สุดยอดความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ในปี 2019

ผ่านพ้นปี 2019 ก้าวเข้าสู่ปี 2020 วิทยาศาสตร์ เเละเทคโนโลยีก็ยังคงพัฒนาต่อเนื่องอย่างไม่หยุดยั้ง มีการค้นพบสิ่งใหม่ๆ
อยู่ตลอดเวลา ซึ่งในปีที่ผ่านก็มีการค้นพบสิ่งต่างๆมากมาย ทั้งเรื่องในโลกเเละบนอวกาศ วันนี้พวกเรา eduHUB จะพาท่านผู้ชมทุกท่าน ไปย้อนดูการค้นพบเเละความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ในปี 2019 ที่ผ่านมา ว่ามีอะไรที่น่าจดจำกันบ้าง

เริ่มกันที่เรื่องเเรกของทางด้านเทคโนโลยีที่ถูกพัฒนาไปอีกขั้น “ซีคามอร์” (Sycamore) ควอนตัมคอมพิวเตอร์ 54 คิวบิต

ที่กูเกิลเป็นผู้พัฒนา ได้บรรลุถึงขีดความสามารถที่เหนือชั้นกว่าคอมพิวเตอร์เครื่องอื่น บนโลกใบนี้ในเรื่องการประมวลผล หรือที่เรียกว่า “ควอนตัม ซูพรีเมซี” (Quantum supremacy) เป็นที่เรียบร้อยแล้ว กูเกิลอ้างว่าซีคามอร์สามารถคำนวณแก้ปัญหาที่เรียกว่า Random circuit sampling ซึ่งเป็นปัญหาสถิติขั้นสูงที่มีความยากและซับซ้อนจนเกินกำลังที่คอมพิวเตอร์ทั่วไป จะสามารถคำนวนได้ โดยซีคาร์มอสามารถเเก้ปัญหาดังกล่าวได้ภายในเวลาเพียง 3 นาที 20 วินาทีเท่านั้น ในขณะที่ “ซัมมิต” (Summit) ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ของทางไอบีเอ็ม ยังต้องใช้เวลานานถึงกว่า 10,000 ปีเลยทีเดียว ถึงจะแก้ปัญหาเดียวกันได้

อย่างไรก็ตาม ไอบีเอ็มออกมาแย้งว่า ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ของตนไม่ได้ด้อยประสิทธิภาพขนาดนั้น และไอบีเอ็มยังตั้งข้อสงสัยถึงความน่าเชื่อถือของคำกล่าวอ้างจากกูเกิลอีกด้วย

การค้นพบสิ่งใหม่ๆ จะช่วยให้เราเรียนรู้ ความเป็นมาของโลกเราในสมัยก่อนได้มากขึ้น ซึ่งในปี 2019 ที่ผ่านมาก็มีการค้นพบที่น่าสนใจไม่น้อยเลยทีเดียว ผืนแผ่นดินของโลกจะประกอบไปด้วย 7 ทวีป นั้นคือสิ่งที่เราได้รับรู้กันมาตลอด แต่ล่าสุดในช่วงกลางปี 2019 นักธรณีวิทยาจากมหาวิทยาลัยอูเทรกต์ของเนเธอร์แลนด์ได้ค้นพบสิ่งที่น่าสนใจอย่างมาก นั่นก็คือ ทวีปที่ 8 “เกรตเทอร์ เอเดรีย” (Greater Adria ) ซึ่งทวีปดังกล่าวได้ซ่อนตัวอยู่ใต้ทวีปยุโรป “เกรตเทอร์ เอเดรีย” มีขนาดประมาณเท่าเกาะกรีนแลนด์ ซ่อนตัวอยู่ใต้ทวีปยุโรปตอนล่างในแถบประเทศอิตาลีและทะเลเอเดรียติก มีอายุเก่าแก่เท่ากับทวีปอื่น ๆ

