เนื่องจากผมเห็นว่ามีคนถามกันเป็นระยะ ๆ ว่าทำไมดวงจันทร์ถึงหันเพียงหน้าเดียวเข้าหาโลก
และการอธิบายให้เห็นเข้าใจก็ไม่สามารถทำได้ง่ายนักถ้าไม่ได้เห็นภาพ
ดังนั้นผมจึงคิดว่าควรจะตั้งกระทู้ขึ้นมาเป็นชิ้นเป็นอันเลยดีกว่า เวลาจะอธิบายอะไรจะได้ยกมาทั้งกระทู้เลย

(กระทู้นี้จะไม่มีสมการคณิตศาสตร์เลยนะครับ คงถูกใจหลาย ๆ คน 555)


มาเริ่มกันที่คำถามหลักของเราดีกว่า “ทำไมดวงจันทร์หันด้านเดียวเข้าหาโลก” ก่อนอื่นมาดูคลิปนี้กันก่อน


จากในคลิปเราจะเห็นได้ว่าการที่เราเห็นดวงจันทร์เพียงหน้าเดียวนั้น ไม่ได้เกิดจากการที่ดวงจันทร์ไม่หมุนรอบตัวเอง
เพราะถ้าดวงจันทร์ไม่หมุนรอบตัวเองเลย เมื่อมันโคจรรอบโลกเราก็จะเห็นด้านต่าง ๆ จนครบ 360 องศาแน่นอน (0:07)

แต่สาเหตุที่ทำให้เราเห็นดวงจันทร์เพียงด้านเดียวเป็นเพราะว่า
เวลาที่ดวงจันทร์ใช้ในการหมุนรอบตัวเองครบ 1 รอบเท่ากับเวลาที่ดวงจันทร์ใช้ในการโคจรรอบโลกพอดี (0:57)
ด้วยเหตุนี้จึงทำให้ดวงจันทร์หันหน้าเพียงด้านเดียวมาหาโลกตลอดเวลา ไม่ว่าจะโคจรไปอยู่ตรงไหนก็ตาม

ถึงตรงนี้หลาย ๆ คนคงจะสงสัยแล้วว่า แล้วทำไมคาบในการหมุนรอบตัวเองกับคาบในการโคจรรอบโลกของดวงจันทร์ถึงเท่ากันพอดี
มันจะบังเอิญได้ขนาดนั้นเลยหรอ


ก่อนที่เราจะไปถึงตรงนั้น เรามาทำความรู้จักกับ Tidal Force กันก่อนดีกว่า
Tidal Force คือแรงเสมือนที่เกิดขึ้น เมื่อวัตถุ 1 ชิ้นได้รับแรงโน้มถ่วงที่จุดต่าง ๆ บนวัตถุต่างกัน
เราทุกคนคงรู้กันว่าแรงโน้มถ่วงของโลกหรือวัตถุใด ๆ ก็ตามแปรผกผันกับระยะทางและมีทิศชี้เข้าหาจุดศูนย์กลางของวัตถุนั้น


จากรูปจะเห็นได้ว่ายิ่งวัตถุอยู่ใกล้โลกมากเท่าไหร่แรงโน้มถ่วงต่อวัตถุนั้นจะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น (F1)
ในทางกลับกันถ้าวัตถุอยู่ห่างออกไป แรงโน้มถ่วงก็จะส่งผลน้อยลง (F2)

นอกจากนี้ ถ้าหากมีวัตถุวางอยู่เยื้องออกไปแรงโน้มถ่วงที่เกิดขึ้นก็จะไม่ขนานกับแรงของวัตถุแรก
เนื่องจากแรงโน้มถ่วงจะชี้ตามแนวรัศมีเข้าหาจุดศูนย์กลางของโลก (F4 และ F5)


