นักเคมีและนักฟิสิกส์สตรีที่ได้รับรางวัลโนเบล

วันที่ 8 มีนาคมของทุกปี คือ วันสตรีนานาชาติ ที่ถูกจัดขึ้นเพื่อให้สังคมประจักษ์ในบทบาทของผู้หญิงที่ทำหน้าที่ทำนุบำรุงสังคม ครอบครัว การศึกษา ดำรงไว้ซึ่งวัฒนธรรม พัฒนาการเมือง รวมถึงการประสบความสำเร็จในวิทยาการสาขาต่าง ๆ อย่างเท่าเทียมผู้ชาย

ดังนั้นในวันที่ 8 มีนาคม ค.ศ. 1911 ของเมื่อ 110 ปีก่อน โลกจึงได้จัดงานเฉลิมฉลองวันสตรีนานาชาติเป็นครั้งแรกที่ประเทศออสเตรีย เดนมาร์ก เยอรมนีกับสวิสเซอร์แลนด์ และในเดือนตุลาคมของปีเดียวกัน Marie Skłodowska - Curie ก็ได้รับการประกาศให้เป็นผู้พิชิตรางวัลโนเบลสาขาเคมีแต่เพียงผู้เดียว จากผลงานการพบธาตุใหม่ 2 ธาตุ คือ radium กับ polonium
นี่จึงเป็นรางวัลโนเบลรางวัลที่ 2 สำหรับมาดาม เพราะเมื่อ 8 ปีก่อนนั้น คือ ในปี 1903 มาดามได้รับ ¼ ของรางวัลโนเบลฟิสิกส์ร่วมกับสามีของเธอชื่อ Pierre และ Henri Becquerel จากผลงานการศึกษาธรรมชาติของปรากฎการณ์กัมมันตรังสีในธาตุบางชนิด

มาดาม Curie จึงเป็นบุคคลแรกของโลกที่ได้รับรางวัลโนเบลถึงสองครั้ง ในวิทยาการต่างสาขากัน คือ ฟิสิกส์และเคมี อีกทั้งเป็นศาสตราจารย์สตรีคนแรกในสังกัดมหาวิทยาลัย Paris ความยิ่งใหญ่ของเธอจะเห็นได้จากในการประชุม Solvay Conference ครั้งแรกที่กรุง Brussels ในประเทศเบลเยี่ยม จากบรรดาผู้เข้าร่วมประชุมทั้งหมด 24 คน มีเธอเป็นผู้หญิงเพียงคนเดียวท่ามกลางผู้ชาย เช่น Albert Einstein , Niels Bohr , Ernest Rutherford, Henri Poincare , Max Planck ฯลฯ

ตลอดเวลา 120 ปีที่ผ่านมานี้ (ตั้งแต่ปี 1901) ผู้ที่ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมี มีทั้งหมด 177 คน เป็นผู้หญิงมี 7 คน (คิดเป็น 4%) โดยสตรีคนที่สองที่ได้รับรางวัลโนเบลเคมี คือ Irene – Joliot Curie ซึ่งเป็นลูกสาวของมาดาม ซึ่งได้แต่งงานกับ Frédéric Joliot เธอกับสามีได้รับรางวัลจากผลงานการสร้างธาตุกัมมันตรังสีที่ไม่มีในธรรมชาติ(หรือที่เรียกว่า ธาตุกัมมันตรังสีสังเคราะห์) โดยได้ทดลองยิงแผ่นอะลูมิเนียมบาง ๆ ด้วยอนุภาคแอลฟา และพบว่าอะลูมิเนียมได้กลายเป็นธาตุกัมมันตรังสีที่สามารถปลดปล่อยอนุภาค positron ออกมา (positron คือ ปฏิยานุภาคของอิเล็กตรอน เพราะมีประจุบวกและมีมวลเท่า electron ทุกประการ) ผลงานของสองสามีภรรยาคู่นี้ ได้บุกเบิกวิทยาการสาขาใหม่ คือ เวชศาสตร์กัมมันตรังสี ให้แพทย์ได้ใช้สารกัมมันตรังสีประดิษฐ์ในการรักษาโรคมะเร็งด้วย radioisotope และเกษตรกรใช้รังสีแกมมาในการถนอมอาหาร ซึ่งนับว่ามีประโยชน์ต่อมนุษยชาติมาก