สาเหตุที่ทำให้ซ่อนตัวอยู่ภายใต้ทวีปยุโรปก็คือ เมื่อ 175 ล้านปีก่อน ขณะที่ทวีปต่าง ๆ เริ่มแยกตัวออกจากมหาทวีปแพนเจียซึ่งเป็นแผ่นดินหนึ่งเดียวของโลก ทวีปเกรตเทอร์ เอเดรีย ได้ชนและมุดตัวเข้าไปอยู่ใต้ผืนทวีปยุโรปที่ซึ่งเป็นพื้นที่ที่ใหญ่กว่า ทำให้เปลือกโลกส่วนนั้นยกตัวขึ้นเป็นแนวภูเขาสูงของยุโรป เช่นเทือกเขาแอลป์และเทือกเขาแอเพนไนน์ นอกจากการค้นพบทวีปใหม่เเล้ว เรายังค้นบรรพบุรุษอีกคน ของมนุษย์เราอีกด้วย

ช่วงกลางปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์พิสูจน์ได้ว่า ชิ้นส่วนฟอสซิลของมนุษย์ยุคใหม่หรือโฮโมเซเปียนส์ ซึ่งมีอายุเก่าแก่ถึง 210,000 ปี ที่พบในถ้ำของประเทศกรีซ เป็นหลักฐานยืนยันว่ามนุษย์ยุคใหม่อพยพออกจากถิ่นกำเนิดในทวีปแอฟริกาเร็วกว่าที่คาดกันไว้นับแสนปี ในรูปจะเเสดงให้เห็นถึงใบหน้าของ Australopithecus anamensis ที่จำลองขึ้นใหม่ เปรียบเทียบกับฟอสซิลกะโหลกศีรษะที่พบ

Australopithecus anamensis
รูปจำลองใบหน้า Australopithecus anamensis

นอกจากนี้ยังมีการค้นพบฟอสซิลกะโหลกศีรษะของบรรพบุรุษมนุษย์ในเอธิโอเปีย โดยพบว่าเป็นของบรรพบุรุษมนุษย์สายพันธุ์ “ออสตราโลพิเทคัส อะนาเมนซิส” (Australopithecus anamensis) ซึ่งเคยเชื่อกันว่าเป็นต้นสายวิวัฒนาการที่เกิดขึ้นมาก่อน “ลูซี่” ฟอสซิลบรรพบุรุษมนุษย์ชื่อดังคุ้นหูอีกสายพันธุ์หนึ่ง นักวิทยาศาสตร์จากพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติคลีฟแลนด์ (CMNH) ของสหรัฐฯ ผู้ค้นพบฟอสซิลนี้บอกว่า การที่มันมีอายุเก่าแก่ราว 3.8 ล้านปี ชี้ว่าออสตราโลพิเทคัส อะนาเมนซิส อยู่ร่วมกับสายพันธุ์ของ “ลูซี่” ในยุคสมัยเดียวกัน และไม่แน่ชัดอีกต่อไปว่าใครเป็นบรรพบุรุษที่มาก่อน หรือเป็นลูกหลานที่มาทีหลังกันแน่ ทำให้ต้องทบทวนทฤษฎีว่าด้วยเส้นทางของวิวัฒนาการมนุษย์เสียใหม่ ซึ่งนักวิทยาศาสตร์พบว่าซับซ้อนยุ่งเหยิงกว่าที่คิด

ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ ต้องมาพร้อมกัยความก้าวหน้าทางการเเพทย์ เพื่อที่จะได้ช่วยยืดชีวิตของมนุษย์เรา ให้สามารถเรียนรู้สิ่งใหม่ๆ ต่อไปได้ การค้นพบครั้งนี้ถือเป็นข่าวดีอย่างมากสำหรับ ผู้ที่ติดเชื้อ เอชไอวี เพราะได้มีการค้นพบตัวยาที่จะสามารถช่วยบรรเทาความทรมานจากการที่ผู้ป่วยต้องกินยาต้านเชื่อเป็นประจำทุกวัน

