วิทยาศาสตร์นั้นเป็นพื้นฐานของเทคโนโลยีที่เปลี่ยนแปลงโลกของเรา บ่อยครั้งการค้นพบทางวิทยาศาสตร์แม้ยังไม่ทำให้เกิดเทคโนโลยี ก็อาจเปลี่ยนแปลงความคิดความเชื่อของมนุษย์เราได้มาก
มาดูกันครับว่าปี 2018 ที่กำลังจะผ่านไปมีอะไรน่าสนใจในโลกวิทยาศาสตร์เกิดขึ้นบ้าง
น้ำแข็งใต้ดาวอังคาร จรวดฟอลคอนเฮฟวี ดวงจันทร์ดวงใหม่ของดาวพฤหัสบดี : ความก้าวหน้าทางอวกาศในปี 2018
ค้นพบน้ำแข็งและทะเลสาบบนดาวอังคาร
เดือนมกราคม 2018 นักวิทยาศาสตร์นำข้อมูลจากยาน Mars Reconnaissance Orbiter มาวิเคราะห์จนค้นพบว่า ใต้ผิวดาวอังคารมีชั้นน้ำแข็งฝังตัวอยู่ปริมาณมหาศาลตามบริเวณเส้นศูนย์สูตรของดาวอังคารถึง 8 แห่ง โดยพื้นผิวดาวอังคารบริเวณที่มีการค้นพบเกิดการแตกออกจนเผยให้เห็นแผ่นน้ำแข็งที่มีความหนาถึง 100 เมตร และฝังลึกลงไปเพียง 1-2 เมตร ซึ่งนับว่าไม่ลึกจากผิวดาวอังคารนัก
ต่อมายาน Mars Express ที่โคจรอยู่รอบดาวอังคารใช้เรดาร์ศึกษาดาวอังคารจนค้นพบทะเลสาบใต้ผิวดาวอังคารบริเวณขั้วใต้ ทะเลสาบดังกล่าวมีองค์ประกอบเป็นน้ำในรูปของเหลว เส้นผ่านศูนย์กลางราว 20 กิโลเมตร (ระยะทางจากพญาไทไปสนามบินดอนเมือง)
การค้นพบเหล่านี้อาจส่งผลต่อแผนการสำรวจดาวอังคาร รวมทั้งแผนการส่งมนุษย์ไปเยือนดาวอังคารจริงในอนาคต แหล่งน้ำบนดาวอังคารที่ค้นพบในครั้งนี้น่าจะเป็นทรัพยากรที่มีค่ามหาศาลทีเดียว
จรวดฟอลคอนเฮฟวี ความสำเร็จของ SpaceX
ด้านบริษัท SpaceX ประสบความสำเร็จในการส่งจรวดฟอลคอนเฮฟวีสำเร็จอย่างงดงามเมื่อเดือนกุมภาพันธ์ 2018
ฟอลคอนเฮฟวีเป็นจรวดที่ใหญ่ที่สุดตั้งแต่บริษัท SpaceX เคยผลิตมา จรวดท่อนแรกประกบติดกับตัวขับดัน 3 ส่วน (ซึ่งเป็นเทคโนโลยีเดียวกับที่ใช้ในจรวดฟอลคอน 9) แต่ละส่วนประกอบด้วยเครื่องยนต์จุดระเบิด 9 เครื่องยนต์
จรวดฟอลคอนเฮฟวีขนส่งสัมภาระหนัก 64,000 กิโลกรัมขึ้นสู่อวกาศ ซึ่งมากกว่าที่จรวด Delta IV Heavy ของบริษัทคู่แข่งอย่าง United Launch Alliance สามารถบรรทุกได้
การส่งจรวดฟอลคอนเฮฟวีครั้งแรกนี้มีผู้มาเข้าชมที่ฐานปล่อยมากถึง 100,000 คนที่ Florida’s Space Coast หนึ่งในผู้มาเข้าชมมี บัซ อัลดริน นักบินอวกาศที่เคยเดินทางไปยังดวงจันทร์ในโครงการอพอลโล 11
กล่าวได้ว่าบริษัท SpaceX ได้สร้างประวัติศาสตร์ใหม่ให้กับวงการการบินด้านอวกาศอีกครั้งหนึ่ง
พบดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดีเพิ่มอีก 10 ดวง
เดือนกรกฎาคม 2018 สถาบัน Minor Planet Center ประกาศการค้นพบดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดีเพิ่มอีก 10 ดวง โดยทีมนักดาราศาสตร์แห่งสถาบันวิทยาศาสตร์คาร์เนกี (Carnegie Institution for Science) นำโดย สก็อตต์ เชพพาร์ด นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน ส่งผลให้ในตอนนี้ดาวพฤหัสบดีมีดวงจันทร์มากถึง 79 ดวง!