เพราะก่อนที่คนทั้งสองจะพบเทคโนโลยีรูปแบบนี้ เวลานักวิทยาศาสตร์ต้องการจะใช้กัมมันตรังสี (รังสีแกมมา แอลฟา บีตา) ในกิจกรรมใด ๆ เขาต้องพึ่งพาธาตุกัมมันตรังสีที่มีในธรรมชาติ ซึ่งหลายชนิดเป็นของหายาก และต้องลงทุนมาก ผลงานของ Irene Curie กับสามีได้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถผลิตกัมมันตรังสีในห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ได้


ในความเป็นจริง Irene Curie เกือบจะได้รางวัลโนเบลฟิสิกส์ จากการพบอนุภาค neutron แล้ว แต่เธอแปลผลการทดลองที่เกิดจากการยิง beryllium ด้วยอนุภาคแอลฟา และพบรังสีที่พลังงานสูงออกมาผิดพลาด เพราะคิดว่ารังสีดังกล่าวเป็นรังสีแกมมา แทนที่จะเป็นอนุภาค neutron ครั้นเมื่อ James Chadwick ตระหนักว่า รังสีพลังงานสูงดังกล่าวเป็นลำอนุภาค neutron ที่ไม่มีประจุ Chadwick จึงได้รับรางวัลโนเบลฟิสิกส์ ประจำปี 1932

นักเคมีสตรีคนที่สาม ที่รับรางวัลโนเบลเคมี คือ Dorothy Crowfoot Hodgkin ซึ่งเป็นชาวอังกฤษ เธอใช้ X-ray ในการวิเคราะห์โครงสร้าง 3 มิติของผลึกอินทรีย์โมเลกุลที่มีขนาดใหญ่ เช่น penicillin , insulin และ vitamin B12

ในเบื้องต้นเธอได้ศึกษาหาโครงสร้างของ pepsin ซึ่งเป็นโมเลกุลขนาดเล็ก แล้วตามด้วยการหาโครงสร้างของ insulin ซึ่งเป้นโมเลกุลขนาดใหญ่ แต่ยังไม่ทันพบ Howard Florey ก็ได้ขอให้เธอช่วยวิเคราะห์โครงสร้างของ penicillin เธอจึงผละไปทำให้จนเป็นผลสำเร็จ แล้วหวนกลับไปหาโครงสร้างของ insulin ต่อ โดยใช้เทคนิคการเลี้ยวเบน X-ray ผสมผสานกับการใช้ diffraction grating และ computer จนพบโครงสร้างของ insulin ที่สมบูรณ์แบบ โดยใช้เวลานานประมาณ 34 ปี ความพากเพียรและความสามารถที่สูงมากนี้ ทำให้เธอได้รับการเสนอชื่อให้รับรางวัลโนเบลเคมีหลายครั้ง และได้รับจริงในปี 1964

Ada E. Yonath คือ สตรีชาวอิสราเอล เจ้าของรางวัลโนเบลเคมี ประจำปี 2009 ซึ่งได้รับร่วมกับ V. Ramakrishnan และ Thomas A. Steitz จากการพบโครงสร้าง 3 มิติของโมเลกุล ribosome ซึ่งเป็นโมเลกุลที่ไม่เสถียร อีกทั้งไม่มีความเป็นสมมาตรเหมือนผลึกทั่วไป และทำให้ตกผลึกได้ยาก ปัจจัยลบเหล่านี้ทำให้นักผลึกวิทยาทั่วไปคิดว่าใครก็ตามที่พยายามจะหาโครงสร้างของ ribosome เป็นคนโง่ เพราะจะประสบความล้มเหลวในที่สุด

