนึกเราจึงเป็นสิ่งสำคัญ
สำหรับใครที่อยากมาชม Astronomy Insight นี้สามารถมาชมได้ที่ “อุทยานดาราศาสตร์ สิรินธร” อำเภอแม่ริม จังหวัดเชียงใหม่
- นิทรรศการดาราศาสตร์เปิดให้เข้าชมทุกวัน 09:00 – 16:00 น. (วันธรรมดา) และ 10:00 – 17:00 น. (วันเสาร์ – อาทิตย์) โดยไม่ต้องจองล่วงหน้า แต่ถ้าหากเดินทางมาเป็นหมู่คณะแนะนำให้จองกับทาง NARIT เพื่อให้มีพี่ ๆ มาเดินพาชมให้เป็นพิเศษ (ในช่วงสถานการ COVID-19 แนะนำให้เช็คเวลาและการเปิดปิด ที่เบอร์ 053-121268)
- นอกจากนิทรรศการดาราศาสตร์แล้ว NARIT ยังมีการฉายหนังที่ท้องฟ้าจำลอง และกิจกรรมดูดาว Public Night สามารถเช็ครอบและเวลาได้จาก NARIT Website และ Facebook เพจ สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ
เรียบเรียงโดย ทีมงาน Spaceth.co
