สุดยอดความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์แห่งปี 2022


ภาพใหม่ของ “เสาแห่งการก่อกำเนิด” (The Pillars of Creation) ซึ่งบันทึกโดยกล้อง JWST

แม้ใครหลายคนจะมองว่าปี 2022 ที่กำลังจะผ่านพ้นไปนี้ ถือเป็นปีแห่งวิกฤตที่ชาวโลกต้องเผชิญความยากลำบากอย่างหนักหนาสาหัสที่สุดอีกปีหนึ่ง แต่สำหรับแวดวงวิทยาศาสตร์แล้ว ปีนี้กลับมีความสำเร็จที่เป็นรูปธรรมเกิดขึ้นหลายเรื่อง รวมทั้งสิ่งที่ต้องเฝ้ารอคอยกันมานานหลายทศวรรษด้วย

1) ดวงตาสีทองส่องจักรวาล

ความก้าวหน้าทางวิทยาการดาราศาสตร์ของโลกขยับขึ้นมาอีกระดับ หลังการติดตั้งและเริ่มใช้งานกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เว็บบ์ (JWST) ซึ่งเป็นความร่วมมือระหว่างองค์การอวกาศที่สำคัญของโลกหลายประเทศ ประสบความสำเร็จอย่างงดงามในช่วงกลางปีที่ผ่านมา

นักดาราศาสตร์หลายคนเรียกกล้อง JWST ซึ่งมีกระจกปฐมภูมิทำจากเบริลเลียมเคลือบทองคำขนาดใหญ่ว่า “ดวงตาสีทอง” ซึ่งเป็นดวงตาคู่ใหม่ที่มนุษยชาติจะใช้สอดส่องค้นหาความเป็นมาของเอกภพ

การที่มันมีความไวต่อรังสีอินฟราเรดหรือร่องรอยความร้อนจาง ๆ ในห้วงอวกาศสูงเป็นพิเศษ ทำให้กล้องสามารถค้นพบและบันทึกแสงจากกาแล็กซีเก่าแก่ที่สุดเท่าที่มนุษย์เคยรู้จัก ซึ่งมีอายุถึง 13,500 ล้านปีได้แล้ว

ผลงานล่าสุดหลายชิ้นยังได้พิสูจน์ถึงความสามารถในการสำรวจห้วงอวกาศลึกที่เหนือกว่ากล้องโทรทรรศน์อื่น ๆ โดยสามารถวิเคราะห์องค์ประกอบในบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ ทั้งยังมองทะลุทะลวงกลุ่มฝุ่นและก๊าซเข้าไปเห็นภายในโครงสร้างของเนบิวลาและใจกลางดาราจักรที่ไม่เคยเห็นกันมาก่อนได้อีกด้วย

2) เผยโฉมหลุมดำยักษ์ใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือก

ภาพถ่ายของหลุมดำมวลยิ่งยวด SgrA* ที่ใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือก

หอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์ซีกโลกใต้แห่งยุโรป (ESO) และเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์ (EHT) ที่เคยบันทึกภาพหลุมดำภาพแรกได้สำเร็จในปี 2019 ร่วมกันเผยแพร่ภาพถ่ายภาพแรกของหลุมดำมวลยิ่งยวด ซาจิตทาเรียสเอสตาร์ (SgrA*) ที่ใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือก

ภาพถ่ายนี้เป็นหลักฐานเชิงรูปธรรมชิ้นแรกที่ยืนยันว่า ดาราจักรที่เราอาศัยอยู่มีหลุมดำมวลยิ่งยวดเป็นศูนย์กลางจริง หลังจากที่ก่อนหน้านี้นักดาราศาสตร์เจ้าของรางวัลโนเบลปี 2020 ได้ทำนายไว้ว่า ลักษณะการโคจรของดาวฤกษ์หลายดวงที่แถบใจกลางดาราจักร แสดงถึงการได้รับอิทธิพลจากแรงโน้มถ่วงมหาศาล ซึ่งมาจากวัตถุมวลมากที่มองไม่เห็น โดยวัตถุนี้น่าจะตั้งอยู่ห่างจากโลกราว 26,000 ปีแสง

ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติกว่า 300 คน ร่วมกันวิเคราะห์และประมวลผลข้อมูล 6 เทราไบต์ ที่ได้จากกล้องโทรทรรศน์วิทยุบนโลกรวม 8 แห่ง เป็นเวลานานหลายปี จนสามารถบันทึกภาพหลุมดำมวลยิ่งยวด SgrA* ได้ในที่สุด ทั้งที่ตามปกติแล้วเราไม่อาจจะทำได้เลย เนื่องจากมีกลุ่มฝุ่นและก๊าซที่หนาแน่นมากปกคลุมบริเวณใจกลางดาราจักรอยู่

3) ผลิตออกซิเจนใช้หายใจบนดาวอังคารสำเร็จ

อุปกรณ์ทดสอบใช้ทรัพยากรในสถานที่จริง MOXIE ซึ่งติดตั้งอยู่กับหุ่นยนต์สำรวจ “เพอร์เซเวียแรนซ์” (Perseverance rover) ขององค์การนาซา สามารถเปลี่ยนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศของดาวอังคาร ให้กลายเป็นก๊าซออกซิเจนสำหรับหายใจได้รวม 100 นาที หลังทดสอบเดินเครื่องเป็นเวลาหลายชั่วโมง