การค้นพบของยานคิวริโอซิตี
ยานคิวริโอซิตีค้นพบสารอินทรีย์และวัฏจักรของมีเทนบนดาวอังคาร
ยานคิวริโอซิตี (Curiosity Rover) เป็นรถหุ่นยนต์ที่มีน้ำหนักบนโลกราว 900 กิโลกรัม มีขนาดใหญ่พอๆ กับรถคันหนึ่ง ถูกส่งไปจอดที่หลุมอุกกาบาตเกล (Gale Crater) ซึ่งเป็นหลุมอุกกาบาตที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ถึง 154 กิโลเมตร
ยานลำนี้ค้นพบโมเลกุลสารอินทรีย์ในหินที่มีอายุเก่าแก่ถึง 3 พันล้านปี ซึ่งสารอินทรีย์คือสารที่มีธาตุคาร์บอนเป็นแกนกลาง แล้วมีไฮโดรเจนต่อกับคาร์บอนออกมา การค้นพบสารอินทรีย์ที่ดาวอังคารในครั้งนี้มอบความหวังในการค้นหาสัญญาณของชีวิตต่อไปในอนาคต
พบที่มาของนิวทริโนพลังงานสูงเป็นครั้งแรก
หอสังเกตการณ์ไอซ์คิวบ์ร่วมกับภาคส่วนสังเกตการณ์อื่นๆ ด้านดาราศาสตร์ สามารถระบุแหล่งที่มาของนิวทริโนพลังงานสูงได้เป็นครั้งแรก นับเป็นการเปิดประตูบานใหม่สู่การศึกษาอนุภาคนี้อย่างจริงจัง ในอนาคตนักดาราศาสตร์ตั้งใจจะสืบค้นที่มาของนิวทริโนที่พุ่งผ่านอวกาศมายังโลกของเราให้แม่นยำมากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งต่อไปดาราศาสตร์ด้านนี้จะเป็นเหมือนดวงตาใหม่ของมนุษย์ในการมองปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์
สถานีอวกาศเทียนกงโหม่งโลก หุ่นยนต์บนดาวเคราะห์ และความสำเร็จของยานอวกาศ InSight
เช้าวันจันทร์ที่ 2 เมษายน 2018 (เวลา 08.15 น. ตามเวลาในประเทศจีน) สถานีอวกาศเทียนกง 1 ของประเทศจีน ได้ตกสู่โลกแล้วที่มหาสมุทรแปซิฟิกตอนใต้ โดยชิ้นส่วนส่วนมากได้เผาไหม้จนหมดในชั้นบรรยากาศโลก ตำแหน่งและช่วงเวลาที่ตกนั้นตรงกับที่นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ไว้ก่อนหน้า ซึ่งไม่มีใครได้รับบาดเจ็บ
ยานอวกาศฮายาบุสะ 2 ขององค์การอวกาศ JAXA ประเทศญี่ปุ่น ที่เดินทางถึงดาวเคราะห์น้อยริวงู (162173 Ryugu) และได้ส่งรถหุ่นยนต์ (Rover) ชื่อ MINERVA-II1 ลงบนพื้นผิวดาวเคราะห์น้อยได้สำเร็จ ในวันที่ 21 กันยายน 2018 โดยไม่มีชาติใดเคยทำได้มาก่อน
ต่อมาในเดือนพฤศจิกายน ยานอวกาศ InSight ขององค์การนาซา สามารถลงจอดบนดาวอังคารได้สำเร็จ ภารกิจของยาน InSight คือการเจาะดาวอังคารลึกถึง 5 เมตร เพื่อทำการเก็บข้อมูลอุณหภูมิของดินบนดาวอังคารอย่างละเอียดที่ระดับความลึกต่างๆ
ดีเอ็นเอมนุษย์โบราณ และภาพเขียนนามธรรมที่เก่าแก่ที่สุดในโลก : รวมการค้นพบด้านโบราณคดี
สีผิวของบรรพบุรุษชาวอังกฤษ
นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยลอนดอน และพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติ (Natural History Museum) กรุงลอนดอน ได้ทำการสกัดดีเอ็นเอจาก ‘Cheddar Man’ หรือ มนุษย์เชดดาร์ ที่ถูกตั้งชื่อตามแหล่งที่ขุดค้นพบตั้งแต่ปี 1903 และเป็นโครงกระดูกของบรรพบุรุษชาวผู้ดีอังกฤษแบบสมบูรณ์ที่เก่าแก่ที่สุดที่เคยเจอ จนค้นพบว่ามนุษย์เชดดาร์มีผิวและผมหยิกสีเข้ม ดวงตาสีฟ้าอ่อน ตัวสูงราว 166 เซนติเมตร เสียชีวิตในขณะที่มีอายุประมาณ 20 ปี
การค้นพบในครั้งนี้เปลี่ยนความเชื่อเรื่องวิวัฒนาการด้านสีผิวของชาวอังกฤษ และก่อให้เกิดข้อถกเถียงในวงกว้างมากทีเดียว
งานศิลปะที่เก่าแก่ที่สุดของมนุษยชาติ
คำถามหนึ่งที่นักประวัติศาสตร์และนักวิทยาศาสตร์สนใจคือ มนุษย์เราเริ่มสร้างงานศิลปะตั้งแต่เมื่อไร
ล่าสุด เมื่อต้นเดือนกันยายน 2018 นักวิทยาศาสตร์ประกาศการค้นพบภาพเขียนที่เก่าแก่ที่สุดของมนุษย์เท่าที่เคยพบกันมา ภาพดังกล่าวถูกค้นพบที่ถ้ำ Blombos ที่แอฟริกาใต้ ถูกเขียนขึ้นเมื่อประมาณ 73,000 ปีก่อน ในช่วงกลางของยุคหิน
เมื่อนักวิทยาศาสตร์นำภาพนี้มาวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์และกระบวนการเชิงเคมีก็พบว่า เส้นสีแดงๆ ที่ขีดไปมาในภาพนี้เกิดจากการขีดด้วยดินแท่ง คล้ายกับการเอาชอล์กมาขีดเขียนลงบนก้อนหิน
ที่น่าสนใจจริงๆ คือ ภาพนี้เป็นภาพเขียนที่มีลักษณะค่อนข้างนามธรรม กล่าวคือ มันไม่น่าจะเป็นภาพเขียนเหมือนจริงของสิ่งใดๆ ดังนั้นจึงกล่าวได้ว่า ภาพเขียนนามธรรมนั้นถือกำเนิดขึ้นบนโลกมาก่อนการเขียนแบบภาพเหมือนจริงเสียอีก
แล้วมนุษย์ในยุคนั้นวาดภาพนี้ขึ้นมาทำไม
เรื่องนี้ยังไม่มีคำตอบชัดเจนทางวิทยาศาสตร์ แต่การค้นพบนี้ชวนให้จินตนาการว่า เมื่อมนุษย์เราเริ่มรู้จักนำหินมาใช้เป็นอุปกรณ์ในการดำรงชีวิต นั่นหมายความว่ามนุษย์เรามีสติปัญญามากพอจะ ‘ออกแบบ’ หินให้มีลักษณะตามที่ต้องการได้ในระดับหนึ่ง
ลิงโคลนนิ่ง และทารกตัดต่อพันธุกรรม : การค้นพบด้านพันธุวิศวกรรมของจีน
ทีมนักวิทยาศาสตร์จีนประกาศความสำเร็จในการโคลนนิ่งลิงแสม ด้วยวิธีการถ่ายฝากนิวเคลียสเป็นครั้งแรกของโลก นับเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญของวงการวิทยาศาสตร์
การโคลนนิ่งสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนน้อยทำได้ไม่ยาก แต่สำหรับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม โดยเฉพาะสัตว์กลุ่มไพรเมตอันได้แก่ กอริลลา ชิมแปนซี รวมถึงมนุษย์นั้น ระดับความยากถือว่าเป็นหนังคนละม้วนเลยทีเดียว
ความสำเร็จนี้อาจทำให้รัฐบาลจีนเป็นผู้ส่งออกลิงโคลนนิ่งรายแรกไปยังห้องปฏิบัติการ รวมถึงบริษัทยาต่างๆ ทั่วโลกเพื่อใช้ในการทดลอง!
