คลื่นความคิด : ภาพ “วงกลมจตุคามฯ” เกิดขึ้นได้อย่างไร

ดร. บัญชา ธนบุญสมบัติ
สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.)
E-mail : buncht@mtec.or.th
Blog : http://gotoknow.org/blog/science

ในปัจจุบันพบว่ามีภาพถ่ายจากกล้องถ่ายรูป (โดยเฉพาะกล้องดิจิทัล) หลายภาพที่มีภาพวงกลม ๆ สีขาวหรือสีเทาปรากฏอยู่ โดยหากขยายภาพวงกลมดังกล่าวดูก็จะพบลวดลายคล้ายผิวขรุขระ และอาจมีเส้นวงกลมซ้อน ๆ กันอยู่ด้วยหลายวง ด้วยลักษณะเช่นนี้เองที่ทำให้ผู้มีศรัทธาในองค์จตุคามรามเทพตีความว่า นี่คือภาพที่เกิดจากปาฏิหาริย์ของท่านท้าวจตุคามฯ

อย่างไรก็ดี หากเรามองไปในภาพกว้างจะพบว่า ในต่างประเทศก็พบปรากฏการณ์วงแสงประหลาดนี้เช่นกัน โดยเรียกว่า “ปรากฏการณ์ออร์บ” (orb phenomenon)

คำว่า ออร์บ (orb) หมายถึง วงกลมแต่ละวง มีรากศัพท์มาจากภาษาละตินคือ orbis ซึ่งหมายถึง วงกลม แผ่นจาน หรือวงโคจร (ลองนึกถึงคำว่า orbit ที่แปลว่า วงโคจร) วงแสงออร์บยังมีชื่อเรียกอื่น ๆ ด้วย เช่น ลูกทรงกลม (globe หรือ globule) ลูกบอลแสง (ball of light) และลูกบอลกลมที่ล่องลอยอยู่ในอากาศ (hovering round ball) เป็นต้น

พวกฝรั่งเองก็ตีความปรากฏการณ์นี้แตกต่างกันเป็น ๒ กลุ่มใหญ่ ๆ กล่าวคือ

* กลุ่มแรกเชื่อว่า ภาพวงกลมที่ถ่ายได้เป็นรูปแบบการแทรกสอดของแสงที่กระเจิงออกมาจากวัตถุขนาดเล็ก เช่น ฝุ่น ละอองน้ำ หรือ (แม้แต่) แมลงที่อยู่ในอากาศ โดยภาพวงแสงออร์บนี้สามารถทำซ้ำให้เห็นจริงได้ และอธิบายกลไกการเกิดภาพได้ด้วยวิทยาศาสตร์

* ส่วนอีกกลุ่มหนึ่งเชื่อว่า นี่คือภาพถ่ายของวิญญาณซึ่งมักจะปรากฏในสถานที่บางแห่ง (เช่น บ้านผีสิง) หรือมักจะเกิดรอบ ๆ ตัวคนบางคน เพราะวิญญาณยังผูกพันอยู่กับคนคนนี้อยู่มาก ในกรณีเช่นนี้จะเรียกว่า “วงกลมปิศาจ”(ghost orb)

ภาพวงกลมปิศาจใกล้ ๆ กับเด็กนักเรียนหญิงที่ถ่ายได้ในสหรัฐอเมริกา

ในบทความนี้จะกล่าวถึงทฤษฎีที่ใช้อธิบายปรากฏการณ์วงแสงออร์บตามแนววิทยาศาสตร์ ทั้งนี้เพื่อให้ความเข้าใจสมบูรณ์ยิ่งขึ้น ผมขอเชิญชวนคุณผู้อ่านให้ทำการทดลองง่าย ๆ ดังต่อไปนี้ดูก่อน เพราะจะได้เห็นจริงด้วยตนเอง และได้อรรถรสอย่างเต็มที่เมื่อได้อ่านคำอธิบายและการตีความลักษณะต่าง ๆ ของวงแสงออร์บที่เกิดขึ้น

การทดลอง
การทดลองเพื่อสาธิตปรากฏการณ์วงแสงออร์บ ใช้อุปกรณ์และเงื่อนไขดังนี้

(๑) กล้องดิจิทัล โดยใช้โหมดแฟลชอัตโนมัติ (แนะนำให้ใช้กล้องขนาดเล็ก)
(๒) แป้งฝุ่น เช่นแป้งโรยตัว หรือสเปรย์ฉีดพ่นละอองน้ำ
(๓) ฉากหลังสีเข้ม และห้องที่ไม่มีแสงรบกวนมากนัก (เพื่อให้แฟลชทำงาน)

