Opinion พาชม Astronomy Insight: นิทรรศการใหม่ของ NARIT ที่ทำให้ฟิสิกส์มีชีวิตจริง ๆ
พาชม Astronomy Insight: นิทรรศการใหม่ของ NARIT ที่ทำให้ฟิสิกส์มีชีวิตจริง ๆ

Nutn0n in NARIT

พาชม Astronomy Insight: นิทรรศการใหม่ของ NARIT ที่ทำให้ฟิสิกส์มีชีวิตจริง ๆ

April 16, 2021

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





MORE