จากที่เราเคยนำเสนอไปแล้วหลายครั้ง ว่าภาวะโลกกำลังทำให้อุณหภูมิเฉลี่ยของโลกสูงขึ้นซึ่งส่งผลให้น้ำทะเลในมหาสมุทรอุ่นขึ้นด้วยเช่นกัน และจากการรายงานของ ZME Science เมื่อวันที่ 26 มีนาคม เกี่ยวกับการศึกษาล่าสุดก็ระบุว่าสัตว์ทะเลกำลังค่อย ๆ ย้ายถิ่นอาศัยเข้าใกล้ขั้วโลกมากขึ้นครับ

จากการวิเคราะห์พืชและสัตว์ทะเลรวมทั้งแพลงก์ตอนกว่า 300 ชนิด นักวิจัยพบว่าพวกมันมีการย้ายแหล่งอาศัยเข้าใกล้ขั้วโลก จากสภาพอากาศที่กำลังอุ่นขึ้นในช่วงศตวรรษที่ผ่านมา ความเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นนี้ทำให้สัตว์จำเป็นต้องปรับตัวและเปลี่ยนแปลงแหล่งอาศัยที่เหมาะสมมากขึ้น

ข่าวดีอย่างหนึ่งในการศึกษาครั้งนี้ก็คืออุณหภูมิที่สูงขึ้นกำลังเพิ่มแหล่งที่อยู่อาศัยใหม่ให้กับสัตว์ทะเลในเขตเส้นศูนย์สูตร แต่ขณะเดียวกันข่าวร้ายคือแหล่งอาศัยของสัตว์ทะเลเขตหนาวกำลังลดลงอย่างต่อเนื่อง

  มาร์ติน เจเนอร์ (Martin Genner) ศาสตราจารย์ภาควิชานิเวศวิทยาวิวัฒนาการ จากมหาวิทยาลัยบริสตอล (University of Bristol) กล่าวว่า พวกเขาศึกษาด้วยการสำรวจความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตที่เปลี่ยนแปลงไปในช่วงศตวรรษที่ผ่านมา หลังอุณหภูมิเฉลี่ยของมหาสมุทรเพิ่มสูงขึ้น 1 องศาเซลเซียส รวมทั้งระบุพื้นที่แหล่งอาศัยต่าง ๆ ที่เปลี่ยนแปลงไป

ซึ่งผลก็ออกมาอย่างที่ได้กล่าวไปข้างต้น ว่าความหนาแน่นของสัตว์ทะเลในแต่ละพื้นที่กำลังเปลี่ยนแปลงไป ความหนาแน่นของสัตว์ทะเลในเขตเส้นศูนย์สูตรกำลังลดน้อยลง ขณะเดียวกันความหนาแน่นในเขตที่ใกล้กับขั้วโลกกำลังเพิ่มขึ้น

ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดที่พบคือ จำนวนของปลาแฮริงแอตแลนติก (Atlantic herring) และเพนกวินอาเดลี (Adélie penguins) ในเขตอบอุ่นกำลังลดลง แต่กลับเพิ่มจำนวนมากขึ้นในเขตหนาว

นอกจากนั้นงานวิจัยยังระบุว่าความเปลี่ยนแปลงนี้จะเกิดขึ้นต่อเนื่องต่อไปเรื่อย ๆ และจากการคาดการณ์อุณหภูมิจะสูงขึ้นเกิน 1.5 องศาเซลเซียส ภายในปี 2050 ซึ่งนักวิจัยก็เชื่อว่ามันจะเปิดโอกาสให้ประเทศในเขตหนาวนอกเส้นศูนย์สูตรมีปลาให้จับหลากหลายมากขึ้น ส่วนประเทศในเขตร้อนแบบบ้านเรานี่อาจจะกำลังกลายเป็นหายนะในอนาคต

สรุป – อุณหภูมิของมหาสมุทรที่กำลังสูงขึ้นส่งผลให้สัตว์ทะเลมีการปรับตัวย้ายถิ่นอาศัยเข้าใกล้ขั้วโลกที่เย็นกว่ามากขึ้น ทำให้ความหลากหลายของสัตว์ในเขตเส้นศูนย์สูตรค่อย ๆ ลดลง