แต่ Yonath มีความเชื่อมั่นในตัวเองมากว่า เธอสามารถทำได้ด้วยการใช้รังสีเอกซ์ที่มีพลังงานต่ำ เพื่อรังสีจะไม่ได้ทำลายโครงสร้างของ ribosome และทำการทดลองหาโครงสร้าง ขณะระบบมีอุณหภูมิต่ำถึง -185 องศา ผลึกที่เกิดขึ้นจึงมีเสถียรภาพมากพอ

เทคโนโลยีหาโครงสร้างของอินทรีย์โมเลกุลที่อุณหภูมิต่ำมาก (cryo – bio – crystallography) นี้ ได้ช่วยให้ Yonath พบส่วนหนึ่งของโครงสร้าง 3 มิติของโมเลกุล ribosome ในปี 2001 และเมื่อรวบรวมผลที่เธอได้กับผลของ Ramakrishnan และ Steitz โครงสร้าง 3 มิติของ ribosome ที่สมบูรณ์แบบก็เป็นที่ประจักษ์

ปัจจุบัน Yonath กำลังสนใจเรื่องการค้นหาโมเลกุลชีวิตตัวแรก ๆ ของโลก


Frances H. Arnold คือ วิศวกรเคมีที่ได้รับรางวัลโนเบลเคมี ประจำปี 2018 เธอจึงเป็นสตรี คนที่ 5 ที่ได้รับจากผลงานการใช้กระบวนการวิวัฒนาการ (evolution) ทางชีววิทยาในการสร้าง enzyme เพราะเธอเชื่อว่าธรรมชาติ คือ วิศวกรที่ดีที่สุดในเอกภพ ดังนั้นความคิดพื้นฐานของเธอ คือ การนำธรรมชาติด้านวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตมาปรับใช้ในการสร้างผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ ในห้องปฏิบัติการ เช่น ใช้ในการออกแบบ enzyme เพื่อผลิตตัวยา วัสดุเชื้อเพลิง พลาสติก แทนที่จะสังเคราะห์วัสดุเหล่านั้นขึ้นจากสารพิษที่เป็นอันตราย

โดยเธอใช้ DNA ที่มีในโปรตีน แล้วทำให้ยีนใน DNA นั้นกลายพันธุ์ จากนั้นนำยีนใส่กลับในตัวแบคทีเรีย เพื่อให้แบคทีเรียสร้างโปรตีนใหม่ แล้วศึกษาว่าโปรตีนใหม่ มีสมบัติตามที่เธอต้องการหรือไม่ ถ้ายังไม่ตรงความต้องการ 100% เธอก็จะเริ่มกระบวนการเปลี่ยน DNA ใหม่ การปลูกถ่ายที่ต้องดำเนินการหลายครั้งนี้ ทำให้เธอได้ DNA ที่มีสมบัติตรงตามที่ต้องการ
เมื่อปีกลายนี้ Emmanuelle Charpentier นักจุลชีววิทยาชาวฝรั่งเศสกับJennifer Doudna ซึ่งเป็นนักชีวเคมีชาวอเมริกัน ก็ได้รับการประกาศให้เป็นผู้พิชิตรางวัลโนเบลเคมี ประจำปี 2020 จากผลงานพบเทคนิคการตัดต่อยีนแบบ CRISPR / Cas 9 (ซึ่งเป็นอักษรย่อจากคำเต็ม clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR) - Cas9) อันเป็นกระบวนการพื้นฐานที่นักพันธุศาสตร์ปัจจุบันใช้ในการตัดต่อยีนของพืช สัตว์ และจุลินทรีย์ โดยสามารถเปลี่ยนลำดับของ DNA ได้อย่างไม่ยุ่งยาก เพื่อแก้ไขความบกพร่องทางพันธุกรรมในสิ่งมีชีวิต หรือปรับเปลี่ยนลำดับ DNA ใน stem cell ของตัวอ่อน รวมถึงสามารถเปลี่ยนยีนในไข่และอสุจิของมนุษย์ก็ได้ด้วย เทคโนโลยีที่คนทั้งสองพบนี้ จึงเป็นเทคโนโลยีใหม่ ชื่อพันธุ วิศวกรรม (genetic engineering) ที่แม่นตรง

