ทุกวันนี้ ใครๆ ก็รู้ว่า เอกภพกำลังขยายตัวตลอดเวลา แต่เมื่อ 80 ปีก่อน องค์ความรู้นี้ยังเป็นเรื่องที่ถกเถียงกันอย่างไม่มีข้อยุติ จนกระทั่ง Milton Humason ก้าวเข้ามาในวงการดาราศาสตร์ และทำการสังเกตด้วยกล้องโทรทรรศน์จนได้ผลยืนยันว่า เอกภพขยายตัวตรงตามคำทำนายของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปทุกประการ
ข้อสังเกตที่น่าสนใจมากที่สุดเกี่ยวกับ Humason คือ เขาเริ่มต้นจากการเป็นภารโรงประจำหอดูดาวที่ภูเขา Wilson จนได้เป็นนักดาราศาสตร์ระดับโลก ผู้ได้ถ่ายรูปเคียงข้างอัจฉริยะ เช่น Albert Einstein, Edwin Hubble และ Albert Michelson
Milton Lasalle Humason เกิดเมื่อวันที่ 19 สิงหาคม ค.ศ.1891 ที่เมือง Dodge Center ในรัฐ Minnesota สหรัฐอเมริกา ในครอบครัวที่ยากจน จึงไม่ได้รับการศึกษาอย่างเป็นระบบเช่นเดียวกับเด็กคนอื่นๆ ในวัยเดียวกัน
เมื่ออายุ 12 ปี Humason ได้ตัดสินใจทิ้งบ้านเกิดเพื่อเดินทางไป Los Angeles และเมื่อได้เข้าอบรมในค่ายฤดูร้อนที่บริเวณใกล้ภูเขา Mount Wilson ซึ่งกำลังมีการก่อสร้างหอดูดาว เพราะ Humason เป็นคนชอบไต่เขา จึงขอทำงานชั่วคราวเป็นคนขนวัสดุ และอุปกรณ์ต่างๆ ขึ้นเขาเพื่อสร้างโดมดูดาว เมื่อสร้างเสร็จ Humason ได้ลาออกมาใช้ชีวิตกลางแจ้ง และบนหลังม้าเป็นคาวบอย เล่นการพนัน ตกปลา และขี่ม้า ได้เลิกเรียนหนังสือ และงานก่อสร้าง จากนั้นได้สมัครทำงานที่ไร่ส้ม La Verne ในแคลิฟอร์เนียเป็นช่วงเวลาหนึ่ง
ในฤดูใบไม้ร่วงปี 1917 ชีวิตของ Humason เริ่มถึงจุดเปลี่ยน เพราะในปีนั้น หอดูดาว Wilson เปิดรับตำแหน่งภารโรงประจำหอดูดาวซึ่งมีกล้องโทรทรรศน์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเลนส์ยาว 100 นิ้วกับ 60 นิ้ว ดังนั้น หอดูดาวนี้จึงมีกล้องโทรทรรศน์ที่ทรงพลังมากที่สุดในโลก
Humason เป็นคนมีพรสวรรค์ในการเข้าสังคม และมีความสามารถมากในการผูกสัมพันธ์กับเพื่อนร่วมงาน ดังนั้นจึงเป็นที่ชื่นชมของบรรดาเจ้าหน้าที่และนักวิทยาศาสตร์ประจำหอดูดาว อยู่มาวันหนึ่งเขาได้อาสาทำงานเป็นคนช่วยนักดาราศาสตร์ในการติดตามสังเกตดาวในเวลากลางคืน จึงได้รับการฝึกให้รู้วิธีถ่ายภาพดาวต่างๆ และ Humason ก็ทำได้ดีมาก จนผู้อำนวยการหอดูดาวชื่อ George Ellery Hale รู้จัก และมอบตำแหน่งเจ้าหน้าที่ประจำหอดูดาวให้วิเคราะห์สเปกตรัมของดาวฤกษ์ ในปี 1922 ขณะนั้น Humason มีอายุ 31 ปี และไม่มีปริญญาใดๆ แม้แต่การเรียนก็ยังไม่จบชั้นมัธยมศึกษาใดๆ ด้วย นี่ถือเป็นเหตุการณ์ที่ไม่ธรรมดาสำหรับทุกคนในวงการ
