“พ่อ เวลาดวงอาทิตย์ตก ทำไมมันถึงไม่แตก?”

ภาพอาทิตย์อัสดงบนถนนเชียงใหม่-ดอยสะเก็ด 
ที่นำมาซึ่งความซวยของคุณพ่อนักดาราศาสตร์หนึ่งคน

     ผมเหลือบสายตาออกจากถนนเชียงใหม่-ดอยสะเก็ด จากแสงอาทิตย์อัสดงที่แยงตาไปยังกระจกมองหลัง ปรากฏเป็นแววตาอันใสซื่อของลูกชายวัยสามขวบที่นั่งอยู่บน booster seat ผมรู้สึกถึงสายตาที่เปี่ยมไปด้วยความสงสัย อยากรู้และอยากเห็น ภายในสายตาคู่นั้นเหมือนผมมองเห็นสัญชาตญาณดิบของมนุษย์ที่พยายามจะหารูปแบบ การเชื่อมโยง เพื่อทำความเข้าใจธรรมชาติที่เราอาศัยอยู่ อันเป็นแรงขับเคลื่อนและผลักดันมนุษยชาติมาแต่ยุคโบราณ

     ผมอึ้งสักครู่กับคำถามที่ได้รับ ทบทวนดูอีกครั้งกับคำถามที่ไม่เคยคิดว่าจะมีใครถาม ครั้นจะไม่ตอบก็คงจะไม่สามารถปฏิเสธสายตาอันไร้เดียงสาคู่นั้นได้

     แต่เราจะตอบคำถามเช่นนี้อย่างไร?

     จะว่ามันง่ายเสียจนไม่รู้จะตอบอย่างไรก็ไม่เชิง เพราะถ้าตอบไม่ได้ผมจะเรียกมันว่า ‘ง่าย’ ได้อย่างไร เรียกว่าคาดไม่ถึงน่าจะดีกว่า แต่นี่เป็นคำถามที่ผมจะต้องตอบให้ได้ ด้วยศักดิ์ศรี ดีกรีดุษฎีบัณฑิต สาขาดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่ค้ำคออยู่ ด้วยชื่อเสียงของคุณปู่คินดะอิจิและตำแหน่งนักวิชาการของสถาบันวิจัยชื่อดังเป็นเดิมพัน ถ้าไม่สามารถตอบคำถามของเด็กชายสามขวบได้ ผมจะเรียกตัวเองว่านักสื่อสารวิทยาศาสตร์ได้อย่างไร ผมจะให้เขาเรียกผมว่า ‘พ่อ’ ด้วยความภาคภูมิใจได้อย่างไร ก็แล้วมันไม่ใช่ไอ้ความช่างสงสัย อยากรู้อยากเห็นนี้หรอกหรือ ที่เรามองว่ามันขาดหายไปจากการศึกษาไทย ที่เราพยายามต่อสู้มาตลอดเพื่อจะนำมันกลับมาสู่นักเรียนไทย และที่สำคัญที่สุด ถ้าคำถามง่ายๆ จากลูกชายตัวเองผมยังตอบไม่ได้ จะเรียกตัวเองว่าเป็นคอลัมนิสต์ของ CONT. ที่เขียนตอบคำถามลงคอลัมน์ SCI(ANS) เดือนแล้วเดือนเล่าได้อย่างไร?

“แล้วปู่กูเกี่ยวอะไรด้วย” คินดะอิจิไม่ได้กล่าวไว้
ภาพจาก: คินดะอิจิ กับคดีฆาตกรรมปริศนา

     เมื่อมาถึงขั้นนี้แล้ว ผมไม่มีทางเลือกอื่นอีก นอกจากพยายามหาคำตอบ

     เหตุใดดวงอาทิตย์ตกจึงไม่แตก?

