“ท้องฟ้ายามค่ำคืน” เป็นสิ่งที่สร้างความหลงใหล กระตุ้นให้เกิดแรงบันดาลใจ และความอยากรู้อยากเห็นแก่มนุษย์เสมอมา ตั้งแต่เมื่อบรรพบุรุษของเราแหงนหน้าขึ้นมองท้องฟ้าตั้งแต่ยุคก่อนประวัติศาสตร์ ความสงสัย ช่างสังเกต และจดจำแบบแผนที่บันทึกเอาไว้ในสรวงสวรรค์นี้นี่เอง ที่ก่อให้เกิดเป็นตำนาน นิทานดาว และนำไปสู่วิชาดาราศาสตร์ที่นำมาซึ่งองค์ความรู้ที่ทำให้เกิดปฏิทิน การปฏิวัติทางกสิกรรม และอารยธรรมในเวลาต่อมา

ต่อมา เมื่อมนุษย์เริ่มมีการประดิษฐ์อุปกรณ์ให้แสงสว่าง ทำให้ยามค่ำคืนของเราไม่มืดสนิทอีกต่อไป ทำให้ประสบการณ์ที่ชนเมืองได้รับต่อการมองท้องฟ้าค่อย ๆ หดหายไป แม้ว่าความหลงใหลในท้องฟ้าอันงดงามยังคงจะฝังรากลึกเอาไว้ภายในมนุษย์ทุกคน ด้วยเหตุนี้ จึงได้มีการประดิษฐ์ “ท้องฟ้าจำลอง” ขึ้น เพื่อทำการจำลองสรวงสวรรค์บนฟ้าเอามาไว้ในโดมที่ทำให้มนุษย์ในเมืองกรุง ก็ยังคงสามารถชื่นชมความงดงามของท้องฟ้า ฝึกสอนการเรียนรู้ดาราศาสตร์ และส่งต่อความหลงใหลให้กับเยาวชนรุ่นต่อหลายรุ่นเสมอมา

เครื่องฉายท้องฟ้าจำลองเครื่องแรกของโลกนั้น เริ่มผลิตขึ้นเมื่อ 100 ปีที่แล้ว โดยบริษัท Carl Zeiss ในโรงงานที่เมือง Jena และได้ติดตั้งและฉายขึ้นเป็นครั้งแรกที่ Deutsch Museum ในเมือง Munich ประเทศเยอรมนี เมื่อวันที่ 21 ตุลาคม ค.ศ. 1923 นับเป็นการเปิดศักราชแห่งยุคของท้องฟ้าจำลองยุคใหม่ ปัจจุบันเครื่องฉายท้องฟ้าจำลอง “Mark I” ในประวัติศาสตร์เครื่องแรกของโลกนี้ยังคงถูกจัดแสดงเอาไว้ที่ Deutsch Museum

เครื่องฉายท้องฟ้าจำลอง “Mark I” นี้ เป็นต้นแบบของเครื่องฉายดาวระบบ optomechanical ที่ยังคงใช้กันอยู่ในปัจจุบัน ในระบบนี้ เครื่องฉายดาวจะประกอบขึ้นด้วยแหล่งกำเนิดแสง ที่ถูกล้อมไว้ด้วยทรงกลมทึบ ที่มีช่องเปิดให้แสงลอดออกมาตามรูปแบบจำลองของกลุ่มดาวจริงบนท้องฟ้า เครื่องฉายดาวมักจะถูกติดตั้งอยู่ ณ กึ่งกลางของโดมที่ทำการฉาย และจะมีการหมุนของอุปกรณ์ไปรอบ ๆ แกน เพื่อจำลองการเคลื่อนที่ปรากฏของ “ทรงกลมท้องฟ้า” ที่เกิดขึ้นจากการหมุนรอบตัวเองของโลก

แต่ในขณะเดียวกัน “ดาวเคราะห์” รวมถึงดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ จะมีการเคลื่อนที่แตกต่างกันออกไป โดยจะมีการเคลื่อนตำแหน่งกลุ่มดาวไปเรื่อย ๆ ตามเส้นสุริยวิถี ด้วยเหตุนี้การจะสามารถจำลองตำแหน่งของดาวเคราะห์ที่เปลี่ยนไปนั้น จึงจำเป็นที่จะต้องมีวงล้อแยกออกจากทรงกลมท้องฟ้าที่แสดงตำแหน่งของกลุ่มดาวทั่ว ๆ ไป ปรากฏเป็น “planet cage” ที่มีฟันเฟืองอันสลับซับซ้อนเพื่อชดเชยอัตราการเคลื่อนที่เทียบกับทรงกลมท้องฟ้า ทั้งหมดนี้จึงทำให้เครื่องฉายท้องฟ้าจำลองนี้สามารถจำลองตำแหน่งโดยคร่าว ๆ ของกลุ่มดาว และดาวเคราะห์ ณ วันและเวลาใดก็ได้ พร้อมทั้งมีระบบไฟแยกที่จะสามารถเปิดปิดคำอธิบายชื่อของดาวฤกษ์ ลายเส้น หรือภาพวาดของกลุ่มดาว ที่สามารถเปิดปิดได้ตามการบรรยายของผู้บรรยาย

