Inspired & Creative Content Creator พื้นที่รวมคอนเทนต์ว่าด้วยความคิดสร้างสรรค์และพลังของคนรุ่นใหม่

ว่ายน้ำในน้ำเชื่อมกับว่ายน้ำในน้ำเปล่า อย่างไหนจะเร็วกว่ากัน?

เชื่อไหมว่า คำถามสำคัญๆ ที่สร้างความเปลี่ยนแปลงให้กับโลกของเรา หลายคำถามฟังดูบ้าบอ หลุดโลก และเพี้ยนสุดๆ

อาจเป็นเพราะความบ้าบอนั้นมีข้อได้เปรียบตรงที่มันไร้กฎเกณฑ์และกรอบกรง

ตัวอย่างเช่น ในสมัยกรีกโบราณเมื่อสองพันปีก่อน ชายคนหนึ่งถามขึ้นว่า “เป็นไปได้ไหมที่โลกจะมีลักษณะกลม?” แล้วเขาก็คิดหาหลักฐานมาสนับสนุนว่าโลกกลมจริงๆ

ทั้งที่ในยุคนั้นใครๆ ก็คิดว่าโลกมีลักษณะเป็นแผ่นแบน เพราะมันชัดเจนในแบบที่เห็นๆ กันอยู่ และต่อให้โลกกลมจริงมันก็ไม่ได้ส่งผลอะไรกับชีวิตของพวกเขาเลยแม้แต่น้อย

ชายผู้นั้นมีชื่อว่า อริสโตเติล

อีกหนึ่งตัวอย่างคือ นักตั้งคำถามเพี้ยนๆ ผู้มีนามว่า Richard Feynman เขาเป็นนักฟิสิกส์ผู้ได้รับรางวัลโนเบลและอาจารย์ผู้เป็นแรงบันดาลใจให้กับนักฟิสิกส์มากมายมาจนถึงทุกวันนี้

เคยตั้งคำถามว่า ถ้าสปริงเคิลที่ถูกเปิดให้รดน้ำสนามหญ้าหมุนตามเข็มนาฬิกา แล้วมีคนนำมันไปวางไว้ก้นสระว่ายน้ำแล้วปลายสายยางต่อเข้ากับเครื่องสูบน้ำ

มันจะหมุนทวนเข็มหรือตามเข็ม?

คำถามบ้าๆ แบบนี้แม้จะไม่มีประโยชน์ในทางการประยุกต์ใช้ แต่มันเป็นแบบฝึกหัดชั้นดีสำหรับผู้ที่ต้องการขบคิดเพื่อสร้างความเข้าใจอย่างลึกซึ้งในฟิสิกส์หัวข้อกลศาสตร์และของไหล


นักวิทยาศาสตร์รู้ดีว่า การว่ายน้ำในน้ำเกลือนั้นจะทำให้ว่ายได้เร็วขึ้น เพราะน้ำเกลือมีความหนาแน่นสูงกว่าน้ำปกติ ทำให้มีแรงลอยตัวที่คอยพยุงร่างกายของนักว่ายน้ำมากกว่าน้ำปกติ (แต่การว่ายน้ำในทะเลที่เต็มไปด้วยคลื่นนั้นเป็นอีกเรื่อง)

คำถามคือ แล้วถ้าว่ายในน้ำเชื่อมที่มีความหนืดมากกว่าน้ำปกติล่ะ เราจะว่ายได้เร็วขึ้นหรือช้าลง?

นักฟิสิกส์ถกเถียงเรื่องนี้มานานแต่ก็ยังไม่สามารถหาข้อสรุปได้

บ้างก็ว่าช้าลงเพราะความหนืดย่อมทำให้นักว่ายน้ำเคลื่อนที่ไปข้างหน้าได้ยากขึ้น บ้างก็ว่าเร็วขึ้นเพราะมือจะพุ้ยน้ำได้ง่ายขึ้นส่งผลให้ร่างกายนักว่ายน้ำถูกดันให้เคลื่อนที่ไปข้างหน้าได้ง่ายขึ้น บ้างก็ว่าไม่ต่างกัน

ความสงสัยนี้ส่งผลให้สองนักวิทยาศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยมินนิโซตาและมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน แมดิสัน พยายามทำการทดลองเพื่อหาคำตอบ

การทดลองใหญ่ๆ แบบนี้ ไม่ใช่แค่ต้องมีความสามารถด้านวิชาการ แต่ต้องมีทักษะการบริหารจัดการที่ดีร่วมด้วย

