ภาพถ่ายหลุมดำครั้งแรกของโลก กับบทบาทของผู้หญิงในวงการวิทยาศาสตร์

ภาพจำลองการเดินทางของคลื่นพลังงานจากการเคลื่อนที่ของสสารรอบหลุมดำมาสู่โลก โดยช่อง Youtube ของโครงการ EHT (ehtelescope)

 

     หากจะพูดถึงเหตุการณ์สำคัญที่เพิ่งเกิดขึ้นในวงการวิทยาศาสตร์ในช่วงนี้ คงหนีไม่พ้นการถ่ายภาพหลุมดำได้เป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ ซึ่งเป็นผลงานชิ้นเอกที่ใช้เวลานานหลายปีของทีมนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกที่ร่วมมือกันในโครงการกล้องโทรทรรศน์วิทยุขอบฟ้าเหตุการณ์ (Event Horizon Telescope - EHT)

หลุมดำขนาดยักษ์ (Supermassive Black Hole) ในกาแล็กซี่ Messier 87 หรือ M87 ซึ่งอยู่ห่างจากโลกมากกว่า 54 ล้านปีแสง โดยปกติแล้วเราไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าหรือด้วยกล้องโทรทรรศน์วิทยุใด เนื่องจากแสงสว่างหรือคลื่นพลังงานที่ควรสะท้อนออกจากวัตถุเข้าสู่ดวงตาของเรานั้น ได้ถูกดูดกลืนด้วยมวลปริมาณมหาศาลของหลุมดำตามหลักฟิสิกส์ แต่ความพิเศษของเทคนิคการถ่ายภาพหลุมดำในครั้งนี้ อาจอธิบายโดยรวบรัดได้ว่า เป็นภารถ่ายภาพพลังงานหรือความร้อนที่เกิดจากกลุ่มสสารชนิดต่างๆ ที่เคลื่อนที่เป็นวงแหวนอยู่รอบๆ หลุมดำด้วยความเร็วสูงมาก จนเกิดการเสียดสีกันขึ้นและเกิดเป็นพลังงานดังกล่าวในบริเวณขอบของหลุมดำ ซึ่งนับเป็นความโชคดีประการหนึ่งที่พลังงานนี้มีปริมาณมากเพียงพอที่จะเดินทางผ่านอวกาศอันแสนไกล ให้กล้องโทรทรรศน์วิทยุในโครงการ EHT ทั่วโลกสามารถตรวจจับ และร่วมกันบันทึกข้อมูลได้ ก่อนจะถูกตีความออกมาเป็นภาพที่สามารถระบุขอบเขตโดยคร่าวของหลุมดำขนาดใหญ่นี้ได้ในที่สุด

การถ่ายภาพหลุมดำนับเป็นการยืนยันทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปอันโด่งดังของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ซึ่งได้ทำนายลักษณะของหลุมดำไว้หลายประการ และยังถือเป็นจุดเริ่มต้นของการศึกษาธรรมชาติอื่นๆ ของหลุมดำ ซึ่งอาจเป็นประตูสู่การค้นพบหรือยืนยันทฤษฎีทางฟิสิกส์ที่มีผลอย่างมากต่อชีวิตของมนุษย์ในอนาคต

แต่ในมุมหนึ่งของโครงการ EHT นั้น มีกลไกเล็กๆ อีกชิ้นหนึ่งที่เป็นส่วนขับเคลื่อนความสำเร็จในครั้งนี้ นั่นก็คือ ดร. แคเธอรีน บูแมน (Katherine L. Bouman) นักวิทยาศาสตร์หญิงผู้พัฒนาอัลกอริทึมที่สำคัญในการแปลผลจากข้อมูลปริมาณมหาศาลที่โครงการ EHT รวบรวมไว้ โดยใช้เวลามากกว่าสามปีเต็ม ซึ่งเป็นผลงานต่อเนื่องจากวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาเอกและการศึกษาวิจัยเพิ่มเติมหลังปริญญาเอก (Post-doctoral fellowship) ที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (Massachusetts Institute of Technology - MIT)

ภาพจากทวิตเตอร์ตัวของ ดร. แคเธอรีน บูแมน (@DrKatieBouman) ขณะที่โปรแกรมคอมพิวเตอร์แสดงภาพหลุมดำได้เป็นครั้งแรก