ViiV Healthcare

การวิจัยระยะที่ 3 ระบุว่า ยา ATLAS-2M ของบริษัท ViiV Healthcare สามารถออกฤทธิ์ได้นานสูงสุดถึง 2 เดือน มีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับการกินยาต้านไวรัส 3 ชนิดเป็นประจำทุกวัน ด้านทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยนอร์ทแคโรไลนา วิทยาเขตแชเพิลฮิลล์ (UNC) ของสหรัฐฯ ก็ประกาศความสำเร็จขั้นต้นในด้านนี้ด้วยเช่นกัน โดยสามารถฉีดอุปกรณ์ฝังยาต้านไวรัสเอชไอวีหลายชนิดเข้าที่ใต้ผิวหนัง ซึ่งทำให้ยาออกฤทธิ์ได้นานต่อเนื่องถึงกว่า 1 ปี และเพิ่มประสิทธิภาพทั้งในการป้องกันการติดเชื้อหรือหยุดยั้งการแพร่เชื้อได้แน่นอนยิ่งขึ้น โดยขณะนี้ยาฝังใต้ผิวหนังดังกล่าว ผ่านขั้นตอนการทดสอบความปลอดภัยกับสัตว์ทดลองแล้ว

เรื่องต่อมา ถือเป็นข่าวดีที่มาพร้อมกับข่าวร้ายก็ว่าได้ ข่าวร้ายคือ เชื้อไวรัสอีโบลากลับมาระบาดอีกในประเทศดีอาร์คองโก
เเต่ข่าวร้ายนี้กลับเป็นโอกาสดีให้องค์การอนามัยโลก (WHO) ได้ทดสอบยารักษา ซึ่งปรากฏว่าได้ผลดีเกินคาดจนอาจจะพูดได้ว่า อีโบลาไม่ใช่โรคที่ไม่มีทางรักษาได้อีกต่อไป ยาที่ถูกทดสอบนั้น มีสองขนาน คือ “อาร์อีจีเอ็น-อีบีทรี” (REGN-EB3) และ “เอ็มเอบี วันวันโฟร์” (mAb114) เป็นยาฉีดกึ่งวัคซีนที่ทำมาจากแอนติบอดีหลายชนิด ซึ่งจะเข้าไปทำให้ไวรัสอีโบลาในร่างกายผู้ป่วยหมดฤทธิ์ ทีมแพทย์ขององค์การอนามัยโลกระบุว่า ยาสองขนานนี้ช่วยชีวิตผู้ติดเชื้อรายใหม่ได้ถึง 90% โดยยิ่งได้รับยาเร็ว โอกาสรอดชีวิตก็จะยิ่งสูงขึ้น และถ้าต้องการให้ยามีประสิทธิภาพในการรักษาดีที่สุด ควรจะฉีดให้คนไข้ภายใน 3 วันแรกของการติดเชื้อ

หลังจากที่ได้ชมการค้นพบ เเละ ความก้าวหน้าของวิทยาศาสตร์ ในโลกเราไปเเล้ว ต่อไปจะพาท่านผู้ชมทุกท่าน ไปพบกับเรื่องราว ที่น่าสนใจของวิทยาศาสตร์เเละการค้นพบที่เกี่ยวกับเรื่อง นอกโลก หรืออวกาศกันบ้าง ทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดของประเทศสหรัฐฯ ประสบความสำเร็จในการทดลองสร้างปฏิกิริยาเคมีภายใต้ภาวะอุณหภูมิต่ำสุดที่ 500 นาโนเคลวิน ซึ่งนับว่ามีความเย็นมากกว่าห้วงอวกาศระหว่างดวงดาว (Interstellar space) บริเวณที่อุณหภูมิต่ำสุดในจักรวาลหลายล้านเท่า

