สภาพภูมิอากาศในยุคดึกดำบรรพ์ยันอนาคต ซึ่งขึ้นกับลักษณะการโคจรของโลก

แม้ว่าสภาพภูมิอากาศของแต่ละพื้นที่ในแต่ละวันจะแตกต่างกัน คือ แทบจะไม่เหมือนกันเลย เช่น ก้อนเมฆในท้องฟ้าจะมีขนาด และรูปร่างที่ไม่ซ้ำเดิม อากาศมีความชื้นในแต่ละวันที่แตกต่างกัน ลมที่พัดก็มีความเร็วไม่เท่ากัน ตลอดจนถึงการมีข้อมูลมลภาวะที่ดูเหมือนว่าจะมีคุณภาพด้อยลงๆ ตลอดเวลา แต่ผู้คนตั้งแต่ในสมัยโบราณก็สามารถคาดคะเนสถานการณ์ของภูมิอากาศในอนาคตได้ดี แม้จะเป็นช่วงเวลาเพียงสั้นๆ ก็ตาม เช่นว่า เวลาเห็นท้องฟ้ามีสีแดงและก้อนเมฆทึบ หรือเห็นฝูงมดกำลังขนไข่ นั่นแสดงว่าฝนกำลังจะตก หรือในกรณีที่เกิดลมพายุไต้ฝุ่น เราในยุคปัจจุบันก็สามารถใช้ดาวเทียมถ่ายภาพพายุที่กำลังจะก่อตัว เพื่อใช้พยากรณ์ว่า พายุจะพัดรุนแรงเพียงใด และจะพัดไปในทิศใด เพื่อจะได้เตือนประชาชนให้อพยพไปพักพิง ณ สถานที่อื่น เป็นการชั่วคราวได้อย่างปลอดภัยในเวลาต่อมา


ในอดีตเมื่อ 800 ปีก่อน การบันทึกสภาพภูมิอากาศในแต่ละพื้นที่ ในแต่ละวันมิใช่งานที่เป็นหน้าที่ของนักอุตุนิยมวิทยา แต่อาจจะเป็นงานของนักประวัติศาสตร์ นักเขียน หรือเกษตรกร ซึ่งมักบรรยายเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในธรรมชาติ ประกอบเหตุการณ์สำคัญ ๆ เช่น ในคริสต์ศตวรรษที่ 13-18 ซึ่งเป็นช่วงเวลาตอนปลายของยุคน้ำแข็ง (Late Ice Age) นักประวัติศาสตร์ก็ได้เคยบันทึกว่า อุณหภูมิของอากาศในยุโรป เอเชีย และอเมริกาใต้ ได้ลดต่ำกว่าปกติถึง 20 องศาเซลเซียส ซึ่งมีผลทำให้ธารน้ำแข็งที่อยู่บนเทือกเขา Alps, Himalaya และ Andes เพิ่มขนาด เพราะหิมะได้ตกมากขึ้น และธารน้ำแข็งที่มีอยู่ก่อนแล้วไม่ได้ละลาย ส่วนในมหาสมุทร Atlantic ก็มีภูเขาน้ำแข็ง (iceberg) เป็นจำนวนมากที่ได้ลอยลงมาจากบริเวณเขต Arctic จนใกล้จะถึงบริเวณเส้นศูนย์สูตรของโลก ความระเกะระกะของภูเขาน้ำแข็งในทะเลได้เป็นอุปสรรคขัดขวางการเดินเรือ และการดำรงชีพของชาวประมง และได้ทำให้ชาว Iceland กับชาว Greenland มีปัญหาในการอพยพไปตั้งถิ่นฐานใหม่ในทวีปอเมริกาที่ Christopher Columbus เพิ่งค้นพบ

