ปลาวาฬ ภูเขาไฟ และบ้านผีสิง เกี่ยวข้องกันอย่างไร?

            หลังจากอ่านชื่อบทความจบ ผู้อ่านหลายท่านอาจจะแย้งว่า “วาฬ” เป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมไม่ใช่ปลาสักหน่อย ดังนั้นต้องเรียกว่า “วาฬ” ไม่ใช่ “ปลาวาฬ” ถึงจะถูก อย่างไรก็ตาม สำนักงานราชบัณฑิตยสภาได้ให้ข้อมูลว่า “ปลาวาฬ” มาจากคำว่า Walvisc ซึ่งเป็นภาษาดัชต์สมัยกลาง โดยคำว่า Visc ตรงกับคำว่า Fish ในภาษาอังกฤษ ดังนั้นปลาวาฬจึงเป็นคำเก่าที่แสดงการตีความรูปลักษณ์ของสัตว์โดยคนสมัยก่อน แม้จะไม่ถูกต้องตามหลักชีววิทยา แต่หลายคนก็คงคุ้นชินกับคำว่าปลาวาฬ ผู้เขียนจึงขอเรียกว่าปลาวาฬด้วยแล้วกัน เราจะพักเรื่องภาษาศาสตร์เอาไว้ก่อนแล้วกลับมาที่เรื่องฟิสิกส์ดีกว่า จากชื่อบทความ ผู้อ่านบางท่านอาจจะพอเดาออกว่าผู้เขียนกำลังจะเล่าเรื่องอะไร แต่ถ้าใครยังเดาไม่ออก ผู้เขียนขอเฉลยว่าปลาวาฬ ภูเขาไฟ และบ้านผีสิง เกี่ยวข้องกับ “เสียงที่หูมนุษย์ไม่ได้ยิน” ซึ่งจะขอขยายความดังต่อไปนี้


