คอลัมน์ ฟิสิกส์ธรรมดาสาระมันส์

โดย Mister Tompkin

1.เข้าใจผิดว่าเราเห็นทางช้างเผือกเป็นรูปกังหันเต็มๆ ได้

กาแล็กซีคือหมู่บ้านของดวงดาวที่เหล่าดวงดาวมาอยู่รวมกันจำนวนมาก กาแล็กซีมีหลายรูปร่างลักษณะซึ่งทางช้างเผือกเป็นกาแล็กซีรูปกังหันแบบมีคานตรงกลาง (barred spiral galaxy) ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณหนึ่งแสนปีแสง

ระบบสุริยะของเราก็อาศัยอยู่บริเวณขอบๆ ของกาแล็กซีทางช้างเผือก ดังนั้น เราจึงไม่สามารถมองเห็นกาแล็กซีทางช้างเผือกเป็นรูปกังหันแบบเต็มๆ ได้แน่นอนเนื่องจากเราเองก็อยู่ภายในกาแล็กซี เปรียบเหมือนกับเรานั่งอยู่ในบ้านย่อมไม่สามารถมองเห็นบ้านทั้งหลังแบบเต็มๆ ได้

คนเรานี่ก็เก่งนะครับ เห็นจากด้านในยังอุตส่าห์วิเคราะห์ได้ว่ากาแล็กซีที่เราอยู่เป็นรูปกังหันแบบมีคาน

ทางเดียวที่จะมองเห็นบ้านทั้งหลังได้ก็คือ เราต้องออกไปนอกบ้านเสียก่อน แต่ทุกวันนี้ สิ่งประดิษฐ์ของมนุษย์ที่สามารถออกนอกโลกไปได้ไกลที่สุดคือยานวอยเอเจอร์ 1 ซึ่งเพิ่งหลุดออกไปจากขอบเขตของระบบสุริยะเท่านั้นเองเมื่อกลางปี 2013 (ห่างจากดวงอาทิตย์ราวๆ 2 หมื่นล้านกิโลเมตร)

ดังนั้น รูปกาแล็กซีทางช้างเผือกที่ปรากฏให้เห็นทั้งกาแล็กซี จึงไม่ใช่รูปถ่ายกาแล็กซีทางช้างเผือกจริงๆ แต่อาจเป็นภาพถ่ายกาแล็กซีอื่นหรือภาพวาดที่นำมาอธิบายประกอบเรื่องราวเท่านั้น

2.ทางช้างเผือกปรากฏให้เราเห็นชัดเจนเหมือนในรูปถ่าย

หากเราค้นหารูปทางช้างเผือกในอินเตอร์เน็ต เรามักจะเห็นรูปแบบนี้

ภาพที่เห็นนี้คือกาแล็กซีทางช้างเผือกที่มองจากโลกของเรา

ลองนึกภาพเล็กซีทางช้างเผือกมีลักษณะกลมๆ แบนๆ คล้ายไข่ดาวนะครับ เนื่องจากเราอยู่บริเวณขอบๆ ของไข่ขาวเราจึงไม่สามารถมองเห็นไข่ดาวแบบเต็มใบได้ แต่เราสามารถมองไปทางไข่แดงได้ พูดง่ายๆ ว่ามองตัดเข้าไปนั่นเอง แม้จะมองตัดเข้าไปเราก็ยังมองเห็นดวงดาวได้เนื่องจากดาวแต่ละดวงในกาแล็กซีอยู่ห่างกันมาก

แต่สิ่งที่สายตาเรามองเห็นไม่เหมือนภาพถ่ายนี้นะครับ

ทางช้างเผือกที่สายตาเราเห็นมีลักษณะเป็นเหมือนเมฆบางๆ แต่มันเป็นเมฆที่ไม่ยอมเคลื่อนที่ไปไหนเหมือนเมฆทั่วไป เนื่องจากเราเห็นกาแล็กซีทางช้างเผือกเป็นสีขาวจางๆ ทำให้มันถูกเรียกว่า ทางน้ำนม (Milky way) ราวๆ สี่ร้อยห้าสิบปีก่อนกาลิเลโอ กาลิเลอี สุดยอดนักวิทยาศาสตร์แห่งอิตาลีใช้กล้องโทรทรรศน์ที่ตนเองสร้างขึ้นส่องไปแล้วพบว่าเมฆลึกลับดังกล่าวประกอบไปด้วยดาวมากมายเต็มไปหมด

แล้วทำไมภาพถ่ายถึงเห็นดาวดวงชัดเจนขนาดนี้?

คำตอบคือ เทคนิคการถ่ายภาพครับ

รูปที่ 2 ที่เห็นนี้เกิดจากการเปิดรูรับแสงค้างไว้นานถึง 30 วินาที เพื่อรวบรวมแสงให้ได้มากที่สุด จากนั้นนำไปตกแต่งภาพด้วยโปรแกรมแต่งภาพอีกทีทำให้เราเห็นทางช้างเผือกชัดแจ๋ว นักถ่ายภาพบางคนถ่ายทางช้างเผือกไว้หลายๆ รูปแล้วนำรูปที่ได้มาซ้อนกันอีกทีจนภาพมีรายละเอียดมากยิ่งขึ้นไปอีก

บางคนอาจคิดว่ารูปถ่ายเหล่านี้หลอกลวงเรา!! ทำให้เราเข้าใจผิดว่ามองไปบนฟ้าแล้วจะเห็นทางช้างเผือกชัดเจนแบบในรูปถ่าย จะว่าหลอกก็ได้ครับ แต่ถ้าเรารู้แล้วว่าภาพเหล่านี้เกิดจากเทคนิค เราก็มองภาพถ่ายในแง่ความสวยงามได้อย่างไม่เป็นปัญหามิใช่หรือ?

จริงๆ แล้วเทคนิคการเปิดหน้ากล้องมันก็แค่การรวมแสงเท่านั้น ดวงตาคนเราต่างหากที่มีประสิทธิภาพจำกัดทำให้เราไม่สามารถเปิดรูรับแสงมาประมวลผลได้ในคราวเดียวแบบกล้องถ่ายรูป ดังนั้น กล้องถ่ายรูปก็แค่อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ "มอง"ในอีกลักษณะหนึ่งเท่านั้น ไม่ได้เพิ่มจำนวนดาวหรือลดจำนวนลงสักหน่อย

ถ้าจะมีเรื่องหลอกคนดูอยู่บ้างก็คงเป็นเรื่องของการตกแต่งรูปด้วยโปรแกรมแต่งรูป

แต่ก็อีกนั่นแหละ เดี๋ยวนี้ใครถ่ายรูปแล้วไม่แต่งบ้างหนอ