ต้นเดือนสิงหาคม พ.ศ.2565 ภาพยนตร์ Interstellar (อินเตอร์สเตลลาร์ ทะยานดาวกู้โลก) กลับมาฉายใหม่ในไทยทางออนไลน์ เช่น Netflix ทำให้ประเด็นเรื่องราว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เกี่ยวกับ รูหนอนอวกาศ และหลุมดำกลับมาได้รับความสนใจอีก!

Interstellar เป็นภาพยนตร์เขียนบท, ร่วมผลิต และกำกับโดย คริสโตเฟอร์ โนแลนด์ มีนักฟิสิกส์ คิป ทอร์น (Kip Thorne) เป็นที่ปรึกษาทางวิทยาศาสตร์ ออกฉายครั้งแรกปี พ.ศ.2557 แสดงนำโดย แมททิว แม็คคอนาเฮย์ และ แอนน์ แฮททาเวย์

เมื่อ Interstellar ออกฉายครั้งแรกในประเทศไทยเดือนพฤศจิกายน พ.ศ.2557 ก็เป็นภาพยนตร์วิทยาศาสตร์ฟอร์มยักษ์ ที่ได้รับความสนใจ และมีกิจกรรมเกี่ยวกับภาพยนตร์เรื่องนี้ ทั้งในทางภาพยนตร์วิทยาศาสตร์ และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ทางวิทยาศาสตร์ อย่างคึกคัก โดยผู้เขียน ก็ได้รับเชิญเป็นวิทยากร ทั้งในส่วนเกี่ยวกับภาพยนตร์วิทยาศาสตร์ และวิทยาศาสตร์จริง อีกทั้งในส่วนที่เป็นบทความ และทางรายการวิทยุ “ชีวิตกับจักรวาล” ที่ผู้เขียนจัดมาตั้งแต่ปี พ.ศ.2546

ประเด็นใหญ่เกี่ยวกับ Interstellar ที่ได้รับความสนใจมากเป็นพิเศษ คือ เรื่องของ รูหนอนอวกาศ และ หลุมดำ

แต่ประเด็นใหญ่ และสำคัญมากทางวิทยาศาสตร์จริง ๆ ที่คนทั่วไปเพิ่งจะได้เห็นในภาพยนตร์วิทยาศาสตร์ คือ เรื่องเกี่ยวกับ “คลื่นความโน้มถ่วง” (gravitational wave)

“เชื่อ คิดและทำ อย่างวิทยาศาสตร์” วันนี้ นำประเด็นที่สนใจกันมากจาก Interstellar มาคลี่คลายและแลกเปลี่ยนกับท่านผู้อ่าน ทั้งในส่วนที่เป็นเรื่องของ ภาพยนตร์ และส่วนที่เป็น วิทยาศาสตร์

เนื่องจาก Interstellar ไม่ใช่ภาพยนตร์ใหม่ที่เพิ่งออกฉาย ในการเล่าสู่ท่านผู้อ่านวันนี้ จึงมีส่วนที่เป็นสปอยล์ ของภาพยนตร์ด้วย แต่จะ “น้อยที่สุด” เท่าที่จำเป็น

อย่างย่นย่อ แก่นของ Interstellar เป็นเรื่องราวของโลกอนาคต ในปี พ.ศ.2610 ที่สภาพแวดล้อมของโลกเลวร้ายๆ จนกระทั่ง ต้องย้ายมนุษย์ทั้งโลก (มากที่สุดเท่าที่จะทำได้) หนีไปจากโลก เพื่อความอยู่รอดของมนุษยชาติ โดยโจทย์ใหญ่คือ การแก้สมการความโน้มถ่วง สำหรับ ระบบการขับเคลื่อน ที่จะทำให้การอพยพผู้คนจำนวนมากออกสู่อวกาศเกิดขึ้นได้

แมททิว แม็คคอนาเฮย์ รับบทเป็น โจเซฟ คูเปอร์ อดีตนักบินอวกาศนาซา ที่กลับมาทำหน้าที่เพื่อกู้มนุษยชาติ ด้วยการเดินทางไปยัง รูหนอนอวกาศ (ทางลัดเชื่อมต่อกับกาแล็กซีอื่น) ที่ปรากฏขึ้นมาใกล้ดาวเสาร์ แล้วเดินทางทะลุผ่าน ขอบฟ้าเหตุการณ์ (Event Herizon : รัศมีของหลุมดำ) เข้าไปใน หลุมดำ ขนาดใหญ่ โดยไม่คิดว่าจะรอด

