Dune ของ Arrakis จะร้อนมาก หนาวมาก และมีปริมาณน้ำฝนเป็นศูนย์ / Cr.Chiabella James/Warner Bros
" Dune " เป็นซีรีส์มหากาพย์ของนวนิยายวิทยาศาสตร์ของ Frank Herbert ที่ตอนนี้กลายเป็นภาพยนตร์ชื่อเดียวกัน ซึ่งตั้งขึ้นในอนาคตอันไกลบนดาวเคราะห์ทะเลทรายแห่ง Arrakis โลกที่มีรายละเอียดมากมายของ Herbert นี้ดูเหมือนจริงมาก หากโลกนี้มีอยู่จริงมันจะเป็นเช่นไร ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์
ที่มีความเชี่ยวชาญเฉพาะด้านในการสร้างแบบจำลองสภาพภูมิอากาศ จึงจำลองสภาพภูมิอากาศของ Arrakis เพื่อหาคำตอบว่า ฟิสิกส์และสภาพแวดล้อมของโลกดังกล่าวจะขัดแย้งกับแบบจำลองสภาพภูมิอากาศจริงๆ หรือไม่
การจำลองสภาพภูมิอากาศนำโดย Alex Farnsworth ผู้ร่วมวิจัยอาวุโสด้านอุตุนิยมวิทยามหาวิทยาลัย Bristol, Michael Farnsworth หัวหน้าฝ่ายวิจัยที่ศูนย์การผลิตเครื่องจักรไฟฟ้าแห่งอนาคต (Future Electrical Machines Manufacturing Hub) มหาวิทยาลัย Sheffield และ Sebastian Steinig ผู้ร่วมวิจัยใน โครงการเปรียบเทียบระหว่างแบบจำลองกับความเป็นจริง (Paleoclimate Modelling) มหาวิทยาลัย Bristol ด้วยการใช้ supercomputer ขนาดมหึมาที่มีความสามารถในการประมวลผลที่ซับซ้อนของการคำนวณ 1,000 รายการที่จำเป็นในการจำลอง Arrakis อย่างไรก็ตาม สิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ค้นพบก็คุ้มค่าแก่การรอคอย
ก่อนที่นักวิทยาศาสตร์จะเริ่มต้นด้วยแบบจำลองสภาพภูมิอากาศที่ใช้กันทั่วไปในการทำนายสภาพอากาศบนโลก ในการใช้แบบจำลองเหล่านี้ ต้องกำหนดกฎของฟิสิกส์หรือกฎของธรรมชาติเช่นเดียวกับในโลกของเรา (physical laws) ไม่อย่างนั้น หากแบบจำลองนำเสนอบางสิ่งที่แปลกใหม่และแตกต่างโดยสิ้นเชิงกับ Arrakis อาจบ่งชี้ว่า วิสัยทัศน์ที่น่าอัศจรรย์ของ Herbert เกี่ยวกับ Arrakis เป็นเพียงจินตนาการเท่านั้น
Arrakis เป็นดาวเคราะห์ทะเลทรายสมมติ ตั้งอยู่บนขอบของจักรวรรดิเก่าในระบบดาว Canopus
ผืนทรายที่ไม่มีที่สิ้นสุดเป็นที่อยู่ของหนอนขนาดใหญ่ที่ผลิตเครื่องเทศที่เรียกว่า Melange ซึ่งจำเป็นสำหรับเผ่าพันธุ์มนุษย์
จากนั้น ป้อนข้อมูลทุกอย่างตั้งแต่รูปร่างของภูเขา ไปจนถึงความแรงของดวงอาทิตย์หรือองค์ประกอบของบรรยากาศ รวมทั้งกำหนดภูมิประเทศของดาวเคราะห์และวงโคจรของมันซึ่งคล้ายกับของโลก ซึ่งสามารถส่งผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศได้แบบเดียวกับโลกจริง ที่ทำให้มีฤดูหนาวที่ยาวนาน โดยอิงข้อมูลจากรายละเอียดที่พบในนวนิยายและสารานุกรม Dune เพื่อให้ตัวแบบสามารถจำลองสภาพอากาศและบอกคร่าวๆ ได้ว่าสภาพอากาศจะเป็นอย่างไร