นอกจากนักภูมิศาสตร์จะได้บันทึกข้อมูลของสภาพอากาศในอดีตแล้ว ชาวโลกก็อาจจะได้รับการบันทึกข้อมูลโดยจิตรกรลงในภาพวาดด้วย เช่น Joseph W. Turner (1775-1851) ซึ่งเป็นจิตรกรชาวอังกฤษ ที่นิยมวาดภาพหมอกที่ลงจัดในนครลอนดอน ณ เวลานั้นว่า เคยเลวร้ายมากในบางวัน จนทำให้ผู้คนไม่สามารถเห็นอะไรที่อยู่ไกลได้ ภาพหมอกหรือควัน ได้ทำให้คนที่ดูภาพในเวลาต่อมา ตระหนักถึงภัยที่จะเกิดจากการเผาถ่านหิน เพื่อให้ความร้อนในบ้านแทบทุกครัวเรือน


ด้านผู้เฒ่า Pliny (Pliny the Elder (23-79)) ซึ่งเป็นทั้งนักเขียน นักปรัชญา และนักธรรมชาติวิทยาชาวโรมัน ที่เสียชีวิต เพราะได้สูดหายใจควัน และเขม่าจากการระเบิดของภูเขาไฟ Vesuvius เมื่อปี 79 ก็เคยเขียนบรรยายว่า ได้เห็นต้น beech จำนวนมากที่สามารถเติบโตได้เร็ว ขึ้นอยู่บนเนินเขาและที่ราบทางตอนเหนือของกรุงโรม จากอดีตที่เคยเป็นป่า beech นั่นแสดงว่า อุณหภูมิของอากาศในอาณาจักรโรมันได้เพิ่มสูงขึ้น


ความจริง การเจริญเติบโตของต้นไม้ มิได้เป็นดัชนีเพียงตัวเดียวที่ใช้บอกการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศ นักชีววิทยายังใช้ “วงปี” (tree ring) ของต้นไม้ในการบอกสภาพของภูมิอากาศในบริเวณที่ต้นไม้กำลังเติบโตได้ด้วย เพราะในแต่ละปี ไม้ยืนต้นจะเติบโต โดยการเพิ่มเนื้อไม้เป็นวงกลมให้ปรากฏรอบลำต้น วงปีที่เกิดขึ้นจึงบันทึกความเปลี่ยนแปลงของภูมิอากาศได้ เช่น ถ้าอุณหภูมิและความชื้นเหมาะสม ต้นไม้จะเติบโตเร็ว และวงปีจะกว้าง แต่ถ้าอากาศหนาว วงปีจะลดขนาด คือ แคบลง และถ้าอากาศหนาวจัด ต้นไม้จะหยุดเติบโต และวงปีจะไม่ปรากฏ

หนองน้ำ (bog) ก็เป็นแหล่งข้อมูลที่บอกสภาพภูมิอากาศในอดีตได้ดีอีกแหล่งหนึ่ง เมื่อ 30 ปีก่อนนี้ Peter Moore จาก King's College ของมหาวิทยาลัย London ได้สำรวจพบว่า บึงถ่านหิน (peat bog) หลายแห่งได้ถือกำเนิดเกิดขึ้นเป็นจำนวนมากในยุโรป เมื่อประมาณ 2700 ปีก่อน การที่เป็นเช่นนี้ เพราะบึงถ่านหินชอบอากาศหนาวและชื้น ซึ่งนั่นก็หมายความว่า ทวีปยุโรปในเวลานั้น กำลังอยู่ในช่วงเวลาของยุค Little Ice Age คือ ยุคน้ำแข็งขนาดเล็ก ที่อากาศเย็น


ด้านจำนวนสัตว์ก็สามารถบอกข้อมูลของสภาพภูมิอากาศได้เหมือนกัน แต่ไม่ดีเท่าพืช เช่น เวลามีการพบซากของตัวด้วง (beetle) จำนวนมากในสถานที่ใด นั่นแสดงว่า สถานที่นั้นเคยเป็นแหล่งอาศัยของอาณาจักรด้วง ซึ่งมีสภาพดิน ฟ้า อากาศที่เหมาะสมสำหรับการดำรงชีพของมัน