โลกยังมีนักเคมีสตรีอีกหลายคนที่หวุดหวิดจะได้รับรางวัลโนเบลเคมี เช่น Rosalind Franklin ซึ่งได้ถ่ายภาพผลึกของ DNA โดยใช้รังสีเอกซ์ ภาพชีวโมเลกุลที่เธอถ่ายได้ โดยไม่รู้ตัวนี้ ได้ชี้นำให้ James Watson กับ Francis Crick นำไปวิเคราะห์ต่อ จนพบว่า โมเลกุล DNA เป็นโมเลกุลเกลียวคู่ การเสียชีวิตด้วยโรคมะเร็งรังไข่ ในวัย 38 ปี ทำให้เธอพลาดการรับรางวัลโนเบลร่วมกับ Watson และ Crick

แม้รางวัลโนเบลเคมีสำหรับสตรีจะมีคนได้รับไม่มาก แต่กรณีรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์มีผู้รับที่เป็นสตรีก็ยิ่งมีจำนวนน้อยกว่าอีก คือ จากจำนวนผู้ได้รับทั้งหมด 216 คน มีนักฟิสิกส์สตรีเพียง 4 คนเท่านั้นที่ได้ (คิดเป็น 2%) โดยสตรีคนแรก คือ Maria Curie อีกเช่นเคย ซึ่งได้รับเมื่อปี 1903 สตรีคนต่อมา คือ Maria Goeppert – Mayer ซึ่งได้รับในปี 1963 (คิดเป็นเวลา 60 ปีหลัง จากที่มาดาม Curie ได้) Maria เป็นนักฟิสิกส์ทฤษฎีที่เชี่ยวชาญเรื่องโครงสร้างของนิวเคลียส เธอได้รับครึ่งหนึ่งของรางวัลร่วมกับ J. Hans Jensen ส่วนอีกครึ่งหนึ่งเป็นของ E.P. Wigner

ชีวิตของ Maria ในวัยเด็ก ต้องต่อสู้กับการถูกสังคมกีดกัน เช่น ไม่ให้เรียนหนังสือ เพราะเมื่อ 115 ปีก่อน สังคมไม่สนับสนุนให้ผู้หญิงเรียนสูง ๆ เพราะคิดว่าหน้าที่หลักของสตรี คือ รับใช้สามี แต่ Maria ไม่ยินยอม ในเบื้องต้นเธอคิดจะเป็นนักคณิตศาสตร์ แต่เปลี่ยนใจไปเรียนฟิสิกส์แทน เพราะพบว่า แม้วิชาทั้งสองจะมีแต่การแก้โจทย์ และแก้ปัญหา แต่คณิตศาสตร์ที่เธอเรียนที่มหาวิทยาลัย Göttingen มีความเป็นนามธรรมมาก ส่วนฟิสิกส์มีการใช้คณิตศาสตร์ในการแก้โจทย์ที่เกี่ยวกับปรากฏการณ์ธรรมชาติ ซึ่งน่าสนใจกว่า ดังนั้นเธอจึงเลือกเรียนฟิสิกส์ นอกจากเหตุผลนี้แล้ว ที่มหาวิทยาลัย Göttingen ในเวลานั้น ก็มีนิสิตผู้ชายระดับอัจฉริยะหลายคน เช่น Werner Heisenberg (รางวัลโนเบลฟิสิกส์ 1932) Enrico Fermi (รางวัลโนเบลฟิสิกส์ 1938) และ R. Oppenheimer ส่วนอาจารย์ที่นั่นก็มี Max Born (รางวัลโนเบลฟิสิกส์ ปี 1954) ที่เก่งกล้ามาสามารถทางฟิสิกส์ทฤษฎี Maria ทำวิทยานิพนธ์ปริญญาเอก โดยมี Born เป็นอาจารย์ที่ปรึกษา และสำเร็จการศึกษาเมื่ออายุ 24 ปี แต่ไม่มีงานทำ เพราะเธอมีเชื้อชาติยิว และเป็นผู้หญิง เมื่อใกล้จะเกิดสงครามโลกครั้งที่สอง เธอจึงได้อพยพตามสามีไปอเมริกา เพื่อลี้ภัยนาซี โดยสามีได้งานเป็นนักวิจัยที่มหาวิทยาลัย John Hopkins และเธอได้เป็นนักวิจัยผู้ช่วย แต่ไม่ได้รับเงินเดือนใด ๆ จากนั้นเธอได้ย้ายไปทำงานที่มหาวิทยาลัย Columbia และ Chicago

