Arecibo Message จากดาวโลกสู่ห้วงอวกาศ

โดย วริศา ใจดี

“ใครอยากคุยกับมนุษย์ต่างดาวยกมือขึ้น”

ฉันคนหนึ่งแหละที่อยากคุย ตราบใดที่ไม่ใช่การประกาศสงครามนะและถ้าได้คุยกันรู้เรื่องละก็ ฉันเห็นแต่ข้อดีทั้งนั้น อย่างเช่น อาร์เทอร์ เดนต์ ในหนังสือ หรือที่ดอกเตอร์ในซีรีส์ Doctor Who พาโรส คู่หูเดินทางของเขาไปร่วมปาร์ตี้ต่างดาวชมเหตุการณ์สุดแสนแฟนตาซีของวันดวงอาทิตย์ระเบิด อีกทั้งเรื่องราวคลาสสิกของมิตรภาพอันสุดซึ้งระหว่างอีทีกับเอลเลียตใน E.T. the Extra-Terrestrial ฉันเชื่อว่าหลายๆ คนคงเคยได้อ่านได้ชมเรื่องราวเหล่านี้กันมาบ้างแล้ว และอีกหลายๆ ตัวอย่างในภาพยนตร์ไซไฟที่จินตนาการถึงความเป็นไปได้ของมนุษย์ต่างดาวบนอวกาศอันไกลโพ้นล้วนชวนให้ทุกคนทั้งสงสัย ทั้งกลัว และทั้งอยากรู้อยากเห็นไปพร้อมๆ กัน จริงๆ แล้วเบื้องหลังของแนวคิดจินตนาการพวกนี้มาจากไหนกันนะ หรือเคยมีใครได้คุยกับมนุษย์ต่างดาวมาก่อนหรือยัง ?

ว่าแต่หากติดต่อถึงกันได้แล้ว ฉันควรจะใช้ภาษาอะไรดีนะ ถ้านับแค่ภาษาที่มนุษย์เราใช้กันบนโลกก็ปาเข้าไปกว่า 6,500 ภาษาแล้ว ถ้าต้องสื่อสารถึงดาวอื่นอีก คงต้องปวดหัวกันวุ่น และหากเกิดแปลไม่ตรงกันขึ้นมาล่ะ จะเกิดการเข้าใจผิด จากคำทักทายจะกลายเป็นคำท้าทายจนเกิดสงครามอวกาศไหมนะ ? แล้วอะไรคือภาษาสากลที่ควรใช้กันในจักรวาล ?! หลังจากนั่งคิดอยู่นาน ฉันก็นึกขึ้นได้ถึงปฏิบัติการณ์หนึ่งในอดีต ที่ในครั้งหนึ่งมนุษย์เราเคยส่งข้อความไปหามนุษย์ต่างดาวด้วยภาษาที่ประดิษฐ์ขึ้นมาเพื่อให้สื่อเข้าใจตรงกัน และเรียกข้อความนั้นว่า “Arecibo Message”

เมื่อเดือนธันวาคม ปี พ.ศ. 2563 เชื่อว่าหลายๆ คนคงได้ยินข่าวของกล้องโทรทรรศน์วิทยุอาร์ซิโบ กล้องที่ครองตำแหน่งกล้องโทรทรรศน์วิทยุที่ใหญ่ที่สุดในโลกมาได้ถึง 53 ปี ถล่มลงมาหลังจากการใช้งานอันยาวนานร่วม 57 ปี กล้องนี้ตั้งอยู่ที่หอดูดาวอาร์ซิโบ (Arecibo Observatory) ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการศึกษาเอกภพและสร้างผลงานเด่นๆ ไว้หลายชิ้นตั้งแต่ยุคบุกเบิกวงการดาราศาสตร์ รวมถึง “Arecibo Message” หนึ่งในภารกิจสำคัญของหอดูดาวอาร์ซิโบที่ช่วยตอบข้อข้องใจเรื่องบทสนทนาจากต่างดาว

แสดงภาพถ่ายทางอากาศของหอดูดาวอาร์ซิโบ (ซ้าย) และภาพระยะใกล้ของอุปกรณ์ที่ติดตั้งไว้
ที่มาภาพ https://www.naic.edu/challenge/about-message.html