แม้ว่าข้อมูลจากต้นไม้ จากแมลง จากบึง และจากสัตว์จะเป็นประโยชน์ ในการช่วยให้เราได้รู้ข้อมูลของอุณหภูมิ และของสภาพแวดล้อม ซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของภูมิอากาศ แต่ข้อมูลก็มิได้ระบุชัดว่า อะไรคือสาเหตุที่ทำให้เกิดเหตุการณ์เช่นนั้น และถ้าเราไม่รู้สาเหตุ เราก็จะไม่สามารถใช้ข้อมูลอดีต เพื่อพยากรณ์สภาพภูมิอากาศในอนาคตได้


นักวิทยาศาสตร์ได้รู้มานานพอสมควรแล้วว่า ดวงอาทิตย์ คือ แหล่งพลังงานที่สำคัญมากที่สุด เพราะแสงอาทิตย์สามารถช่วยให้พืชเจริญเติบโตเป็นอาหารของสัตว์ ช่วยให้น้ำระเหยเป็นไอ เป็นเมฆ ให้ตกลงมาเป็นฝน ส่วนซากพืชที่ตายไปแล้ว เมื่อเวลาผ่านไปนาน ๆ ในที่สุดก็จะกลายเป็นถ่านหินและน้ำมัน อันเป็นแหล่งพลังงานสำคัญที่กำลังขับเคลื่อนโลกอยู่ในปัจจุบัน ดังนั้น ดวงอาทิตย์จึงเป็นต้นเหตุสำคัญที่ทำให้สภาพภูมิอากาศของโลกเปลี่ยนแปลง และทำให้บริเวณขั้วโลกมีน้ำแข็งปกคลุม พร้อมกันนั้นก็ทำให้บริเวณเส้นศูนย์สูตรเป็นทะเลทรายในเวลาเดียวกันด้วย ตลอดจนถึงการทำให้โลกมียุคน้ำแข็ง (Ice Age) ในทุก 100,000 ปี ตลอดเวลาร่วม 2 ล้านปีที่ผ่านมา

เราทุกคนรู้ว่า แสงจากดวงอาทิตย์มิได้ตกกระทบผิวโลกทุกส่วนอย่างสม่ำเสมอ โดยที่บริเวณเส้นศูนย์สูตร แสงที่ดวงอาทิตย์ส่งมาจะตกกระทบผิวโลกส่วนที่เป็นเส้นศูนย์สูตร ในแนวตั้งฉาก และแสงอาทิตย์จะตกกระทบบริเวณขั้วโลก ในแนวเฉียง ๆ ดังนั้นอากาศที่ผิวโลกในบริเวณเส้นศูนย์สูตรจะร้อน และจะลอยตัวไปที่ขั้วโลก ซึ่งเป็นบริเวณที่เย็นกว่า ส่วนอากาศเย็นจากขั้วโลกก็จะเคลื่อนลงมาที่เส้นศูนย์สูตร เป็นการแทนที่กัน

แต่โลกของเรานั้นไม่เคยอยู่นิ่ง เพราะมันจะหมุนรอบตัวเองด้วย ดังนั้นจึงมีแรง Coriolis ที่กระทำต่อกระแสลมเวลาพัดผ่านผิวมหาสมุทรและผิวทวีป ซึ่งมีสมบัติการนำความร้อนได้ดีไม่เท่ากัน แรงต้านการหมุนของโลกที่เกิดจากกระแสลม และแรงโน้มถ่วงที่ดวงอาทิตย์และดวงจันทร์กระทำต่อน้ำในมหาสมุทรก็มีส่วนต้านการหมุนของโลก จนทำให้โลกหมุนช้าลง ๆ ทุกวัน ซึ่งนักธรณีฟิสิกส์สามารถตรวจพบเหตุการณ์นี้ได้จากกาวิเคราะห์หินดึกดำบรรพ์ที่อยู่ใต้ท้องมหาสมุทร และพบว่า เมื่อ 1,000 ล้านปีก่อน โลกเคยหมุนรอบตัวเองเร็วกว่านี้มาก คือ ในวันหนึ่ง ๆ จนนานเพียง 18.7 ชั่วโมงเท่านั้นเอง