ขณะอยู่ที่มหาวิทยาลัย Chicago เธอได้ทำงานร่วมกับ Fermi ในโครงการ Manhattan เพื่อหาวิธีทำให้ได้ U-235 บริสุทธิ์ในปริมาณมาก และได้เข้าร่วมในโครงการสร้างระเบิดปรมาณูอย่างไม่ยินดียินร้าย เพราะเธอเกลียด Hitler แต่ในเวลาเดียวกัน เธอก็ไม่ต้องการให้ระเบิดปรมาณูที่เธอจะสร้าง ถูกใช้ไปในการสังหารคนเยอรมัน ซึ่งเป็นเพื่อนร่วมชาติของเธอ ในที่สุด ชิ้นงานที่เธอรับผิดชอบ ไม่สามารถนำไปใช้ในการสร้างระเบิดได้ Maria จึงรู้สึกโล่งใจ

จากนั้นเธอได้ไปสมัครงานเป็นเจ้าหน้าที่วิจัยประจำห้องปฏิบัติการ Argonne National Laboratory ในหน่วยวิจัย nuclear และเริ่มสนใจเรื่องโครงสร้างของ nucleus โดยเฉพาะเรื่อง radioisotope หรือ ไอโซโทปกัมมันตรังสี ที่มีต้นกำเนิดในนิวเคลียสของธาตุ เพราะบางนิวเคลียสมีเสถียรภาพมาก คือ ไม่สลายตัว แต่นิวเคลียสของธาตุบางชนิดสลายตัวเร็วมาก ครึ่งชีวิตของธาตุต่าง ๆ จึงแตกต่างกันมากบ้างน้อยบ้าง ตัวเลขที่แตกต่างกันนี้ ทำให้ Maria ต้องการจะรู้ว่าเกิดจากสาเหตุใด

ในที่สุดก็ได้สังเกตเห็นว่า นิวเคลียสของธาตุที่มีจำนวนโปรตอนหรือนิวตรอน เท่ากับ 2 , 8 , 20 , 28 , 50 ,82 , 120….. มักไม่สลายให้อนุภาคแอลฟา บีตา และรังสีแกมมา


เธอจึงตอบคำถามเรื่องเสถียรภาพของนิวเคลียส โดยให้เหตุผลว่า ตามปกติอนุภาคนิวตรอน และโปรตอนในนิวเคลียสจะไม่อยู่นิ่ง แต่จะโคจรไปรอบจุดศูนย์กลางของนิวเคลียสตลอดเวลา อนุภาคเหล่านี้ เป็นอนุภาคควอนตัม จึงมีโมเมนตัม (ทั้ง spin และ angular) อันตรกิริยาระหว่าง spin และ angular โมเมนตัมได้ทำให้พลังงานของนิวตรอนและโปรตอนแตกต่างกัน และพลังงานของอนุภาคได้แยกออกเป็นชั้น ๆ เหมือนหัวหอม ในทำนองเดียวกับการแจกแจงวงโคจรของอิเล็กตรอนในอะตอม
แบบจำลอง Shell Model ของอนุภาคนิวคลีออน สามารถอธิบายเสถียรภาพของนิวเคลียสได้ดีมาก และได้เป็นหลักการให้นักฟิสิกส์ใช้ในการสร้างธาตุซูเปอร์หนัก ในเวลาต่อมา เธอได้พบว่า Hans Jensen ก็ได้ใช้หลักการเดียวกันนี้ในการอธิบายว่าเหตุใด helium (ที่มี 2 โปรตอน กับ 2 นิวตรอน) oxygen (ที่มี 8 โปรตอน กับ 8 นิวตรอน) calcium (ที่มี 20 โปรตอน และ 20 นิวตรอน) รวมทั้งดีบุกที่มี 50 โปรตอน จึงเป็นนิวเคลียสที่เสถียร ทั้งสองจึงเสนอหลักการว่า ธาตุยิ่งหนัก เสถียรภาพจะยิ่งน้อย ยกเว้น ตะกั่ว 208 และบิสมัท 209 เพราะธาตุทั้งสองมีนิวตรอน 126 อนุภาค