ซึ่งถ้าหากเรามีวัตถุของเราใหญ่มากพอ ก็จะสามารถรับรู้ได้ถึงแรงโน้มถ่วงที่แตกต่างกันระหว่างจุดต่าง ๆ ของวัตถุ
โดยที่บริเวณที่ใกล้กว่าจะได้รับผลของแรงโน้มถ่วงมากกว่าบริเวณที่อยู่ไกลกว่า

นอกจากนี้แรงโน้มถ่วงที่ส่งผลต่อบริเวณด้านข้างของวัตถุุยังมีทิศเอียงเข้าหาแกนกลางของวัตถุอีกด้วย


ซึ่งเมื่อเรามองจากจุดศูนย์กลางของวัตถุแล้วบริเวณที่ใกล้โลกมากกว่าได้รับแรงโน้มถ่วงที่สูงกว่า
จึงตกสู่โลกเร็วกว่าจุดศูนย์กลาง ทำให้เปรียบเสมือนกับมีแรงดึงเข้าไปหาโลก

ในทางกลับกัน ด้านที่อยู่ห่างจากโลกมากกว่าจุดศูนย์กลางซึ่งได้รับแรงน้อยกว่าก็จะตกช้ากว่า
ทำให้เปรียบเสมือนกับมีแรงที่ดึงออกห่างจากโลก

นอกจากนี้บริเวณด้านข้างที่แรงโน้มถ่วงเอียงเข้าหาแกนกลางของวัตถุ
เมื่อเรามองจากมุมมองของแกนกลางวัตถุก็จะเห็นเหมือนกับว่ามีแรงบางอย่างที่ดึงมวลวัตถุด้านข้างให้บีบเข้าหาแกนกลางของวัตถุ
จึงทำให้วัตถุที่ตกลงมาเสมือนกับถูกบีบให้มีรูปทรงที่เรียวขึ้นนั่นเอง

ซึ่งปรากฏการณ์นี้นั่นเอง ที่เป็นสิ่งที่ทำให้เกิดน้ำขึ้นน้ำลงบนโลก



โดยที่ Tidal Force จากดวงจันทร์จะบีบให้น้ำบนโลกมีรูปทรงเรียวมากขึ้น
ทำให้ผิวโลกด้านที่อยู่ตรงกับดวงจันทร์และตรงข้ามดวงจันทร์มีความหนาของน้ำมากขึ้น เกิดเป็นน้ำขึ้น
ในขณะที่ผิวโลกด้านที่ไม่ได้ตรงกับดวงจันทร์มีความหนาของน้ำลดลง ทำให้เกิดเป็นน้ำลง

นอกจากนี้ ถ้าหากวัตถุที่มีขนาดใหญ่มากเข้ามาใกล้โลกหรือดาวอื่น ๆ ถึงจุดที่เราเรียกว่า Roche Limit
แรง Tidal Force ก็จะมีขนาดมากพอที่จะฉีกวัตถุนั้น ๆ ออกเป็นชิ้น ๆ ได้
ตัวอย่างของปรากฏการณ์นี้ได้แก่การที่ดาวหาง Shoemaker-Levy 9 พุ่งเข้าชนดาวพฤหัสเมื่อปี 1994
โดยก่อนที่ดาวหางดังกล่าวจะพุ่งเข้าชนดาวพฤหัส ก็ได้ถูกแรง Tidal force ฉีกออกเป็นถึง 21 ชิ้นส่วนด้วยกัน

ภาพจาก:http://en.wikipedia.org/wiki/File:Shoemaker-levy-tidal-forces.jpg

ปรากฏการณ์นี้ยังเกิดขึ้นเมื่อดาวฤกษ์ตกเข้าไปในหลุมดำอีกด้วย
โดยเมื่อดาวฤกษ์เข้าไปใกล้หลุมดำมาก ๆ ก็จะถูกแรง Tidal force ฉีกผิวของดาวฤกษ์ออกเป็นชิ้น ๆ
โดยส่วนที่อยู่ใกล้กว่าจะตกลงไปสู่หลุมดำ ส่วนที่อยู่ไกลกว่าก็จะถูกเหวี่ยงออกไปนอกอวกาศ