การเดินเครื่อง 1 รอบ ใช้เวลา 1 ชั่วโมง สามารถผลิตออกซิเจนออกมาได้เฉลี่ยรอบละ 6 กรัม ซึ่งใช้เป็นอากาศสำหรับมนุษย์หายใจได้ 15 นาที เทียบเท่ากับปริมาณออกซิเจนที่ต้นไม้ขนาดเล็กผลิตได้บนโลก

สำหรับการทำงานของ MOXIE นั้น ใช้วิธีดูดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีอยู่มากถึง 96% ในบรรยากาศของดาวอังคารเข้ามา เพื่อแยกอะตอมออกซิเจนในคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ออกไปเป็นอากาศหายใจ 1 อะตอม และปลดปล่อยคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ที่เป็นของเสียออกมา

4) นาซาใช้ยานอวกาศพุ่งชนเบี่ยงทิศทางดาวเคราะห์น้อยได้แล้ว

ภาพจำลองภารกิจ DART

ยานอวกาศในภารกิจ DART ขององค์การนาซา ได้ทดสอบพุ่งเข้าชนดาวเคราะห์น้อย “ไดมอร์ฟอส” ความกว้าง 160 เมตร จนพบว่าสามารถเบี่ยงเบนทิศทางของมันออกจากวงโคจรเดิมได้สำเร็จ

ยานดังกล่าวได้ทำลายตัวเองหลังเสร็จสิ้นภารกิจ ซึ่งเป็นหนึ่งในการทดสอบหาวิธีเปลี่ยนเส้นทางดาวเคราะห์น้อยที่อาจเป็นภัยคุกคามต่อโลก

ก่อนการพุ่งชนนั้น ยานอวกาศซึ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 22,000 กม./ชม. ต้องจำแนกดาวเคราะห์น้อยดวงเล็ก ออกจากเป้าหมายที่เป็นดาวเคราะห์น้อยดวงใหญ่ จากนั้นซอฟต์แวร์นำวิถีบนยานจะปรับทิศทาง เพื่อให้แน่ใจยานจะพุ่งปะทะกับดาวเคราะห์น้อยอย่างเที่ยงตรง

“เรากำลังเข้าสู่ยุคใหม่ของมนุษยชาติ ซึ่งเป็นยุคที่เรามีความสามารถป้องกันตนเองจากภัยคุกคาม อย่างดาวเคราะห์น้อยที่อาจพุ่งชนโลกได้ มันช่างเป็นอะไรที่น่าอัศจรรย์ เราไม่เคยมีศักยภาพนั้นมาก่อน” ดร.ลอรี เกลซ ผู้อำนวยการด้านวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ของนาซากล่าว

5) เซลล์ผิวหนังคนอายุ 50 ปี ย้อนวัยให้อ่อนเยาว์เหมือนอายุ 20


ทีมนักวิทยาศาสตร์จากสถาบันวิจัยบาบราแฮม (Babraham Institutute) ของสหราชอาณาจักร ประสบความสำเร็จในการย้อนวัยเซลล์ผิวหนังของมนุษย์ในห้องทดลอง โดยสามารถฟื้นฟูเซลล์ผิวหนังที่แก่ชราให้กลับอ่อนเยาว์ และมีคุณสมบัติเทียบเท่ากับเซลล์ผิวหนังที่อายุน้อยกว่าถึง 30 ปี

มีการดัดแปลงเทคนิคสร้างเซลล์ต้นกำเนิดไอพีเอส (iPS / iPSC) ซึ่งคิดค้นโดยศาสตราจารย์ชินยะ ยามานากะ แห่งมหาวิทยาลัยเกียวโตของญี่ปุ่นเมื่อปี 2007 โดยลดระยะเวลาใช้สารเคมีเหนี่ยวนำเซลล์ผิวหนังให้กลายเป็นสเต็มเซลล์ลง เพื่อให้เซลล์เกิดการย้อนวัยในระดับที่พอเหมาะ ทั้งยังคงคุณสมบัติดั้งเดิมของความเป็นเซลล์ผิวหนังอยู่อย่างครบถ้วน

ผลการตรวจสอบเซลล์ผิวหนังที่ได้จากหญิงวัย 50 ปี ซึ่งนำมาผ่านกระบวนการข้างต้น พบความเปลี่ยนแปลงในเครื่องหมายทางพันธุกรรมที่บ่งบอกได้ว่า เซลล์มีสภาพเหมือนอายุลดน้อยลงเหลือเพียง 20 ปี โดยผลิตคอลลาเจนได้มากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ รวมทั้งเคลื่อนตัวมาซ่อมแซมบาดแผลได้เร็วกว่าและดีกว่าเซลล์อายุมากด้วย