ผลการค้นพบนี้ ทำให้ Goeppert – Mayer และ H. Jensen ได้รับครึ่งหนึ่งของรางวัลโนเบลฟิสิกส์ปี 1963 ร่วมกัน และทำให้ Maria ได้เป็นศาสตราจารย์ฟิสิกส์เต็มตัว เมื่ออายุ 58 ปี

ในปี 2018 คืออีก 55 ปีต่อจากนั้น ก็มีนักฟิสิกส์สตรีคนที่สาม ที่ได้รับรางวัลโนเบล เธอคือ Donna Strickland ชาวแคนาดา จากผลงานการพบวิธีทำให้แสงเลเซอร์ ไม่เป็นลำต่อเนื่อง แต่เป็นห้วง ๆ (pulse) ที่สั้น และมีความเข้มสูง เทคนิค chirped pulse amplification (CPA) ที่เธอกับอาจารย์ที่ปรึกษาชื่อ Gerard Mourou พบนี้ จักษุแพทย์ปัจจุบัน ใช้ในการผ่าตัดตา รังสีแพทย์ใช้ในการถ่ายภาพอวัยวะภายในของร่างกาย และวิศวกรใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม

หลักการ CPA ที่ Mourou กับ Strickland ใช้ คือนำแสงเลเซอร์ที่เป็นห้วง มายืดออกโดยใช้ grating เพื่อให้ความเข้มสูงสุดของห้วงแสง (pulse) นั้นลดลง แล้วผ่านpulse ไปในตัวกลาง เพื่อเพิ่มความถี่ (amplify) จากนั้นก็อัด pulse ให้แคบลง ความเข้มของ pulse จึงเพิ่มขึ้น การทำซ้ำ ๆ เช่นนี้ ทำให้ความเข้มเพิ่มสูงขึ้น ๆ อย่างที่ใคร ๆ ก็คาดไม่ถึง ในที่สุด คนทั้งสองก็ได้ pulse ที่มีความยาว 300 ระดับนาโนเมตร และมีกำลังสูงถึง 1,000 ล้านล้านวัตต์ จึงมีประโยชน์ในการใช้ผ่าตัดตา และติดตามดูการเคลื่อนที่ของ electron ในอะตอม

ในขณะที่ใคร ๆ ก็คิดว่า โลกจะต้องคอยอีก 55 ปี จึงจะมีนักฟิสิกส์สตรีได้รับรางวัลโนเบลฟิสิกส์อีก แต่อีก 2 ปีต่อมา Andrea M. Ghez ซึ่งเป็นนักดาราศาสตร์สตรี ชาวอเมริกัน ก็ได้รับ ¼ ของรางวัลโนเบลฟิสิกส์ ปี 2020 จากการได้เห็นหลุมดำที่มีมวล 4,000,000 เท่า ของดวงอาทิตย์ ซึ่งอยู่ที่ใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือกของเรา

Ghez ได้ทุ่มเทเวลาศึกษาเรื่องนี้มานาน 25 ปี โดยได้ติดตามดูการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ต่าง ๆ ที่โคจรไปรอบสิ่งที่ใคร ๆ ก็คิดว่าเป็นหลุมดำ ซึ่งมีชื่อเรียกว่า Sagittarius A* นี่เป็นบริเวณที่สังเกตเห็นรายละเอียดต่าง ๆ ได้ยาก เพราะมีแสงจ้ามาก และมีรังสีต่าง ๆ ทั้งรังสีเอกซ์ และรังสีแกมมามากมาย รวมถึงฝุ่นละอองหนาทึบ และดาวฤกษ์จำนวนหมื่นที่ต่างก็โคจรไปมาอยู่ในบริเวณนั้น Ghez ได้ใช้กล้องดูดาวที่หอสังเกตการณ์ W.M. Keck ซึ่งตั้งอยู่ที่ยอดเขา Maunakea บนเกาะฮาวาย หอดูดาวนี้อยู่สูง 3,500 เมตร จากระดับน้ำทะเล และเป็นกล้องอินฟราเรดที่มีกำลังสูงมาก เมื่อเธอใช้เทคโนโลยี adaptive optics ในการกำจัดสภาวะปั่นป่วนของบรรยากาศ และตัวกลางต่าง ๆ เช่น ฝุ่นอวกาศ ตลอดเส้นทางจากหลุมดำถึงกล้องโทรทรรศน์ การอาศัยความร่วมมือระหว่างเทคโนโลยีกับวิทยาศาสตร์ได้ทำให้เธอเห็นหลุมดำ การทดลองของเธอจึงเป็นหลักฐานยืนยันว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ถูกต้องและเป็นจริง

เธอได้รับครึ่งหนึ่งของโนเบลฟิสิกส์ร่วมกับ Reinhard Genzel ซึ่งเป็นนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ชาวเยอรมัน ที่ทำงานแข่งกับเธอ โดยงานของคนทั้งสองช่วยยืนยันความถูกต้องของกันและกัน

หลักจากที่ Ghez ประสบความสำเร็จในการบุกเบิกวิทยาการ หลุมดำเชิงการทดลองแล้ว ความก้าวหน้าเกี่ยวกับความรู้เรื่องหลุมดำก็ได้เพิ่มพูนอย่างรวดเร็ว ในวารสาร Science ฉบับวันที่ 27 กุมภาพันธ์ ปี 2021 ทีมวิจัยจาก International Centre for Radio Astronomy Research ได้รายงานว่า Cygnus X-1 ซึ่งเป็นหลุมดำที่อยู่ห่างจากโลก 7,200 ปีแสง และเป็นหลุมดำหลุมแรกที่นักดาราศาสตร์ได้เห็น การวิเคราะห์ใหม่พบว่า หลุมดำนี้ มีมวล 21 เท่าของดวงอาทิตย์ แทนที่จะเป็น 15 เท่า ดังข้อมูลเดิม หลุมดำนี้จึงเป็นหลุมดำประเภท stellar-mass เพราะมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ไม่มาก ในขณะที่หลุมดำประเภท supermassive ซึ่งอยู่ที่ใจกลางของทางช้างเผือก มีมวลมากถึง 4 ล้านเท่าของดวงอาทิตย์


Cygnus X-1 ถือกำเนิดเมื่อ 4,500 ล้านปีก่อน เป็นดาวฤกษ์ที่ได้ยุบตัวลงจนกลายสภาพเป็นหลุมดำ เมื่อ 3,000 ปีก่อน ค่ามวลที่แตกต่างกันเกิดจากเทคนิควัดระยะทางที่ดีขึ้น โดยใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุ Very Long Baseline Array วัดระยะทางที่หลุมดำอยู่ห่างจากโลกได้ค่ามากกว่าเดิม

ในวารสาร Nature Astronomy ฉบับวันที่ 27 กุมภาพันธ์ ปี 2021 ทีมวิจัยที่ประกอบขึ้นด้วยนักวิทยาศาสตร์จาก 12 สถาบัน อันได้แก่ New York University และสถาบันวิจัย DESY ของเยอรมนี ได้รายงานการพบแหล่งกำเนิดของรังสี cosmic ที่มีพลังงานสูงมาก (Ultrahigh Energy Cosmic Rays) ว่ามาจากกระบวนการหลุมดำเขมือบดาวฤกษ์อย่างรุนแรง ทำให้อนุภาค neutrino เล็ดลอดออกมาด้วยพลังงานที่สูงมาก เพราะเนื้อดาวฤกษ์มีสภาพปั่นป่วน ด้วยกลไก Tidal Disruption Event (TDE) ทำให้ดาวฤกษ์ ซึ่งตามปกติเป็นทรงกลมได้กลายสภาพเป็นทรงรี แล้วชิ้นส่วนของดาวได้ไหลลงหลุมดำด้วยความเร็วสูง ในขณะเดียวกันก็ปลดปล่อยอนุภาค neutrino ที่มีพลังงานสูงมาก อันเป็นพลังงานที่มนุษย์ยังไม่สามารถสร้างได้ในห้องปฏิบัติการบนโลก