     นั่นก็เพราะว่าดวงอาทิตย์ตกนั้นมันเป็นเพียงภาพลวงตายังไงล่ะ 

     เพราะว่าความจริงแล้วดวงอาทิตย์ไม่ได้เคลื่อนที่ไปไหนแต่อย่างใด (จริงๆ ดวงอาทิตย์ก็เคลื่อน แต่น้อยมากเมื่อเทียบกับการเคลื่อนที่อื่น) โลกของเราต่างหากที่กำลังหมุนไปรอบๆ เราจึงเห็นดวงอาทิตย์เลื่อนตำแหน่งราวกับว่ามันกำลังเคลื่อนที่อยู่ ทั้งที่จริงๆ แล้ว ดวงอาทิตย์ไม่ได้ ‘ตก’ ลงสู่ขอบฟ้า แต่อยู่เลยขอบฟ้าไปอีกกว่า 150 ล้านกิโลเมตร และไม่ได้เฉียดเข้าใกล้พื้นเลยแม้แต่น้อย

     แต่คำตอบแค่นี้ก็จะดูธรรมดา obvious ไป มัน trivial มันไม่ปัง แล้วถ้าตอบแค่นี้ลง CONT. ก็คงเหลือหน้ากระดาษอีก เดี๋ยว บ.ก.จะมาต่อว่าเราได้ว่าทำงานไม่คุ้มค่าต้นฉบับ แล้วถึงแม้ว่า ‘ปรากฏการณ์ดวงอาทิตย์ตก’ จะไม่ได้ ‘ตก’ จริงๆ แต่นั่นก็ไม่ได้หมายความว่าดวงอาทิตย์ไม่ได้ตกอยู่ซะหน่อย แล้วถ้าสมมติว่ามันตกล่ะ จะเกิดอะไรขึ้นกับมัน? ดังนั้นอันดับแรกก็ต้องตอบก่อนว่า ดวงอาทิตย์กำลังตกลงตามแรงโน้มถ่วงหรือไม่?

     คำตอบก็คือ ‘ตก’

     เพราะทุกอย่างในเอกภพนี้ต่างมีแรงโน้มถ่วงดึงดูดกันอยู่ โลกของเรากำลังสร้างแรงโน้มถ่วงต่อดวงอาทิตย์ แม้กระทั่งตัวเราก็กำลังสร้างแรงโน้มถ่วงต่อดวงอาทิตย์ แต่แหล่งของแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อดวงอาทิตย์มากที่สุดในปัจจุบัน ก็คือ ‘กาแล็กซีทางช้างเผือก’ เพราะกลุ่มดาว กระจุกดาว ฝุ่น แก๊ส และมวลทั้งปวงในกาแล็กซีต่างก็กำลังดึงดูดดวงอาทิตย์อยู่ ทำให้ดวงอาทิตย์นั้นกำลัง ‘ตก’ ลงภายใต้แรงโน้มถ่วงของกาแล็กซีนั่นเอง

     แต่ระหว่างที่วัตถุใดๆ กำลังตกลงภายใต้วงโคจรนั้น ความเร็วของมันก็จะเปลี่ยนไปด้วยแรงโน้มถ่วง หากวัตถุเริ่มต้นด้วยความเร็วในทางหนึ่ง แรงโน้มถ่วงอาจจะดึงความเร็วนั้นให้เปลี่ยนทิศทางไป ซึ่งหากเราเริ่มต้นด้วยความเร็วที่พอเหมาะกับความสูงพอดี เราจะพบว่าวัตถุจะ ‘เลี้ยว’ อ้อมไปรอบๆ ศูนย์กลางแรงโน้มถ่วงในอัตราเดียวกันกับที่มันกำลังตกอยู่พอดี 

     เราเรียกการตกแบบพิเศษนี้ว่า ‘วงโคจร’ และแท้จริงแล้วสถานีอวกาศนานาชาตินั้นไม่ได้เพียง ‘ลอย’ อยู่ในอวกาศเคว้งคว้างไปเรื่อย แต่มันกำลังตกอยู่ภายใต้แรงโน้มถ่วงของโลกอย่างต่อเนื่อง เช่นเดียวกับที่ก้อนหินที่ถูกขว้างออกไปจะตกลงเป็นเส้นโค้ง นักบินอวกาศที่โคจรอยู่รอบๆ โลกก็กำลังตกและโค้งลงในอัตราเดียวกับส่วนโค้งของโลก ทำให้เขาเหมือนกำลังตกไปเรื่อยๆ ไม่มีวันสิ้นสุดนั่นเอง