เราทุกคนรู้ว่า น้ำหนึ่งโมเลกุล ประกอบด้วยออกซิเจน 1 อะตอม และไฮโดรเจน 2 อะตอม แต่น้ำที่มีบนโลกนั้น มิได้มีออกซิเจนเพียงชนิดเดียว คือ มี O-16 กับ O-18 ซึ่ง O-16 หนักเป็น 16 เท่าของไฮโดรเจน 1 อะตอม และ O-18 หนักเป็น 18 เท่า โดยที่ปริมาณ O-18 : O-16 มีพบในปัจจุบันอยู่ที่อัตราส่วน 1 : 1250

ดังนั้นเวลาน้ำระเหย ไอน้ำจึงมี O-16 ในปริมาณที่มากกว่า O-18 เมื่อเป็นเช่นนี้ ในยุคน้ำแข็ง ซึ่งมีหิมะตกมากในบริเวณขั้วโลก O-18 จะถูกกักขังอยู่ในน้ำแข็งมาก ทำให้น้ำทะเลในยุคน้ำแข็งมีปริมาณ O-18 มากกว่า O-16


การศึกษาสิ่งมีชีวิตในทะเลที่เต็มไปด้วยสัตว์ phylum foraminifera หรือ foram ซึ่งเปลือกหุ้มตัวของมันมีสารประกอบ calcium carbonate (CaCO3) ที่มีอะตอม oxygen จากน้ำเป็นองค์ประกอบ จะให้ข้อมูลของ O-18 ที่มีในเปลือกของมันได้ เพราะเปลือกจะตกตะกอนอยู่ที่ท้องมหาสมุทร ดังนั้นการวิเคราะห์ชั้นดินที่อยู่ใต้มหาสมุทรจะให้ข้อมูลของ O-16 และ O-18 ที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของอากาศในยุคน้ำแข็งที่เคยอุบัติในอดีตได้


ในปี 1976 Nicholas Shackleton (1937–2006) จากมหาวิทยาลัย Cambridge กับคณะได้วิเคราะห์อายุของเปลือกตัว foram อย่างละเอียด และพบว่าวัฏจักรของยุคน้ำแข็งมีหลายค่า เช่น 23,000 ปี, 41,000 ปี และ 100,000 ปี โดยที่วัฏจักรย่อยทั้งสามนี้ อาจจะรวมกันเป็นวัฏจักรใหญ่ ซึ่งรู้จักในนาม “วัฏจักร Milankovitch” (Milankovitch cycle) ตามชื่อของ Milutin Milankovitch (1879–1958) ซึ่งเป็นนักคณิตศาสตร์ และนักธรณีฟิสิกส์ชาว Serbia ที่ได้เสนอความคิดว่า สภาพภูมิอากาศของโลกขึ้นกับปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ที่โลกได้รับ ขณะที่โลกโคจรไปรอบดวงอาทิตย์ และตัวเลข 23,000 ปี, 41,000 ปี และ 100,000 ปีนั้น เป็นตัวเลขที่เกิดจากลักษณะการโคจรของโลก 3 รูปแบบ อันได้แก่


รูปแบบที่หนึ่ง คือ obliquity ซึ่งเป็นการโคจร โดยที่แกนหมุนของโลกทำมุมเอียงตั้งแต่ 22.1 ถึง 24.5 องศา กับแนวดิ่ง โดยที่ไม่ได้อยู่คงที่ที่ 23.5 องศา ดังที่เราเคยรู้ ๆ กัน การแกว่งแกนหมุนไป-มาจาก 22.1 ถึง 24.5 องศานี้ ใช้เวลา 41,000 ปี และการเอียงของแกนหมุนนี้ได้ทำให้บริเวณต่าง ๆ ของโลกมีฤดู เพราะแกนยิ่งเอียงมาก ฤดูร้อนก็จะร้อนมาก และฤดูหนาวก็จะหนาวมาก


รูปแบบที่สองที่บอกลักษณะการโคจรของโลก คือ แบบ precession หรือ หมุนควง คือ แกนหมุนจะไม่ชี้ทิศเดียวตลอดเวลา แต่จะส่ายควงเป็นวงกลมแบบรูปข่าง และจะไปครบรอบโดยใช้เวลา 22,000 ปี การหมุนลักษณะนี้จะทำให้ ครึ่งโลกเหนือเป็นฤดูหนาวในเดือนมิถุนายน เพราะอยู่ไกลดวงอาทิตย์มากที่สุด และครึ่งโลกใต้จะเป็นฤดูร้อนในเดือนธันวาคม เพราะอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุด


ส่วนรูปแบบที่สาม คือ eccentricity หรือ ความเยื้องศูนย์กลาง หรือ ความเบ้ เพราะวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ มิได้เป็นวงกลมที่มีดวงอาทิตย์เป็นจุดศูนย์กลาง แต่เป็นวงรี ที่มีดวงอาทิตย์อยู่ที่จุดโฟกัส และวงรีนี้มีความเบ้ = 0.0167 (วงกลมมีความเบ้ = 0) การเป็นวงรี ได้ทำให้ในบางเวลาโลกจะอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ แต่ในบางเวลาก็อยู่ไกล การเปลี่ยนรูปแบบโคจรจากวงกลมเป็นวงรี และวงรีเป็นวงกลม ใช้เวลาตั้งแต่ 95,000 ถึง 125,000 ปี


ผลงานของ Milankovitch เรื่องนี้ ไม่มีใครให้ความสนใจมากในช่วงปี 1960 ถึง 1970 จนกระทั่งนักวิทยาศาสตร์ได้ตรวจพบว่า น้ำที่มี O-16 เป็นองค์ประกอบ ระเหยได้เร็วกว่าน้ำที่มี O-18 เป็นองค์ประกอบ การค้นพบนี้ได้ทำให้นักวิทยาศาสตร์รู้ว่า อัตราส่วนระหว่าง O-18/O-16 ในน้ำทะเลมีค่ามากกว่าในน้ำแข็ง

การวัดปริมาณ O-18 กับ O-16 ในตะกอนที่เป็นเปลือกของสัตว์เซลล์เดียว จึงแสดงให้เห็นว่าได้เกิดยุคน้ำแข็งบนโลกหลายครั้ง คือ มากกว่า 10 ครั้งขึ้นไป และทุกครั้งก็ตรงกับคำพยากรณ์ที่ Milankovitch ได้ทำนายไว้ทุกประการ

เพราะข้อมูลที่ได้จากหินตะกอน สามารถบอกสภาพความเป็นอยู่ของสุริยจักรวาลในสมัยดึกดำบรรพ์ได้ ดังนั้น Stephen Meyers จากมหาวิทยาลัย Wisconsin – Madison ในสหรัฐอเมริกา จึงได้ศึกษาหินดึกดำบรรพ์ใต้ทะเล เพื่อหาองค์ประกอบทางเคมีของหิน เพราะคาดว่า องค์ประกอบนี้จะเปลี่ยนแปลงตามสภาพภูมิอากาศ ซึ่งจะเปลี่ยนแปลงตามปริมาณของแสงอาทิตย์ที่โลกได้รับ ตลอดเวลาที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ การรู้ธรรมชาติของหิน จึงทำให้เรารู้ธรรมชาติของสุริยจักรวาลด้วย ตั้งแต่เมื่อสุริยจักรวาลถือกำเนิดใหม่ๆ Meyers ได้ใช้หินที่ขุดพบในจีน ซึ่งมีอายุ 1,400 ล้านปี กับหินที่ขุดพบใต้ท้องมหาสมุทร Atlantic ซึ่งมีอายุ 55 ล้านปี และได้พบว่า เมื่อหินในเมืองจีนถือกำเนิดใหม่ ๆ นั้น ดวงจันทร์อยู่ห่างจากโลกเพียง 341,000 กิโลเมตรเท่านั้นเอง คือ ใกล้กว่าตำแหน่งที่ดวงจันทร์อยู่ห่างจากโลกในปัจจุบันถึง 40,000 กิโลเมตร นั่นแสดงว่า ดวงจันทร์ได้ถอยห่างจากโลกทุกปีเป็นระยะทางประมาณ 3 เซนติเมตร/ปี