กล้องโทรทรรศน์วิทยุอาร์ซิโบประกอบด้วยแท่นอุปกรณ์หลัก ขึงโยงด้วยสายเคเบิลให้อยู่สูงขึ้นไปเหนือจานสะท้อนรูปครึ่งทรงกลมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 305 เมตร ลึก 51 เมตร ซึ่งทำหน้าที่สะท้อนสัญญาณขึ้นไปยังอุปกรณ์ด้านบน หัวใจสำคัญก็คือเจ้าจานสะท้อนนี่แหละ ที่ยิ่งมีขนาดใหญ่เท่าไหร่ กล้องโทรทรรศน์วิทยุก็จะยิ่งรับรู้รายละเอียดได้มากขึ้น และยิ่งใช้เวลาน้อยลงในการเก็บข้อมูลแต่ละครั้ง อุปกรณ์ทั้งหมดนี้ตั้งอยู่ที่เครือรัฐปวยร์โตรีโก ในตำแหน่งที่มีหลุมยุบธรรมชาติพอดิบพอดีกับการติดตั้งจานครึ่งทรงกลมนี้เข้าไป เมื่อเวลาผ่านไปนานเข้า สายเคเบิลขาดออกและโครงสร้างก็ถล่มตามลงมาอย่างที่เห็นในภาพประกอบ

ภาพกล้องโทรทรรศน์วิทยุอาร์ซิโบหลังจากถล่มลงมา
ถ่ายโดยคุณ Ricardo Arduengo

วันที่ 16 พฤศจิกายน พ.ศ. 2517 กล้องโทรทรรศน์วิทยุอาร์ซิโบส่งคลื่นสัญญาณที่ทรงพลังที่สุดสู่อวกาศ ไปยังกระจุกดาวทรงกลม M13 (Messier 13) ที่อยู่ห่างออกไปสองหมื่นกว่าปีแสง เป็นส่วนหนึ่งของปฏิบัติการณ์ค้นหาสิ่งมีชีวิตนอกโลก (Search for ExtraTerrestrial Intelligence: SETI) โปรเจกต์ SETI มีภารกิจที่หลากหลาย ตั้งแต่การตรวจจับคลื่นสัญญาณจากต่างดาว อย่างที่เราได้ดูกันในภาพยนตร์วิทยาศาสตร์เรื่อง Contact (นวนิยายเรื่อง Contact เขียนโดยคุณคาร์ล เซแกน (Carl Sagan) หนึ่งในทีมงานที่คิดค้นข้อความอาร์ซิโบ เนื้อเรื่องกล่าวถึงการแปลงสัญญาณคลื่นวิทยุประหลาดจากอวกาศเป็นข้อความ เพื่อสื่อสารกันระหว่างมนุษย์โลกกับสิ่งมีชีวิตนอกโลก ซึ่งภายหลังได้นำไปสร้างเป็นภาพยนตร์

นอกจากเรื่อง Contact แล้วยังมีภาพยนตร์เรื่อง Arrival ที่แสดงให้เห็นว่ามนุษย์ต่างดาวสามารถสื่อสารกับมนุษย์ด้วยการเปลี่ยนรูปร่างเป็นสัญลักษณ์ต่างๆ) มาจนถึงภารกิจสำคัญ แทนที่จะตรวจจับดักฟังมนุษย์ต่างดาวคุยกัน แต่กลายเป็นการที่มนุษย์โลกอยากจะคุยให้มนุษย์ต่างดาวฟังบ้าง มนุษย์เราจึงเป็นฝ่ายส่งสัญญาณออกไปนอกโลกซะเอง หรือที่รู้จักกันในชื่อภารกิจ “Arecibo Message” (https://www.seti.org/seti-institute/project/details/arecibo-message)

“Arecibo Message” หรือ ข้อความอาร์ซิโบ ออกแบบโดยคุณ แฟรงค์ เดรก (Frank Drake) นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน ผู้เริ่มพัฒนาการสื่อสารที่ไร้ข้อจำกัดด้านภาษา เขาออกแบบวิธีการแปลงข้อความสู่รหัสลับที่ผู้คนทั่วโลกก็สามารถถอดข้อความออกมาได้ใกล้เคียงหรือตรงกัน เรียกว่า Drake’s puzzle ซึ่งภายหลังได้นำมาเป็นต้นแบบของข้อความอาร์ซิโบ ด้วยความช่วยเหลือของคุณคาร์ล เซแกน และทีมปฏิบัติการณ์ SETI ภาพพิกเซลหน้าตาประหลาดดังภาพประกอบข้างล่างนี้ จึงได้รับการสร้างสรรค์ขึ้น