Fact – มหาสมุทรคือพื้นที่อาศัยของสิ่งมีชีวิตที่ใหญ่ที่สุดในโลก คิดเป็นพื้นที่ถึง 99% (เพราะสัตว์สามารถอาศัยอยู่ได้แบบ 3 มิติทั้งบนล่างซ้ายขวา ส่วนบนบกมีเพียงแค่นกเท่านั้นที่บินอยู่ด้านบนได้)

อ่านต่อ – ขั้วโลกใต้เกิดปรากฏการณ์ “น้ำแข็งเลือด” เหตุจากภาวะโลกร้อน

หรือบางทีจักรวาลของเราอาจมีรูปแบบเป็น “ฟอง” ขนาดใหญ่ยักษ์? นั่นคือสรุปทฤษฎีจากงานวิจัยล่าสุดที่กำลังจะได้รับการตีพิมพ์อย่างเป็นทางการในวันที่ 10 เมษายน ที่จะถึงนี้ ในวารสาร Physics Letters B ครับ

งานวิจัยนี้มุ่งเป้าไปที่การหาทางไขปริศนาอันล้ำลึกที่สุดของฟิสิกส์ยุคใหม่นั่นคือ “ทำไมการวัดความเร็วการขยายตัวของเอกภพถึงไม่เมคเซนต์เลย”

ก่อนอื่นเพื่อทำความเข้าใจ นักวิทยาศาสตร์รู้ว่าจักรวาลกำลังขยายตัวอยู่ และในช่วงหลายปีที่ผ่านมาเราก็พยายามหาว่าจักรวาลกำลังขยายตัวด้วยอัตราเท่าไหร่ ซึ่งมันก็นำมาซึ่ง กฎการวัดค่าคงที่ของฮับเบิล (Hubble constant) หรือเรียกย่อ ๆ ว่า H0 ซึ่งเป็นจำนวนทึ่ควบคุมอัตราความเร็วในการขยายตัวของจักรวาล

ในช่วงไม่กี่ที่ผ่านมา สูตรการคำนวณ H0 ที่มีอยู่มากมายค่อย ๆ พัฒนาและมีความแม่นยำมากขึ้นเรื่อย ๆ แต่ขณะเดียวกันนักฟิสิกส์หลาย ๆ คนก็เริ่มค้นหาสูตรคำนวณขึ้นมาหักล้างกันเอง เรียกได้ว่าวงการฟิสิกส์สายนี้เริ่มที่จะยุ่งเหยิงมากขึ้นเรื่อย ๆ เพราะการที่มันถูกหักล้างได้ง่าย ๆ ก็ย่อมหมายถึงมันไม่ชัดเจน และไม่สมเหตุผลเพียงพอ

*ตัวอย่างง่าย ๆ ของทฤษฎีที่สมเหตุสมผลและยังไม่เคยถูกหักล้างจนถึงปัจจุบันคือทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์

แต่ ลูคัส ลอมบริเซอร์ (Lucas Lombriser) นักฟิสิกส์จาก มหาวิทยาลัยเจนีวา (University of Geneva) ในสวิตเซอร์แลนด์ ผู้ร่วมเขียนงานวิจัย เชื่อว่าจริง ๆ แล้วคำตอบที่ทำให้การศึกษาด้านนี้มีความไม่สมเหตุผลเป็นเพราะเราอาจพลาดปัจจัยบางอย่างไป

ซึ่งเขาก็สรุปเอาไว้อย่างง่ายว่ามันอาจจะเป็นเพราะกาแล็กซีของเราตั้งอยู่ในพื้นที่ที่มีความหนาแน่นต่ำของจักรวาล และสิ่งที่เรามองเห็นผ่านกล้องโทรทรรศน์ก็เป็นส่วนหนึ่งของ “ฟองอวกาศ” ขนาดใหญ่ยักษ์ ซึ่งความผิดปกติของฟองแบบนั้นเองที่รบกวนการคำนวณค่า H0 ให้ถูกต้องไม่ได้เสียที

มันเป็นเรื่องยากที่เราจะสามารถจินตนาการว่า “ฟอง” จะมีลักษณะเป็นอย่างไรในระดับของจักรวาล แต่พื้นที่ส่วนใหญ่ของจักรวาลมันก็มีรูปร่างคล้าย ๆ กับฟองที่ว่างเปล่าและมีฝุ่นเล็ก ๆ ล่องลอยอยู่ด้านในจริง ๆ ครับ