เพราะดวงจันทร์กับโลกมีแรงโน้มถ่วงกระทำต่อกัน ดังนั้นระยะทางที่โลกอยู่ห่างจากดวงจันทร์ จึงมีอิทธิพลต่อการหมุนรอบตัวเองของโลกด้วย นั่นคือ ถ้าดวงจันทร์อยู่ใกล้ (เช่นในอดีต) โลกจะหมุนรอบตัวค่อนข้างเร็ว (คือ วันหนึ่ง ๆ จะนานไม่ถึง 24 ชั่วโมง) รายงานของ Meyers ที่ตีพิมพ์ในวารสาร PNAS doi.org/cqkb ได้แสดงให้เห็นว่า เมื่อ 1,400 ล้านปีก่อน วันหนึ่ง ๆ บนโลกจะนานเพียง 18.7 ชั่วโมงเท่านั้นเอง และโลกได้หมุนช้าลงประมาณปีละ 14 นาโนวินาที

ดังนั้น การศึกษาประวัติความเป็นอยู่ของสุริยจักรวาล จึงเป็นปริศนาหนึ่งที่น่าสนใจ เช่นเมื่อ 4,000 ล้านปีก่อน ขณะที่โลกถือกำเนิดใหม่ๆ โลกหมุนรอบตัวเองด้วยความเร็วประมาณ 3 ถึง 4 เท่า ของความเร็วปัจจุบัน ทำให้วันหนึ่ง ๆ นานเพียง 6 ถึง 8 ชั่วโมง และเมื่อดวงอาทิตย์ต้องสูญเสียมวลไปตลอดเวลา เพราะมันต้องเปลี่ยนมวลไปเป็นพลังงาน โดยอาศัยปฏิกิริยา fusion ดังนั้นแรงดึงดูดแบบโน้มถ่วงที่ดวงอาทิตย์กระทำต่อโลกก็น้อยลง ๆ ตลอดเวลาด้วย ซึ่งมีผลทำให้โลกเคลื่อนที่ถอยห่างจากดวงอาทิตย์ไปเป็นระยะทางประมาณ 6 เซนติเมตร/ปี

ส่วนในประเด็นความเร็วของมนุษย์ที่เคลื่อนที่ไปในเอกภพก็เป็นเรื่องที่น่าสนใจอีกเรื่องหนึ่ง เพราะมันเป็นการเคลื่อนที่หลายรูปแบบ คือ เป็นการเคลื่อนที่ของมนุษย์รอบโลก จากการที่โลกหมุนรอบตัวเองได้ครบ 360 องศา โดยใช้เวลา 23 ชั่วโมง 56 นาที และ 4.09053 วินาที และเมื่อโลกมีเส้นรอบวงยาว 40,075 กิโลเมตร ดังนั้นความเร็วของมนุษย์ที่ยืนอยู่ที่เส้นศูนย์สูตรก็จะมีค่าเท่ากับ 460 เมตร/วินาที หรือ 1,676 กิโลเมตร/ชั่วโมง

แต่เมื่อเราเปรียบเทียบความเร็วนี้ กับความเร็วในการโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ที่อยู่ห่างออกไปประมาณ 150 ล้านกิโลเมตร เราก็จะเห็นว่า เวลา 1 ปี ที่โลกใช้ในการโคจรไปโดยรอบนั้น ได้ทำให้โลกมีความเร็วประมาณ 30 กิโลเมตร/วินาที (ซึ่งเป็นความเร็วเฉลี่ย เพราะความเร็วจริงของโลกในวงโคจรที่เป็นวงรีมีค่าอยู่ระหว่าง 30.29 กิโลเมตร/วินาที กับ 29.29 กิโลเมตร/วินาที) ดังนั้นความเร็วในการโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ จึงมีค่ามากกว่าความเร็วของมนุษย์ที่ยืนอยู่บนเส้นศูนย์สูตรมาก