ล่าสุด เมื่อเดือนพฤศจิกายน 2018 นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนประกาศว่า สามารถตัดต่อพันธุกรรมของทารกได้สำเร็จ กล่าวคือ สามารถสร้างทารกที่ทนทานต่อเชื้อ HIV ได้ อย่างไรก็ตาม งานนี้ยังเป็นการแถลงข่าว ซึ่งยังไม่ใช่งานวิจัยที่ถูกตรวจสอบอย่างชัดเจน อีกทั้งยังมีประเด็นทางจริยธรรมว่ามนุษย์เราสามารถปรับแต่งพันธุกรรมของทารกซึ่งเป็นมนุษย์อีกคนหนึ่งได้มากแค่ไหน
เรื่องนี้ยังต้องติดตามกันต่อไป
สตีเฟน ฮอว์คิง เสียชีวิตในวัย 76 ปี
สตีเฟน ฮอว์คิง นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ หนึ่งในผู้สร้างทฤษฎีการแผ่รังสีของหลุมดำ และยังเป็นผู้เขียนหนังสือ ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History of Time) ชีวิตของเขาถูกนำมาดัดแปลงเป็นภาพยนตร์เรื่อง The Theory of Everything เสียชีวิตในวัย 76 ปี
ในปี 1974 ฮอว์คิงเผยแพร่งานวิจัยที่ทำให้โลกฟิสิกส์สั่นสะเทือน เพราะเขาทำการคำนวณร่วมกับนักฟิสิกส์คนอื่นๆ แล้วพบว่าหลุมดำมีอุณหภูมิค่าหนึ่งด้วย โดยหลุมดำยิ่งมีมวลมากก็ยิ่งมีอุณหภูมิต่ำ
นักฟิสิกส์รู้มานานแล้วว่าวัตถุใดๆ ที่มีอุณหภูมิมากกว่าศูนย์สัมบูรณ์ (−273.15°C) จะมีการแผ่รังสีออกมาเสมอ ในตอนนั้นฮอว์คิงเสนอว่า หลุมดำก็ควรจะมีการแผ่รังสีออกมาเนื่องจากอุณหภูมิของมันเช่นกัน แต่การแผ่รังสีของหลุมดำดูเป็นเรื่องที่ขัดแย้งกับธรรมชาติของหลุมดำที่ไม่มีสิ่งใดหลุดออกมาจากภายในหลุมดำได้ ฮอว์คิงสามารถอธิบายกลไกการแผ่รังสีของหลุมดำได้อย่างสมเหตุสมผล ซึ่งทุกวันนี้นักฟิสิกส์เรียกรังสีที่หลุมดำแผ่ออกมาว่า รังสีของฮอว์คิง (Hawking Radiation) แต่กลไกการแผ่รังสีของหลุมดำนั้นเป็นเรื่องที่ซับซ้อนและเข้าใจได้ค่อนข้างยากมากๆ
จนถึงวันนี้ก็ยังไม่มีใครยืนยันและตรวจจับรังสีของฮอว์คิงจากหลุมดำได้ แต่นักฟิสิกส์หลายคนเห็นพ้องต้องกันว่า ถ้ามีการตรวจจับรังสีจากหลุมดำได้ ฮอว์คิงก็น่าจะได้รับรางวัลโนเบลอย่างไม่ต้องสงสัย
ในด้านการทำงาน ฮอว์คิงเคยได้รับตำแหน่งศาสตราจารย์ลูคาเซียนด้านคณิตศาสตร์ (Lucasian Professor of Mathematics) ของมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ซึ่งเป็นตำแหน่งอันทรงเกียรติที่ เซอร์ไอแซก นิวตัน เคยได้รับด้วย
แม้ว่า สตีเฟน ฮอว์คิง จะจากโลกใบนี้ไปแล้ว แต่งานวิจัยของเขายังคงส่งแรงกระเพื่อมในโลกฟิสิกส์อย่างรุนแรง เพราะทุกวันนี้นักฟิสิกส์ทั่วโลกพยายามไขปริศนาเรื่องการแผ่รังสีและข้อมูลสูญหายในหลุมดำกันอยู่ กล่าวได้ว่าทั้งหนังสือ งานวิจัย และการใช้ชีวิตของเขาได้กลายเป็นมรดกทางสติปัญญาให้กับมนุษยชาติตลอดไป
การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