6) อิสราเอลสร้าง “ตัวอ่อนสังเคราะห์” สำเร็จครั้งแรกของโลก


สถาบันวิทยาศาสตร์ไวซ์มานน์ของอิสราเอล ประสบความสำเร็จในการสร้าง “ตัวอ่อนสังเคราะห์” (synthetic embryos) จากเซลล์ต้นกำเนิดหรือสเต็มเซลล์ของหนูทดลองได้เป็นครั้งแรกของโลก

ตัวอ่อนสังเคราะห์ดังกล่าวไม่ได้เกิดจากการผสมพันธุ์ของไข่และสเปิร์ม ทั้งไม่ได้เจริญเติบโตในครรภ์มารดา แต่ก็มีอวัยวะต่าง ๆ ที่ทำงานได้เหมือนกับสิ่งมีชีวิตทั่วไป ทำให้วงการแพทย์เริ่มมีความหวังว่า เทคโนโลยีนี้จะนำไปสู่การเพาะอวัยวะเพื่อปลูกถ่ายให้กับคนไข้ได้ตามต้องการในอนาคต

ศาสตราจารย์ เจคอบ ฮานนา ผู้นำทีมวิจัยบอกว่า “ตัวอ่อนหรือเอ็มบริโอนั้นเป็นเครื่องจักรผลิตอวัยวะ และเครื่องพิมพ์สามมิติชีวภาพที่ดีที่สุด เราจึงพยายามเลียนแบบการทำงานของมัน”

7) สหรัฐฯผลิตพลังนิวเคลียร์ได้มากกว่าที่ใช้ตั้งต้นปฏิกิริยาฟิวชัน


ทีมควบคุมเครื่องยิงเลเซอร์ของห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอว์เรนซ์ ลิเวอร์มอร์ (LLNL) ในสหรัฐฯ ประกาศยืนยันว่าได้ผลิตพลังงานนิวเคลียร์จากปฏิกิริยาฟิวชันออกมา 3.15 เมกะจูล ซึ่งเป็นพลังงานสุทธิที่อยู่ในระดับสูงกว่าพลังงานตั้งต้นที่ใส่เข้าไปในระบบ 2.05 เมกะจูล

นับเป็นครั้งแรกของโลกที่การทดลองเพื่อพัฒนาพลังงานจากนิวเคลียร์ฟิวชัน สามารถผลิตพลังงานออกมาได้สูงกว่าที่ใช้จุดชนวนตั้งต้นปฏิกิริยานิวเคลียร์ ซึ่งความสำเร็จนี้จะนำไปสู่ประสิทธิภาพและความคุ้มค่าในการผลิตพลังงานสะอาดมาใช้ได้อย่างแทบไม่มีวันสิ้นสุด

สำหรับการทดลองนี้ใช้วิธีระดมยิงเลเซอร์พลังงานสูงไปที่แคปซูลบรรจุเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ขนาดเล็ก ซึ่งภายในมีไอโซโทป 2 ชนิดของไฮโดรเจนอยู่ เลเซอร์จะบีบอัดเชื้อเพลิงให้หนาแน่นขึ้นและมีอุณหภูมิสูงขึ้นถึง 100 ล้านองศาเซลเซียส ก่อนจะระเบิดออกและปล่อยคลื่นกระแทกรุนแรง ทำให้อะตอมไฮโดรเจนหลอมรวมกันและผลิตพลังงานมหาศาลออกมา

อย่างไรก็ตาม พลังงานที่ทีมวิจัยของสหรัฐฯ ผลิตได้ในครั้งนี้ เพียงพอแค่จะอุ่นกาน้ำร้อนได้ไม่กี่กาเท่านั้น และยังต้องใช้เวลาอีกหลายสิบปีพัฒนาไปสู่การสร้างเตาปฏิกรณ์เชิงพาณิชย์

https://www.bbc.com/thai/articles/ckdrg0rg4pko

เรื่อง การชนเบี่ยงอุกกาบาต มันเคยมีเรื่องสั้น ใน ขายหัวเราะ สมัยก่อนด้วย อย่างฮา

อีกไม่กี่ปีผมว่ามนุษย์น่าจะเดินทางไปดวงอาทิตย์สำเร็จตอนกลางคืน

บ้าแล้วครับ ตอนกลางคืนดวงอาทิตย์มันก็ยังปล่อยแสงอยู่ครับ

ไปตอนราหูอมสิครับ ไม่ร้อน ได้ทักทายราหูด้วย

จะไปตอนราหูอมทำไมหละครับ ต้องมาคอยดูเวลา ดูนั่นดูนี่ เสียเวลาครับ ถ้ากลัวดวงอาทิตย์ปล่อยแสงก็หลับตาสิครับ แค่นี้ก็ไม่ต้องกลัวเรื่องแสงแล้ว ไปตอนกลางคืนหรือกลางวันก็ได้ครับ สิ่งที่น่ากลัวกว่าจริงๆแล้วคือเมียไม่ยอมให้ไปครับ

สวยมากเลย ชาตินี้จะทันได้ไปอวกาศมั้ยนะ

ส่วนเราก็นั่งก้มหน้าก้มตาหาเงินเลี้ยงชีวิตให้รอดไปวัน ๆ ต่อไป