แต่ในเวลาเพียงไม่นาน ผลงานของ Humason ก็ได้ทำให้ทุกคนประจักษ์ว่าการตัดสินใจของ Hale ไม่ผิดพลาด เพราะ Humason เป็นนักดาราศาสตร์ที่ช่างสังเกต และเป็นคนที่สามารถถ่ายภาพกาแล็กซี่หลายกาแล็กซี่ที่อยู่ไกลมากได้ดี ผลงานเหล่านี้มีส่วนช่วยให้ Hubble ได้พบกฎของ Hubble ในที่สุด
ณ เวลานั้นคือปี 1915 เมื่อ Albert Einstein เสนอทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป นักวิทยาศาสตร์หลายคนได้พยายามทดสอบ และตรวจสอบความถูกต้องหรือความผิดพลาดของคำพยากรณ์ของทฤษฎีนี้
เช่น Alexander Friedmann ใช้ทฤษฎีของ Einstein พิสูจน์พบว่า เอกภพควรขยายตัว และได้ตีพิมพ์ผลงานในปี 1924 แต่ Einstein ไม่เห็นด้วยกับผลสรุปนี้ เพราะเขาคิดว่า เอกภพควรทรงสภาพนิ่ง ดังนั้น Einstein จึงเติม “ค่าคงตัวเอกภพ” (cosmological constants) ลงไปในสมการ เพื่อทำให้เอกภพทรงสภาพไม่ขยายตัว
ในเวลาเดียวกัน Edwin Hubble ได้พบดาวแปรแสง (Cepheid variable) ในกาแล็กซี Andromeda ซึ่งเป็นดาวที่สุกสว่าง และเปล่งแสงอย่างไม่สม่ำเสมอ โดยมีคาบของการแปรความเข้มแสงคงตัว ดังนั้น นักดาราศาสตร์จึงสามารถใช้ดาว Cepheid เป็นตะเกียง บอกระยะทางที่ดาวฤกษ์อยู่ห่างจากโลกได้ และด้วยหลักฐานนี้เองที่ทำให้ Hubble พบว่า กาแล็กซี่ Andromeda อยู่นอกกาแล็กซีทางช้างเผือก ซึ่งองค์ความรู้นี้ได้ทำให้คนทั้งโลกประหลาดใจ เพราะในสมัยนั้นทุกคนคิดว่าทางช้างเผือก คือเอกภพ ยกเว้น Humason เพราะ Humason เชื่อเช่นเดียวกับ Hubble แต่เขาไม่ได้แสดงออก เพราะเป็นคน “ไร้” การศึกษา และมีตำแหน่งเพียงผู้ช่วยนักดาราศาสตร์ หาใช่นักดาราศาสตร์มืออาชีพไม่
ในเวลาต่อมาอีกหลายปี Hubble ก็ได้พบดาว Cepheid ในกาแล็กซีอื่นๆ อีกมากมาย ซึ่งล้วนอยู่นอกทางช้างเผือก
ในปี 1928 ในที่ประชุมของ International Astronomical Union Hubble และนักดาราศาสตร์คนอื่นๆ อีกหลายคนได้เสนอคำคาดการณ์ว่า ถ้าคำทำนายของ Friedmann เป็นจริง เนบิวลาที่มีความเข้มแสงน้อย แสดงว่า ยิ่งอยู่ไกล และต้องเคลื่อนที่หนีจากโลกด้วยความเร็วยิ่งมาก Hubble จึงสงสัยว่า ความเร็วของกาแล็กซีคงมีความสัมพันธ์โดยตรงกับระยะทางที่ห่างจากโลก
