เรียนรู้ฟิสิกส์จากจุดจบของเรือดำน้ำไททันหลักการ “Implosion” แรงกดดันบีบอัดเฉียบพลันแค่ไม่ถึงเสี้ยววินาทีก็ทำให้เรือแหลกเป็นจุล

หลังจากที่ยืนยันแล้วว่า เรือดำน้ำไททันที่ลงไปสำรวจซากเรือไททานิค ได้สิ้นสุดการเดินทางของมันเองไปพร้อมกับผู้โดยสาร 4 คนและกัปตัน ซึ่งหนึ่งในนั้นคือผู้บริหารระดับสูงของ OceanGate บริษัทเจ้าของเรือลำนี้

ซึ่งข้อสันนิษฐานที่เป็นที่ยอมรับในกลุ่มนักวิชาการและผู้เชี่ยวชาญที่เกิดขึ้นกับไททันคือ เรือดำน้ำถูกแรงดันมหาศาลใต้ทะเลที่ความลึกระดับ 3,400 เมตร บีบอัดจนแหลกสลายอย่างฉับพลัน เพราะไม่สามารถทนแรงกดดันได้ซึ่งเรียกว่า "การบีบอัดอย่างรุนแรงเฉียบพลัน" หรือ Implosion อย่างรุนแรงเฉียบพลัน

Implosion คือ ความแตกต่างกันระหว่างแรงดันของพื้นที่สองพื้นที่ ซึ่งในที่นี่คือแรงดันของน้ำทะเลที่ระดับความลึก 3,000 เมตรที่มีแรงดันสูง กับภายในเรือดำน้ำไททันที่มีแรงดันต่ำ ซึ่งทำให้เกิดความไม่สมดุลกันของแรงดันในสองพื้นที่

ตามหลักการแล้วน้ำที่มีแรงดันมากกว่าจะกระทำต่ออากาศที่มีแรงดันน้อยกว่า ด้วยการพยายามเข้าไปแทนที่ ซึ่งไททันถูกแรงดันของน้ำทะเลภายนอกในปริมาณมหาศาลบีบอัดโครงสร้างจนยุบเข้าหาศูนย์กลางด้วยความเร็วสูง ซึ่งสิ่งนี้ก็เกิดขึ้นกับดวงดาวที่มีมวลและเกิดการยุบตัวที่มาจากแรงกดของแรงโน้มถ่วงของมันเองก็ได้เช่นกัน

Implosion ไม่ใช่การระเบิดออก
ก่อนหน้านี้การรายงานข่าวมักใช้คำว่า เรือไททัน "ระเบิด" เพราะแรงดันของน้ำ ซึ่งจริงๆ แล้วมันไม่ใช่การระเบิดออก หรือ "Explosion" ซึ่งเป็นลักษณะการแตกตัวจากด้านในสู่ด้านนอก แต่มันคือการถูกบีบอัดจากภายนอกซึ่งก็คือ "Implosion" ซึ่งเป็นคำที่หลายคนไม่ค่อยคุ้น เพราะปัจจุบันไม่ค่อยมีคนใช้คำๆ นี้มากนัก เรียกว่าเป็นคำศัพท์โบราณที่ใช้ในยุค 1960

ซึ่งแรงดันของน้ำในระดับ 3,000 เมตร จะอยู่ที่ราว 4,000 - 5,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว หรือราว 272 - 340 แรงดันบรรยากาศ (atm) หรือมากกว่าแรงดันบนพื้นผิวโลกกว่า 350 เท่า ถ้าเรือดำน้ำมีรอยรั่วเพียงเล็กน้อยแค่ระดับมิลลิเมตร ก็เป็นต้นเหตุที่ก่อให้เกิดความเสียหายจากการบีบอัดอย่างรุนแรงในทันที

สำหรับแรงดันบนพื้นผิวโลก กำหนดไว้ที่ 1 atm หรือเท่ากับ 15 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว ยิ่งดำลึกลงไปใต้น้ำ แรงดันก็ยิ่งเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณ โดยที่ความลึก 3,800 เมตร จุดที่ซากเรือไททานิคจมอยู่ จะมีแรงดันอยู่ที่ราว 6,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว หรือ 408 atm นั่นหมายความว่า เป็นแรงดันที่สูงกว่าพื้นผิวโลก 408 เท่า

ไททันถูกแรงดันน้ำบดขยี้
จากที่ฟังนักวิเคราะห์และผู้เชี่ยวชาญหลายท่านจากหลายสื่อที่สัมภาษณ์ค่อนข้างจะเชื่อไปในทิศทางเดียวกันคือ ไททันถูกบีบอัดอย่างรุนแรงจากความดันน้ำรอบตัวเรือ จนโครงสร้างของเรือรับแรงกดดันไม่ไหวและยุบตัวลงอย่างเฉียบพลัน

ซึ่งแรงดันบรรยากาศเป็นตัวแปรสำคัญที่กระทำต่อวัตถุที่มีความแต่งต่างของมวลและแรงดัน โดยแรงกดดันที่ระดับผิวน้ำทะเลจะอยู่ที่ 1 atm หรือ เท่ากับแรงกด 10.33 ตัน/ตารางเมตร