การทดลองเพื่อสาธิตปรากฏการณ์วงแสงออร์บ

ในการทดลอง ให้โฟกัสภาพที่ฉากหลังระยะไกลออกไป แล้วทำให้ฝุ่นแป้ง (หรือละอองน้ำ) ฟุ้งกระจายห่างจากหน้ากล้องประมาณ ๑-๒ ฟุต

ทดลองถ่ายหลาย ๆ ภาพ จะเห็นว่าบางภาพมีภาพวงแสงออร์บจำนวนหนึ่ง ลองซูมเข้าไปดูวงที่สนใจ (วงแสงขนาดใหญ่มักจะเห็นรายละเอียดได้มากกว่า แต่บางวงอาจจะดูจางกว่า)

ทำไมกล้องดิจิทัล (โดยเฉพาะกล้องขนาดเล็ก) จึงถ่ายภาพออร์บได้ง่ายกว่ากล้องที่ใช้ฟิล์ม
ในการถ่ายภาพวงแสงออร์บ แสงจากแฟลชซึ่งไปตกกระทบอนุภาค (เช่น ฝุ่น หรือละอองน้ำ) ส่วนหนึ่งจะกระเจิงกลับเข้ามายังเลนส์ของกล้องและเกิดเป็นภาพ อย่างไรก็ดี หากอนุภาคอยู่ไกลเลนส์มากเกินไป จะทำให้ภาพที่ปรากฏมีขนาดเล็ก อีกทั้งแสงจากแฟลชก็อ่อนเกินไป ทำให้ไม่เห็นภาพ (บริเวณ O) แต่หากอนุภาคอยู่ใกล้เลนส์เกินไป ภาพจะเบลอและสว่างน้อยมากจนมองไม่เห็น (บริเวณ C)

กล่าวคือบริเวณที่จะถ่ายภาพวงแสงออร์บได้จะอยู่ห่างออกไปที่ช่วงระยะหนึ่ง เรียกว่า “ออร์บโซน” (orb zone)

บริเวณต่าง ๆ ในการถ่ายภาพวงแสงออร์บ

บริเวณต่าง ๆ ที่สำคัญในการถ่ายภาพวงแสงออร์บ (จากซ้ายไปขวา) ได้แก่

F : แฟลช
L : เลนส์
C : บริเวณที่อยู่ใกล้เลนส์เกินไปจนทำให้วงแสงออร์บ (ถ้ามี) เบลอและจางเกินไปจนมองไม่เห็น
Z : บริเวณที่ถ่ายภาพวงแสงออร์บได้ (เรียกว่า orb zone)
O : บริเวณที่แสงจากแฟลชสว่างไม่พอ
I : บริเวณที่กล้องโฟกัสภาพ

กล้องดิจิทัลขนาดเล็กใช้เลนส์ที่มีความยาวโฟกัสสั้น (ราวครึ่งหนึ่งของความยาวโฟกัสของเลนส์ที่ใช้ในกล้องฟิล์ม) ทำให้ออร์บโซนอยู่ใกล้แฟลช จึงสามารถถ่ายติดภาพวงแสงออร์บจากอนุภาคได้ง่ายขึ้น

สำหรับข้อสันนิษฐานที่ว่า เนื่องจากกล้องดิจิทัลใช้ CCD (charge-coupled device) เป็นอุปกรณ์รับแสงแทนฟิล์ม โดย CCD ไวต่อรังสีอินฟราเรดมากกว่าฟิล์ม จึงทำให้ถ่ายภาพวงแสงออร์บติดง่ายขึ้นนั้น ไม่น่าจะเป็นคำอธิบายที่ถูกต้อง เนื่องจากกล้องดิจิทัลจะใส่ฟิลเตอร์กรองรังสีอินฟราเรดเอาไว้ เพื่อป้องกันไม่ให้รังสีอินฟราเรดไปรบกวนคุณภาพของภาพที่ถ่ายด้วยแสงปรกติ (อย่างไรก็ดีฟิลเตอร์กรองรังสีอินฟราเรดในกล้องแต่ละรุ่นอาจมีประสิทธิภาพแตกต่างกันไป)

ภาพวงแสงออร์บที่เกิดจากสเปรย์ฉีดพ่นละอองน้ำ ฉากหลังเป็นสะพานพระราม ๘ ค่ำวันที่ ๒๒ ก.ค. ๒๕๕๐ ซ้ายเกิดจากอนุภาคละอองน้ำอยู่ไกลจากกล้องมากเกินไป ส่วนภาพขวา อนุภาคละอองน้ำบางส่วนอยู่ในบริเวณออร์บโซน (ภาพ : บันสิทธิ์ บุณยะรัตเวช, วิจิตต์ แซ่เฮ้ง)