แต่ คูเปอร์ และ หุ่นยนต์ทาร์ส (Tars)ไปโผล่ในโครงสร้างพิเศษ เรียก เทสเซอร์แรกต์ (Tesseract) มีลักษณะเป็น “ห้องสมุดห้ามิติ” ทำให้คูเปอร์สามารถเห็นเหตุการณ์ในอดีตและปัจจุบันได้ ดังเช่น เห็น “เมิร์ฟ” ลูกสาวของเขาพร้อมๆ กันทั้งในขณะที่เธอยังเป็นเด็กและผู้ใหญ่ รวมทั้ง เห็นตัวเขาเองในอดีตด้วย

ทว่า เทสเซอร์แรคต์ ก็เพียงให้เห็น โดยไม่สามารถไปเปลี่ยนอดีตได้

ที่สำคัญ เทสเซอร์แรคต์ ทำให้คูเปอร์ สามารถควบคุม “คลื่นความโน้มถ่วง” ให้ทำงานตามต้องการได้

ในเรขาคณิตและคณิตศาสตร์ เทสเซอร์แรคต์ เป็น “hypercube” ของลูกบาศก์ หมายถึงโครงสร้างเรขาคณิตที่มีมิติมากกว่าลูกบาศก์ธรรมดา ซึ่งอย่างเป็นรูปธรรม ก็หมายถึงโครงสร้าง สี่มิติ ของลูกบาศก์ สามมิติ

คล้ายกับที่ลูกบาศก์ (สามมิติ) เปรียบเป็น เทสเซอร์แรคต์ของรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส ที่มีสองมิติ ที่นักคณิตศาสตร์ สามารถ “เล่น” กับรูปทรง หรือโครงสร้างหลายมิติ ที่เชื่อมต่อระหว่างมิติได้ แต่ยังไม่สามารถสร้างให้ “จับต้อง” จริง ๆ ได้

ยกเว้น ในนิยายวิทยาศาสตร์ และในภาพยนตร์วิทยาศาสตร์ ดังเช่น Interstellar

ขณะอยู่ในเทสเซอร์แรคต์ คูเปอร์ ก็ได้ “ข้อมูลควอนตัม” ที่จะช่วยแก้สมการความโน้มถ่วง สำหรับระบบการขับเคลื่อน อพยพมนุษย์หนีตายจากโลกได้

คูเปอร์ จึงส่ง “ข้อมูลควอนตัม” ผ่านเทสเซอร์แรคต์ โดยอาศัยคลื่นความโน้มถ่วง ไปให้ “เมิร์ฟ” บนโลก เป็น รหัสมอร์ส ผ่านทางเข็มวินาที ของนาฬิกาที่ คูเปอร์ ให้เมิร์ฟ ตอนเธอเป็นเด็ก ทำให้ เมิร์ฟ ซึ่งโตเป็นผู้ใหญ่ และกำลังทำงานอยู่กับหน่วยพัฒนาระบบการขับเคลื่อนเพื่ออพยพมนุษย์ สามารถแก้สมการความโน้มถ่วงได้สำเร็จ มนุษยชาติ จึงสามารถอพยพหนีโลกที่กำลังตายได้

หลังจากที่ได้ส่งข้อมูลควอนตัม ให้ลูกสาวแล้ว ห้องสมุดห้ามิติ เทสเซอร์แรคต์ ก็หายไป

คูเปอร์และหุ่นยนต์ทาร์สออกมาจากรูหนอนอวกาศ ได้รับการช่วยเหลือจากหน่วยลาดตระเวนอวกาศ และพบกับเมิร์ฟ ลูกสาวซึ่งกำลังจะหมดลมหายใจจากความชรา ในโรงพยาบาลของอาณานิคมอวกาศมนุษย์โลก ที่โคจรอยู่รอบดาวเสาร์ ใกล้รูหนอนอวกาศ