“เหวออออออออออออออออออออออออ” นักบินอวกาศไม่ได้กล่าวไว้
ภาพจาก: NASA

ความจริงแล้วดวงอาทิตย์ก็กำลัง ‘ตก’ ลงใต้แรงโน้มถ่วงไปรอบๆ กาแล็กซีทางช้างเผือก 
ภาพจาก: Astronomy.com, Roen Kelly

     แต่นั่นก็ไม่ได้หมายความว่าดวงอาทิตย์จะไม่มีวันชนเข้ากับวัตถุบางอย่าง หรือไม่มีทางที่จะมีดาวหรือหลุมดำสักอย่างมาขวางวงโคจรของดวงอาทิตย์ได้ คำถามต่อไปก็คือแล้วถ้าดวงอาทิตย์ ‘ตก’ หรือชนเข้ากับอะไรสักอย่าง ในกรณีเช่นนั้นมันจะ ‘แตก’ หรือไม่?

     โดยทั่วไปแล้วเราจะใช้คำว่า ‘แตก’ กับวัตถุที่เป็นของแข็ง แต่ดวงอาทิตย์ที่ประกอบขึ้นจากแก๊สและพลาสมาที่เป็นของไหล (fluid) แล้วนั้น จะไม่สามารถอธิบายคุณสมบัติเช่น fracture toughness, shear strength, tensile strength หรือ compressive strength ได้ ดังนั้นดวงอาทิตย์จึงไม่มีวัน ‘แตก’ ในแบบที่ของแข็งแตกได้ เนื่องจากดวงอาทิตย์ไม่ใช่ของแข็งนั่นเอง

     เช่นนั้นคำถามที่ว่า จะเกิดอะไรขึ้นถ้าดวงอาทิตย์ชนเข้ากับอะไรสักอย่าง เราจึงตอบได้หลายอย่าง ขึ้นอยู่กับว่าชนเข้ากับอะไร

     ถ้าดวงอาทิตย์ชนเข้ากับวัตถุที่เล็กกว่า ส่วนมากจะไม่เกิดอะไรขึ้น และวัตถุที่เล็กกว่าก็จะถูกกลืนไปโดยสมบูรณ์ เช่น ดาวเคราะห์น้อย ดาวหาง หรือแม้กระทั่งดาวเคราะห์ชนเข้ากับดวงอาทิตย์ ก็จะถูกดูดกลืนไป ไม่มีความเปลี่ยนแปลงใดเกิดขึ้นกับดวงอาทิตย์

     หากดวงอาทิตย์ชนเข้ากับดาวฤกษ์อีกสักดวงหนึ่ง เนื่องจากดาวฤกษ์นั้นเป็นเพียงก้อนพลาสมาร้อน พลาสมาจากดาวฤกษ์ทั้งสองก็จะค่อยๆ ถ่ายโอนจนรวมตัวกัน ซึ่งนี่เป็นปรากฏการณ์ที่พบได้บ่อยครั้งในใจกลางของกระจุกดาวทรงกลมที่มีกลุ่มดาวฤกษ์อยู่กันหนาแน่น โดยหลายๆ ครั้งดาวฤกษ์มวลน้อยสีส้มแดงจางๆ สองดวงก็รวมตัวกัน กลายเป็นดาวดวงใหญ่เบ้อเร่อหนึ่งดวง ลุกสว่างขึ้นใหม่เป็นดาวฤกษ์สีฟ้าราวกับดาวฤกษ์เกิดใหม่ซึ่งไม่ควรพบในกระจุกดาวทรงกลม เราเรียกดาวเหล่านี้ว่า ‘blue stragglers’

ดังนั้นซาวนด์เอฟเฟกต์ของการ ‘ชน’​ กันของดาวฤกษ์ 
อาจจะไม่ใช่เสียง ‘โครม’ แต่เป็นเสียง ‘จ๊วบบบบ’​ เสียมากกว่า
ภาพจาก: ESO/L. Calçada/S.E. de Mink