แม้ว่าเครื่องฉายดาวในระบบ optomechanical นั้น จะยังคงเป็นหนึ่งในวิธีที่สามารถจำลองท้องฟ้าได้อย่างงดงามที่สุด แต่การจะประดิษฐ์เครื่องฉายดาวในระบบนี้แต่ละเครื่องนั้นก็ต้องใช้อุปกรณ์ ฟันเฟืองและกลไกอันสลับซับซ้อน และเลนส์เป็นจำนวนมากที่จะต้องโฟกัสดาวในแต่ละส่วน ที่ทำมาในจำนวนไม่มาก และเฉพาะเจาะจงสำหรับท้องฟ้าจำลองแต่ละแห่ง ซึ่งตามมาด้วยทั้งต้นทุนและค่าใช้จ่ายในการดูแลรักษาที่สูงมาก

แต่ด้วยเทคโนโลยีในปัจจุบัน จึงนำมาซึ่งระบบฉายดาวแบบดิจิทัล ที่สามารถใช้เครื่องฉายโปรเจกเตอร์ที่มีตามท้องตลาด มาทำงานร่วมกัน เพื่อฉายลงบนยังโดม จากนั้นด้วยการทำงานของซอฟต์แวร์ ที่สามารถควบคุมชดเชยการเกลี่ยแสงและปรับจูนตำแหน่งพิกเซลอย่างละเอียด จึงได้ภาพที่สามารถฉายในรูปแบบของ fulldome ที่ทดแทนฟันเฟืองอันสลับซับซ้อนของเครื่องฉายดาวแบบ optomechanical ด้วยการทำงานของซอฟต์แวร์ในคอมพิวเตอร์ ด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่าเป็นอย่างมาก

นอกจากนี้ ผลพลอยได้ของระบบฉายท้องฟ้าจำลองแบบดิจิทัล ก็คือความสามารถในการฉายภาพยนตร์ในระบบ fulldome ซึ่งสามารถปรับเปลี่ยนภาพยนตร์ได้ตามความต้องการของผู้เข้าชม และภายใต้การพัฒนาซอฟต์แวร์การฉายดาวที่สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติพัฒนาขึ้นเองทั้งหมด ทำให้เราสามารถมีซอฟต์แวร์ท้องฟ้าจำลองฝีมือคนไทยที่สามารถตอบสนองความต้องการของทั้งผู้บรรยายและผู้เข้าชม และสามารถที่จะพัฒนาต่อได้อย่างไม่หยุดยั้งอีกด้วย

ซึ่งนับตั้งแต่มีการประดิษฐ์เครื่องฉายท้องฟ้าจำลองเครื่องแรกของโลกขึ้นมา ในวันที่ 21 ตุลาคม ค.ศ. 1923 จึงเท่ากับว่าโลกได้ก้าวข้ามผ่าน “ศตวรรษแรกของท้องฟ้าจำลอง” กันไปแล้ว และกำลังเข้าสู่ศตวรรษที่สองของท้องฟ้าจำลอง จะเห็นได้ว่าแม้ว่าเทคโนโลยีการพัฒนาระบบฉายดาวจะพัฒนาไปอย่างมาก แต่สิ่งหนึ่งที่ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ก็คือความหลงใหลในการจำลองภาพอันงดงามของท้องฟ้าในยามค่ำคืน ที่บรรพบุรุษของเราชื่นชมกันมาหลายหมื่นปี

ทั้งนี้ เมื่อวันที่ 1 พ.ย. 66 ที่ผ่านมา สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ ได้มีการเปิด “หอดูดาวเฉลิมพระเกียรติ 7 รอบ พระชนมพรรษา ขอนแก่น” โดยเป็นท้องฟ้าจำลองแห่งใหม่สำหรับปวงชนชาวไทย พร้อมท้องฟ้าจำลองระบบ fulldome digital จำนวน 80 ที่นั่ง ซึ่งหลังจากที่ผ่านครบรอบ 100 ปีของท้องฟ้าจำลองแห่งแรกของโลกไปแล้ว จึงนับได้ว่า เป็น “หอดูดาวแห่งแรกในเอเชีย ที่เปิดตัวในศตวรรษที่ 2 นับตั้งแต่มีการประดิษฐ์ท้องฟ้าจำลองขึ้นมา”

ภาพจาก : หอดูดาวเฉลิมพระเกียรติ 7 รอบ พระชนมพรรษา ขอนแก่น
แหล่งข้อมูลอ้างอิง : ดร.มติพล ตั้งมติธรรม - นักวิชาการดาราศาสตร์ สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ

🎧 อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ ThaiPBS https://www.thaipbs.or.th/news/playlists/SciAndTech

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

ครบ 100 ปี ที่โลกใบนี้ มี “ท้องฟ้าจําลอง” ให้ได้ศึกษาดาราศาสตร์