          ทุกท่านคงทราบว่าปลาวาฬ ปลาโลมา ค้างคาว และเรือดำน้ำอาศัยคลื่นอัลตราซาวด์หรืออัลตราโซนิก (Ultrasound หรือ Ultrasonic) ซึ่งเป็นคลื่นเสียงที่มีความถี่สูงกว่า 20,000 เฮิร์ตซ์ในการสร้างภาพและหาตำแหน่งของวัตถุ (Echolocation) ซึ่งคลื่นอัลตราซาวด์นี้ถูกนำมาใช้ในการตรวจหาการเจริญเติบโต ความผิดปกติของอวัยวะในร่างกาย รวมถึงเพศของทารกในครรภ์ โดยเครื่องอัลตราซาวด์จะปล่อยความดันออกมาเป็นพัลส์ (Pulse) อย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดคลื่นความถี่สูงออกมาจากหัวทรานสดิวเซอร์ (Transducer Probe) ซึ่งทำจากวัสดุเพียโซอิเล็กทริก (Piezoelectric) เมื่อคลื่นเดินทางเข้าสู่ร่างกายก็จะกระทบกับรอยต่อของเนื้อเยื่อ อวัยวะภายใน และกระดูก คลื่นบางส่วนจะเดินทางต่อไป แต่คลื่นบางส่วนจะสะท้อนกลับเข้าสู่หัวทรานสดิวเซอร์ โดยปริมาณคลื่นที่สะท้อนกลับจะขึ้นอยู่กับค่า Acoustic Impedance ซึ่งเกิดจากความหนาแน่นของวัสดุคูณกับความเร็วของคลื่น หากรอยต่อของอวัยวะในร่างกายมีผลต่างของค่าดังกล่าวมากก็จะเกิดการสะท้อนกลับมาก จากนั้นเครื่องคอมพิวเตอร์ก็จะนำข้อมูลของคลื่นที่สะท้อนกลับมาประมวลและแปรผลออกมาเป็นภาพ 2 หรือ 3 มิติให้เราได้เห็นผ่านจอแสดงภาพ และนี่คือประโยชน์ของคลื่นความถี่สูงที่หูมนุษย์ไม่ได้ยิน           ในเมื่อมนุษย์สามารถนำคลื่นเสียงความถี่สูงมาใช้ประโยชน์ได้ คลื่นเสียงที่มีความถี่ต่ำกว่า 20 เฮิร์ตซ์อย่างคลื่นอินฟราซาวด์ (Infrasound) ก็ย่อมนำมาใช้ประโยชน์ได้เช่นกัน เพราะเมื่อภูเขาไฟระเบิดจะปลดปล่อยพลังงานออกมาในรูปของแรงสั่นสะเทือนลงสู่พื้นดินและแรงอัดอากาศขึ้นสู่ท้องฟ้า แต่ภายหลังนักภูเขาไฟวิทยา (Volcanologist) ก็พบว่าภูเขาไฟได้ส่งคลื่นอินฟราซาวด์ออกมาคล้ายเครื่องดนตรีขนาดใหญ่ แต่การตรวจจับคลื่นอินฟราซาวด์จากภูเขาไฟไม่มีรูปแบบที่ตายตัว เพราะภูเขาไฟแต่ละลูกจะมีการปลดปล่อยคลื่นอินฟราซาวด์ที่มีลักษณะเฉพาะตัว ดังนั้นจึงต้องมีการติดตามและวิเคราะห์ผลในระยะยาว
            การใช้ประโยชน์จากคลื่นอินฟราซาวด์ในการเฝ้าติดตามพฤติกรรมของภูเขาไฟสามารถใช้ในทะเลได้ด้วย ย้อนกลับไปเมื่อราว 100 ปีก่อน กะลาสีที่เดินเรือรอบเกาะ Aleutian เคยพบเห็นปรากฏการณ์ประหลาดที่ผิวน้ำทะเลบวมขึ้นคล้ายโดมขนาดใหญ่ ซึ่งในขณะนั้นยังไม่มีการตรวจสอบปรากฏการณ์ดังกล่าวโดยใช้อุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ที่ทันสมัย ล่าสุด เมื่อเดือนตุลาคม ค.ศ.2019 ที่ผ่านมา คณะวิจัยจาก U.S. Geological Survey และ University of Alaska ได้เปิดเผยว่าขนาดของฟองอากาศที่เกิดจากการปะทุของภูเขาไฟมีความสัมพันธ์กับความถี่ของคลื่นอินฟราซาวด์ ทำให้พวกเขาสามารถคำนวณขนาดของฟองอากาศจากการปะทุของภูเขาไฟใต้ทะเลใกล้กับเกาะ Aleutian ได้โดยใช้เซนเซอร์ที่ติดตั้งไว้ใต้ทะเล ซึ่งบางครั้งฟองอากาศเหล่านี้สามารถขยายตัวจนมีขนาดใหญ่ถึง 440 เมตรจนดันน้ำทะเลให้บวมขึ้นได้!