นอกจากนั้น การทดลองนี้ยังเฉียดเข้าใกล้อุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์มากที่สุด เท่าที่เคยมีการบันทึกสถิติมา โดยนักวิทยาศาสตร์ใช้เทคโนโลยีเลเซอร์ที่ยิงสวนกันในหลายทิศทาง ลดค่าเฉลี่ยของพลังงานจลน์หรืออุณหภูมิของโมเลกุลโพแทสเซียม-รูบิเดียม (KRb) จำนวน 2 โมเลกุลลงต่ำสุด จนทำให้ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นระหว่าง 2 โมเลกุลนี้ชะลอความเร็วลงอย่างมาก ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในภาวะเย็นสุดขั้ว ทำให้โมเลกุลเคลื่อนไหวช้า เปิดโอกาสให้นักวิทยาศาสตร์ได้สังเกตกระบวนการเกิดปฏิกิริยาเคมีตั้งแต่ต้นจนจบอย่างละเอียดชัดเจนชนิดที่ไม่เคยได้เห็นกันมาก่อน

ยานเรือใบสุริยะใช้พลังงานแสงเปลี่ยนวงโคจรสำเร็จ ยานไลต์เซล (Lightsail) หรือ “เรือใบสุริยะ” ที่ท่องอวกาศไปตามลำแสงของดวงอาทิตย์ได้พัฒนาไปอีกขั้น โดยยานไลต์เซลทู (Lightsail 2) สามารถเปลี่ยนระดับการโคจร ขณะอยู่ในวงโคจรรอบโลกได้สำเร็จ โดยใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์เพียงอย่างเดียวเท่านั้น

หลักการของเรือใบสุริยะคือการใช้แผ่นวัสดุสะท้อนแสงเป็นใบเรือ ทำหน้าที่สะท้อนอนุภาคของแสงหรือโฟตอนจากดวงอาทิตย์ และใช้แรงจากโมเมนตัมที่เกิดขึ้นช่วยขับเคลื่อนยานไปข้างหน้า การพัฒนาเรือใบสุริยะนี้เป็นความหวังว่าสักวันหนึ่งมนุษย์จะสามารถท่องอวกาศออกไปได้ไกลมากขึ้น โดยอาศัยแหล่งพลังงานขับเคลื่อนจากดาวฤกษ์ต่าง ๆ ทำให้สามารถเดินทางได้นาน เเละมีระยะทางที่ไกลมากขึ้น

รูปเรือใบสุริยะ

พบน้ำเป็นครั้งแรกบนดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ

ทีมนักดาราศาสตร์จากยูนิเวอร์ซิตี คอลเลจ ลอนดอน (UCL) ของสหราชอาณาจักร ค้นพบว่า ดาว K2-18b ซึ่งเป็นดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่อยู่ห่างจากโลก 111 ปีแสง มีน้ำเป็นองค์ประกอบสำคัญในชั้นบรรยากาศมากถึง 50% การค้นพบครั้งนี้ ถือเป็นครั้งแรกที่มีการค้นพบร่องรอยของน้ำบนดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่โคจรอยู่ในเขตเอื้อต่อการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต(Goldilocks Zone) การค้นพบน้ำบนดาวเคราะห์ที่อยู่ในเขตอุณหภูมิเหมาะสมดังกล่าว ทำให้ดาว K2- 18b กลายเป็นสถานที่เป้าหมายในการค้นหาสิ่งมีชีวิตต่างดาวที่มีความเป็นไปได้มากที่สุดแห่งหนึ่งในขณะนี้

เรื่องต่อมาถือว่าเป็นอีกขั้นที่สำคัญของการเรียนรู้เกี่ยวกับจักรวาล มนุษย์เรากำลังจะได้เรียนรู้สิ่งใหม่ๆ เพิ่มเติม มากยิ่งขึ้น
ยานวอยาเจอร์เผยความลับของโครงสร้างระบบสุริยะ หลังจากยาน “วอยาเจอร์ทู” (Voyager 2) เดินทางพ้นขอบเขตอิทธิพลลมสุริยะ ซึ่งเปรียบเสมือนสุดขอบรั้วของระบบดาวเคราะห์ที่เราอาศัยอยู่ ยานก็ได้ส่งข้อมูลการสำรวจอวกาศที่แปลกใหม่ ซึ่งมนุษย์ไม่เคยรับรู้มาก่อนให้นักวิทยาศาสตร์ได้วิเคราะห์กันต่อไป

Voyager 2
รูปยาน Voyager 2

จากบทความวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature ได้บอกว่า สภาพแวดล้อมภายในระบบสุริยะกับห้วงอวกาศระหว่างดวงดาว (Interstellar space) ที่อยู่ภายนอกนั้น แตกต่างกันอย่างมาก ทั้งอุณหภูมิและความเข้มของรังสีคอสมิก ซึ่งแสดงว่าโลกและดาวเคราะห์เพื่อนบ้านอีก 7 ดวง อยู่ภายใต้การปกป้องของสนามพลังหรือขอบเขตการพัดของลมสุริยะจากดวงอาทิตย์นั่นเอง ยานวอยาเจอร์ทูยังพบเข้ากับ “กำแพงไฟ” หรือแนวพลาสมาร้อนแรงหลายหมื่นองศาเซลเซียสตรงสุดขอบระบบสุริยะอีกด้วย โดยเป็นกลุ่มก๊าซและอนุภาคมีประจุไฟฟ้าที่เกิดจากการสะสมตัวของลมสุริยะที่พัด ต่อไปไม่ได้อีก เนื่องจากปะทะเข้ากับรังสีคอสมิกทรงพลังนอกระบบสุริยะ

สุดท้ายนี้ ถือว่าเป็นข่าวการค้นพบ ที่น่าจะเรียกได้ว่า เป็นข่าวใหญ่ที่สุดเเห่งปีที่ผู้คนทั่วโลกต่างก็ให้ความสนใจ นักดาราศาสตร์เผยรูปหลุมดำครั้งแรกของโลก เครือข่ายกล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์ (Event Horizon Telescope – EHT) สามารถถ่ายรูปหลุมดำได้เป็นครั้งแรกของโลก ถือเป็นหลักฐานเชิงรูปธรรมชิ้นแรกที่พิสูจน์ให้เห็นชัดเจนว่าหลุมดำมีอยู่จริง

หลุมดำ
รูปถ่ายหลุมดำโดยเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์

หลุมดำมวลยิ่งยวดในภาพนี้อยู่ห่างจากโลก 53 ล้านปีแสง มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 หมื่นล้านกิโลเมตร หรือใหญ่กว่าโลก 3 ล้านเท่า การทำงานร่วมกันของเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุ 8 แห่งทั่วโลก ให้ผลเป็นเทคนิคการถ่ายภาพที่เสมือนกับใช้กล้องโทรทรรศน์ความกว้างราว 13,000 กิโลเมตร หรือกล้องที่มีขนาดใหญ่เกือบเท่ากับโลกนั่นเอง ตามปกติแล้วเราไม่อาจจะมองเห็นหรือตรวจจับตำแหน่งของหลุมดำในขณะที่มันสงบนิ่ง ไม่ได้ดูดกลืนดวงดาวต่าง ๆ อยู่ เนื่องจากแรงโน้มถ่วงมหาศาลทำให้แม้แต่แสงก็ไม่อาจหลุดลอดออกมาได้ แต่หากมีการดูดกลืนมวลสารของดาวอื่นเกิดขึ้น จะปรากฏจานพอกพูนมวล (Accretion disk) โดยรอบระนาบหมุนของขอบฟ้าเหตุการณ์ให้สังเกตเห็นหรือตรวจจับการแผ่รังสีได้

เป็นยังไงกันบ้างครับ กับปี 2019 ที่ผ่านมา มีเรื่องราวต่างๆ เกิดขึ้นมากมาย โลกเเละมนุษยชาติ ได้เติบโตกันไปอีกขั้นหนึ่ง และก่อนจากกันวันนี้ ก็อย่าลืมกดติดตามและกดกระดิ่งช่อง eduHUB กันด้วยนะครับ สวัสดีครับ