คาร์ล เซแกน (Carl Sagan) เคยบอกว่ามนุษย์เราแท้จริงคือ ‘ละอองดาว’ หรือ Stardust ฟังดูฝันๆ สวยๆ เหมือนปรัชญาหลอมรวมเราเข้ากับจักรวาลใช่ไหมครับ

แต่แท้จริงแล้ว ต้องบอกคุณว่านี่ไม่ใช่แค่เรื่องปรัชญาฝันเพ้อเท่านั้น

แต่มันคือเรื่องจริง

ต้องบอกคุณก่อนว่า ในบรรดาสิ่งมีชีวิตทั้งหลายแหล่บนโลกใบนี้ สิ่งที่ถือเป็น ‘Building Blocks’ (คือคล้ายๆ กับตัวต่อเลโก้ที่ตัวเล็กที่สุด แล้วเอามาต่อๆ กันจนกระทั่งกลายเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีความซับซ้อนที่สุด) คือธาตุต่างๆ ที่มีอยู่ด้วยกันแค่ไม่กี่ธาตุ

นักวิทยาศาสตร์เรียกชื่อ Building Blocks พวกนี้ว่า ‘ชน็อปส์’ (CHNOPS) ซึ่งก็คือชื่อย่อของธาตุหกธาตุ ได้แก่ Carbon, Hydrogen, Nitrogen, Oxygen, Phosphorus และ Sulfur ซึ่งทั้งหกธาตุนี้แหละคือพื้นฐานของชีวิต

แต่รู้ไหมครับ ว่าธาตุเหล่านี้ก็คือพื้นฐานของจักรวาลด้วย พูดอีกอย่างหนึ่งก็คือ ถ้ามองลึกลงไปถึงระดับอะตอม ร่างกายของมนุษย์เราน่ะมีความเหมือนกันกับดวงดาวต่างๆ โดยเฉลี่ยในกาแล็กซีถึง 97%

โหย รู้ได้ยังไงกันนี่

วิธีการก็คือ นักดาราศาสตร์ใช้การ ‘วัดค่าดาว’ โดยนำข้อมูลจาก Sloan Digital Sky Survey (SDSS) กับ Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE) มาวิเคราะห์อีกทีหนึ่ง ซึ่งเจ้าเครื่องมือเหล่านี้จะทำหน้าที่ ‘เก็บแสง’ จากอวกาศ ด้วยวิธีที่เรียกว่า Spectroscopy โดยหลักการก็คือ ธาตุแต่ละชนิดจะมีการเปล่งแสงให้ความยาวคลื่นที่แตกต่างกันออกมา ดังนั้นเมื่อวัดความสว่างและความยาวคลื่นของแสง เราก็จะรู้ได้ว่าดาวแต่ละดวงมีองค์ประกอบทางเคมีอย่างไร โดยข้อมูลนี้เป็นการวิเคราะห์ทั้ง ‘ฝุ่น’ และดาวในกาแล็กซีของเรามากกว่า 150,000 ดวง

ผลลัพธ์ที่ออกมายืนยันคำพูดของคาร์ล เซแกน ว่าเราต่างคือผลผลิตของ ‘ฝุ่น’ จากอวกาศจริงๆ

นักฟิสิกส์อวกาศอธิบายว่า หลังเกิดบิ๊กแบงได้ 3 วินาที จักรวาลเย็นตัวลง (เล็กน้อย) จนกระทั่งทำให้อนุภาคที่จิ๋วยิ่งกว่าจิ๋วรวมตัวกันเกิดเป็นอะตอม ไฮโดรเจนอะตอมเกิดขึ้นก่อน เพราะมันคืออะตอมที่มีรูปแบบเรียบง่ายที่สุด คือนิวเคลียสมีหนึ่งโปรตอนเท่านั้น ไฮโดรเจนจึงมาเป็นอันดับหนึ่งในตารางธาตุ

แล้วหลังจากผ่านไปราวๆ 300 ล้านปี (ซึ่งถือว่าไม่นานนะครับ) ไฮโดรเจนอะตอมก็เริ่มรวมตัวกันอีกโดยมีแรงโน้มถ่วงเข้ามาเกี่ยวข้อง เกิดกระบวนการนิวเคลียร์ฟิวชันขึ้น ทำให้เกิดฮีเลียมขึ้นมา (กระบวนการเกิดน้ันซับซ้อนนะครับ ไม่ได้ง่ายๆ อย่างที่เขียนสองสามคำนี้หรอก) แล้วหลังจากนั้นก็เกิดลิเทียมขึ้น ตามด้วยธาตุอื่นๆ อีก (โดยที่ต้องเน้นย้ำนะครับ ว่าตารางธาตุไม่ได้จัดเรียงธาตุตามลำดับเวลาที่มันเกิดขึ้นหรอกนะครับ แต่เรียงตามอะไร ไปเปิดหนังสือเรียนสมัยมัธยมดูได้นะครับ) จนกระทั่งถึงธาตุเหล็กที่มีโปรตอน 26 ตัว

