รางวัลโนเบล สาขาฟิสิกส์ 2019 สู่การพัฒนางานวิจัยดาราศาสตร์ไทย

เมื่อวันที่ 8 ตุลาคม 2562 ราชวิทยาลัยวิทยาศาสตร์สวีเดนประกาศรางวัล โนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 2019 แก่ ศาตราจารย์เจมส์ พีเบิลส์ แห่งมหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน ผู้ค้นพบทฤษฎีและการวางรากฐานงานวิจัยฟิสิกส์ของจักรวาล ช่วยให้นักดาราศาสตร์เข้าใจกำเนิดและวิวัฒนาการของเอกภพมากขึ้น ส่วนอีกหนึ่งรางวัลเป็นรางวัลร่วมกันระหว่าง ศาตราจารย์มิเชล มายอ มหาวิทยาลัยเจนีวา และ ศาตราจารย์ดิดิเยร์ เควลอซ มหาวิทยาลัยเจนีวาและมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่โคจรรอบดาวฤกษ์ประเภทเดียวกับดวงอาทิตย์ การศึกษาวิจัยและค้นพบดังกล่าวก่อให้เกิดองค์ความรู้ใหม่เกี่ยวกับวิวัฒนาการของเอกภพและช่วยให้นักดาราศาสตร์เข้าใจสถานะของโลกในจักรวาลมากยิ่งขึ้น

ศาตราจารย์เจมส์ พีเบิลส์ เป็นนักดาราศาสตร์ชาวแคนาดา-อเมริกัน ผู้วางรากฐานงานวิจัยด้านจักรวาลวิทยาเชิงกายภาพมานานกว่าห้าสิบปี มีส่วนสำคัญในการพัฒนาแบบจำลองบิกแบง อธิบายการเกิดเอกภพเมื่อประมาณ 14 พันล้านปีก่อน นอกจากนี้ ยังร่วมกับนักดาราศาสตร์ท่านอื่นทำนายการมีอยู่ของรังสีคอสมิกไมโครเวฟพื้นหลัง (Cosmic microwave background) ที่หลงเหลือจากการเกิดบิกแบง นับเป็นแสงแรกและเก่าแก่ที่สุดของเอกภพที่สามารถสังเกตได้ เปรียบเสมือนภาพบันทึกชั่วขณะที่เอกภพมีอายุเพียง 400,000 ปีเท่านั้น

ผลการศึกษาทางทฤษฎีและการคำนวณของศาสตราจารย์พีเบิลส์ ทำให้นักดาราศาสตร์และนักจักรวาลวิทยา เข้าใจกำเนิดและวิวัฒนาการของโครงสร้างขนาดใหญ่ในเอกภพ ต่อยอดการทดลองเชิงสังเกตการณ์ทางจักรวาลวิทยาเพื่อวัดคุณสมบัติและปรากฏการณ์ต่าง ๆ ของเอกภพได้อย่างแม่นยำ นำไปสู่การค้นพบความรู้ใหม่ ๆ อีกจำนวนมาก รวมถึงการเกิดสสารจากบิกแบง (Big Bang Nucleosynthesis) คุณสมบัติของสสารมืด (Dark matter) และพลังงานมืด (Dark Energy) ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักมากกว่า 95% ของเอกภพ

ศาตราจารย์มิเชิล มายอ และศาตราจารย์ดิดิเยร์ เควลอซ เป็นสองนักดาราศาสตร์ผู้ค้นพบ ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ โคจรรอบดาวฤกษ์คล้ายกับดวงอาทิตย์ดวงแรก ในปี พ.ศ. 2538 ด้วยเทคนิคความเร็วในแนวเล็ง (Radial velocity) วัดการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของดาวฤกษ์ ที่เกิดจากแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ที่โคจรอยู่รอบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะดวงนี้มีชื่อว่า 51 Pegasi b (ห้าหนึ่ง เพกาซี บี) เป็นดาวเคราะห์ขนาดใหญ่คล้ายดาวพฤหัสบดี มีคาบการโคจรสั้นเพียง 4.2 วัน การค้นพบ 51 Pegasi b นำไปสู่การพัฒนาเทคนิคใหม่เพื่อค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ เช่น เทคนิคการผ่านหน้า (Transit) เทคนิคไมโครเลนส์ (Microlensing) ทำให้ค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะกว่า 4,000 ดวง การค้นพบดาวเคราะห์จำนวนมากนี้ ทำให้นักดาราศาสตร์เข้าใจถึงการกำเนิดและคุณสมบัติของดาวเคราะห์ได้ดียิ่งขึ้น

สำหรับสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) หน่วยงานด้านดาราศาสตร์ของไทย มีนักวิจัยที่ศึกษาด้านจักรวาลวิทยาเชิงสังเกตการณ์และดาราศาสตร์ฟิสิกส์พลังงานสูง และการวิจัยดาวเคราะห์นอกระบบและชีวดาราศาสตร์ ซึ่งได้นำผลงานวิจัยของผู้ที่ได้รับรางวัลโนเบลในปีนี้มาต่อยอด ศึกษาวิจัยในส่วนอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง อาทิ ดร.อุเทน แสวงวิทย์ นักวิจัยชำนาญการ กลุ่มงานวิจัยจักรวาลวิทยาเชิงสังเกตการณ์และ ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ พลังงานสูง กล่าวว่า ได้นำงานวิจัยดังกล่าวมาปรับใช้ ต่อยอดไปสู่งานวิจัยอื่น ๆ อาทิ การศึกษาคุณสมบัติของสสารมืดและพลังงานมืดโดยใช้การสำรวจทางจักรวาลวิทยาของโครงสร้างขนาดใหญ่ (กาแล็กซี กลุ่มกาแล็กซี คลัสเตอร์กาแล็กซี และช่องว่าง) เพื่อทำความเข้าใจและทำนายอนาคตของจักรวาลว่าจะเป็นไปในทิศทางใด ศึกษารังสีคอสมิกไมโครเวฟพื้นหลัง ผ่านปรากฏการณ์ต่าง ๆ เช่น การสั่นแบบอะคูสติกของแบริออน (Baryon Acoustic Oscillation) ในโครงสร้างขนาดใหญ่ การเกิดเลนส์โน้มถ่วง (Gravitational lensing) และปรากฏการณ์ซาช-วูฟแบบรวม (Integrated Sachs-Wolfe effect) เป็นต้น

ด้าน ดร. ศิรินทร์รัตน์ สิทธาจารย์ นักวิจัย กลุ่มวิจัยดาวเคราะห์นอกระบบและชีวดาราศาสตร์ สดร. กล่าวว่า สดร. ร่วมกับทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติค้นหาและศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบ ค้นพบดาวเคราะห์ใหม่จำนวน 11 ดวง (จากการดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะกว่า 4,000 ดวง) และได้ศึกษาสมบัติต่างๆ ของดาวเคราะห์นอกระบบอื่นๆ อีกจำนวนมาก เช่น ศึกษาดาวเคราะห์ที่กำลังสลายตัว วัดการเปลี่ยนแปลงคาบการโคจร ศึกษาชั้นบรรยากาศ รวมถึงค้นหาดวงจันทร์นอกระบบสุริยะ เป็นต้น

นอกจากนี้ สดร. ยังร่วมมือกับเครือข่ายวิจัยระดับโลก ใช้โครงสร้างพื้นฐานทางดาราศาสตร์ของ สดร. ได้แก่ กล้องโทรทรรศน์แห่งชาติ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.4 เมตร และกำลังดำเนินการสร้างกล้องโทรทรรศน์วิทยุแห่งชาติ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 40 เมตร คาดว่าจะเสร็จและเปิดใช้งานในปี พ.ศ. 2563 รวมถึงพัฒนาระบบประมวลผลคอมพิวเตอร์สมรรถนะสูง เพื่อศึกษาวิจัยทั้งด้านจักรวาลวิทยาเชิงสังเกตการณ์ ดาราศาสตร์ฟิสิกส์พลังงานสูง และการวิจัยดาวเคราะห์นอกระบบและชีวดาราศาสตร์ นำมาซึ่งการพัฒนาเทคโนโลยีให้ล้ำหน้ายิ่งขึ้น รวมทั้งช่วยตอบคำถามที่มนุษย์สงสัยมานานว่า “จักรวาลของเราเกิดขึ้นได้อย่างไร” และ “สิ่งมีชีวิตนอกโลกมีจริงหรือไม่” ได้ในอนาคต