แรงดันก็จะเพิ่มขึ้น 1 เท่าตัว ในทุกๆ ความลึกน้ำทะเล 10 เมตร

หากประเมินว่า ไททัน ใช้เวลา 2 ชั่วโมงลงไปถึงซากเรือไททานิกที่ความลึก 3,800 เมตร แต่สัญญาณขาดหายไปหลังลงไปใต้น้ำได้ 1 ชั่วโมง 45 นาที ผู้เชี่ยวชาญมองว่า ไททันอาจถูกบีบอัดอย่างรุนแรงเฉียบพลัน หรือ Implosion ที่ความลึก 3,000 เมตร

หมายความว่า แรงดัน ณ ความลึก 3,000 เมตร คิดเป็นแรงดันได้ 3,099 ตัน/ตารางเมตร นั่นเท่ากับน้ำหนักของเครื่องบิน Airbus A380 จำนวน 5 ลำครึ่งที่กดลงพื้นที่ 1 ตารางเมตร

และไททันมีขนาดลำเรือ ยาว 6.7 เมตร สูง 2.5 เมตรเท่ากับว่าพื้นผิวรอบตัวเรือมีน้ำหนักของเครื่อง A380 ประมาณ 90 ลำกดทับอยู่ในทุกๆ ตารางเมตรทุกทิศทุกทาง

ประเด็นเรื่องโครงสร้างของ ไททันที่ไม่แข็งแรงถูกยกเป็นข้อสงสัยอันดับหนึ่งในการสอบสวนถึงสาเหตุโศกนาฏกรรมการสูญเสียคน 5 คน โดยอดีตลูกจ้างโอเชียนเกตเคยเตือนเรื่องความปลอดภัยของไททันแต่สุดท้ายกลับถูกไล่ออก

เช่นเดียวกับ ทอม แม๊ดด็อกส์ ประธานเจ้าหน้าที่บริหารบริษัท อันเดอร์วอเตอร์ ฟอเรนสิก อินเวสติเกเตอร์ (Underwater Forensic Investigators) ที่เข้าร่วมในการสำรวจซากเรือไททานิค เมื่อปี 2005 อธิบายว่า ยิ่งไททันลงไปใต้ทะเลลึกเท่าไหร่ แรงดันก็ยิ่งมหาศาล แม้แต่การชำรุดเชิงโครงสร้างของเรือดำน้ำเพียงเล็กน้อยก็ถือเป็นอันตรายได้ รอยรั่วเพียงเล็กน้อยกว่าที่สายตามองคนมองเห็นจะก่อให้เกิดการบีบอัดอย่างรุนแรงในทันที

ชะตากรรมของคนในเรือที่ไม่ทันได้รู้สึกเจ็บปวด
ลองจินตนาการต่อว่า แรงดันน้ำที่มหาศาลขนาดนั้นที่บดขยี้ไททันจนแหลก คนที่อยู่ภายในจะเป็นอย่างไร?

Dave Corley อดีตเจ้าหน้าที่เรือดําน้ำนิวเคลียร์ของสหรัฐฯ อธิบายว่า การ Implosion ของไททัน เกิดขึ้นเร็วกว่าชั่วพริบตา คือประมาณ 1 มิลลิวินาที หรือ 1 ใน 1,000 ของวินาที

ขณะที่สมองของมนุษย์ตอบสนองต่อสิ่งเร้าตามสัญชาตญาณที่ประมาณ 25 มิลลิวินาที และการตอบสนองอย่างมีสติและเหตุผลของมนุษย์ หรือการตรวจจับปฏิกิริยาจะดีที่สุดคือ 150 มิลลิวินาที

นั่นเท่ากับว่าการยุบตัวเฉียบพลันของไททัน เกิดขึ้นเร็วกว่าสติปัญญาของมนุษย์จะรับรู้ได้ที่ความเร็วประมาณ 2,414 กม. / ชม. นั่นคือ 671 เมตรต่อวินาที

ขณะที่อากาศภายในเรือดำน้ำมีความเข้มข้นของไอไฮโดรคาร์บอนค่อนข้างสูง ซึ่งเกิดจากการทำงานของเครื่องยนต์

เมื่อตัวถังไททันยุบตัวอากาศจะติดไฟอัตโนมัติและการระเบิดตาม ซึ่งเป็นการระเบิดอย่างรวดเร็ว ร่างกายมนุษย์จะถูกเผาและกลายเป็นเถ้าถ่านทันทีไม่เหลือซากชิ้นส่วนร่างกายใดๆ ให้เก็บกู้ภายหลัง

ดังนั้นต่อให้มีอุปกรณ์ช่วยเหลือ มีสายสลิงโยงจากเรือที่ลอยลำอยู่ก็ช่วยอะไรไม่ได้ เพราะคนที่ตายยังไม่ทันรู้ตัวเลยด้วยซ้ำว่าตัวเองตาย