เม็ดทรายบนโลกกับดาวในจักรวาลอะไรมีมากกว่ากัน

* รูปภาพใช้เพื่อประกอบเนื้อหาเท่านั้น อาจไม่ใช่ภาพเหตุการณ์จริงหรือภาพจริงจากเรื่องในบทความ ขอบคุณภาพประกอบจาก https://graphic.in.th

ลองกำทรายริมทะเลขึ้นมาหนึ่งกำมือ แค่เม็ดเล็ก ๆ ที่ติดอยู่ตามนิ้วก็นับได้ยากแล้ว ถ้ารวมชายหาดทุกแห่ง ทะเลทราย และทรายที่อยู่ใต้พื้นดิน จำนวนจะมากกว่าดาวบนท้องฟ้าหรือไม่?

คำถามนี้ต้องกำหนดขอบเขตก่อน เพราะคำว่า “ทรายบนโลก” กว้างกว่าทรายบนชายหาดมาก ส่วนดาวที่นักดาราศาสตร์นำมาประเมินก็มักหมายถึงดาวฤกษ์ใน เอกภพที่สังเกตได้ ซึ่งเป็นบริเวณที่แสงมีเวลาเดินทางมาถึงเรา

คำตอบที่มีหลักฐานรองรับที่สุดคือ ดาวฤกษ์ในเอกภพที่สังเกตได้มีจำนวนใกล้เคียงหรืออาจมากกว่าเม็ดทรายบนชายหาดทั่วโลก แต่ถ้ารวมทรายทุกแห่งบนโลก ยังไม่มีตัวเลขที่แน่นพอจะฟันธงว่าอะไรมีมากกว่า การเปลี่ยนสมมติฐานเรื่องขนาดเม็ดทรายและความลึกของชั้นทรายทำให้ผลต่างกันมาก

นับทรายทั้งหาดอย่างไร?

ไม่มีใครนับทีละเม็ด วิธีประมาณเริ่มจากเลือกตัวอย่างทราย วัดว่าปริมาตรหนึ่งมีเม็ดทรายกี่เม็ด แล้วคูณกับปริมาตรทรายที่คาดว่ามีอยู่ ปัญหาคือแต่ละหาดกว้างและลึกไม่เท่ากัน เม็ดทรายก็มีขนาดต่างกัน ยิ่งเม็ดเล็ก ในปริมาตรเท่ากันก็ยิ่งมีจำนวนมาก

ตัวเลขที่มักถูกนำมาอ้างคือประมาณ 7.5 × 1018 เม็ด หรือ 7.5 ตามด้วยเลขศูนย์ 18 ตัว แต่แหล่งอ้างอิงอธิบายขอบเขตของตัวเลขนี้ไม่ตรงกัน จึงไม่ควรมองว่าเป็นจำนวนทรายทั้งหมดบนโลกที่ตรวจนับแล้ว ขณะที่บทความใน Scientific American ทดลองใช้สมมติฐานอีกชุดหนึ่งและได้จำนวนทรายบนชายหาดสูงกว่าค่าที่มักอ้างกันมาก

แล้วจำนวนดาวมาจากไหน?

นักดาราศาสตร์ใช้ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์ประเมินจำนวนกาแล็กซีและจำนวนดาวฤกษ์ในกาแล็กซีแต่ละชนิด ก่อนนำมาคำนวณภาพรวม ดาวจาง ๆ และกาแล็กซีที่อยู่ไกลมากทำให้การประเมินมีข้อจำกัดเช่นกัน

NASA ยกตัวอย่างการคำนวณแบบง่ายที่ได้ดาวฤกษ์ราว 1022 ดวงในเอกภพที่สังเกตได้ หรือเลข 1 ตามด้วยศูนย์ 22 ตัว ส่วนอีกหน้าหนึ่งระบุว่าอาจมีได้ถึง 1024 ดวง ตัวเลขเหล่านี้เป็นค่าประมาณคนละแนวทางและไม่ใช่จำนวนที่นับครบทุกดวง

ถ้านำ 1022 ดวงไปหารด้วยตัวเลขทราย 7.5 × 1018 เม็ด จะได้ประมาณ 1,300 ดาวต่อทรายหนึ่งเม็ด แต่สัดส่วนนี้ใช้ได้เฉพาะตัวเลขสองชุดนั้น ไม่ใช่อัตราส่วนที่ยืนยันแล้วสำหรับทรายทุกเม็ดบนโลก

เมื่อรวมทะเลทรายและทรายใต้พื้นดิน

เม็ดทรายไม่ได้อยู่แค่ริมทะเล ยังมีอยู่ในทะเลทราย ก้นแม่น้ำ ใต้ทะเล และชั้นตะกอนอีกมาก การเพิ่มพื้นที่เหล่านี้ทำให้จำนวนทรายที่ต้องนำมาเปรียบเทียบเพิ่มขึ้น แต่การประเมินปริมาตรและขนาดเม็ดทั่วโลกทำได้ยาก จึงยังใช้ตัวเลขชายหาดแทนทรายทั้งโลกไม่ได้

เช่นเดียวกัน เอกภพที่สังเกตได้ไม่ได้ยืนยันว่าเป็นเอกภพทั้งหมด พื้นที่นอกขอบเขตนั้นอาจมีดาวอีก แต่เรายังนำมานับรวมอย่างน่าเชื่อถือไม่ได้ ดังนั้นประโยคที่ควรจำคือ ดาวอาจมีมากกว่าทรายบนชายหาดทั่วโลกตามการประมาณบางแบบ ส่วนการแข่งขันกับทรายทั้งโลกยังไม่มีผู้ชนะที่ยืนยันได้