| ผู้เขียน | ไพรัตน์ พงศ์พานิชย์ |
|---|
สะพานแห่งกาลเวลา : ดวงจันทร์กับวันและเวลา
ความรู้พื้นฐานทางด้านวิทยาศาสตร์บอกเราว่า ดวงจันทร์ เป็นบริวารเพียงหนึ่งเดียวของโลก แล้วก็ส่งอิทธิพลต่อโลกด้วยการก่อให้เกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่า น้ำขึ้น-น้ำลง
ที่เราคิดไปไม่ถึงก็คือ ดวงจันทร์ ส่งผลโดยตรงต่อวันและเวลาบนโลกมนุษย์ ชนิดที่เรียกได้ว่าเป็นตัวกำหนดว่า 1 วันของเรามีเวลากี่ชั่วโมงเลยทีเดียว
หลายคนอาจแย้งว่า ระยะเวลาหนึ่งวันบนโลก ถูกกำหนดให้ขึ้นอยู่กับระยะเวลาที่โลกของเราหมุนรอบตัวเองครบหนึ่งรอบต่างหาก ไปเกี่ยวข้องกับดวงจันทร์ตรงไหน
คำตอบก็คือ เกี่ยวข้องตรงที่แรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์นอกจากจะทำให้เกิดปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลงบนโลกแล้ว ยังส่งผลให้โลกเราหมุนช้าลงอีกด้วย
มีนักวิทยาศาสตร์สาขาหนึ่ง ซึ่งศึกษาข้อมูลทางธรณีวิทยาที่บันทึกอยู่ในชั้นหินโบราณเก่าแก่ทั้งหลายไปใช้เพื่อคาดการณ์ย้อนหลังไปถึงประวัติศาสตร์ของโลกและระบบสุริยะ เรียกกันว่า วิชา แอสโตรโครโนโลยี (astrochronology) ที่ยังไม่มีชื่อเรียกในภาษาไทย
นักวิชาการด้านนี้ศึกษาแล้วพบว่า เมื่อครั้งที่ดวงจันทร์เพิ่งก่อตัวขึ้นใหม่ๆ เมื่อราว 4,500 ล้านปีมาแล้วนั้น ดวงจันทร์อยู่ใกล้โลกมากกว่าที่เป็นอยู่และอิทธิพลที่มีต่อการหมุนรอบตัวเองของโลกก็สูงมากตามไปด้วย จนกระทั่ง 1 วัน (คือระยะเวลาที่โลกหมุนรอบตัวเองครบ 1 รอบ) สั้นมาก กินเวลาเพียงแค่ไม่กี่ชั่วโมงเท่านั้นเอง
บันทึกทางธรณีวิทยาในธรรมชาติแสดงให้เห็นว่า ระยะเวลา 1 วันดังกล่าวนั้นยืดยาวออกไปเรื่อยๆ เมื่อเวลาผ่านไป เหตุผลเป็นเพราะดวงจันทร์ขยับถอยห่างออกจากโลกไปมากขึ้นเรื่อยๆ ที่อัตราเฉลี่ยปีละประมาณ 3.78 เซนติเมตรครับ
นักวิทยาศาสตร์อธิบายเอาไว้ว่า แรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ส่งผลโดยตรงต่อมวลน้ำในมหาสมุทรบนโลก ทำให้เกิด “น้ำขึ้น” หรือมวลน้ำหนุนสูงขึ้นในด้านหนึ่ง และ “น้ำลง” ในอีกด้านหนึ่งซึ่งไกลจากดวงจันทร์กว่า
การที่มวลของน้ำบนโลกเทเหวี่ยงไปนูนสูงอยู่ด้านหนึ่งจากแรงดึงดูดจากแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์นั้น ทำหน้าที่เป็นเหมือนแรง “เบรก” โดยธรรมชาติต่อแรงเหวี่ยงเพื่อหมุนรอบตัวเองของโลก ทำให้โลกใช้เวลานานขึ้นในการหมุนรอบตัวเอง
นักวิทยาศาสตร์ชอบเปรียบเทียบให้เห็นภาพว่า เหมือนกับนักฟิกเกอร์ สเก็ต ที่ยืดแขนกางออก เพื่อชะลอให้การหมุนตัวช้าลงจนหยุดหรือจนเปลี่ยนท่าทางได้ในที่สุดนั่นเอง
แต่ความเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นกับการหมุนของโลกที่ว่านี้ช้ามากๆ ครับ นักวิทยาศาสตร์คำนวณแล้วระบุว่า แรงกระทำของดวงจันทร์ทำให้โลกหมุนรอบตัวเองช้าลง (หรือระยะเวลา 1 วันบนโลกเพิ่มขึ้น) ราว 1.7 มิลลิวินาที (มิลลิวินาทีคือหนึ่งในพันของ 1 วินาที) ในทุกๆ 1 ศตวรรษ
คำอธิบายนี้ฟังดูมีเหตุผล แต่ก็ก่อให้เกิดข้อกังขาขึ้นตามมาว่า ในเมื่อดวงจันทร์ถอยห่างออกไปจากโลกเรื่อยๆ ทำให้ช่วงห่างของน้ำขึ้นกับน้ำลงถ่างออกไปเรื่อยๆ น่าจะทำให้ 1 วันบนโลกนานมากขึ้นทุกที
ถ้านำเอาเวลามาคำนวณโดยใช้ข้อมูลการเคลื่อนที่ออกห่างจากโลกของดวงจันทร์มาคิดคำนวณร่วมด้วย ป่านนี้ 1 วันบนโลก ไม่ปาเข้าไปนานกว่า 60 ชั่วโมงแล้วหรือ?