ปรากฏว่าธาตุเหล็กเป็นธาตุสุดท้ายแล้วที่จะเกิดขึ้นได้ด้วยวิธีนิวเคลียร์ฟิวชัน เพราะว่าการจะสร้างธาตุใหม่ๆ ขึ้นมา กระบวนการฟิวชันต้องใช้พลังงานมากกว่าที่มันสร้างขึ้นมาได้ แต่เมื่ออะตอมใหญ่ขึ้น พลังงานที่มันสร้างและปล่อยออกมาก็จะน้อยลงเรื่อยๆ (ทำให้เกิดสเปกตรัมของแสง) จนกระทั่งมาถึงธาตุเหล็ก ซึ่งถ้าจะเกิดธาตุอื่นที่พ้นจากธาตุเหล็กไป ก็ต้องใช้พลังงานมากกว่าแค่พลังงานจากแรงโน้มถ่วง

ทีนี้เมื่อมีเหล็กมากเข้า กระบวนการฟิวชันก็หยุดลง (อันนี้เล่าแบบย่นย่อยู่ยี่มากๆ เลยนะครับ-ออกตัวไว้ก่อน) แล้วก็เลยเกิดกระบวนการพองๆ ยุบๆ ของดาว (จริงๆ มีกระบวนการซับซ้อนที่เกี่ยวพันไปถึงแรงโน้มถ่วงด้วย แต่ถ้าจะนึกภาพ ลองนึกภาพเวลาทอดไข่เจียวแล้วไข่พองๆ ยุบๆ ดูก็ได้นะครับ) ซึ่งเกิดจากการต่อสู้กันระหว่างมวลกับแรงโน้มถ่วง จนกระทั่งในที่สุดก็เกิดเป็นดาวขึ้นมา

แต่ดาวก็ต้องมีอายุขัยของมันใช่ไหมครับ พออยู่ไปสักพัก​ (พักที่ว่านี่ ใหญ่โตยาวนานกว่าที่เราคุ้นเคยมากนัก เพราะเป็นสเกลเวลาระดับจักรวาลน่ะนะครับ) ดาวพวกนี้ก็ระเบิดออกมาเป็นสิ่งที่เรียกว่า ‘ซูเปอร์โนวา’ ซึ่งซูเปอร์โนวานี่แหละให้กำเนิด ‘ฝุ่นดาว’ (จะเรียกว่า Stardust หรือ Cosmic Dust ก็ได้) แล้วฝุ่นดาวพวกนี้ที่อาจจะไปหมุนวนรวมตัวกันกับฝุ่นดาวอื่น กระทั่งเกิดมาเป็นดาวดวงใหม่ก็ได้อีกเช่นเดียวกัน

มีคนคำนวณว่าในร่างกายของเราแต่ละคนนั้น มีฝุ่นอวกาศพวกนี้อยู่ถึงราว 2.8 คูณสิบยกกำลังยี่สิบเจ็ด คือเอา 2.8 ไปคูณเลข 1 ที่มีเลขศูนย์เขียนต่อไปอีก 27 ตัว ซึ่งถ้ามองในแง่จำนวนของอะตอมแล้วละก็ พบว่าร่างกายของเรามี ‘ฝุ่นอวกาศ’ อยู่มากถึง 40% เลยทีเดียว ยิ่งถ้าเรามาวัด ‘มวล’ ของอะตอมพวกนี้ดูแล้ว เราจะพบว่าร่างกายของเรามี ‘ฝุ่นดาว’ อยู่มากถึง 93% เลยทีเดียว โดย ‘สัดส่วน’ ของฝุ่นอวกาศที่เป็นอะตอมของธาตุต่างๆ ก็เป็นสัดส่วนแบบเดียวกับดวงดาวด้วยเหมือนกัน

หลายคนอาจคิดว่าในอวกาศนั้นปลอดโปร่งผ่องใส ไร้เมฆหมอกบังตา แต่ที่จริงแล้วเจ้าฝุ่นอวกาศพวกนี้ทำให้นักดาราศาสตร์ในสมัยโบราณรำคาญใจไม่น้อย เพราะนักวิทยาศาสตร์สมัยก่อนจะศึกษาโดยใช้กล้องโทรทรรศน์ส่องดู พอมีฝุ่นมัวๆ มาบดบังวัตถุที่ต้องการสังเกตก็จะมองไม่เห็น