จากขั้นตอนสุดท้าย นักวิทยาศาสตร์สามารถบอกได้ว่าบรรยากาศของ Arrakis ทำมาจากอะไร โดยส่วนใหญ่จะค่อนข้างคล้ายกับโลกในปัจจุบัน แม้ว่าจะมีคาร์บอนไดออกไซด์น้อยกว่า (350 ส่วนต่อล้านส่วนเมื่อเทียบกับ 417 ppm ของโลกเรา) ความแตกต่างที่ใหญ่ที่สุดคือความเข้มข้นของโอโซน ในขณะที่บนโลกมีโอโซนน้อยมากในชั้นบรรยากาศด้านล่าง เพียงประมาณ 0.000001 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น แต่ใน Arrakis คือ 0.5 เปอร์เซ็นต์ ทั้งนี้ โอโซนมีความสำคัญเนื่องจากมีประสิทธิภาพมากกว่า CO₂ ประมาณ 65 เท่า ในการทำให้บรรยากาศอบอุ่นเป็นระยะเวลากว่า 20 ปี
หลังจากป้อนข้อมูลที่จำเป็นทั้งหมดแล้ว โมเดลที่ซับซ้อนเช่นนี้ต้องใช้เวลาในการดำเนินการ ในกรณีนี้นานกว่าสามสัปดาห์ ซึ่งซูเปอร์คอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่จะทำการประมวลผลการคำนวณที่จำเป็นในการจำลอง Arrakis หลายแสนครั้งแต่ก็คุ้มค่า โดยเมื่อเสร็จสิ้นแล้ว พบว่า Herbert จินตนาการถึงสภาพแวดล้อมที่ส่วนใหญ่มีความเป็นไปได้แม้ว่าจะไม่เอื้ออำนวยมากนัก และจำเป็นต้องละความไม่เชื่อในบางครั้งก็ตาม แต่ชาว Arrakis ส่วนใหญ่ก็สามารถอยู่อาศัยได้
ปัจจุบัน แบบจำลองนี้มีให้สำหรับทุกคนในไซต์ Climate Archive
โดยเป็นแหล่งข้อมูลที่แสดงให้เห็นว่านักอุตุนิยมวิทยาสามารถใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อทำความเข้าใจดาวเคราะห์ได้ดียิ่งขึ้นได้อย่างไร
นอกจากนี้ โมเดลจำลองยังบอกเล่าเรื่องราวที่แตกต่างจากโลก กล่าวคือ เดือนที่ร้อนที่สุดในเขตร้อนจะมีอุณหภูมิประมาณ 45°C ในขณะที่ในเดือนที่หนาวที่สุดจะไม่ลดลงต่ำกว่า 15°C แม้จะคล้ายกับของโลก แต่อุณหภูมิที่รุนแรงที่สุดจะเกิดขึ้นจริงในละติจูดกลางและบริเวณขั้วโลก โดยฤดูร้อนของ Arrakis อาจร้อนถึง 70°C บนผืนทราย (มีบอกในหนังสือ) ส่วนฤดูหนาวนั้นรุนแรงพอๆ กัน โดยอุณหภูมิต่ำสุดที่ -40 °C ในละติจูดกลาง และต่ำสุดที่ -75 °C ในขั้วโลก
แม้ว่าในหนังสือและภาพยนตร์จะบรรยายถึงดาวเคราะห์ Arrakis ที่มีดวงอาทิตย์ที่ไม่เอื้ออำนวย และพื้นที่รกร้างว่างเปล่าของทรายและหินที่ไม่มีฝนตก
แต่ในแบบจำลองกลับระบุว่า Arrakis มีปริมาณน้ำฝน(น้อยมาก) โดยจำกัดไว้เฉพาะบนภูเขาและที่ราบสูงเท่านั้น ในละติจูดที่สูงขึ้นในฤดูร้อนและฤดูใบไม้ร่วง โดยมีเมฆบางส่วนในเขตร้อนและละติจูดขั้วโลก ซึ่งแตกต่างกันไปในแต่ละฤดูกาล
หนังสือยังกล่าวถึงแผ่นน้ำแข็งขั้วโลกที่มีอยู่เป็นเวลานานแล้วในซีกโลกเหนือ แต่นี่คือจุดที่หนังสืออาจแตกต่างไปจากแบบจำลองของนักวิทยาศาสตร์มากที่สุด ซึ่งแบบจำลองบ่งชี้ว่า อุณหภูมิในฤดูร้อนจะละลายน้ำแข็งขั้วโลกทุกที่ และจะไม่มีหิมะตกเพื่อเติมเต็มแผ่นน้ำแข็งในฤดูหนาว แล้วมนุษย์จริงๆสามารถอยู่รอดบนดาวเคราะห์ทะเลทรายเช่นนี้ได้หรือไม่
แผนที่ความสูง (เป็นเมตร) และบรรยากาศ ของ Arrakis / Cr.Graphs: Farnsworth et al.
