สุริยุปราคา : ในอดีต ปัจจุบัน และอนาคต (จบ)

ในความพยายามที่จะทำนายว่าสุริยุปราคาเกิดที่ใด และเมื่อใดนั้น ประวัติศาสตร์ก็ได้บันทึกว่า นักบวชชาวบาบิลอนได้เคยสังเกตเห็นว่า ทุก 18 ปีจะมีเหตุการณ์สุริยุปราคาครั้งหนึ่งในอาณาจักร แต่การจะทำนายให้ถูกต้องและละเอียดทั้งเรื่องของเวลาและสถานที่นั้น ผู้พยากรณ์ต้องการความรู้ทางฟิสิกส์และคณิตศาสตร์ที่นักบวชเหล่านั้นไม่มี

จนกระทั่งถึงสมัยของ Edmond Halley นักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษผู้มีชื่อประจำดาวหาง เพราะเขาคือบุคคลแรกที่ได้พยายามพยากรณ์สุริยุปราคาล่วงหน้า และได้ประสบความสำเร็จในการพยากรณ์เส้นทางที่เงามืดของสุริยุปราคาจะทอดผ่านเกาะอังกฤษในปี 2258

แต่ก็มีคนบางคนเมื่อรู้ข้อมูลนี้ได้ใช้ความรู้นั้นเพื่อประโยชน์ทางทหาร เช่น Tecumsch ผู้เป็นชาวอินเดียนแดงเผ่า Shawnee เมื่อได้สืบรู้จากคนผิวขาวว่าในวันที่ 16 มิถุนายน พ.ศ. 2349 จะเกิดสุริยุปราคา จึงได้อวดอ้างกับชนอินเดียนแดงเผ่าต่างๆ ว่า ในวันนั้นตนสามารถขับภูตที่จะมาทำร้ายดวงอาทิตย์ได้ และเมื่อเหตุการณ์เกิดขึ้นจริง Tecumsch ก็ได้เป็นหัวหน้าใหญ่ สำหรับ Mahde ผู้เป็นนักปฏิวัติชาวอิสลามก็ได้ใช้ความรู้เรื่องสุริยุปราคาขู่ทหารในกรุง Khartoum ในปี 2427 จนเหล่าทหารกลัว Mahde จึงสามารถยึดกรุง Khartoum ได้สำเร็จ

ในส่วนของนักวิทยาศาสตร์อาชีพ เวลาเกิดสุริยุปราคา เขาจะไม่ออกรบ แต่จะติดตามวงกลมดำด้วยกล้องโทรทรรศน์เพื่อศึกษา corona และวิเคราะห์ว่า ดวงอาทิตย์ประกอบด้วยธาตุอะไรบ้าง โดยการปล่อยแสงอาทิตย์ให้ผ่านปริซึม แล้วสังเกตเส้นแสงต่างๆ ที่ปรากฏในแถบสเปกตรัม ดังที่ Jules Janssen และ Norman Lockyer ได้เคยศึกษาบรรยากาศของดวงอาทิตย์ขณะเกิดสุริยุปราคาในปี 2411 และได้เห็นเส้นแสงสีเหลืองปรากฏโดดเด่นในสเปกตรัม ซึ่งเป็นเส้นแสงที่ไม่มีใครเคยเห็นมาก่อน Lockyer จึงตั้งสมมติฐานว่า บนดวงอาทิตย์มีธาตุใหม่ชนิดหนึ่งที่ไม่มีบนโลก แต่ไม่มีใครเชื่อจนถึงปี 2438 เมื่อ William Ramsay ได้ยืนยันว่า ธาตุที่ Lockyer เห็น ชื่อ helium ซึ่งตั้งตามชื่อของ Helios ผู้เป็นสุริยเทพในเทพนิยายกรีก helium จึงเป็นธาตุพิเศษที่พบบนดวงอาทิตย์ก่อนจะพบบนโลก