ใช่ครับ ควรจะเป็นเช่นนั้น แต่มีข้อมูลที่เป็นบันทึกทางธรณีวิทยาในธรรมชาติบนโลกที่แสดงให้เห็นว่า ในช่วงเวลาตั้งแต่เมื่อราว 2,000 ล้านปีก่อนเรื่อยมาจนกระทั่งถึงราว 600 ล้านปีก่อน ช่วงระยะเวลา 1 วันบนโลกค่อนข้างนิ่ง คือโดยรวมๆ แล้วอยู่ที่ 19.5 ชั่วโมงต่อ 1 วัน
1 วันบนโลก เท่ากับ 19.5 ชั่วโมงอยู่นานต่อเนื่องราว 1,400 ล้านปีทีเดียว
แรกเริ่มเดิมทีนักวิทยาศาสตร์ก็อึ้ง ไม่รู้ว่าจะอธิบายเรื่องนี้ได้อย่างไร จนกระทั่งทีมศึกษาวิจัยที่ประกอบด้วยนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ 2 คน คือ หวู ฮั่นป๋อ กับ นอร์แมน เมอร์เรย์ ซึ่งเป็นนักวิชาการประจำอยู่ที่มหาวิทยาลัยโตรอนโตในประเทศแคนาดา ค้นพบเหตุผลเบื้องหลังเรื่องนี้ และนำเสนอเป็นรายงานไว้ในวารสารวิชาการ Science Advances เมื่อเร็วๆ นี้
ทั้งสองระบุว่า โดยข้อเท็จจริงแล้ว ดวงจันทร์ ไม่ได้เป็นวัตถุในระบบสุริยะอย่างเดียวที่ส่งอิทธิพลต่อการหมุนรอบตัวของโลก และในทำนองเดียวกัน น้ำก็ไม่ได้เป็น “ของไหล” อย่างเดียวที่โลกมีอยู่
งานวิจัยนี้ระบุว่า ก๊าซก็เป็นของไหลเช่นเดียวกัน แล้วโลกก็มีก๊าซห่อหุ้มอยู่เป็นปริมาณมหาศาล ในขณะที่ดวงอาทิตย์ซึ่งถึงแม้จะอยู่ห่างออกไปจากโลกมากเมื่อเทียบกับดวงจันทร์ แต่ก็มีอิทธิพลต่อการหมุนของโลกเช่นเดียวกัน
แรงดึงดูดของดวงอาทิตย์ทำให้มวลของก๊าซไปนูนอยู่ด้านหนึ่งได้ ทำนองเดียวกันกับที่ดวงจันทร์ทำให้เกิดน้ำขึ้น แต่ที่กลับกันเป็นตรงกันข้ามก็คือ แรงดึงดูดจากดวงอาทิตย์แทนที่จะทำให้โลกหมุนรอบตัวเองช้าลง กลับทำให้โลกหมุนรอบตัวเองเร็วขึ้นกว่าเดิม
ก่อนหน้านี้เมื่อตอนที่ดวงจันทร์อยู่ใกล้โลกมากกว่าในเวลานี้ แรงกระทำจากดวงจันทร์มีมากกว่าและส่งผลโดยตรงทำให้โลกหมุนช้าลง เมื่อดวงจันทร์ขยับออกมาเรื่อยๆ พอถึงระยะหนึ่ง ก็เกิดความสมดุลระหว่างอิทธิพลของดวงจันทร์และดวงอาทิตย์
นั่นคือช่วงเวลาที่วันและเวลาในช่วง 1 วันของโลกเรา นิ่งสนิทอยู่ที่ 19.5 ชั่วโมงนานกว่าพันปีนั่นเองครับ