เมิร์ฟ เป็น “ฮีโร่” ของโลก เพราะการค้นพบวิธีการแก้สมการความโน้มถ่วง ซึ่งเธอก็พยายามบอกทุกคนว่า เธอไม่ได้ค้นพบ หากเป็นข้อมูลที่เธอมั่นใจว่า มาจากคุณพ่อคูเปอร์ ของเธอ แต่ไม่มีใครเชื่อ เมิร์ฟ ไม่อยากให้พ่อเห็นเธอขณะกำลังจะหมดลมหายใจ และบอกคูเปอร์ ที่ยังเป็นหนุ่มใหญ่ ให้เดินทางไปหา เอมีเลีย แบรนด์ (Emelia Brand) รับบทโดย แอนน์ แฮททาเวย์ นางเอกของเรื่อง ซึ่งเป็นนักวิทยาศาสตร์และมนุษย์อวกาศหญิงคนเก่ง ร่วมเดินทางไปกับ คูเปอร์ (และตัวละครอื่น ๆ อีก) สู่รูหนอนอวกาศตั้งแต่ต้น

และเธอก็เป็นคนที่ คูเปอร์ ยอมจะสละชีวิต ด้วยการสละยานอวกาศ พร้อมกับหุ่นยนต์ทาร์ส เพื่อลดน้ำหนักให้ยานอวกาศ พร้อมด้วย เอมีเลีย สามารถ “ถูกเหวี่ยง” ด้วย แรงโน้มถ่วงของ หลุมดำ ไปสู่ดาวเคราะห์ที่เป็นความหวัง จะเป็น ดาวบ้านใหม่ดวงหนึ่งของมนุษย์

คูเปอร์ และ ทาร์ส จึงขโมย ยานอวกาศลำหนึ่ง เพื่อเดินทางไปหา เอมีเลีย ที่ดาวเคราะห์ ซึ่งเหมาะจะเป็นบ้านใหม่ของมนุษย์ได้จริง

แล้วห้องสมุดห้ามิติเทสเซอร์แรคต์ และ รูหนอนอวกาศ มาจากไหน? คำตอบอย่างเร็ว ๆ ก็คือ ทั้งห้องสมุดห้ามิติเทสเซอร์แรคต์ และรูหนอนอวกาศ ถูกส่งมาโดยมนุษย์โลกเองในอนาคต ที่พัฒนามาก จนกระทั่งสามารถสร้างทั้งเทสเซอร์แรคต์ และ หนอนอวกาศ ส่งกลับมาช่วยมนุษยชาติ

สำหรับส่วนเกี่ยวข้องกับวิทยาศาสตร์จริงๆ ใน Interstellar นอกเหนือไปจากเรื่องของ เทสเซอร์แรคต์ ซึ่งมีอยู่จริงในทาง เรขาคณิต ก็มีเรื่องของ รูหนอนอวกาศ, หลุมดำ และคลื่นความโน้มถ่วง

รูหนอนอวกาศ เป็นเสมือนกับ อุโมงค์ทางลัด เชื่อมต่อสองตำแหน่งของอวกาศเวลา (spacetime) มีจุดเริ่มต้นจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ ไอน์สไตน์ แรกเริ่มเรียกเป็น “สะพานไอน์สไตน์-โรเซน” (Einstein – Rosen Bridge) ในปี พ.ศ.2478 ต่อมา จอห์น วีเลอร์ (John Wheeler) นักฟิสิกส์ผู้เชี่ยวชาญทฤษฎีสัมพัทธภาพภาคทั่วไป ตั้งชื่อเรียกใหม่ เป็น wormhole ทำให้เรียกง่าย และยิ่งสนใจกันมากขึ้น

ถึงปัจจุบัน ทฤษฎีเกี่ยวกับ รูหนอนอวกาศ นับเป็นทฤษฎีที่รู้จักกันดีในวงการวิทยาศาสตร์ และน่าจะเกิดขึ้นได้

แต่ก็ยังไม่พบหลักฐานใดๆ ของ รูหนอนอวกาศจริงๆ หรือในห้องทดลอง นักฟิสิกส์ ก็ยังไม่สามารถสร้างรูหนอนอวกาศขึ้นมาได้