คือมันมีพื้นที่ว่างเปล่าขนาดใหญ่ยักษ์ และมีกาแล็กซีที่กระจัดกระจายอยู่ในความว่างเปล่านั้น แต่ก็อาจมีบางพื้นที่ที่มีวัตถุหรือกาแล็กซีที่หนาแน่นกว่าพื้นที่อื่น

“เมื่อเราดูที่รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล (CMB) เราจะเห็นอุณหภูมิที่เป็นเนื้อเดียวกันเกือบสมบูรณ์แบบที่ 2.7 เคลวิน อย่างไรก็ตามในความเป็นเนื้อเดียวกันนั้น เราก็เห็นความผันผวนของอุณหภูมิเล็กน้อยด้วย ” ลูคัส ลอมบริเซอร์ กล่าวกับ Live Science

แบบจำลองของการวิวัฒนาการของจักรวาลชี้ให้เห็นว่าคความผันผวนเล็ก ๆ เหล่านั้น จะก่อให้เกิดพื้นที่ของอวกาศที่อาจจะหนาแน่นขึ้นหรือหนาแน่นน้อยลงก็ได้ และพื้นที่ที่ความหนาแน่นของจักรวาลน้อยลงนั้นก็เพียงพอจะบิดเบือนการวัดค่า H0 ด้วยวิธีที่เราใช้กันในปัจจุบันแล้ว

ซึ่ง หลัก ๆ เรามี 2 วิธีในการวัดค่า H0 วิธีแรกคือการใช้วัดจาก รังสีไมโครเวฟพื้นหลังจักรวาล (CMB) ซึ่งอย่างที่ลอมบริเซอร์กล่าวไว้ข้างต้น คือค่านี้แทบจะเหมือนกันทั้งจักรวาล เพราะรังสีพื้นหลังฯ พวกนี้เกิดขึ้นพร้อม ๆ กันตอนบิกแบง

อีกวิธีคือการวัดจากซูเปอร์โนวา และดาวแปรแสงที่เรียกว่า เซฟีอิด (Cepheids) ซึ่งช่วยให้เราสามารถระบุได้ว่าพวกมันอยู่ห่างจากโลกมากแค่ไหน และพวกมันกำลังเคลื่อนที่ออกห่างจากเราไปด้วยความเร็วเท่าไหร่ ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ก็ใช้ข้อมูลการเคลื่อนที่ออกห่างพวกนี้มาคำนวณค่า H0 นั่นเองครับ

แต่ยิ่งนานวันเข้า สองวิธีนี้ก็ยิ่งวัดค่าได้ละเอียดและแม่นยำมากขึ้น และยิ่งแม่นยำตัวเลขที่ออกมาก็ยิ่งทำให้นักวิทยาศาสตร์งง เพราะตัวเลขของทั้งสองวิธีดันไม่ตรงกัน ทำให้เรารู้ว่าเราพลาดอะไรบางอย่างไป

เปรียบเทียบให้เข้าใจง่าย ๆ ก็เหมือนเวลาที่เราทำข้อสอบคณิตแบบมีตัวเลือกคำตอบให้ แล้วคำตอบที่เราคิดได้ดันไม่ตรงกับชอยส์คำตอบข้อไหนเลย เราจะรู้ทันทีว่าถ้าเราไม่ได้คิดผิด ตัวเลือกที่ให้มาในโจทย์ก็ผิด แต่ในสถานการณ์ของการวัดค่า H0 คือมันผิดทั้งคู่ แต่เราไม่รู้ว่ามันไปผิดที่ตรงไหนบ้างครับ

สรุปแบบง่าย

ก็คือนักฟิสิกส์กำลังพยายามหาคำตอบในการขยายตัวของจักรวาลโดยที่พวกเขามีโจทย์ที่ไม่ครบ และมีตัวเลือกที่ผิด การหาคำตอบของโจทย์ข้อนี้จึงไม่ใช่แค่การคำนวณเพียงอย่างเดียว แต่พวกเขาต้องหาว่าสิ่งที่หายไปในโจทย์คืออะไร จักรวาลวิวัฒนาการอย่างไร ขยายตัวได้อย่างไร และกาลอวกาศในปัจจุบันเป็นยังไง