ลักษณะของภาพวงแสงออร์บมีที่มาอย่างไร
ลักษณะของภาพวงแสงออร์บที่ควรเข้าใจก็คือ ทำไมจึงเป็นวงกลม ทำไมบางวงใหญ่บางวงเล็ก ทำไมบางวงสว่างกว่าวงอื่น สีสันของวงแสงเกิดขึ้นได้อย่างไร และที่น่าสนใจอย่างมาก (โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่เชื่อว่านี่คือภาพถ่ายปาฏิหาริย์องค์จตุคามฯ) ก็คือ ลวดลายภายในเกิดขึ้นได้อย่างไร

ทำไมภาพเป็นรูปวงกลม
คำตอบก็คือ ผงฝุ่นแป้ง (หรือละอองน้ำ) มีขนาดเล็กมาก จึงประมาณได้ว่าเป็นจุดกำเนิดแสง (point source) ในการถ่ายภาพ หากเลนส์โฟกัสที่ระยะห่างออกไป จะทำให้ภาพผงฝุ่นแป้ง (หรือละอองน้ำ) ไม่โฟกัส ทำให้ได้ภาพรูปวงกลม ซึ่งในทางทัศนศาสตร์เรียกว่า “วงกลมแห่งความสับสน” (circle of confusion) หรือ “แผ่นกลมแห่งความสับสน” (disc of confusion)

คุณอาจทำการทดลองโดยใช้นิ้วมือแตะเม็ดฝุ่นที่มีรูปร่างไม่เป็นทรงกลม เช่น ฝุ่นแป้ง ฝุ่นเม็ดทราย หรือผงซีเมนต์ แล้วมองใกล้เข้าไปเรื่อย ๆ จนภาพไม่ชัด เม็ดฝุ่นจะปรากฏเป็นขอบเบลอ ๆ คล้ายวงกลมเช่นกัน

ภาพวงแสงออร์บที่เกิดจากฝุ่นแป้งผงโรยตัวเด็ก ถ่ายโดยกล้องดิจิทัลขนาดเล็ก ที่ TiTV วันที่ ๒๓ มิ.ย. ๒๕๕๐ (ภาพ : บัญชา ธนบุญสมบัติ)

น่ารู้ไว้ด้วยว่า อาจมีวงแสงออร์บบางวงที่ไม่สมบูรณ์ กล่าวคือ วงแสงที่อยู่บริเวณมุมหรือขอบภาพอาจจะไม่เป็นวงกลมครบวง แต่ดูเหมือนเป็นวงกลมที่ถูกบังไปบางส่วน (คล้ายดวงจันทร์ข้างแรม) การที่ได้ภาพเช่นนี้เนื่องจากแสงตกกระทบใกล้ขอบเลนส์ (ซึ่งมีหน้าตัดเป็นวงกลม) ทำให้ภาพบางส่วนไม่หักเหไปยังอุปกรณ์รับแสงคือ CCD (ซึ่งมีหน้าตัดเป็นสี่เหลี่ยม) วงแสงแบบนี้เรียกว่า “วงแสงออร์บที่ถูกเฉือนมุม” (truncated orb)

ขนาดของวงแสงออร์บ
หากมีภาพวงแสงออร์บมากกว่า ๑ วงในภาพ วงแสงเหล่านี้มักจะมีขนาดแตกต่างกัน วงแสงที่มีขนาดใหญ่กว่าจะเกิดจากอนุภาค (ฝุ่นผงหรือละอองน้ำ) ที่อยู่ใกล้แฟลชและเลนส์ของกล้องมากกว่า

ความสว่างของวงแสงออร์บ
วงแสงออร์บจะสว่างแค่ไหนขึ้นอยู่กับปริมาณแสงที่ตกกระทบอนุภาค แล้วกระเจิงกลับเข้ามายังกล้อง

มีการทดลองที่น่าสนใจการทดลองหนึ่งซึ่งใช้การโฟกัสไปที่ฉากหลังซึ่งเป็นแผ่นไม้ โดยปรับเปลี่ยนเพียงแค่ระยะห่างระหว่างกล้องกับแผ่นไม้ ซึ่งจะทำให้แฟลชเปิดทำงานด้วยเวลาที่ไม่เท่ากัน กล่าวคือ หากแฟลชส่องแสงไม่นานนัก ทำให้ได้ภาพวงแสงออร์บไม่สว่างมากนัก และดูโปร่งแสง แต่หากแฟลชส่องแสงนานขึ้น วงแสงออร์บก็จะสว่างขึ้น และดูทึบขึ้นด้วย

