ความตื่นตัวทางด้านดาราศาสตร์ของคนไทยเมื่อยุคของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์มาถึง และ ดร.ณิชา คือหนึ่งในทีม GLASS ผู้ร่วมตามล่าหากาแลกซีที่ไกลที่สุด

ช่วงกลางปีที่ผ่านมา กระแสตื่นตัวเรื่องอวกาศกลับมาอีกครั้งเมื่อภาพแรกของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ (James Webb Space Telescope หรือ JWST) เผยแพร่ภาพถ่ายของกระจุกกาแลกซี่ SMACS 0723 หรือชื่อเล่นที่ว่า Deep Field ที่มาจากความห่างไกลของกาแลกซี่ถึง 13,500 ปีแสง ซึ่งนับว่าไกลที่สุดเท่าที่มนุษยชาติเคยค้นพบในปัจจุบัน

จะด้วยความตื่นตาจากภาพที่สวยงาม หรือเรื่องราวการค้นพบที่ข้ามขีดจำกัดของมนุษย์ไปอีกขั้น แต่นี่นับว่าปลุกความกระหายในแวดวงดาราศาสตร์ให้กับชาวไทยอีกครั้ง “น่าสนใจมากเลยนะ อาจารย์ของพี่ยังแปลกใจเลยว่า คนไทยนี่สนใจดาราศาสตร์จัง” จากคำถามถึงกระแสเจมส์ เว็บบ์ในเมืองไทยกับ ดร.ณิชา ลีโทชวลิต นักวิจัยไทยจากสถาบันดาราศาสตร์แห่งชาติ (NARIT) ผู้ร่วมค้นพบ GLASS-z13 หนึ่งในกาแลกซี่ที่ไกลที่สุดเท่าที่มนุษย์เคยบันทึกภาพได้

เราเชื่อว่า บทสนทนากับ ดร.ณิชา ต่อจากนี้ไป จะเป็นแรงบันดาลใจสำคัญสำหรับคนไทยที่เคยมองดาราศาสตร์เป็นเรื่องราวที่ไกลตัว ว่าอวกาศอันแสนไกลและแสนลึกลับ แต่การค้นพบครั้งใหม่ยังคงสร้างความตื่นเต้น และแสดงศักยภาพของมนุษยชาติที่ก้าวข้ามขีดจำกัดของตัวเองได้อย่างไม่มีที่สิ้นสุด

การทำงานกับทีม GLASS โปรเจ็คต์ที่พาดาราศาสตร์ก้าวออกไปไกลกว่าเดิม

GLASS หรือ Grism Lens-Amplified Survey from Space เป็นหนึ่งโครงการที่เปิดโอกาสให้นักดาราศาสตร์ที่สนใจเสนอว่าต้องการให้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ ศึกษาในหัวเรื่องใดบ้าง ซึ่งงานวิจัยที่ค้นพบในครั้งนี้เป็นแบบที่จะเปิดเผยข้อมูลสู่สาธารณะทันทีที่บันทึกข้อมูลได้ หรือ Early Release Science และครั้งนี้คือประสบการณ์ครั้งสำคัญที่ ดร.ณิชา ได้ค้นพบร่วมกับทีมวิจัย

ดร.ณิชาเท้าความว่า อาชีพนักดาราศาสตร์แบ่งได้หลักๆ เป็น 3 สาย ได้แก่ สายนักทฤษฎี นักสังเกตการณ์ และนักประดิษฐ์อุปกรณ์ ในบทบาทของเธอคือนักสังเกตการณ์ ที่จะเก็บข้อมูล (Data) จากการดูดวงดาวด้วยกล้องโทรทรรศน์ จากนั้นจึงนำมาประมวลผลผ่านการเขียนโค้ด แล้วค่อยสรุปและเผยแพร่เป็นงานวิจัย “ปึหนึ่งเราดูดาวกันไม่เกิน 10 วัน ส่วนกล้องที่ใช้ก็จะขึ้นอยู่กับลักษณะงาน โดยปกติแล้วกล้องยิ่งใหญ่ยิ่งดี”

“ในทีมของเราจะมีประมาณ 20 คน โดยที่งานของพวกเราจะทำหน้าที่เก็บข้อมูลที่ได้จากการสังเกตอวกาศผ่านกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ ถ้าสังเกตในรูปที่เผยแพร่จะเห็นว่า มันจะมีจุดๆ กระจายเต็มไปหมด ตรงนี้คือข้อมูลที่เก็บสะสม แล้วแบ่งหน้าที่กันว่าใครจะทำส่วนไหน”