หลุมดำ ก็เป็นผลจากทฤษฎีสัมพัทธภาพภาคทั่วไปของไอน์สไตน์ ที่มีทั้งประเภทเป็นหลุมดำดวงดาว และหลุมดำยักษ์

วงการวิทยาศาสตร์ โดยทั่วไป ยอมรับว่า มีหลุมดำจริงในจักรวาล และมีการค้นพบหลุมดำ ทั้งสองประเภท โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เข้าใจกันว่า มีหลุมดำยักษ์ อยู่ที่บริเวณใจกลางของแทบ ทุกกาแล็กซี

แต่คนที่ไม่เชื่อเรื่องหลุมดำ ก็ยังมีอยู่ !

คลื่นความโน้มถ่วง มีจุดเริ่มต้นตั้งแต่เมื่อกว่าหนึ่งร้อยปีมาแล้ว จากทฤษฎีสัมพัทธภาพภาคทั่วไปของไอน์สไตน์ ที่ไอน์สไตน์ พยากรณ์ว่า ถ้าเกิดการชนกันของวัตถุมีมวลมาก ก็จะเกิดคลื่นความโน้มถ่วง ที่สามารถตรวจจับได้จากโลก ในที่สุด ก็มีการตรวจจับ คลื่นความโน้มถ่วงได้โดยตรง เป็นครั้งแรก ด้วยเครื่องหรือระบบตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วง เรียก ไลโก (LIGO) เมื่อปี พ.ศ.2558 หลังบทบาทของคลื่นความโน้มถ่วงในภาพยนตร์ Interstellar เป็นเวลาเพียง หนึ่งปี

คิป ทอร์น เป็นบุคคลสำคัญเกี่ยวข้องกับ คลื่นความโน้มถ่วง ทั้งใน Interstellar และวิทยาศาสตร์ของจริง

การค้นพบคลื่นความโน้มถ่วง ทำให้ภาพยนตร์ Interstellar ได้รับความสนใจยิ่งขึ้นอีก ส่วนในโลกวิทยาศาสตร์ ก็ทำให้เกิด สาขาใหม่ของ ดาราศาสตร์ คือ “ดาราศาสตร์คลื่นความโน้มถ่วง” (graviational wave astronomy) ตัวของ ดิป ทอร์น เอง (ร่วมกับนักฟิสิกส์ อีกสองคน) ก็ได้รับ รางวัลโนเบล สาขาฟิสิกส์ ประจำปี พ.ศ.2560 จากผลงานเกี่ยวกับคลื่นความโน้มถ่วง

ในการสร้าง Interstellar คริสโตเฟอร์ โนแลน ได้รับแรงบันดาลใจจากภาพยนตร์วิทยาศาสตร์หลายเรื่อง ดังเช่น Metropolis (พ.ศ.2460) , Blade Runner (พ.ศ.2525) , Star Wars (พ.ศ.2520) และ Alien (พ.ศ.2522) แต่ที่สำคัญมากเป็นพิเศษ คือ ภาพยนตร์ 2001 : A Space Odyssey (พ.ศ.2511) ซึ่งยังเป็นที่ยอมรับในวงการภาพยนตร์ว่า เป็นภาพยนตร์วิทยาศาสตร์ ดีที่สุดของโลกเท่าที่มีมา

ผู้เขียนก็ชอบทั้ง Interstellar และ 2001 : A Space Odyssey ท่านผู้อ่านล่ะครับ ได้ชมทั้ง Interstellar และ 2001: A Space Odyssey หรือยัง?

เชื่อว่า หลายท่านคงจะได้ชมแล้วทั้งสองเรื่อง

สำหรับท่านผู้อ่าน ที่ได้ชมทั้งสองเรื่อง ท่านเองคิดอย่างไรกับ Interstellar และ 2001 : A Space Odyssey? ชอบเรื่องไหนมากกว่าหรือไม่? ท่านที่ได้ชมเฉพาะ Interstellar ชอบ หรือไม่ชอบ? หรือคิดอย่างไรกับ Interstellar?

ท่านที่ยังไม่ได้ชม Interstellar คิดอยากชมไหมครับ?