จนกระทั่งเกิดเทคโนโลยีใหม่ ทำให้วงการดาราศาสตร์สำรวจท้องฟ้าโดยคลื่นแสงอินฟราเรดนี่แหละครับ คนถึงได้หันมาศึกษาเจ้า ‘ฝุ่นอวกาศ’ พวกนี้ เพราะว่ามันคือสิ่งสำคัญ (สำคัญในระดับที่เรียกเป็นภาษาอังกฤษว่า Vital Components กันเลยทีเดียว) ในกระบวนการทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ คือมันเป็น Building Blocks ของการเกิดดาว ทั้งดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ด้วย

การศึกษาฝุ่นอวกาศ ทำให้ต้องนำวิทยาศาสตร์สาขาต่างๆ มารวมกัน ตั้งแต่ดาราศาสตร์ ฟิสิกส์ (เช่น ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า เทอร์โมไดนามิกส์ ฯลฯ) เคมี (เช่นปฏิกิริยาเคมีบนพื้นผิวของฝุ่น) คณิตศาสตร์ รวมไปถึงการศึกษาอุกกาบาตที่เรียกว่า Meteoritics

ฝุ่นอวกาศไม่เหมือนฝุ่นบนโลกนะครับ เพราะว่ามันอาจมีขนาดเล็กจิ๋วมากๆ คือมีมวล 10 ยกกำลังลบสิบหก จนกระทั่งถึง 10 ยกกำลังลบสี่ และแบ่งออกเป็นหลายประเภท ตามตำแหน่งที่มันอยู่ เช่น Intergalactic Dust หรือฝุ่นที่อยู่ระหว่างกาแล็กซี, Interstellar Dust ฝุ่นที่อยู่ระหว่างดาวฤกษ์, Interplanetary Dust ฝุ่นที่อยู่ระหว่างดาวเคราะห์, Circumplanetary Dust ฝุ่นที่วนๆ อยู่รอบดาวเคราะห์ เป็นต้น

นอกจากการใช้กล้องอินฟราเรดส่องดูฝุ่นอวกาศแล้ว ยังมีวิธีศึกษาอีกวิธีหนึ่งที่ทำให้เราจับต้องฝุ่นอวกาศได้ด้วยมือของตัวเองเลย คือการศึกษาจากอุกกาบาตที่ตกลงมานี่เองครับ

ที่เป็นอย่างนั้นก็เพราะอุกกาบาตเกิดจากการรวมตัวกันของฝุ่นอวกาศนี่แหละ และเป็นฝุ่นอวกาศที่มีมาตั้งแต่ก่อนโลกจะถือกำเนิดด้วย นักวิทยาศาสตร์เรียกว่าเป็น Presolar Grains หรือเป็นเม็ดฝุ่นที่เกิดขึ้นตั้งแต่ก่อนหน้าที่จะเกิดดวงอาทิตย์ขึ้นมา แต่ที่เก่าแก่ยิ่งไปกว่าอุกกาบาตอีกก็คือดาวหาง นักวิทยาศาสตร์บอกว่า ดาวหางเป็นวัตถุที่เก่าแก่ที่สุดที่ผ่านเข้ามาในระบบสุริยะของเรา การศึกษาดาวหางหรือฝุ่นอวกาศที่เกิดจากดาวหางจึงทำให้ได้อะไรๆ มากมาย แต่ว่าดาวหางไม่เหมือนอุกกาบาต มันไม่ได้ตกลงมาบนโลกบ่อยๆ ดังนั้นจึงเคยมีโครงการอวกาศที่เรียกว่า Stardust ส่งยานอวกาศไปเก็บฝุ่นอวกาศที่เป็นชิ้นส่วนดาวหางและฝุ่นที่ล่องลอยอยู่ในอวกาศเอามาศึกษา จึงค้นพบความหลากหลายและซับซ้อนของอนุภาคต่างๆ ที่อยู่ในจักรวาล

การศึกษาฝุ่นอวกาศเหล่านี้ทำให้เรารู้ว่าสิ่งที่อยู่ ‘ไกลตัว’ เรามากๆ แถมยังเล็กจิ๋วจนแทบมองไม่เห็นอย่างฝุ่นอวกาศ โดยเนื้อแท้จึงเกี่ยวข้องกับตัวเราอย่างใกล้ชิด

ใกล้ขนาดไหนน่ะหรือ ก็ใกล้ขนาดที่ฝุ่นอวกาศเหล่านี้เป็นส่วนหนึ่งในเนื้อตัว ร่างกาย และชีวิตของเราน่ะสิครับ

คำพูดของ คาร์ล เซแกน ที่เคยบอกว่ามนุษย์เราคือ ‘ละอองดาว’ จึงไม่ใช่แค่คำพูดแบบบทกวีฝันๆ สวยๆ เท่านั้น

แต่มันคือความจริงที่น่าทึ่งอย่างยิ่ง