จากสมมติฐานของนักวิทยาศาสตร์ ประการแรก พวกเขาบอกว่าเราต้องตั้งสมมติฐานว่า คนที่เหมือนมนุษย์ในหนังสือและภาพยนตร์มีความทนทานต่อความร้อนที่คล้ายคลึงกันกับมนุษย์ในทุกวันนี้ หากเป็นเช่นนั้น ตามหนังสือและภาพยนตร์ ดูเหมือนว่าเขตร้อนจะเป็นพื้นที่ที่น่าอยู่ที่สุด เนื่องจากมีความชื้นเพียงเล็กน้อย (จาก wet bulb temperature พบว่าอยู่รอดได้ และตัวชี้วัด “ habitability ” ที่รวมอุณหภูมิและความชื้นเข้าด้วยกันไม่เกินมาตรฐาน)
แต่ละติจูดกลางที่คนส่วนใหญ่ใน Arrakis อาศัยอยู่นั้นอันตรายที่สุดในแง่ของความร้อน โดยเฉพาะในที่ราบลุ่ม อุณหภูมิเฉลี่ยรายเดือนมักจะสูงกว่า 50 ถึง 60°C โดยอุณหภูมิสูงสุดรายวันจะสูงขึ้นไปอีก ซึ่งอุณหภูมิดังกล่าวเป็นอันตรายต่อมนุษย์
ประการที่สอง มนุษย์ใน Arrakis ทุกคนที่อยู่อาศัยจะต้องสวม "stillsuits" ที่ออกแบบมาเพื่อให้ผู้สวมใส่เย็น โดยดึงความชื้นในร่างกายจากเหงื่อ ปัสสาวะ และการหายใจ เพื่อนำไปผลิตน้ำดื่ม นี่เป็นสิ่งสำคัญ ตามที่ระบุไว้ในหนังสือว่า Arrakis ไม่มีฝนตก ไม่มีแหล่งน้ำเปิด ดังนั้นของเสียในร่างกายเพียงเล็กน้อยนี้สามารถทำประโยชน์ได้
ประการที่สาม นอกเขตร้อนของดาวเคราะห์ยังมีอากาศหนาวเย็นมาก ด้วยอุณหภูมิในฤดูหนาวที่ไม่เอื้ออำนวยหากไม่มีเทคโนโลยี เมืองต่างๆ เช่น Arrakeen และ Carthag ใน Arrakis จะต้องทนทุกข์ทรมานจากความร้อนและความหนาวเย็นที่หนักมาก เหมือนไซบีเรียบางส่วนบนโลกที่มีทั้งฤดูร้อนที่ร้อนอบอ้าว และฤดูหนาวที่หนาวเย็นอย่างไร้ความปราณี
เรื่องราวของ 'Dune' เกิดขึ้นอีกหลายพันปีข้างหน้า แต่ Arrakis ตั้งอยู่ในกาแล็กซีทางช้างเผือกของเราเอง โดยเป็นดาวเคราะห์ดวงที่สามของ Canopus ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ในกลุ่มดาวกระดูกงูเรือที่มีขนาดใหญ่และร้อนกว่าดวงอาทิตย์ของเรามาก แม้ว่า Dune จะเป็นดาวเคราะห์สมมติ แต่ Canopus มีจริง
มันอยู่ห่างจากโลก 312.73 ปีแสง และเป็นดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดเป็นอันดับสองในกาแลกซีเมื่อมองจากโลก
สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่า Herbert เขียนนวนิยายเรื่อง Dune เป็นเรื่องแรกในปี 1965 นี่เป็นสองปีก่อนที่ Syukuro Manabe ผู้ได้รับรางวัลโนเบลจะเผยแพร่แบบจำลองสภาพภูมิอากาศครั้งแรกของเขา และ Herbert ไม่มีข้อได้เปรียบของซูเปอร์คอมพิวเตอร์สมัยใหม่ หรือคอมพิวเตอร์ใดๆ ที่มีรายละเอียดเพื่อช่วยเขาสร้างโลกสมมตินี้ แต่โลกที่เขาสร้างขึ้นเมื่อ 60 ปีก่อนดูสอดคล้อง สวยงาม และน่าเชื่อถืออย่างน่าทึ่ง