ข้อความอาร์ซิโบ “Arecibo Message”

ภาพพิกเซลหน้าตาประหลาดนี้มีข้อความเกี่ยวกับโลกของเราซ่อนอยู่ และก่อนจะอ่านผลการถอดรหัส ฉันอยากจะให้ทุกคนลองคิดในใจดูว่าเมื่อเห็นภาพแสดงข้อความอาร์ซิโบแล้วนึกถึงอะไรบ้าง ลองจินตนาการหากเราเป็นมนุษย์ต่างดาวที่ได้รับข้อความนี้ เราจะแปลความออกมาเป็นอย่างไรนะ

ข้อความที่ว่านี้มีความยาว 3 นาที ประกอบไปด้วยเลขฐานสองทั้งสิ้น 1,679 หลัก แปลงไปอยู่ในรูปภาพพิกเซล 1,679 บิต โดยสีดำแทนเลข 0 สีอื่นๆ แทนเลข 1 เรียงกันไปตามตารางขนาด 73 แถว 23 คอลัมน์ หากสังเกตให้ดีจะพบว่า เลข 73 และ 23 เป็นตัวประกอบเฉพาะของ 1,679 และยังเป็นการจัดเรียงหนึ่งเดียวที่คุณเดรกค้นพบผ่านการทดลองบีบอัดแถวรหัสจนเกิดรูปภาพแบบนี้ขึ้นมา การวางตัวของพิกเซลแต่ละหน่วยนั้นอยู่ในรูปแบบที่สื่อสัญลักษณ์เชิงศิลปะ จากรหัสสุดงงได้กลายมาเป็นโปสการ์ดแผ่นแรกที่ส่งไปในห้วงอวกาศ ลองมาเดากันไหมว่าในโปสการ์ดอวกาศแผ่นนี้มีข้อมูลอะไรซ่อนอยู่บ้าง ?

หนังสือเรื่อง Extraterrestrial Languages ได้รวบรวมวิธีการแปลข้อความอาร์ซิโบเอาไว้แบบเข้าใจได้ง่าย ทำให้ฉันเรียนรู้เพิ่มว่าแค่รู้เลขฐานสองเท่านั้นยังไม่พอ ยังมีหลักการอื่นๆ เพิ่มเติมด้วย ไม่ใช่ตัวเลขทุกหน่วยจะแปลความหมายตรงๆ ได้ เพราะบางหน่วยต้องทำหน้าที่เป็นแถวคั่นระหว่างข้อความ คล้ายระบบการเว้นวรรคที่ช่วยเราแยกประโยคออกจากกัน

เอาละ เราลองมาถอดรหัสข้อความอาร์ซิโบกันดู เมื่อดูจากรูปภาพจะเห็นได้ว่าข้อความอาร์ซิโบนั้นแบ่งออกเป็นทั้งหมด 7 ส่วนที่สื่อถึงใจความสำคัญ 7 ประการด้วยกัน ในการถอดความหมาย เราจำเป็นต้องแปลงส่วนสีดำให้เป็นเลข 0 ส่วนสีอื่นๆ เป็นเลข 1 ให้หมดเสียก่อน และสุดท้ายเราจะได้ภาพที่ดูแล้วชวนตาลายดังภาพประกอบ

ข้อความอาร์ซิโบแบบรูปภาพทั้ง 7 ส่วน (ซ้าย) เทียบกับภาพที่แปลงออกมาเป็นตัวเลขฐานสอง (ขวา)

ต่อไปเราลองมาไล่เรียงดูที่ละส่วนกันนะ

ส่วนที่ 1 แสดงตัวเลข 1-10 ในรูปของเลขฐานสอง

แสดงตัวเลข 1-10 ในรูปของเลขฐานสองของส่วนที่ 1 (ฉันแยกแถวคั่นด้วยการไฮไลต์ให้มันเป็นสีชมพูจางๆ)