แท้จริงแล้วความเชี่ยวชาญของ ดร. แคเธอรีน นั้นไม่ใช่วิทยาศาสตร์สาขาฟิสิกส์หรือดาราศาสตร์ หากแต่เป็นด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์ (Computer Science) โดยเฉพาะด้านคอมพิวเตอร์วิทัศน์ (Computer Vision) และประมวลผลภาพ (Image Processing) ซึ่งมีส่วนสำคัญอย่างยิ่งในผลงานการสังเคราะห์ภาพหลุมดำขึ้นจากข้อมูลในรูปแบบต่างๆ

ในบทสัมภาษณ์จากนิตยสาร TIME ดร. แคเธอรีน ระบุว่าสิ่งที่เธอได้ทำคือการนำแนวคิดเชิงวิทยาการคอมพิวเตอร์มาช่วยเหลือทีมนักวิทยาศาสตร์ในการตรวจสอบ และยืนยันว่าภาพที่ได้นั้นเป็นการแสดงคุณสมบัติของหลุมดำที่ถูกต้อง ไม่ใช่เพียงแค่การแสดงข้อมูลรบกวน หรือ Noise ที่กล้องโทรทรรศน์วิทยุตรวจจับได้จากแหล่งพลังงานอื่นๆ ในห้วงอวกาศอันห่างไกล ซึ่งนับว่าเป็นความสำเร็จอย่างงดงามจากการผสานกำลังระหว่างวิทยาศาสตร์หลายแขนง

แน่นอนว่า ดร. แคเธอรีนไม่ใช่นักวิทยาศาสตร์หญิงเพียงคนเดียวในโครงการ แต่หากเทียบสัดส่วนของเจ้าหน้าที่ในโครงการ EHT รวมถึงผู้ที่ทำงานในสายวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีทั่วโลกก็จะพบว่าช่องว่างของอัตราส่วนระหว่างผู้ชายและผู้หญิงนั้นยังคงแตกต่างกันอยู่อย่างมีนัยสำคัญมาเป็นเวลานาน โดยจากผลรายงานล่าสุดขององค์การยูเนสโกพบว่ามีผู้หญิงทำงานในอุตสาหกรรมการวิจัยและพัฒนา (Research and Development) ซึ่งเป็นหัวใจของงานสายวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีน้อยกว่า 30% ของแรงงานทั้งหมดทั่วโลก ดังนั้น การเข้ามามีบทบาทที่สำคัญของผู้หญิงในผลงานที่จะเป็นประวัติศาสตร์ของโลกอย่างเช่นกรณีนี้ จึงนับเป็นโอกาสดีที่คนทั่วไปจะได้ทบทวนความสำคัญของการเปิดโอกาสให้ผู้หญิงเข้ามาทำงานในส่วนนี้เพิ่มมากขึ้น รวมถึงเป็นการกระตุ้นเยาวชนรุ่นใหม่ผู้สนใจวิทยาศาสตร์ แต่อาจคิดว่าตัวเองไม่มีความสามารถมากเพียงพอ หรือคิดว่างานในสายวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเป็นเรื่องของผู้ชายเพียงอย่างเดียว

ผลงานของ ดร. แคเธอรีนน และทีมงานโครงการ EHT ถือเป็นหมุดหมายสำคัญ และเป็นกรณีศึกษาที่ทัดเทียมกับการที่นักวิทยาศาสตร์หญิงหลายท่านในประวัติศาสตร์ได้ค้นพบสิ่งต่างๆ ซึ่งกลายเป็นรากฐานของวิทยาศาสตร์ในปัจจุบัน และน่าจะกลายเป็นหลักฐานเชิงประจักษ์อีกครั้งหนึ่ง ที่แสดงให้เห็นว่าพัฒนาการของอารยธรรมมนุษย์นั้นไม่เคยถูกจำกัดด้วยมิติของเพศภาวะ หากแต่เป็นผลของความรู้ความสามารถ และความเพียรพยายามอย่างแท้จริง

 

แหล่งข้อมูลค้นคว้าและภาพจาก:

[1] http://time.com/5568063/katie-bouman-first-image-black-hole/

[2] https://www.theguardian.com/science/2019/apr/10/black-hole-picture-captured-for-first-time-in-space-breakthrough

[3] https://www.sciencealert.com/the-first-black-hole-photo-confirms-einstein-s-theory-of-relativity

[4] http://uis.unesco.org/sites/default/files/documents/fs51-women-in-science-2018-en.pdf

ผู้เขียนและเรียบเรียง: นายวชิรพันธ์ เจริญเวช นักวิชาการ5 กองวิชาการ พิพิธภัณฑ์เทคโนโลยีสารสนเทศ