การค้นพบธาตุใหม่ทำให้นักวิทยาศาสตร์ตื่นตัวศึกษาธรรมชาติดวงอาทิตย์กันมาก เช่นในปี 2412 Charles Young ได้เห็นเส้นแสงสีเขียวในสเปกตรัมของ corona ที่ไม่มีใครเคยเห็นมาก่อนอีก เขาจึงเรียกธาตุใหม่ว่า “coronium” แต่เมื่อไม่มีใครยืนยันการพบธาตุนี้บนโลก ความลึกลับของ coronium จึงมีอยู่จนถึงปี 2482 Walter Grotrian และ Bengt Edlen นักฟิสิกส์ชาวสวีเดนก็ได้พบว่า ธาตุ “coronium” นั้น แท้จริงคือธาตุเหล็กที่ร้อนจัด จนอิเล็กตรอนในอะตอมเหล็กได้กระเด็นหลุดไปถึง 13 ตัว และการแตกตัวของอะตอมเหล็กเช่นนี้ แสดงว่า อุณหภูมิของ corona จะต้องร้อนถึงล้านองศาเซลเซียส ซึ่งนับว่าร้อนยิ่งกว่าอุณหภูมิผิวดวงอาทิตย์ที่สูงเพียง 5,500 องศาเซลเซียส คำถามยังมีว่า เหตุใดบรรยากาศของดวงอาทิตย์จึงมีอุณหภูมิสูงกว่าที่ผิวถึง 200 เท่า ณ วันนี้ คำถามนี้ยังไม่มีคำตอบ

นอกจากเรื่ององค์ประกอบของดวงอาทิตย์แล้ว ปรากฏการณ์สุริยุปราคาก็ยังช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจธรรมชาติของแรงโน้มถ่วงด้วย โดยเฉพาะในกรณีดาวพุธ ซึ่งโคจรอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุด เพราะตามกฎแรงโน้มถ่วงของ Newton ดาวเคราะห์ทุกดวงจะโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นวงรี แต่ดาวเคราะห์แต่ละดวงจะถูกดาวเคราะห์อื่นๆ ดึงดูดนอกเหนือจากดวงทิตย์

ดังนั้นจึงไม่มีดาวเคราะห์ดวงใดมีวิถีโคจรซ้ำรอยเดิมเลย ทำให้แกนของวงรีที่มันโคจรเบี่ยงเบนไปเล็กน้อยเวลาดาวเคราะห์ดวงนั้นโคจรไปครบรอบ และเมื่อนักดาราศาสตร์ได้สังเกตวัดการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ทุกดวงโดยได้พิจารณาแรงโน้มถ่วงที่กระทำระหว่างดาวเคราะห์ด้วยกันแล้ว เขาก็สามารถอธิบายมุมเบี่ยงเบนของแกนวงโคจรได้หมด ยกเว้นดาวพุธ เพราะได้สังเกตเห็นว่า แกนวงโคจรของดาวพุธแกว่งเร็วกว่าที่ทฤษฎี Newton ทำนายเล็กน้อย โดยแกนจะแกว่งไปช้าๆ โดยใช้เวลานานถึง 3 ล้านปี แกนจึงจะกลับมาทับที่เดิมอีก การเบี่ยงเบนเช่นนี้ทำให้นักฟิสิกส์กังวลใจมาก เพราะนั่นแสดงว่า ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของ Newton ยังไม่สมบูรณ์ 100%

ในการหาทางออกสำหรับเรื่องนี้ นักดาราศาสตร์บางคนคิดว่า สุริยจักรวาลจะต้องมีดาวเคราะห์อีกดวงหนึ่งที่ยังไม่มีใครเห็น ซึ่งได้เข้ามารบกวนวิถีโคจรของดาวพุธดังที่ John Adams และ Urbain Le Verrier ได้พบในปี 2381 ว่าในการจะอธิบายลักษณะการโคจรของดาว Uranus ให้ถูกต้องนั้น สุริยจักรวาลจะต้องมีดาวเคราะห์อีกดวงหนึ่งชื่อ Neptune โคจรอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์ยิ่งกว่าดาว Uranus

ดังนั้น ด้วยเหตุผลเดียวกันนี้ ดาวเคราะห์ดวงใหม่จะต้องโคจรใกล้ดวงอาทิตย์ยิ่งกว่าดาวพุธ และทุกคนจะเห็นดาวเคราะห์ลึกลับชื่อ Vulcan นี้ได้ เวลาเกิดสุริยุปราคาเต็มดวง และในปี 2421 นั้นเอง James Watson นักดาราศาสตร์อเมริกันก็ประกาศว่าขณะเกิดสุริยุปราคาเต็มดวง เขาได้เห็นดาวเคราะห์ Vulcan แล้ว ข่าวการพบดาวเคราะห์ดวงใหม่นี้ยิ่งใหญ่มาก จนหนังสือพิมพ์ทั่วโลกพากันพาดข่าวหน้าหนึ่ง แต่การติดตามดู Vulcan โดยนักดาราศาสตร์คนอื่นๆ ไม่ประสบความสำเร็จในการเห็น Vulcan เลย การอ้างของ Watson จึงเป็นการอ้างที่เลื่อนลอย