แต่ในเวลาเดียวกัน ระบบสุริยะที่มีดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลาง ก็เป็นเพียงระบบหนึ่งของกาแล็กซีทางช้างเผือก (Milky Way) ที่กำลังโคจรไปรอบจุดศูนย์กลางของทางช้างเผือก โดยอยู่ห่างจากจุดศูนย์กลาง (หลุมดำ) เป็นระยะทางประมาณ 27,000 ปีแสง และจะใช้เวลานานตั้งแต่ 220 ถึง 250 ล้านปี จึงจะโคจรไปได้ครบหนึ่งรอบ ดังนั้นความเร็วของดวงอาทิตย์ขณะโคจรไปรอบจุดศูนย์กลางของทางช้างเผือก จึงมีค่าประมาณ 20 กิโลเมตร/วินาที แต่ค่าความเร็วนี้ มีความคลาดเคลื่อนค่อนข้างมาก เพราะระยะทางต่าง ๆ ที่วัดได้มีความไม่แน่นอนค่อนข้างสูง และการไม่รู้ความเบ้ของวงโคจร รวมทั้งไม่รู้ว่าระนาบวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ทำมุมมากหรือน้อยเพียงใดกับระนาบของกาแล็กซีทางช้างเผือก ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวประมาณ 100,000 ปีแสง และหนาประมาณ 2,000 ปีแสง ได้ทำให้ค่าความเร็วลัพธ์ของโลก เมื่อวัดสัมพัทธ์กับทางช้างเผือก มีค่าอยู่ระหว่าง 208 กิโลเมตร/วินาที กับ 237 กิโลเมตร/วินาที


ส่วนทางช้างเผือกเอง ก็ไม่อยู่นิ่ง เพราะเป็นกาแล็กซี 1 ใน 60 ของ Local Group ที่อยู่ใกล้กันเป็นกาแล็กซีกลุ่มใหญ่ ๆ โดยมีกาแล็กซี Andromeda ที่ใหญ่ที่สุด และกาแล็กซีทางช้างเผือกใหญ่เป็นอันดับสอง การวัดความเร็วของ Andromeda ที่พุ่งเข้าหาดวงอาทิตย์ แสดงให้เห็นว่ามันมีความเร็ว 301 กิโลเมตร/วินาที (ความเร็วในทิศอื่นยังวัดไม่ได้แน่นอน) และความเร็วของ Andromeda ที่พุ่งเข้าหาทางช้างเผือกมีค่าประมาณ 109 กิโลเมตร/วินาที นั่นหมายความว่า Andromeda ที่อยู่ห่างออกไป ประมาณ 2.5 ล้านปีแสง จะพุ่งชนทางช้างเผือกในอีก 4,000 ล้านปี


นอกจาก Local Group แล้ว เอกภพก็ยังมี Supercluster ขนาดใหญ่ชื่อ Leo กับ Virgo ด้วย และแรงโน้มถ่วงระหว่างกัน ได้ทำให้ Local Group มีความเร็วประมาณ 600 กิโลเมตร/วินาที การรวมความเร็วสัมพัทธ์ในทุกทิศทาง ได้ทำให้โลกมีความเร็วลัพธ์ประมาณ 368 กิโลเมตร/วินาที ในทิศที่พุ่งไปยังกลุ่มดาว Leo ซึ่งความเร็วนี้มีค่าประมาณ 1/800 ของความเร็วแสง

โดยสรุป สรรพสิ่งในเอกภพไม่มีอะไรอยู่นิ่ง และการเคลื่อนที่ของสรรพสิ่งจะไม่มีอะไรหวนกลับมาที่เดิม เพราะทุกสิ่งทุกอย่างกำลังเปลี่ยนแปลง และจะเปลี่ยนไป และเมื่อเรามีความไม่แน่นอนในการวัดค่าความเร็วระยะทางต่าง ๆ ดังนั้นคำถามที่ว่า สภาพภูมิอากาศของโลกในอนาคตจะเป็นเช่นไร ก็ยังทำนายไม่ได้ ณ เวลานี้

อ่านเพิ่มเติมจาก Ice Finders : How a Poet, a Professor, and a Politician Discovered the Ice Age โดย Edmund Blair Bolles จัดพิมพ์โดย Counter Point ปี 1999


ศ.ดร.สุทัศน์ ยกส้าน : ประวัติการทำงาน - ราชบัณฑิต สำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย

อ่านบทความ "โลกวิทยาการ" ได้ทุกวันศุกร์