นักวิจัยยังแนะนำว่าดาวเคราะห์ในทะเลทรายที่ดูเหมือนโลกใน "Dune" นี้ อาจเป็นดาวเคราะห์ประเภทที่อาศัยอยู่ได้ทั่วไปในกาแลคซีมากกว่าดาวเคราะห์
ที่เป็นน้ำ เช่น โลก การค้นพบของพวกเขายังบอกเป็นนัยว่าดาวศุกร์อาจเป็นโลกทะเลทรายที่น่าอยู่ได้เมื่อ 1 พันล้านปีก่อน และดาวเคราะห์ Arrakis อาจเป็นตัวอย่างหนึ่งที่ได้รับการพัฒนามาอย่างดีของดาวเคราะห์บกที่อาศัยอยู่ได้
Dune เป็นนวนิยายเรื่องแรกในซีรีส์ปี 1965 ที่ได้รับการยกย่องว่าเป็นหนึ่งในนวนิยายนิยายวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดตลอดกาล และเป็นหนึ่งในหนังสือนิยายวิทยาศาสตร์เล่มแรกที่เจาะลึกถึงความสำคัญของนิเวศวิทยาและความยั่งยืน ทั่วทั้ง Dune น้ำเป็นทรัพยากรที่มีค่าและหายาก ใน Dune น้ำมีน้อยมากจนตัวเอก Fremen สวมชุดพิเศษที่กักเก็บเหงื่อเพื่อนำไปรีไซเคิลเป็นน้ำดื่ม น้ำยังถูกเก็บไว้ใต้ดินในอ่างเก็บน้ำที่มีความลับและมีการป้องกันอย่างสูง
สถานที่ตั้งของ 'Dune' คือทะเลทรายของอาบูดาบีและ Wadi Rum ของจอร์แดน
(ขอขอบคุณที่มาของข้อมูลทั้งหมดและขออนุญาตนำมา)
การจำลองดาวเคราะห์ทะเลทราย Arrakis เพื่อศึกษาความเป็นไปได้ทางวิทยาศาสตร์
จากขั้นตอนสุดท้าย นักวิทยาศาสตร์สามารถบอกได้ว่าบรรยากาศของ Arrakis ทำมาจากอะไร โดยส่วนใหญ่จะค่อนข้างคล้ายกับโลกในปัจจุบัน แม้ว่าจะมีคาร์บอนไดออกไซด์น้อยกว่า (350 ส่วนต่อล้านส่วนเมื่อเทียบกับ 417 ppm ของโลกเรา) ความแตกต่างที่ใหญ่ที่สุดคือความเข้มข้นของโอโซน ในขณะที่บนโลกมีโอโซนน้อยมากในชั้นบรรยากาศด้านล่าง เพียงประมาณ 0.000001 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น แต่ใน Arrakis คือ 0.5 เปอร์เซ็นต์ ทั้งนี้ โอโซนมีความสำคัญเนื่องจากมีประสิทธิภาพมากกว่า CO₂ ประมาณ 65 เท่า ในการทำให้บรรยากาศอบอุ่นเป็นระยะเวลากว่า 20 ปี
หลังจากป้อนข้อมูลที่จำเป็นทั้งหมดแล้ว โมเดลที่ซับซ้อนเช่นนี้ต้องใช้เวลาในการดำเนินการ ในกรณีนี้นานกว่าสามสัปดาห์ ซึ่งซูเปอร์คอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่จะทำการประมวลผลการคำนวณที่จำเป็นในการจำลอง Arrakis หลายแสนครั้งแต่ก็คุ้มค่า โดยเมื่อเสร็จสิ้นแล้ว พบว่า Herbert จินตนาการถึงสภาพแวดล้อมที่ส่วนใหญ่มีความเป็นไปได้แม้ว่าจะไม่เอื้ออำนวยมากนัก และจำเป็นต้องละความไม่เชื่อในบางครั้งก็ตาม แต่ชาว Arrakis ส่วนใหญ่ก็สามารถอยู่อาศัยได้
แม้ว่าในหนังสือและภาพยนตร์จะบรรยายถึงดาวเคราะห์ Arrakis ที่มีดวงอาทิตย์ที่ไม่เอื้ออำนวย และพื้นที่รกร้างว่างเปล่าของทรายและหินที่ไม่มีฝนตก