หลังการประชุมในยุโรปครั้งนั้น Hubble ก็เดินทางกลับหอดูดาว Mount Wilson ที่ Pasadena และลงมือทดสอบความสัมพันธ์ที่ตนสงสัยทันที และได้ขอให้ Humason มาพบเพื่อขอความช่วยเหลือ เพราะขณะนั้น Humason เป็นนักถ่ายภาพดาวฤกษ์ และเทหวัตถุฟากฟ้าที่มีความเข้มแสงน้อยมากที่เก่งที่สุดในโลก Humason ก็ตอบรับคำเชิญทั้งๆ ที่ในความเป็นจริง คนทั้งสองมีบุคลิกภาพที่แตกต่างกันมาก Humason เป็นเด็กบ้านนอก ไร้การศึกษาและนักปีนภูเขา ส่วน Hubble เป็นคนทะเยอทะยาน และมีเป้าหมายในการดำรงชีวิต เป็นนักวิชาการระดับ Rhode Scholar แห่งมหาวิทยาลัย Oxford และเป็นนักกรีฑาที่สามารถ รวมถึงเคยเป็นทหารในสมัยสงครามโลกครั้งที่ 1 อีกทั้งเป็นคนค่อนข้างไม่เปิดเผยความรู้สึก ชอบคบคนไฮโซ เช่น ดาราภาพยนตร์ กวี และมหาเศรษฐี ซึ่งต่างกับ Humason ที่เกลียดสังคมไฮโซ ดังนั้น เวลา Humason ถูก “บังคับ” ให้เรียก Hubble ว่า ท่านนายพล Hubble Humason จึงรู้สึกทุเรศ เพราะเห็นว่าท่านนายพลคนนี้ไม่ได้ยิงปืนในสงครามแม้แต่นัดเดียว
แต่งานก็เป็นงาน ในปี 1928 สถิติความเร็วมากที่สุดของกาแล็กซีที่นักดาราศาสตร์มีคือประมาณ 1,800 กิโลเมตร/วินาที ซึ่งเป็นความเร็วของกาแล็กซี NGC 584 ที่ Vesto M. Slipher วัดได้โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ Lowell ที่เมือง Flagstaff ใน Arizona
Humason สนใจกาแล็กซี NGC 7619 ในกระจุกกาแล็กซี Pegasus และได้ใช้เวลานาน 33 ชั่วโมง ในการถ่ายภาพกาแล็กซีนี้ โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาด 100 นิ้ว ผลการวัดความเร็วแสดงให้เห็นว่า มันมีความเร็วสูงถึง 3,800 กิโลเมตร/วินาที ซึ่งนับว่ามากกว่าสถิติความเร็วเดิมถึงสองเท่า และ Hubble ก็ได้ยืนยันความถูกต้องของการสังเกตนี้
ทั้งสองจึงตีพิมพ์ผลงานร่วมกันใน Proceedings of the National Academy of Science ในปี 1929 และในผลงานนั้น Hubble ได้สรุปว่าความเร็วของกาแล็กซีเป็นปฏิภาคโดยตรงกับระยะทาง และเอกภพกำลังขยายตัว
Hubble ต้องการวัดความเร็วของกาแล็กซีอื่นๆ อีก เพื่อนำมายืนยันความถูกต้องของกฎ Hubble แต่ Humason ชี้แจงว่า อุปกรณ์ปริซึมที่ใช้ในกล้องโทรทรรศน์ 100 นิ้วนั้นไม่มีคุณภาพ ทำให้ต้องใช้เวลานานถึง 33 ชั่วโมง จึงถ่ายภาพได้ ทำให้เขาต้องจ้องดูกล้องนานในบรรยากาศที่หนาวจัดบนยอดเขาจนทำให้กระดูกสันหลังปวด เขาจึงตอบปฏิเสธที่จะช่วยวัดความเร็วของกาแล็กซี่ที่ Hubble ต้องการ