“ก่อนที่จะประกาศการค้นพบครั้งใหม่ ทีมนักวิจัยจะต้องวางแผนฝึกซ้อมการทำงานกับข้อมูลกันไว้ก่อน ด้วยการสร้างข้อมูลจำลองไว้เพื่อทดลองประมวลผลจริงว่า ถ้าเกิดการค้นพบจริงๆ จะเป็นอย่างไร แล้วจะต้องทำอะไรต่อ อย่างการค้นพบกาแลกซีตัวนี้ พอข้อมูลมาถึงเราก็ปฏิบัติตามที่ซ้อมกันไว้จริงๆ ซึ่งก็ถือว่าช้ากว่าที่คิดนะ เพราะกว่ารูปสวยๆ จาก NASA จะปล่อยออกมา จะต้องเรนเดอร์หรือผ่านกระบวนการที่มาจากข้อมูลซึ่งเป็นวิทยาศาสตร์ จริงๆ เราต้องดูในระดับพิกเซล แล้วแปลงค่าว่าดาวปล่อยแสงสว่างออกมากี่วัตต์ เหมือนกับหลอดไฟ ซึ่งมันต้องทำการปรับตั้งค่าเยอะมาก ตรงนี้ก็จะยากหน่อย”

เราจึงให้ ดร.ณิชา แนะนำการทำงานของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ให้เรารู้จักถึงการทำงาน และพัฒนาการของกล้องโทรทรรศน์จากอดีตที่เราเคยรู้จักและสัมผัสกันมา

“หน่วยงานของ NASA ในส่วนที่เกี่ยวกับการวิจัยของอเมริกาจะมีการร่วมพูดคุยกันทุก 10 ปีว่า ในอีก 10 ปีข้างหน้าเราจะทำอะไร ทุกๆ 20 ปีจึงจะมีภารกิจใหญ่ ซึ่งอันแรกก็คือ กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (Hubble Space Telescope) ที่เป็นภารกิจใหญ่ที่เริ่มคิดมาตั้งแต่ช่วงปี 1960 แล้ว ส่วนเจมส์ เว็บบ์ ซึ่งเป็นโปรเจ็คต์ที่ถูกนำเสนอมาตั้งแต่ปี 2000”

“ในตอนนั้นทุกอย่างคือ ถูกผลักดันให้ทะลุทุกข้อจำกัดให้ได้ ถ้ามองกลับไปตอนนั้น โทรศัพท์มือถือก็ยังไม่มีกล้องเลย แล้วกล้องโทรทรรศน์ตัวนี้ความยาวคลื่นเป็นอินฟราเรดด้วยนะ ซึ่งอินฟราเรดเป็นรังสีที่ปลดปล่อยจากทุกสิ่งทุกอย่าง แม้แต่ตัวเราเองก็ปลดปล่อยอินฟราเรดด้วยเหมือนกัน เพราะฉะนั้นการใช้งานจะต้องทำอย่างไรก็ได้ให้สภาพแวดล้อมที่กล้องเย็นที่สุด เราก็ต้องทำงานกันที่อุณหภูมิ -100 ถึง -200 องศาเซลเซียส”

“ถ้าเทียบกับตัวฮับเบิลเดิมทีหน้ากล้องมีเส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ที่ 2.4 เมตร ซึ่งถือว่าใหญ่มากแล้ว แต่กับเจมส์ เว็บบ์ มีเส้นผ่านศูนย์กลางหน้ากล้องอยู่ที่ 6 เมตร ซึ่งเราไม่สามารถทำกระจกขนาดใหญ่ 6 เมตรได้ วิธีการจึงต้องทำเป็นแผ่นเล็กๆ เคลือบด้วยทอง เหมือนกับแปะทองคำเปลว และต้องเบามากๆ ทำจากวัสดุอะตอมน้ำหนักเบา เพราะยิ่งหนักก็ยิ่งแพง ดังนั้นงานวัสดุศาสตร์ต้องล้ำมากๆ”

คนไทย กับฝันที่วาดไกลถึงวงการดาราศาสตร์

ในสายตาของนักดาราศาสตร์ระดับโลกอย่าง ดร.ณิชา มองว่า วงการดาราศาสตร์ในประเทศไทยถือว่าก้าวหน้าอย่างมาก เริ่มต้นตั้งแต่การติดตั้งกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสง ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางกระจก 2.4 เมตร ซึ่งนับเป็นกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ที่สุดในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ที่หอดูดาวแห่งชาติ อุทยานแห่งชาติดอยอินทนนท์ อำเภอจอมทอง จังหวัดเชียงใหม่