เหตุการณ์นี้ทำให้นักฟิสิกส์รู้ที่มาของรังสี cosmic พลังงานสูงมาก เพราะในอดีต ห้องปฏิบัติการ IceCube Neutrino Observatory ซึ่งตั้งอยู่ที่ขั้วโลกใต้ก็ได้พบเหตุการณ์นี้ตั้งแต่ปี 2009 แต่ไม่สามารถอธิบายที่มาของรังสีได้

ส่วนเหตุผลที่มีสตรีนักฟิสิกส์และสตรีนักเคมีระดับสุดยอดจำนวนน้อย เพราะในอดีต สตรีมักจะถูกกีดกันและไม่ยอมรับในความสามารถ เช่น Lise Meitner ซึ่งได้คำนวณพลังงานปรมาณูที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยา fission เป็นคนแรก แต่เธอถูกปฏิเสธรางวัลเคมีประจำปี 1944 เพราะเธอเป็นผู้หญิง และมีสัญชาติยิว การกีดกันนี้ทำให้ในปีนั้น Otto Hahn ได้รับรางวัลโนเบลเคมีแต่เพียงผู้เดียว

แต่ในที่สุด โลกก็ได้ชดเชยความผิดหวังของเธอในครั้งนั้น โดยการตั้งชื่อธาตุที่ 109 ว่า meitnerium เพื่อเป็นเกียรติแก่เธอ
หรือในกรณี C.S. Wu สตรีชาวอเมริกัน สัญชาติจีน ก็ถูกปฏิเสธไม่ให้รับรางวัลโนเบลฟิสิกส์ ปี 1957 หลังจากที่เธอได้ทดลองให้เห็นว่า จากเดิมที่ทุกคนคิดว่าธรรมชาติไม่สามารถแสดงความแตกต่างใด ๆ ระหว่างเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นหน้ากระจกกับภาพของเหตุการณ์เดียวกันนั้นที่เกิดในกระจกได้ แต่เธอกลับพบว่าเรื่องนี้ไม่จริง ในกรณีของอันตรกิริยาอย่างอ่อน ผลการทดลองของเธอทำให้ T.D. Lee กับ C.N. Yang สองบุรุษผู้เสนอทฤษฎีนี้ ได้รับรางวัลโนเบลฟิสิกส์ประจำปี 1957 แต่เธอไม่ได้รับ
ความแตกต่างในความสามารถระหว่างผู้ชายกับผู้หญิงในด้านวิทยาศาสตร์กายภาพ เช่น ฟิสิกส์ เคมี วิศวกรรมศาสตร์และคณิตศาสตร์นั้นมีจริง เพราะมีโครงสร้างของสมองที่ไม่เหมือนกัน อีกทั้งค่านิยมของสังคมก็มีบทบาททำให้จำนวนนักฟิสิกส์และนักเคมีแตกต่างกันด้วย นอกจากนี้สตรีก็มักจะคิดว่าอาชีพวิทยาศาสตร์กายภาพมิได้มีบทบาทมากในการพัฒนาสังคมเหมือนวิชาสังคมศาสตร์ มนุษยศาสตร์ หรือแพทยศาสตร์ และนี่อาจจะเป็นเหตุผลหลักที่ทำให้สตรีไม่นิยมเรียนฟิสิกส์กับเคมี

อ่านเพิ่มเติมจาก Women in Science : Career Processes and Outcomes โดย Yu Xie กับ K.A. Shawman จัดพิมพ์โดย Harvard University Press , Cambridge ปี 2003


สุทัศน์ ยกส้าน

ประวัติการทำงาน-ราชบัณฑิต สำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย

อ่านบทความ "โลกวิทยาการ" จาก "ศ.ดร.สุทัศน์ ยกส้าน" ได้ทุกวันศุกร์