จนถึงปี 2454 Albert Einstein จึงได้เสนอทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปที่แสดงให้โลกเห็นว่า ดาวเคราะห์ Vulcan ไม่มี และสิ่งที่ผิด คือ ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของ Newton และเมื่อ Einstein ใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปอธิบายลักษณะการเคลื่อนที่ของดาวพุธ เขาก็สามารถอธิบายวิถีโคจรที่ “อปกติ” ของดาวพุธได้พอดิบพอดี ซึ่งเป็นเรื่องที่น่ายินดี แต่ทฤษฎีของ Einstein ก็ได้ทำให้บุคคลทั่วไปงุนงงกับความรู้เรื่องการบิดโค้งของอวกาศในบริเวณรอบมวล

Einstein ยังรู้อีกว่าวิธีหนึ่งที่สามารถทดสอบความถูกต้องของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปได้ คือ ปรากฏการณ์แสงอาทิตย์เบี่ยงเบนในสนามโน้มถ่วงที่มีความเข้มสูง ถึงมุมเบี่ยงเบนนั้นจะน้อยมาก แต่นักวิทยาศาสตร์ก็สามารถวัดได้โดยเฉพาะกรณีรังสีแสงที่ผ่านใกล้ขอบของดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นบริเวณที่มีความเข้มของสนามโน้มถ่วงมากที่สุด และเมื่อรังสีแสงเบี่ยงเบน ดาวที่ส่องแสงนั้นมายังโลกก็จะดูเสมือนอยู่ในที่ที่ไม่ตรงตำแหน่งจริง Einstein จึงเสนอให้นักวิทยาศาสตร์ดูดาวฤกษ์ที่ปรากฏใกล้ขอบดวงอาทิตย์ขณะเกิดสุริยุปราคาเต็มดวง และบอกว่ามุมที่แสงเบี่ยงเบนจะเท่ากับ 1.75 ฟิลิปดา ซึ่งเป็นมุมระหว่างเส้นตรง 2 เส้นที่ยาว 1 กิโลเมตร โดยปลายข้างหนึ่งของเส้นตรงทั้งสองติดกัน แต่ปลายอีกข้างหนึ่งอยู่ห่างกัน 0.8 เซนติเมตร

เพื่อตรวจสอบทฤษฎีนี้ นักดาราศาสตร์ชาวเยอรมันกลุ่มหนึ่งได้เดินทางไป Crimea เพื่อเฝ้าดูเหตุการณ์สุริยุปราคาเต็มดวงในปี 2457 แต่พอดีเกิดสงครามโลกครั้งที่ 1 คณะนักดาราศาสตร์กลุ่มนั้นจึงถูกตำรวจรัสเซียคุมขัง ทำให้ไม่สามารถสังเกตเหตุการณ์ได้ จนอีก 5 ปีต่อมา คณะนักดาราศาสตร์อังกฤษ 2 คณะจึงได้เดินทางไปที่เกาะ Principe ในอ่าว Guinea และที่เกาะ Sobral ซึ่งอยู่นอก Brazil ภาพถ่ายของดาวฤกษ์ที่ได้ ต่างก็ยืนยันความถูกต้องของทฤษฎี Einstein และทำให้ Einstein เป็นเซเลบของโลกทันที

นั่นคือ เหตุการณ์เมื่อ 90 ปีก่อน มาบัดนี้การเห่อดูสุริยุปราคาก็ยังมีมากเหมือนเดิม และอาจจะมากกว่าเดิมด้วยซ้ำ โดยบางคนจะนั่งเครื่องบินตามดูเหตุการณ์ ขณะเงาดำเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 2,000 กิโลเมตร/ชั่วโมง เพื่อจะได้ดูนาน 75 นาที เพราะถ้านั่งอยู่ที่พื้นดินเขาก็จะเห็นเหตุการณ์ได้นานไม่เกิน 7.5 นาที และบางคนเมื่อได้เห็นปรากฏการณ์แล้ว ก็ได้พยายามผูกโยงเหตุการณ์นี้กับความเป็นไปบนโลก เช่น อ้างว่า เมื่อเกิดสุริยุปราคา คนสำคัญของชาติจะล้มป่วย และหลายคนจะตาย บางคนจะสูญเสียคนรัก แม้แต่ราคาหุ้นในตลาดก็จะขึ้น และลงอย่างผิดปกติเวลาเกิดสุริยุปราคา เหล่านี้เป็นเพียงความเชื่อที่ไม่มีหลักฐานใดสนับสนุนเลย

แต่สำหรับบรรดานักวิทยาศาสตร์ เวลาที่เกิดสุริยุปราคา คือ โอกาสที่นักวิทยาศาสตร์จะได้ศึกษาสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ว่าสามารถทำให้ corona มีอุณหภูมิสูงได้อย่างไร ในช่วงเวลานี้เขาจะสามารถเห็นแก๊สร้อนและพายุสุริยะได้ชัด เพื่อศึกษาผลกระทบต่อบรรยากาศโลกขณะดวงอาทิตย์สว่างและมืด รวมถึงศึกษาอิทธิพลของพายุแม่เหล็กจากดวงอาทิตย์ที่มีต่อการสื่อสาร และการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของบรรยากาศโลก

สำหรับนักชีววิทยาก็สนใจปฏิกิริยาสนองตอบของสัตว์ เช่น ฮิปโป ลิง แมลง สิงโต และช้าง เวลาฟ้ามืด และอุณหภูมิลดอย่างกะทันหัน รวมถึงการเปลี่ยนแปลงเชิงกายภาพของพืชเวลาเกิดสุริยุปราคาด้วย สำหรับนักดาราศาสตร์ก็พบว่า การสังเกตสุริยุปราคาเต็มดวงจะทำให้สามารถรู้เส้นผ่าศูนย์กลางที่แท้จริงของดวงอาทิตย์ และการวัดความเร็วของดวงจันทร์ขณะโคจรตัดหน้าดวงอาทิตย์อย่างแม่นยำจะทำให้นักดาราศาสตร์สามารถทำนายเหตุการณ์นี้ในอนาคตได้แม่นยำขึ้น ซึ่งนั่นก็หมายความว่า นักวิทยาศาสตร์สามารถช่วยนักประวัติศาสตร์ให้รู้ว่า ในวันที่เกิดสุริยุปราคาในอดีตนั้นมีเหตุการณ์ประวัติศาสตร์ที่สำคัญใดบ้างที่ได้อุบัติ และในประเด็นที่เกี่ยวกับดวงอาทิตย์เอง นั่นก็เป็นเรื่องที่น่าศึกษา เพราะโลกเราก็เกิดจากดวงอาทิตย์ ดังนั้นการรู้เรื่องดวงอาทิตย์ก็เสมือนการรู้ประวัติความเป็นมาของโลกด้วย

ในอนาคตนักดาราศาสตร์ได้คำนวณพบว่า ในวันที่ 15 มกราคม พ.ศ. 2553 จะเกิดสุริยุปราคาวงแหวนในแอฟริกา เอเชีย ญี่ปุ่น อินเดีย พม่า และจีน แต่ในไทยจะเห็นสุริยุปราคาบางส่วน วันที่ 11 กรกฎาคม พ.ศ. 2553 จะเกิดสุริยุปราคาเต็มดวงในอเมริกาใต้ ชิลี อาร์เจนตินา แต่คนไทยจะไม่เห็นเหตุการณ์ ในวันที่ 1 มกราคม พ.ศ. 2554 จะเกิดสุริยุปราคาบางส่วนในยุโรป แอฟริกา เอเชียกลาง แต่คนไทยจะไม่เห็นเหตุการณ์นี้ ในวันที่ 1 มิถุนายน พ.ศ. 2554 จะเกิดสุริยุปราคาบางส่วน คนเอเชียตะวันออก และอเมริกาเหนือ จะเห็นเหตุการณ์ แต่คนไทยจะไม่เห็น

อย่างไรก็ตาม นักดาราศาสตร์คาดการณ์ว่า คนไทยเราจะเห็นสุริยุปราคาเต็มดวงอีกครั้งในไทยในอีก 61 ปี เพราะ Guillermo Gonzalez แห่งมหาวิทยาลัย Washington ที่ Seattle ในอเมริกาได้พบว่าดวงจันทร์ของโลกเราถอยห่างออกไป 4 เซนติเมตรทุกปี ส่วนดวงอาทิตย์ก็มีเส้นผ่าศูนย์กลางขนาดใหญ่ขึ้น 6 เซนติเมตรทุกปี ผลลัพธ์ก็คือในอีก 250 ล้านปี ดวงจันทร์จะบดบังดวงอาทิตย์ไม่มิดอีกต่อไป และสุริยุปราคาเต็มดวงก็จะสูญพันธุ์ จนถ้าใครจะดูสุริยุปราคาเต็มดวงก็จะต้องเดินทางไปดูดวงจันทร์ของดาวเสาร์บนดาวเสาร์

คุณหาอ่านข้อมูลเพิ่มเติมได้จากหนังสือ Eclipse โดย Philip Harington ที่จัดพิมพ์โดย Wiley ISBN 047 1127957 ในราคา 14.95 เหรียญ ครับ

สุทัศน์ ยกส้าน เมธีวิจัยอาวุโส สกว.