แต่ในแบบจำลองกลับระบุว่า Arrakis มีปริมาณน้ำฝน(น้อยมาก) โดยจำกัดไว้เฉพาะบนภูเขาและที่ราบสูงเท่านั้น ในละติจูดที่สูงขึ้นในฤดูร้อนและฤดูใบไม้ร่วง โดยมีเมฆบางส่วนในเขตร้อนและละติจูดขั้วโลก ซึ่งแตกต่างกันไปในแต่ละฤดูกาล
หนังสือยังกล่าวถึงแผ่นน้ำแข็งขั้วโลกที่มีอยู่เป็นเวลานานแล้วในซีกโลกเหนือ แต่นี่คือจุดที่หนังสืออาจแตกต่างไปจากแบบจำลองของนักวิทยาศาสตร์มากที่สุด ซึ่งแบบจำลองบ่งชี้ว่า อุณหภูมิในฤดูร้อนจะละลายน้ำแข็งขั้วโลกทุกที่ และจะไม่มีหิมะตกเพื่อเติมเต็มแผ่นน้ำแข็งในฤดูหนาว แล้วมนุษย์จริงๆสามารถอยู่รอดบนดาวเคราะห์ทะเลทรายเช่นนี้ได้หรือไม่
แต่ละติจูดกลางที่คนส่วนใหญ่ใน Arrakis อาศัยอยู่นั้นอันตรายที่สุดในแง่ของความร้อน โดยเฉพาะในที่ราบลุ่ม อุณหภูมิเฉลี่ยรายเดือนมักจะสูงกว่า 50 ถึง 60°C โดยอุณหภูมิสูงสุดรายวันจะสูงขึ้นไปอีก ซึ่งอุณหภูมิดังกล่าวเป็นอันตรายต่อมนุษย์
ประการที่สอง มนุษย์ใน Arrakis ทุกคนที่อยู่อาศัยจะต้องสวม "stillsuits" ที่ออกแบบมาเพื่อให้ผู้สวมใส่เย็น โดยดึงความชื้นในร่างกายจากเหงื่อ ปัสสาวะ และการหายใจ เพื่อนำไปผลิตน้ำดื่ม นี่เป็นสิ่งสำคัญ ตามที่ระบุไว้ในหนังสือว่า Arrakis ไม่มีฝนตก ไม่มีแหล่งน้ำเปิด ดังนั้นของเสียในร่างกายเพียงเล็กน้อยนี้สามารถทำประโยชน์ได้
ประการที่สาม นอกเขตร้อนของดาวเคราะห์ยังมีอากาศหนาวเย็นมาก ด้วยอุณหภูมิในฤดูหนาวที่ไม่เอื้ออำนวยหากไม่มีเทคโนโลยี เมืองต่างๆ เช่น Arrakeen และ Carthag ใน Arrakis จะต้องทนทุกข์ทรมานจากความร้อนและความหนาวเย็นที่หนักมาก เหมือนไซบีเรียบางส่วนบนโลกที่มีทั้งฤดูร้อนที่ร้อนอบอ้าว และฤดูหนาวที่หนาวเย็นอย่างไร้ความปราณี
นักวิจัยยังแนะนำว่าดาวเคราะห์ในทะเลทรายที่ดูเหมือนโลกใน "Dune" นี้ อาจเป็นดาวเคราะห์ประเภทที่อาศัยอยู่ได้ทั่วไปในกาแลคซีมากกว่าดาวเคราะห์
ที่เป็นน้ำ เช่น โลก การค้นพบของพวกเขายังบอกเป็นนัยว่าดาวศุกร์อาจเป็นโลกทะเลทรายที่น่าอยู่ได้เมื่อ 1 พันล้านปีก่อน และดาวเคราะห์ Arrakis อาจเป็นตัวอย่างหนึ่งที่ได้รับการพัฒนามาอย่างดีของดาวเคราะห์บกที่อาศัยอยู่ได้
Dune เป็นนวนิยายเรื่องแรกในซีรีส์ปี 1965 ที่ได้รับการยกย่องว่าเป็นหนึ่งในนวนิยายนิยายวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดตลอดกาล และเป็นหนึ่งในหนังสือนิยายวิทยาศาสตร์เล่มแรกที่เจาะลึกถึงความสำคัญของนิเวศวิทยาและความยั่งยืน ทั่วทั้ง Dune น้ำเป็นทรัพยากรที่มีค่าและหายาก ใน Dune น้ำมีน้อยมากจนตัวเอก Fremen สวมชุดพิเศษที่กักเก็บเหงื่อเพื่อนำไปรีไซเคิลเป็นน้ำดื่ม น้ำยังถูกเก็บไว้ใต้ดินในอ่างเก็บน้ำที่มีความลับและมีการป้องกันอย่างสูง