นักวิทยาศาสตร์บางคนพยายามหาคำตอบด้วยการสร้างทฤษฎีใหม่ ๆ ขึ้นมาอธิบาย ซึ่งข้อดีก็คือเราจะได้คำตอบส่วนหนึ่ง แต่ข้อเสียคือทฤษฎีใหม่จะยิ่งทำให้การหาคำตอบจริง ๆ ซับซ้อนขึ้นไปอีก เหมือนการแก้ปัญหานึงแล้วสร้างปัญหาอื่น ๆ ขึ้นมาเพิ่มอีกเป็นกระพรวน

ลอมบริเซอร์ จึงคิดว่าเราควรใช้ทฤษฎีฟิสิกส์ทั่ว ๆ ไปและเข้าใจง่ายมาอธิบายค่า H0 มากกว่า เพราะนอกจากมันจะเข้าง่ายแล้ว มันยังจะได้รับการยอมรับมากกว่าด้วย แต่เขาก็เสริมว่าทฤษฎีง่าย ๆ มันอาจจะน่าเบื่อไปหน่อยครับ

สรุป – นักวิทยาศาสตร์พยายามค้นหาอัตราการขยายตัวของจักรวาลกันมานานแล้ว แต่ทฤษฎีที่มีอยู่เดิมนั้นไม่สมเหตุสมผล และเต็มไปด้วยข้อผิดพลาดที่ไม่รู้ว่าผิดตรงไหนกันแน่ แต่ลอมบริเซอร์ได้เสนอคำตอบง่าย ๆ ว่าบางทีอาจจะเป็นเพราะจักรวาลของเราอาจจะเป็น “ฟองอวกาศขนาดใหญ่ยักษ์” ที่มีความหนาแน่นไม่เท่ากัน ทำให้การคำนวณค่า H0 ออกมาผิดพลาด

Fact – มีทฤษฎีเกี่ยวกับจักรวาลอยู่มากมาย ซึ่งหนึ่งในนั้นมีทฤษฎีที่ระบุว่าจักรวาลอาจไม่ได้มีหนึ่งเดียว แต่มีหลายอยู่หลายจักรวาลเรียกว่า multiverse โดยอิงจากสมมุติฐานที่ว่าในตอนที่เกิดบิกแบงขึ้นนั้น กาล-อวกาศ อาจจะมีการขยายออกไปในอัตราที่แตกต่างกัน (เวลาที่เริ่มต้นขึ้นนั้นอาจจะไม่ได้มีแค่หนึ่งเดียว จักรวาลของเราอาจจะมีการไหลของเวลาที่ไม่เหมือนกับจักรวาลอื่น)

อ่านต่อ – นักวิทย์ฯ เผย “รูหนอน” ไม่ใช่ทางลัดข้ามจักรวาล เพราะแท้จริงแล้วมันคือ “ทางอ้อม”

วันที่ 26 มีนาคม 2020 สำนักข่าว ScienceAlert รายงานว่า การฟื้นตัวของชั้นโอโซนเหนือทวีปแอนตาร์กติกา ได้เข้าไปหยุดการเปลี่ยนแปลงที่นักสิ่งแวดล้อมกำลังหนักใจเกี่ยวกับกระแสการไหลของอากาศในซีกโลกใต้ครับ

งานวิจัยชิ้นใหม่ชี้ว่า พิธีสารมอนทรีออล (Montreal Protocol) ซึ่งเป็นสนธิสัญญาสากลที่มีขึ้นเพื่อควบคุม ยับยั้ง และรณรงค์ให้ลดการผลิตและการใช้สารทำลายชั้นบรรยากาศโอโซน อาจเป็นสาเหตุของการหยุดชะงัก หรือย้อนกลับ ของการเปลี่ยนแปลงบางอย่างที่ทำให้เกิดปัญหาในกระแสลมทั่วซีกโลกใต้

ในช่วงเข้าสู่ศตวรรษที่ 21 การลดลงของโอโซนส่งผลให้ กระแสลมกรด (jet stream) หรือ กระแสลมแปรปรวนแถบบางแต่พัดแรง ที่อยู่ในชั้นบรรยากาศของโลกตั้งแต่ความสูง 9-16 กิโลเมตร ไหลไปทางใต้มากกว่าปกติ จนนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงของรูปแบบของปริมาณน้ำฝน และกระแสน้ำ

แต่หลังจากที่มีการลงนามพิธีสารมอนทรีออล การเคลื่อนย้ายของกระแสลมกรดกลับหยุดชะงักลง จึงเกิดเป็นคำถามว่ามันเป็นเรื่องบังเอิญหรืออะไรกันแน่ ?

จากการใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์ นักวิจัยพบว่าการหยุดชะงักไม่ได้เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของลมตามธรรมชาติ แต่เป็นเพราะชั้นโอโซนต่างหาก หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งก็คือ ผลกระทบที่เกิดจากพิธีสารมอนทรีออลได้ทำให้การเคลื่อนย้ายของกระแสลมกรดหยุดชะงัก หรือย้อนกลับเล็กน้อย

เช่นในประเทศออสเตรเลีย การเคลื่อนย้ายของกระแสลมกรดได้เข้าไปเพิ่มให้เกิดภัยแล้งมากขึ้นจากการผลักฝนออกจากพื้นที่ชายฝั่ง แปลว่ามันมีผลย้อนกลับ ฝนก็จะกลับมาตกอีกครั้ง ซึ่งถือว่าเป็นข่าวดีอย่างมาก

อย่างไรก็ดีเราอาจฉลองข่าวดีนี้ได้ไม่นาน เพราะในขณะที่เราลดการทำลายชั้นโอโซน ระดับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องและก่อให้เกิดความเสี่ยงตามมา ยิ่งไปกว่านั้น เมื่อไม่กี่ปีมานี้ก็มีการทำลายชั้นโอโซนที่เกิดจากสารเคมีในอุตสาหกรรมในประเทศจีนด้วย

“เราเรียกสิ่งนี้ว่า ‘การหยุดชั่วคราว’ เพราะทิศทางของการไหลเวียนในขั้วโลกอาจกลับมาเหมือนเดิม คงที่ หรือย้อนกลับ มันเป็นสงครามชักเย่อระหว่างผลกระทบของการฟื้นฟูโอโซนและการเพิ่มขึ้นของก๊าซเรือนกระจกที่จะเป็นตัวกำหนดทิศทางในอนาคต” – แอนทารา แบนเนอร์จี (Antara Banerjee) นักเคมีบรรยากาศจากมหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์ (University of Colorado Boulder) กล่าว

พิธีสารมอนทรีออลเป็นสิ่งที่พิสูจน์ว่าถ้าหากทั่วโลกลงมือทำทันที เราสามารถหยุดหรือย้อนกลับความเสียหายบางอย่างที่เราเริ่มต้นไปได้ แต่มันก็ยังไม่เพียงพอถ้าหากเรายังไม่สามารถหยุดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องได้

สรุป – นักวิจัยพบว่าพิธีสารมอนทรีออลที่มีจุดประสงค์เพื่อให้ประเทศที่ร่วมลงนามหยุดการทำลายชั้นโอโซน ส่งผลให้เกิดการหยุดชะงักหรือย้อนกลับของกระแสลมกรดที่ไหลลงไปทางใต้มากกว่าปกติ ประเทศเช่นออสเตรเลียอเลยอาจไม่ต้องเสี่ยงต่อภัยแล้งแล้ว แต่นักวิทยาศาสตร์บางคนเชื่อว่านี่เป็นเพียงการหยุดชั่วคราว สถานการณ์จะยังกลับมาเหมือนเดิมถ้าเรายังไม่สามารถหยุดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกควบคู่ไปด้วยได้

Fact – โอโซนถูกค้นพบโดยนักเคมีชาวเยอรมัน คริสทีอัน ฟรีดริช เชินไบน์ (Christian Friedrich Schönbei ซึ่งเขาตั้งชื่อมันตามภาษากรีก ‘ozein’ ที่แปลว่ากลิ่น

อ่านต่อ – ขั้วโลกใต้เกิดปรากฏการณ์ “น้ำแข็งเลือด” เหตุจากภาวะโลกร้อน