สีสันของวงแสงออร์บ
วงแสงออร์บส่วนใหญ่มีสีเทา (หากความเข้มของแสงไม่มากนัก) หรือสีขาว (หากความเข้มของแสงมาก) อย่างไรก็ดี วงแสงออร์บบางวงอาจมีสีรอบขอบวงที่เกิดจากความคลาดเคลื่อนเชิงสี (chromatic aberration) ของเลนส์ที่ใช้ถ่าย (ความคลาดเคลื่อนเชิงสีของเลนส์เป็นความบกพร่องของเลนส์แบบหนึ่งซึ่งเกิดจากการที่แสงแต่ละสีในแสงสีขาวหักเหด้วยมุมที่แตกต่างกัน แม้มุมตกกระทบจะเท่ากัน)

ในกรณีของละอองน้ำ อาจจะพบว่าวงแสงออร์บมีสีรุ้งเกิดขึ้น ทั้งนี้เนื่องจากแสงสีต่าง ๆ ในแสงสีขาวเกิดการหักเห (refraction) ด้วยมุมที่แตกต่างกันในละอองน้ำ (ซึ่งเป็นกลไกเดียวกับการเกิดรุ้งกินน้ำ)

ลวดลายของวงแสง
ลักษณะที่น่าสนใจมากของวงแสงออร์บคือ วงกลมภายในและลักษณะผิวขรุขระมาจากไหน

คำอธิบายค่อนข้างซับซ้อน แต่อาจตอบโดยสรุปได้ว่า ลักษณะเหล่านี้เกิดจากการแทรกสอดของคลื่นแสงที่เลี้ยวเบนออกจากเม็ดฝุ่นหรือละอองน้ำ โดยมีรายละเอียดดังนี้

คลื่นทุกชนิด ไม่ว่าคลื่นน้ำ คลื่นเสียง หรือคลื่นแสง เมื่อพบกับสิ่งกีดขวาง ก็จะสามารถเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ไปจากเดิมได้ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า “การเลี้ยวเบน”(diffraction) ปรากฏการณ์นี้เองที่ทำให้คุณได้ยินเสียงคนที่อยู่ในห้องคุยกัน แม้ว่าคุณจะอยู่นอกห้อง และมองไม่เห็นคนเหล่านั้น เพราะนอกจากเสียงจะสะท้อนมาจากผนังแล้ว ยังมีเสียงที่เลี้ยวเบนออกมาจากประตูหรือหน้าต่างมาเข้าหูของคุณได้

ในกรณีของแสง สมมุติว่ามีแสงสีเดียวตกกระทบอนุภาคทรงกลม จะพบว่าแสงที่ตกกระทบจะเลี้ยวเบนออกจากแนวเดิมไปในทิศทางต่าง ๆ ไปตกกระทบฉากรับ โดยที่ตำแหน่งต่างๆ ของฉากรับ คลื่นแสงจะมารวมกันเรียกว่า “การแทรกสอด” (interference) ผลที่ได้เรียกว่า “รูปแบบการเลี้ยวเบน” (diffraction pattern) สำหรับอนุภาคทรงกลม รูปแบบการเลี้ยวเบนจะเป็นจุดสว่างตรงกลาง ล้อมรอบด้วยวงแหวนสว่าง-วงแหวนมืดสลับกันไป (ลวดลายวงแหวนนี้เองที่ปรากฏในภาพวงกลมจตุคามฯ จำนวนมาก)

ในกรณีของการถ่ายภาพฝุ่นผง หรือละอองน้ำที่ลอยอยู่ในอากาศ แสงจากแฟลช (หรือแหล่งกำเนิดแสงอื่น ๆ โดยรอบ) จะตกกระทบฝุ่นผง (หรือละอองน้ำ) นั้น แล้วเกิดการกระเจิง (scattering) ออกมา โดยแสงที่กระเจิงออกมานี้จะแทรกสอดกันเกิดเป็นรูปแบบการเลี้ยวเบนเช่นกัน