     แต่หากดวงอาทิตย์ชนเข้ากับวัตถุหนาแน่น (compact object) เช่น ดาวแคระขาว ดาวนิวตรอน หรือหลุมดำ ซึ่งการชนกันของสองวัตถุนี้จะไม่ชนกันตรงๆ เพราะดาวฤกษ์ไม่ได้ชนกันได้ง่ายๆ เท่าไหร่ ปกติแล้วการชนกันของดาวฤกษ์จะเกิดขึ้นจากระบบดาวคู่ (binary system) ที่ดาวฤกษ์สิ้นอายุขัยค่อยๆ พองตัวจนไปเฉียดใกล้กับอีกวัตถุหนึ่ง พอพื้นผิวที่พองออกมาเข้าไปใกล้แรงโน้มถ่วงของอีกดวงหนึ่ง แก๊สเหล่านั้นอาจจะถูกดูดออกไป แล้วค่อยๆ วนเข้าหาพื้นผิวของดาวอีกดวงหนึ่งแทน ในลักษณะที่เราเรียกว่า ‘จานพอกพูนมวล’ (คล้ายๆ กับน้ำวนที่ไหลออกจากอ่างน้ำ เวลาเราเปิดจุกน้ำทิ้ง) และวัตถุที่ไหลเวียนลงจานพอกพูนมวลเหล่านี้เอง ที่เกิดเป็นปรากฏการณ์ต่างๆ ให้เราเห็น เช่น เมื่อมวลจากดาวฤกษ์ค่อยๆ พอกรอบดาวแคระขาวจนมวลมากพอก็จะระเบิดออกเป็นซูเปอร์โนวา

คามุย! 
ภาพจาก: John Paice

     หรือถ้าเกิดว่าดาวฤกษ์สองดวงบังเอิญชนกันพอดิบพอดี ด้วยความเร็วสูง (ซึ่งน่าจะมีโอกาสน้อยมากๆ ในเอกภพยุคปัจจุบัน) อาจจะเกิดการรวมตัวกันเกิดเป็นซูเปอร์โนวาทันที หรืออาจจะเฉี่ยวกันแล้วสลัดเปลือกนอกออกไปทำให้ดาว ‘แตก’​ ออกเป็นเสี่ยงๆ ถ้ากรณีเช่นนี้เราอาจจะเรียกว่าดาวฤกษ์ ‘แตก’ ก็พอได้

     อย่างไรก็ตาม เนื่องจากดวงอาทิตย์ไม่ได้อยู่ในระบบดาวคู่ ไม่ได้มีหลุมดำอยู่ใกล้ๆ ที่จะคอยดูดมวลลงไป และก็มีโอกาสน้อยมากที่จะไปชนเข้ากับดาวฤกษ์สักดวงอย่างจัง สิ่งเหล่านี้จึงไม่มีวันเกิดขึ้นกับดวงอาทิตย์ของเรา

     “และทั้งหมดนี้ก็คือเหตุผลว่าทำไมดวงอาทิตย์ตกแล้วถึงไม่แตก เข้าใจไหมครับ” ผมอธิบายให้ลูกชายฟัง

     ลูกชายพยักหน้า จริงๆ เขาคงไม่ได้เข้าใจทั้งหมดหรอก และก็คงพยักหน้าไปแบบนั้นเอง แต่อย่างน้อยผมก็โล่งใจว่าได้ทำหน้าที่ในฐานะของพ่อและนักสื่อสารวิทยาศาสตร์ ที่พยายามจะตอบคำถาม และสร้างแรงบันดาลใจให้กับเด็กสามขวบว่าวิทยาศาสตร์มีคำตอบเสมอ อีกทั้งยังได้กอบกู้ชื่อเสียงของคุณปู่คินดะอิจิ บวกกับไม่เสียแรงที่อุตส่าห์ไปเรียนเมืองนอกเมืองนาได้ปริญญามา ผมหันกลับไปมองถนนเบื้องหน้าที่ดวงอาทิตย์ลับขอบฟ้าไปแล้ว กระหยิ่มยิ้มมุมปากอยู่ในใจ ภาคภูมิใจกับคำตอบของตัวเอง ว่าเราได้มีส่วนช่วยไขข้อสงสัยเกี่ยวกับเอกภพที่มีของเด็กชายวัยสามขวบ (ไม่ว่าเขาจะเข้าใจหรือไม่ก็ตาม)

     ทันใดนั้น ก็มีเสียงแว่วมาจากข้างหลัง

     “พ่อ แล้วทำไมเวลาดวงอาทิตย์ไม่ตก มันถึงอยู่สูง”

     อืมมมมมมมมมมมมมมมม นั่นสินะ