Hubble จึงรู้สึกท้อแท้ใจเล็กน้อย และได้ขอความช่วยเหลือจาก Walter Adams ซึ่งเป็นผู้อำนวยการคนปัจจุบันของหอดูดาว Wilson ซึ่งก็ได้ไปขอความช่วยเหลือจาก Hale อีกทอดหนึ่งให้ขอร้อง Humason มาช่วย Hale ซึ่งเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่มีบารมีมากจึงติดต่อกับ Humason โดยขอให้ไปพบเป็นการส่วนตัว หลังจากที่ได้พบนายเก่า ซึ่งสัญญาว่าจะปรับปรุงอุปกรณ์ให้ Humason ก็เปลี่ยนใจ
กล้องโทรทรรศน์ที่ได้รับการออกแบบใหม่โดยวิศวกรที่ออกแบบหอดูดาว Palomar ขนาด 200 นิ้ว ทำให้เวลาในการถ่ายภาพกาแล็กซี่ลดจาก 33 ชั่วโมงเหลือ เพียง 4-6 ชั่วโมง
Humason และ Hubble ได้ทำงานร่วมกันจนถึงปี 1931 เพื่อวัดความเร็วของกาแล็กซีต่างๆ ได้ 43 กาแล็กซี และพบว่า ความเร็วสูงสุดมีค่า 19,600 กิโลเมตร/วินาที ซึ่งเป็นของกาแล็กซีที่มีความสว่างน้อยกว่าความสว่างที่ตาเปล่าสามารถเห็นได้ 6,300 เท่า ในเวลาต่อมา ผลคำนวณของ Hubble โดยการใช้ข้อมูลนี้ ทำให้เขารู้ว่ากาแล็กซีนั้นอยู่ห่างจากโลก 105 ล้านปีแสง และระยะทางที่ห่างเป็นสัดส่วนตรงกับความเร็ว ซึ่งอัตราส่วนระหว่างความเร็วกับระยะทางนี้คือ ค่าคงตัว Hubble
ในวันที่ 29 มกราคม 1931 เมื่อ Albert Einstein ได้เดินทางมาเยี่ยมชมหอดูดาว Mount Wilson ที่ Pasadena ใน California และ Humason ได้ไปต้อนรับด้วย และภาพของเด็กยากจน ภารโรง กับนักดาราศาสตร์ที่ยืนถ่ายรูปร่วมกับนักดาราศาสตร์คนสำคัญของโลกเช่น Edwin Hubble, Albert Einstein, Albert Michelson นักวิทยาศาสตร์อเมริกันผู้พิชิตรางวัลโนเบลฟิสิกส์คนแรกกับ Walter Adams แห่งหอดูดาว Mount Wilson ก็ได้กลายเป็นภาพประวัติศาสตร์
ในปี 1950 Humason ได้รับปริญญา D.Sc. จากมหาวิทยาลัย Lund ในสวีเดน และเกษียณชีวิตทำงานในปี 1957
ในปี 1961 เขาพบดาวหาง C/1961 R1 ชื่อ Humason และ Humason เสียชีวิตเมื่อวันที่ 18 มิถุนายน 1971 ที่ Mandoeino ใน California สิริอายุ 80 ปี
บนดวงจันทร์มีหลุมอุกกาบาต ชื่อ Humason-Zwicky
อ่านเพิ่มเติมจาก Centennial History of the Carnegie Institution of Washington: Volume I, the Mount Wilson Observatory: Breaking the Code of Cosmic Evaluation โดย Allan Sandage จัดพิมพ์โดย Cambridge University Press ปี 2005
เกี่ยวกับผู้เขียน
สุทัศน์ ยกส้าน
ประวัติการทำงาน-ราชบัณฑิต สำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์
ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย
อ่านบทความ สุทัศน์ ยกส้าน ได้ทุกวันศุกร์