ประเด็นที่น่าสนใจอย่างยิ่งก็คือ จะเกิดอะไรขึ้นหากอนุภาคไม่เป็นทรงกลม

ภาพต่อไปนี้แสดงรูปแบบการเลี้ยวเบน (ที่ได้จากการคำนวณโดยทฤษฎี) ในกรณีที่แสงตกกระทบอนุภาครูปทรงต่าง ๆ สังเกตว่ารูปแบบการเลี้ยวเบนที่ได้จะมีสมมาตรเหมือนกับความสมมาตรของรูปทรงอนุภาคนั้น ๆ กล่าวคือ อนุภาครูปทรงสี่เหลี่ยมจะให้รูปแบบการเลี้ยวเบนที่มีสมมาตรแบบ ๔ พับ (4-fold symmetry) อนุภาคห้าเหลี่ยม ก็ให้รูปแบบที่มีสมมาตรแบบ ๕ พับ อนุภาครูปดาวแปดแฉกก็จะให้รูปแบบที่มี ๘ พับ ส่วนอนุภาครูปสิบเหลี่ยม ก็ให้รูปแบบที่มีสมมาตรแบบ ๑๐ พับ ซึ่งดูเผิน ๆ เหมือนภาพที่ได้จากอนุภาครูปทรงกลม

ทั้งนี้หากอนุภาคมีพื้นผิวขรุขระ ก็จะได้รูปแบบการเลี้ยวเบนมีลวดลายตะปุ่มตะป่ำเช่นกัน ลวดลายตะปุ่มตะป่ำที่เกิดขึ้นนี้สามารถเทียบเคียงได้กับลวดลายของผิวขรุขระบนภาพวงกลมจตุคามฯ นั่นเอง

สถานเลี้ยงเด็กกำพร้า (ที่ลือกันว่ามี) ผีสิง

ภาพวงแสงออร์บที่เกิดจากฝุ่นของมูลนกในสถานเลี้ยงเด็กกำพร้า

ฝากไว้ให้คิด…
ก่อนจบเรื่องนี้ มีเกร็ดบางเรื่องที่อยากเล่าฝากไว้ กล่าวคือ มีสถานที่บางแห่งซึ่งเชื่อกันว่าเป็นบ้านผีสิง เพราะมักจะถ่ายติดภาพวงแสงประหลาดนี้ได้อยู่บ่อย ๆ

เรื่องผีที่สิงอยู่ในบ้านนี่คงจะพิสูจน์ให้เด็ดขาดยากเอาการอยู่ เพราะคนที่ไม่เชื่อก็ไม่มีวันพิสูจน์ได้ว่าผีไม่มีจริง ที่ทำได้อย่างมากที่สุดก็คือ แสดงให้เห็นว่าปรากฏการณ์แปลก ๆ ที่เกิดขึ้นสามารถอธิบายได้ด้วยเหตุผลที่เป็นรูปธรรมอย่างอื่น

อย่างไรก็ดีมี “บ้านผีสิง อยู่ที่หนึ่งซึ่งน่าสนใจ และเกี่ยวข้องกับเรื่องที่เล่ามานี้โดยตรง ที่นี่เป็นอาคารสถานเลี้ยงเด็กกำพร้าหลังเก่าซึ่งอยู่นอกเมืองพาราแม็ตตา (Paramatta) ในรัฐนิวเซาท์เวลส์ ประเทศออสเตรเลีย ไม่ว่าใครไปถ่ายภาพ ก็จะติดภาพวงแสงประหลาดนี้ไปเสียทุกที

แต่คนขี้สงสัยซึ่งไปพิสูจน์ ตั้งข้อสังเกตว่า อาคารเก่า ๆ หลังนี้มักมีนกพิราบมาแวะเวียนอาศัยอยู่เป็นประจำ ทำให้พื้นห้องเต็มไปด้วยขี้นกพิราบแห้ง ๆ

นั่นคือ หากมีใครเดินเข้าไปในสถานที่แห่งนี้ ความสั่นสะเทือนทุกย่างก้าวก็จะไป “ก่อกวน” ขี้นกจนทำให้ฝุ่นผงฟุ้งกระจายขึ้นมา ซึ่งหากถ่ายภาพเก็บไว้ ก็จะได้ภาพวงแสงประหลาดจำนวนนับไม่ถ้วน (จากขี้นก) นั่นเอง ! 😉

ขุมทรัพย์ทางปัญญา
หากต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติม สามารถไปเริ่มได้ที่ http://gotoknow.org/blog/science/105819 (เข้าไปดูในลิงก์ที่ให้ไว้ท้ายเรื่อง) หรืออ่านเรื่อง Orb FAQ ที่ http://www.assap.org/newsite/htmlfiles/Orb FAQ.html

• ตีพิมพ์ใน นิตยสาร สารคดี ฉบับที่ 270 สิงหาคม 2550