“กล้องตัวนี้เคยได้อ่านงานโครงการวิจัย ถือว่าเป็นที่นิยมในหมู่นักดาราศาสตร์กลุ่ม Exoplanet หรือนักค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบ ซึ่งก็จะมีนักวิจัยจากทั่วโลกมาขอใช้กล้อง พอเริ่มมีผลงานแล้วคิดว่าวงการดาราศาสตร์ไทยน่าจะดีขึ้นได้เรื่อยๆ จริงๆ แล้วเด็กไทยมีศักยภาพมาก และมีเรียนอยู่ทุกที่เลย มีน้องอีกคนที่ได้ทำงานกับเจมส์ เว็บบ์ และเป็นผู้วิจัยหลัก (Principal Investigator – PI) ของโปรเจ็กต์ ซึ่งถือว่าเก่งมาก”

จุดเริ่มต้นการเดินทางในสายดาราศาสตร์ของ ดร.ณิชา มาจากได้รับทุนจากสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ ไปศึกษาต่อระดับปริญญาตรี โท เอก ด้านฟิสิกส์ดาราศาสตร์ ที่ University of Chicago และ California Institute of Technology สหรัฐอเมริกา หลังจากเรียนจบระดับมัธยมศึกษาตอนปลายที่โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์

“เรื่องดาราศาสตร์ก็คือ ไม่แน่ใจว่าชอบตั้งแต่ตอนไหน จริงๆ มันเกิดจากการจับพลัดจับผลูที่ตอนประถม (ที่โรงเรียนอนุบาลนครปฐม) โดนจับไปตอบคำถามวิทยาศาสตร์ แล้วครูก็มอบหมายให้เราทำเรื่องดาราศาสตร์ ตอนนั้นยังไม่ได้ชอบอะไรมากจนถึงชั้นมัธยมต้น (ที่โรงเรียนสตรีวิทยา) ที่มีค่ายโอลิมปิกดาราศาสตร์รุ่นแรกๆ เราก็ลองไปสอบดูเพราะว่าพอมีความรู้อยู่แล้ว”

“แต่ถ้าชอบจริงๆ น่าจะชั้นมัธยมปลาย เพราะเรียนฟิสิกส์แล้วชอบ เพราะรู้สึกว่าเป็นวิชาที่อธิบายธรรมชาติได้ดีที่สุดแล้ว แล้วก็อยากทำอะไรที่ท้าทาย เลยรู้สึกว่าอยากเป็นนักวิทยาศาสตร์บวกกับที่โรงเรียนก็สนับสนุนและได้ทุนด้วย ตอนนั้นเราได้ทุนทั้งปริญญาตรี โท เอก แต่ต้องไปเรียนซ้ำมัธยมปลายอีกปีหนึ่งก่อน และได้เริ่มทำวิจัยตอนปริญญาตรีเลย โดยตอนนั้นก็ส่งอีเมลหาอาจารย์ทั้งคณะเลยว่าอยากทำงานวิจัย แล้วก็โชคดีที่ได้อาจารย์ที่ดี หลังจากนั้นก็สอบเข้าปริญญาโทควบ แล้วก็มาทำงานต่อเป็นนักวิจัยหลังปริญญาเอก (Postdoc)”

ดร.ณิชา มีความตั้งใจตั้งแต่ชั้นมัธยมปลายแล้วว่า อยากทำงานในเรื่องวิวัฒนาการจักรวาล หรือ Cosmology ในระดับปริญญาเอกจึงขอทำเรื่องจักรวาลวิทยา “แต่อาจารย์บอกว่า เรื่องนี้มันใหญ่เกินกว่าขอบเขตของปริญญาเอก จึงได้มาทำในเรื่องวิวัฒนาการของกาแลกซี”

“’งานดาราศาสตร์จริงๆ แล้วส่วนใหญ่มันเป็นการเขียนโค้ด นับว่าเป็นเนื้องานประมาณ 90% เลยคือ นั่งอยู่หน้าคอมพิวเตอร์ ซึ่งตอนแรกเริ่มจากศูนย์ไม่รู้อะไรเลย ยังเขียนโค้ดไม่เป็นด้วย แต่โชคดีที่มีอาจารย์ช่วยในเรื่องการคำนวณ​หรือสูตรต่างๆ”