ถัดมาในส่วนที่ 2, 3 และ 4 จะเน้นไปที่ดีเอ็นเอหรือรหัสพันธุกรรมของมนุษย์เป็นหลัก ตั้งแต่ธาตุประกอบพื้นฐาน สูตรโมเลกุล และการวางโครงสร้าง ดังนี้

ส่วนที่ 2 ชื่อธาตุสำคัญพร้อมเลขอะตอม ได้แก่ ไฮโดรเจน คาร์บอน ไนโตรเจน ออกซิเจน และฟอสฟอรัส

แสดงตัวเลข 1-10 ในรูปของเลขฐานสองของส่วนที่ 2 (ฉันแยกแถวคั่นด้วยการไฮไลต์ให้มันเป็นสีชมพูจางๆ)

ส่วนที่ 3 ข้อมูลในแถวที่ 11 ถึง 30 นี้ เป็นสูตรโมเลกุลของนิวคลีโอไทด์ โครงสร้างพื้นฐานของกรดนิวคลีอิก โดยมีการจัดเรียงตำแหน่งตามการจับคู่กันในเกลียวดีเอ็นเอด้วย

แสดงการแปลความหมายส่วนที่ 3

ส่วนที่ 4 รูปเกลียวสีน้ำเงินที่เราเห็นนั้นก็คือเกลียวดีเอ็นเอหรือรหัสพันธุกรรมของมนุษย์ ตรงกลางมีแถบสีขาวที่สามารถถอดรหัสเลขฐานสองออกมาได้เป็นตัวเลขแสดงจำนวนคู่เบสของดีเอ็นเอที่วัดได้ในสมัยนั้น (ซึ่งค่านี้จะผิดไปจากปัจจุบันที่นับได้ เพราะข้อความนี้โบราณมากและยังอิงความรู้เดิมสมัยที่เรายังเข้าใจทฤษฎีเก่าอยู่)

แสดงการแปลความหมายส่วนที่ 4

ส่วนต่อไปในส่วนที่ 5 และ 6 จะเป็นเรื่องรายละเอียดทั่วไปเกี่ยวกับมนุษย์บนโลก และความรู้พื้นฐานที่เรามีต่อจักรวาลที่เราอยู่

ส่วนที่ 5 ในส่วนนี้เราจะเห็นว่าภาพวาดออกมาดูตรงไปตรงมา แต่กลับนับเป็นส่วนที่ถอดความได้ยากที่สุด เพราะถึงแม้จะได้ข้อมูลตัวเลขที่แปลงออกมาจากเลขฐานสอง แต่ยังต้องนำไปคำนวณกับความยาวคลื่นของข้อความอีกที เพื่อให้ได้ความสูงเฉลี่ยของมนุษย์ออกมา ส่วนรูปทางขวามือที่คล้ายแผนที่ แสดงข้อมูลจำนวนประชากร แต่ต้องอ่านจากขวาไปซ้าย ดังนั้นคงจะยากมากแน่ๆ ที่มนุษย์ต่างดาวจะเข้าใจถูก นี่อาจจะเป็นเหตุผลที่รูปต้องมีความชัดเจน เพื่อช่วยให้เข้าใจง่ายขึ้น แทนการหวังพึ่งเลขฐานสองอย่างเดียว

แสดงตัวเลข 1-10 ในรูปของเลขฐานสองของส่วนที่ 5 (ฉันแยกแถวคั่นด้วยการไฮไลต์ให้มันเป็นสีชมพู)

ส่วนที่ 6 แถบสีเหลืองแสดงภาพระบบสุริยะ โดยมีดวงอาทิตย์ปรากฏเป็นดวงแรก และมีขนาดใหญ่สุด ตามด้วยดาวพุธ ศุกร์ โลก อังคาร พฤหัส เสาร์ ยูเรนัส เนปจูน ซึ่งจะสังเกตได้ว่าดาวโลกอยู่สูงเด่นกว่าดาวอื่นๆ แสดงให้รู้ว่า ข้อความนี้ส่งมาจากโลกนะ ! และจำนวนจุดพิกเซลที่แทนดาวแต่ละดวงนั้นสื่อถึงขนาดของดวงดาว เมื่อเปรียบเทียบกันจะเห็นได้ว่าดาวพฤหัสกับดาวเสาร์ยาวตั้ง 3 หน่วยแน่ะ นอกจากนี้เราจะเห็นดาวพลูโตที่ยังรวมในระบบสุริยะอยู่เลย เพราะข้อมูลทั้งหมดในนี้ทำไว้ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2517 นู่น