          อีกหนึ่งปรากฏการณ์ที่น่าสนใจเกี่ยวกับคลื่นอินฟราซาวด์คือบ้านผีสิง! แม้จะออกแนวเรื่องลี้ลับ แต่ความจริงแล้ววงการวิทยาศาสตร์ค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างสถานที่ที่ขึ้นชื่อว่า “เฮี้ยน” กับคลื่นอินฟราซาวด์มานานกว่า 20 ปีแล้ว เรื่องนี้เกิดขึ้นเมื่อปี ค.ศ.1998 ขณะนั้นวิศวกรชื่อ Vic Tandy กำลังทำงานอยู่ในห้องปฏิบัติการแห่งหนึ่งที่ร่ำลือว่าผีดุสุดๆ วันหนึ่งขณะทำงานอยู่ Tandy ก็รู้สึกไม่สบายตัว อึดอัด เย็นวาบ คลื่นไส้ เห็นภาพหลอน และพบว่าสิ่งของบางชิ้นในห้องเกิดการสั่นน้อยๆ ขึ้นมาเองอย่างไม่ทราบสาเหตุ โชคดีที่เขาไม่ได้กลัวจนเผ่นหนี แต่เขาได้ตรวจสอบที่มาของแรงสั่นสะเทือนและพบว่าพัดลมตัวหนึ่งที่กำลังทำงานอยู่คือต้นตอของแรงสั่นสะเทือนนั้น เมื่อเขาตรวจสอบอย่างละเอียดก็พบว่าการสั่นสะเทือนของพัดลมสามารถส่งคลื่นอินฟราซาวด์ออกมาได้และยังพบอีกว่าคลื่นนี้มีความสัมพันธ์โดยตรงกับความรู้สึกไม่สบายตัวของมนุษย์ จากนั้นเขาจึงตีพิมพ์การค้นพบลงในวารสาร Society for Psychical Research โดยตั้งชื่อบทความว่า The Ghost in the Machine การค้นพบของ Tandy จึงเป็นงานวิจัยชิ้นสำคัญที่เปิดโปงปรากฏการณ์ลี้ลับในสถานที่สุดเฮี้ยนว่าความรู้ทางวิทยาศาสตร์ก็สามารถใช้ไขปริศนาที่ดูคล้ายเรื่องเหนือธรรมชาติได้
            ทั้งเสียงความถี่สูงและเสียงความถี่ต่ำยังมีแง่มุมที่น่าสนใจอีกมากมายจนผู้เขียนนำมาเล่าได้ไม่หมด ยกตัวอย่างเช่น ปลาวาฬ ช้าง ฮิปโปโปเตมัส แรด ยีราฟ จระเข้ และอื่นๆ สามารถใช้คลื่นอินฟราซาวด์ในการติดต่อสื่อสารกันได้ นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้คลื่นอินฟราซาวด์ในการตรวจจับหิมะถล่ม ดินถล่ม แผ่นดินไหว อุกกาบาตตก ฟ้าผ่า พายุหมุน และการทดลองระเบิดนิวเคลียร์ได้ รวมถึงผู้กำกับภาพยนตร์และนักประพันธ์เพลงหลายท่านก็ตั้งใจใส่คลื่นอินฟราซาวด์ลงในผลงานของตนเองเพื่อกระตุ้นให้ผู้ชมและผู้ฟังมีอารมณ์ร่วมกับภาพยนตร์หรือเพลงนั้นๆ มากขึ้นอีกด้วย เห็นไหมครับว่า “เสียงที่หูมนุษย์ไม่ได้ยิน” มีเรื่องราวสนุกๆ และสามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้มากขนาดไหน

 

อ้างอิง

• ยูอาร์แอลhttp://www.royin.go.th/?knowledges=%E0%B8%9B%E0%B8%A5%E0%B8%B2%E0%B8%A7%E0%B8%B2%E0%B8%AC-%E0%B9%91%E0%B9%93-%E0%B9%80%E0%B8%A1%E0%B8%A9%E0%B8%B2%E0%B8%A2%E0%B8%99-%E0%B9%92%E0%B9%95%E0%B9%95%E0%B9%93
• https://phys.org/news/2019-10-infrasound-underwater-volcano-erupting-formation.html?fbclid=IwAR3Qu5ZPq8EaLqQImXHmE9L6EFfqrFeghjTwMA0o0BbkWbA62z1sh7tMVLA
• https://avo.alaska.edu/about/infrasound.php?fbclid=IwAR2DXmrCfYe5TgCCdsOxUFw1zzxbQ40UlmvOXeqVWdVMe8vZMeev37-H5dc
• https://eos.org/science-updates/monitoring-volcanic-craters-with-infrasound-music?fbclid=IwAR2DXmrCfYe5TgCCdsOxUFw1zzxbQ40UlmvOXeqVWdVMe8vZMeev37-H5dc
• https://www.nysora.com/foundations-of-regional-anesthesia/equipment/physics-of-ultrasound/?fbclid=IwAR0Z7zkWehz3h1bPdH-7rDvt0ygYa1-ZexCNdNIbNTaCXQneCQDlJnsgHmw
• https://science.howstuffworks.com/science-vs-myth/extrasensory-perceptions/infrasound-paranormal-activity.htm?fbclid=IwAR2dBLPSb7KTopjjVTYury2kH6Vg9j7lXtvudW-hnh_yEktx8l-JrBuZBNc
• https://www.earth.com/news/animals-use-infrasound-communicate/?fbclid=IwAR16K7SnAVvZhFAdRvaJwFl3dCZbEu-d9k223O83VfFIuv5-MaaZBITyVX4
• https://elephantlisteningproject.org/all-about-infrasound/
• https://www.atlasobscura.com/articles/how-the-hidden-sounds-of-horror-movie-soundtracks-freak-you-out