นักวิทยาศาสตร์พบว่าวิตามินบีและแร่ธาตุในข้าวลดลง เมื่อคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศเพิ่มขึ้น
การทดลองนี้เกิดขึ้นในแปลงข้าวทดลองที่ประเทศจีน พบว่า ข้าวมีการสูญเสียวิตามินไป 4 ชนิด ได้แก่ วิตามินบี 1 บี 2 บี 5 และบี 9 โดยทีมวิจัยนานาชาติได้ตีพิมพ์ข้อมูลเหล่านี้ลงในวารสาร Science Advances แล้วเมื่อ 23 พฤษภาคมที่ผ่านมา ซึ่งสอดคล้องกับผลการทดลองจากประเทศญี่ปุ่นที่พบว่า ข้าวสูญเสียธาตุเหล็ก 8% และสังกะสี 5.1% โดยเฉลี่ย
คุณค่าทางโภชนาการในข้าวที่ลดลงนี้อาจก่อให้เกิดปัญหาด้านเศรษฐกิจกับประชากรในเอเชียมากที่สุด ประเทศที่พึ่งพาข้าวเป็นหลักจำนวน 9 ใน 10 ของโลกก็อยู่ในเอเชีย
นิยามกิโลกรัมเปลี่ยนแล้ว
งานประชุม The 26th General Conference on Weights and Measures ที่จัดขึ้นในเดือนพฤศจิกายน 2018 มีการนิยามกิโลกรัมขึ้นใหม่ด้วยอุปกรณ์ที่เรียกว่า Kibble balance
อุปกรณ์ดังกล่าวเป็นเครื่องชั่งที่ไม่ได้ชั่งน้ำหนักเหมือนเครื่องชั่งอื่นๆ แต่มันเป็นเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ที่เชื่อมโยงมวลเข้ากับค่าคงที่ของพลังค์ (Planck’s constant) ซึ่งเป็นค่าคงที่พื้นฐานในธรรมชาติ
แน่นอนว่าอุปกรณ์นี้สามารถนำไปใช้เพื่อทำการตั้งค่ามาตรฐานให้กับตาชั่งอื่นๆ ได้ทั่วโลกด้วยความแม่นยำและละเอียดสูงมาก
หลักการทำงานคือ เมื่อวางมวลที่ต้องการวัดค่าลงไปที่ด้านหนึ่งของตาชั่ง (ซึ่งสามารถวางได้ตั้งแต่ระดับมิลลิกรัมจนถึงหนึ่งกิโลกรัม) อีกด้านหนึ่งจะมีการถ่วงให้เกิดสมดุลด้วยแรงทางไฟฟ้า ซึ่งแรงทางไฟฟ้านั้นเชื่อมโยงกับค่าคงที่ของพลังค์ ซึ่งนักฟิสิกส์ทราบค่าอยู่แล้ว จากนั้นจึงเชื่อมโยงไปเพื่อหามวลที่ต้องการวัดค่าได้
จะเห็นได้ว่าตอนนี้วิทยาศาสตร์ก้าวหน้าไปอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งด้านการสำรวจอวกาศและดาราศาสตร์ที่หลายคนเคยมองว่าเป็นเรื่องไกลตัว แต่ตอนนี้ทั่วโลกหันมาสนใจและพัฒนาเพื่อจับจองพื้นที่ทางอวกาศกันจนคึกคัก
ในปี 2019 ที่กำลังจะมาถึงนี้ ก็มีเรื่องราวทางวิทยาศาสตร์มากมายซึ่งเป็นหลักหมุดสำคัญใหม่ๆ ของมนุษย์รอให้เราได้ติดตาม ซึ่งผมจะนำมาเล่าให้ฟังต้นปีหน้าครับ
พิสูจน์อักษร: พรนภัส ชำนาญค้า
อ้างอิง:
- edition.cnn.com/2018/04/01/asia/tiangong-1-china-space-lab-falls-intl/index.html?fbclid=IwAR2PQmzA499aJIDE-c2YXzV1UpVL–aCLN2K_UiTpudUM_W6w7rO9UfeMpM
- www.nature.com/articles/s41586-018-0514-3?fbclid=IwAR1URjKuxUc5Tv6lpWj-1Z9iXCjDXcTC2xMCkDxMLN30_DpV992cWG6Curc
- blogs.scientificamerican.com/anthropology-in-practice/73-000-year-old-hashtag-is-oldest-example-of-abstract-art/?fbclid=IwAR1RVPiJ0-8xku0DcxaB4CODzUUZ5V0BnFilNCNzwsAd_Kfmdg55dbL_qQw