แสดงการแปลความหมายส่วนที่ 6

ส่วนที่ 7 ส่วนสุดท้าย เป็นรูปกล้องโทรทรรศน์อาร์ซิโบที่ใช้ส่งข้อมูลขึ้นไป โดยสองแถวสุดท้ายยังแอบอวดถึงขนาดของกล้องโทรทรรศน์อาร์ซิโบเอาไว้อีกด้วย ในรูปของเลขฐานสองที่แปลงออกมาเป็นเลขฐานสิบได้ 2,340 เมื่อนำค่านี้ไปคูณกับความยาวคลื่นของข้อความซึ่งมีค่าเท่ากับ 126 มิลลิเมตร จะได้ตัวเลข 306.18 เมตร ที่เป็นค่าประมาณเส้นผ่านศูนย์กลางของกล้องโทรทรรศน์อาร์ซิโบนั่นเอง

แสดงตัวเลข 1-10 ในรูปของเลขฐานสองของส่วนที่ 7 (ฉันแยกแถวคั่นด้วยการไฮไลต์ให้มันเป็นสีชมพู)

การออกแบบข้อความที่ใช้ศิลปะมาเชื่อมโยงเข้ากับการแปลความทางคณิตศาสตร์ทำให้ได้ผลลัพธ์ออกมาเป็นรูปร่างที่สอดคล้องตรงกับข้อความที่ต้องการสื่อถึงการดำรงอยู่ของมนุษย์โลก เมื่อฉันได้เห็นรหัสอาร์ซิโบเป็นครั้งแรก ฉันรู้สึกทั้งงงและขบขันไม่น้อย เพราะสัญลักษณ์ต่างๆ ที่ใช้ในข้อความล้วนขึ้นอยู่กับการรับรู้ตามความเข้าใจและการแปลความของแต่ละคนว่าจะเข้าใจไปในทิศทางใด ฉันเลยไม่แปลกใจที่การคิดประดิษฐ์ข้อความไม่ได้หยุดอยู่แค่ตัวเลข

แต่นักวิทยาศาสตร์ได้คิดเผื่อไปไกลกว่านั้น โดยโยงศิลปะเข้ามาเกี่ยว เผื่อว่ามนุษย์ต่างดาวจะไม่ได้เรียนรู้หลักการทางคณิตศาสตร์ในรูปแบบเดียวกันกับมนุษย์เรา ภาษาภาพจึงกลายเป็นภาษาสากลที่เหมาะสมที่สุดสำหรับผู้ที่ใช้ภาษาต่างกัน หวังว่าทุกคนคงจะยังไม่ตาลายกันไปก่อนนะ หากเราพอเข้าใจหลักการเรื่องระบบเลขฐานสองมาก่อน เมื่อมองรูปก็พอจะจับใจความได้อยู่บ้าง สำหรับฉันต้องหาคู่มือการถอดรหัสมาอ่านเพิ่มเติมและใช้เวลาตั้งนานกว่าจะถอดข้อความทั้ง 1,679 หลักนี้ออกมาได้ และแน่นอนว่าข้อความนี้สร้างขึ้นเพื่อให้มนุษย์อย่างเราๆ นี่แหละเป็นคนถอดรหัส

จนถึงวันนี้เราก็ยังไม่อาจรู้ได้ว่าใครก็ตามที่อยู่ในกระจุกดาว M13 นั้นจะได้รับข้อความนี้หรือไม่ เพราะกว่าที่ข้อความจะเดินทางไปถึงก็ใช้เวลากว่าสองหมื่นปีแสง แก่นกลางของกระจุกดาวนั้นก็คงเคลื่อนตำแหน่งไปแล้ว หรืออาจจะมีมนุษย์จากดาวอื่นในบริเวณนั้นได้รับข้อความนี้แล้วแต่แปลไม่ออก หรือไม่แน่ เขาอาจจะแปลไปคนละทิศคนละทางจากที่มนุษย์เราตั้งใจไว้ หรืออาจกำลังงุนงงและแตกตื่นอยู่ก็เป็นได้ใครจะรู้

ขอบคุณข้อมูลจาก: