เขื่อนสามผาทำให้วันยาวขึ้น 0.06 ไมโครวินาทีจริงไหม?

* รูปภาพใช้เพื่อประกอบเนื้อหาเท่านั้น อาจไม่ใช่ภาพเหตุการณ์จริงหรือภาพจริงจากเรื่องในบทความ

ถ้าเขื่อนขนาดยักษ์เก็บน้ำไว้เต็มอ่าง แล้วความยาวของวันบนโลกเปลี่ยนไปได้จริงไหม? เรื่องนี้ฟังคล้ายพาดหัวเกินจริง เพราะนาฬิกาที่บ้านก็ยังเดินตามปกติ แต่มีตัวเลขของนาซาที่ตอบคำถามนี้ไว้ละเอียดกว่าคำว่า “โลกหมุนช้าลง” มาก

คำตอบอยู่ในข่าวของห้องปฏิบัติการเจ็ตพร็อพัลชันของนาซาเมื่อเดือนมกราคม 2005 ซึ่งกำลังอธิบายผลของแผ่นดินไหวสุมาตรา นักวิทยาศาสตร์เบนจามิน เฉาใช้เขื่อนสามผาในจีนเป็นตัวเทียบ เพราะการกักน้ำจำนวนมากก็เปลี่ยนตำแหน่งมวลบนโลกได้เช่นกัน หากอ่างเต็มและมีน้ำ 40 ลูกบาศก์กิโลเมตร หรือ 40,000 ล้านลูกบาศก์เมตร หนึ่งวันจะยาวขึ้นประมาณ 0.06 ไมโครวินาที และขั้วโลกจะขยับราว 2 เซนติเมตร ปริมาณน้ำนี้เป็นเงื่อนไขตั้งต้น ไม่ใช่ยอดน้ำที่อ่างรับเพิ่มในวันเดียว

การย้ายน้ำปริมาณมากอาจกระทบการหมุนของโลก เพราะตำแหน่งของมวลเทียบกับแกนหมุนเปลี่ยนไปด้วย นักฟิสิกส์อธิบายหลักนี้ผ่านโมเมนตัมเชิงมุม ลองนึกถึงนักสเกตที่หมุนเร็วขึ้นเมื่อดึงแขนเข้าหาตัว โลกก็มีการเปลี่ยนแปลงเล็ก ๆ ตามการกระจายมวลเช่นกัน

ค่าที่นาซารายงานไม่ใช่การวัดนาฬิกาว่าทุกวันยาวขึ้นเท่านี้จริง ๆ แต่เป็นผลคำนวณจากมวลน้ำกับตำแหน่งของมันเทียบกับแกนหมุน เรื่องนี้ต่างจากการเปลี่ยนแปลงที่วัดได้ในชีวิตประจำวันอย่างมาก

ไมโครวินาทีคือหนึ่งในล้านส่วนของวินาที ดังนั้น 0.06 ไมโครวินาทีเท่ากับ 0.00000006 วินาที หรือ 60 นาโนวินาที หนึ่งวินาทีมีขนาดใหญ่กว่าค่านี้ราว 16.7 ล้านเท่า พอแปลงหน่วยจะเห็นว่าตัวเลขที่ดูเด่นในพาดหัวเล็กมากเมื่อเทียบกับเวลาที่เราใช้ในชีวิตประจำวัน

“วันยาวขึ้น” ในที่นี้หมายถึงหนึ่งรอบหมุนใช้เวลามากขึ้นเล็กน้อย ภายใต้สมมติฐานว่าอ่างเต็ม ไม่ใช่เวลาที่บวกสะสมทุกวันที่ผ่านไป และไม่ใช่คำทำนายว่าวันนี้จะยาวกว่าวันก่อนเท่าไร

กรณีนี้ช่วยให้เห็นสเกลของผลทางฟิสิกส์: โลกตอบสนองต่อการย้ายมวลจริง แต่ผลเล็กจนไม่กระทบเวลาตื่นนอนหรือนัดหมาย

ในข่าวชิ้นเดียวกัน นาซารายงานผลคำนวณของแผ่นดินไหวสุมาตราเมื่อ 26 ธันวาคม 2004 ว่าทำให้ความยาววันสั้นลง 2.68 ไมโครวินาที และขั้วโลกเฉลี่ยขยับประมาณ 2.5 เซนติเมตร ตัวเลขนี้เป็นผลจากแผ่นดินไหว ไม่ใช่ผลของเขื่อนสามผา ตัวอย่างสองกรณีอยู่ในหน้าเดียวกันเพราะนักวิทยาศาสตร์ใช้การเปลี่ยนมวลของโลกมาเทียบให้เห็นสเกล

นักวิจัยคำนวณผลของแผ่นดินไหวจากข้อมูลการเลื่อนตัวของรอยเลื่อนและแบบจำลองการกระจายมวล แล้วนำไปหาผลต่อการหมุนโลก ข่าวนาซาระบุว่าการเปลี่ยนความยาววันจากแผ่นดินไหวเล็กเกินกว่าจะตรวจพบโดยตรงในขณะนั้น แต่ยังคำนวณทางฟิสิกส์ได้ ส่วนค่าเขื่อนสามผาก็เป็นการเปรียบเทียบเชิงสมมติ ไม่ใช่รายงานว่ามีการตรวจจับสัญญาณ 0.06 ไมโครวินาทีจากอ่างจริง

ความยาววันของโลกไม่ได้คงที่สมบูรณ์แบบอยู่แล้ว นาซาอธิบายว่าการเคลื่อนมวลหลายขนาด ตั้งแต่สภาพอากาศตามฤดูกาลไปจนถึงการเคลื่อนของแผ่นดินไหว ล้วนเกี่ยวข้องกับการหมุนของโลกได้ แต่การเปลี่ยนแปลงส่วนใหญ่เล็กมาก นักวิทยาศาสตร์จึงใช้เครื่องมือและแบบจำลองแยกสัญญาณเหล่านี้ออกจากกัน

สรุปคือค่าของเขื่อนสามผาเป็นแบบจำลองจากปี 2005 ภายใต้เงื่อนไขว่าอ่างเต็ม ไม่ใช่หลักฐานว่านาซาตรวจพบผล 0.06 ไมโครวินาทีจากเขื่อนจริง สิ่งที่ตัวเลขนี้ชี้คือมวลน้ำขนาดมหาศาลมีผลต่อการหมุนโลกตามหลักฟิสิกส์ แต่เล็กเกินกว่าจะรู้สึกได้ในชีวิตประจำวัน

ขอบคุณภาพประกอบจาก https://graphic.in.th