ถ้าเช่นนั้นแล้ว ความสนุกของงานนี้คืออะไร? ดร.ณิชา ตอบว่า “รู้สึกว่ามันไม่ได้มีอะไรที่ซ้ำๆ เท่าไหร่ เพราะโค้ดก็ต้องเขียนใหม่ตลอด ทุกอย่างเฉพาะมาก คือเราต้องสร้างความรู้ใหม่ บางทีอ่านเปเปอร์แล้วก็ปิ๊งไอเดียว่า มันทำอย่างไรได้ หรือมาประยุกต์ใช้กับข้อมูลของเรา แล้วเอามาวัดค่าแบบใหม่ที่เปรียบเทียบกับทฤษฎีได้”

“คนที่เรียนดาราศาสตร์ส่วนมาก ถ้าไม่ได้ไปต่อด้านวิชาการ ก็จะไปเป็นนักวิทยาศาสตร์ข้อมูล เพราะเราทำงานกับข้อมูลมาตลอด ส่วนทักษะที่ควรจะมีคือ การเขียนโค้ดแล้ววิเคราะห์ข้อมูล จะต้องขุดข้อมูลเก่งมาก เพราะกับดาราศาสตร์ เราไม่สามารถจัดการอะไรกับข้อมูลได้ เราเป็นแค่คนรับข้อมูลไม่ว่ามันจะมาแบบไหน เช่น แสงมาน้อย เราก็ต้องรับสภาพตามนั้น แล้วก็ใช้งานข้อมูลที่มีอยู่ เพื่อให้ใช้ประโยชน์ได้สูงสุด”

ดาราศาสตร์จึงเป็นวิชาที่ทำงานกับธรรมชาติ หลายคนอาจมองว่าเป็นแค่การดูดาว น้อยคนนักที่จะคิดว่าดาราศาสตร์คือจุดตั้งต้นการเปลี่ยนผ่านของยุคสมัยอย่างที่โคเปอร์นิคัสทำ หรือการนั่งเขียนโค้ดแบบที่ ดร.ณิชา กำลังทำอยู่

“เหมือนทุกอย่างมันคือก้าวของมนุษยชาติที่ยังไม่หยุดเดินสักที มันต้องเดินไปจนกว่าจะเจอสิ่งที่เรารู้สึกว่า เอ๊ะ! ไม่ใช่แล้วนะ กับสิ่งที่เราคิดมาทั้งหมด เช่นเรื่องโลกที่ไม่ใช่จุดศูนย์กลางก็เกิดจากการดูดาวนี่แหละ มันอธิบายได้ไม่ตรงกันกับที่เห็น เพราะฉะนั้นจึงต้องมีทฤษฎีใหม่ที่เอามาอธิบายสิ่งนี้ให้ได้”

สุดท้ายแล้ว โลกและวิทยาศาสตร์ยังคงต้องเดินหน้าต่อไปเรื่อยๆ ถึงแม้จะมีการค้นพบใหม่ๆ ครั้งแล้วครั้งเล่า แต่สุดท้ายแล้วก็เป็นมนุษย์เองที่ยังอยากก้าวข้าม และสร้างสรรค์สิ่งใหม่ขึ้นอีก

“มนุษย์ไม่รู้จักพอหรอก เราคงยังต้องการที่จะอยากรู้ไปเรื่อยๆ แต่ว่าในมุมหนึ่ง ถ้าเราหยุดแล้วพอใจแค่ในสิ่งที่เรามีอยู่ หรืออาจจะเป็นการหยุดสนับสนุน เช่น คนไทยอาจจะหยุดและไม่สนับสนุนวงการดาราศาสตร์แล้ว มันจะยิ่งทิ้งห่างกับประเทศอื่นๆ ไปเรื่อยๆ เพราะเรามาช้ากว่า เขามาตั้งแต่ยุคปฏิวัติวิทยาศาสตร์เมื่อสองสามร้อยปีก่อน”

“ถ้าคนอื่นเดินทางไปข้างหน้าแล้ว เราก็จำเป็นที่จะต้องก้าวเดินไปกับเขา หรืออย่างน้อยก็ต้องเดินไปพร้อมกัน เพราะถ้าเดินช้ากว่ามันก็เป็นเรื่องที่น่าเศร้าไปหน่อย” ดร.ณิชา ทิ้งท้าย “ถ้าพูดถึงมนุษยชาติ ก็ต้องเป็นเรื่องความรู้”

เรื่อง ณัฐนิช ชัยดี

อ่านเพิ่มเติม ภาพกาแล็กซีที่ห่างไกลที่สุดภาพแรกจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์