พวกเขาเริ่มต้นจากการเลือกใช้สารกัวกัม (guar gum) ซึ่งเป็นสารลักษณะเหมือนแป้งที่ใช้เพิ่มความหนืดของอาหาร รวมทั้งทำให้โลชั่น แชมพู หรือยาสีฟัน หนืดขึ้น ในการเพิ่มความหนืดให้กับน้ำในสระแทนที่จะใช้น้ำเชื่อมเพราะมันปลอดภัยต่อร่างกายมนุษย์เรา

สารกัวกัม 310 กิโลกรัม ถูกเติมลงในสระน้ำโดยมีมอเตอร์และระบบปั๊มคอยปั่นให้เป็นเนื้อเดียวกันทั้งสระ ใช้เวลาไป 36 ชั่วโมง จึงได้ของเหลวที่หนืดกว่าน้ำเปล่าสองเท่า แต่มีความหนาแน่นไม่ต่างจากน้ำเปล่านัก

จากนั้นนำนักว่ายน้ำอาสาสมัครหลายคนมาทดลองว่าย โดยเริ่มจาก

  • ว่ายน้ำในสระน้ำปกติ (ระยะทาง 23 เมตร)
  • แล้วมาว่ายในสระหนืดด้วยระยะทางเท่าเดิม
  • ว่ายสระหนืดเสร็จแล้วไปล้างตัว
  • จากนั้นกลับมาว่ายในสระปกติอีกครั้งด้วยระยะทางเดิม

เมื่อว่ายเสร็จจากแต่ละสระ นักว่ายน้ำจะได้พัก 3 นาที ซึ่งนักว่ายน้ำบางคนต้องว่ายหลายเซตเพื่อนำเวลามาเปรียบเทียบ รวมทั้งทดสอบด้วยการว่ายทุกท่า ทั้งท่าผีเสื้อ กรรเชียง ฟรีสไตล์ และท่ากบ

หลังจากการวิเคราะห์ผลพบว่า ‘การว่ายในน้ำหนืดนั้นไม่ได้ช้าลงหรือเร็วขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ’

พูดง่ายๆ ว่า จะว่ายน้ำเปล่าหรือน้ำเชื่อมก็แทบไม่ต่างกัน

นักวิจัยยังคำนวณดูจนพบว่าต้องเพิ่มความหนืดขึ้นไปในหลักพันเท่าของน้ำเปล่าจึงจะเริ่มส่งผลต่อการว่ายน้ำอย่างมีนัยสำคัญ

อย่างไรก็ตาม งานวิจัยนี้ยังมีหลายจุดที่ไม่ได้ควบคุมตัวแปรไว้สมบูรณ์แบบ เช่น นักว่ายน้ำแต่ละคนมีรูปร่างและส่วนสูงไม่เท่ากัน อัตราการเผาผลาญของแต่ละคนก็แตกต่างกัน และต่างกันไปตามช่วงเวลาในการทดลอง แต่ถึงอย่างไร ตัวแปรอื่นๆ ที่สำคัญมากๆ ได้ถูกควบคุมไว้อย่างรัดกุมทีเดียว ส่งผลให้งานวิจัยนี้ได้รับรางวัล Ig Nobel สาขาเคมี ใน ค.ศ. 2005

เพราะคอนเซปต์ของรางวัล Ig Nobel คือ

‘ฮาก่อน แล้วค่อยเกิดความคิด’

 

อ้างอิง

nature.com

onlinelibrary.wiley.com

web.archive.org

Author

อาจวรงค์ จันทมาศ

เจ้าหน้าที่สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) ผู้ใช้เวลาว่างในการสื่อสารวิทยาศาสตร์ด้วยการบรรยายและเขียนอยู่เสมอ โด่งดังจากการเป็นแฟนพันธุ์แท้นักวิทยาศาสตร์เอกของโลก มีผลงานพ็อกเก็ตบุ๊ก จริงตนาการ และ ดอกไม้ไฟในเอกภพ เขายังเป็นพิธีกรรายการแนววิทยาศาสตร์ จัดรายการวิทยุออนไลน์ Witcast เล่าเรื่องวิทยาศาสตร์แนวตลกโปกฮาร่วมกับ แทนไท ประเสริฐกุล และอัพเดทเรื่องสนุกๆ ในสายตาเด็กวิทย์เป็นประจำ

Illustrator

ฟาน.ปีติ

ปีติชา คงฤทธิ์ นักออกแบบภาพประกอบประจำนิตยสาร a day งานอดิเรกคือการทำอาหารคลีน, วิ่ง และต่อกันพลา

Related Posts

x

ขอบคุณที่สมัครใช้บริการ
E-Newsletter ของ a day
กรุณาเช็คอีเมลของคุณ
เพื่อเปิดใช้งานได้เลย :-)

Thank you for joining our community.
Please check your e-mail
to activate our E-Newsletter.
Enjoy! :-)