FEATURE

ขีดจำกัดของร่างกาย : ทำไมการออกตัววิ่งในทันที ถึงกลายเป็น False Start ได้ | Main Stand



การจัมพ์สตาร์ท คือสิ่งที่เกิดขึ้นน้อยครั้งในการแข่งขันวิ่งรายการสำคัญ แต่ในโอลิมปิก โตเกียว 2020 ซาร์เนล ฮิวจ์ส นักวิ่งจากสหราชอาณาจักร ก็ทำให้เห็นจนได้

 


สาเหตุคงหนีไม่พ้นการที่ฮิวจ์สต้องการตอบสนองต่อสัญญาณการออกตัวให้เร็วที่สุด แต่ดูเหมือนว่าในกรณีนี้ จะเร็วเกินไป

กับกีฬาที่เวลาทุกเสี้ยววินาทีมีค่ามหาศาล ทำไมการที่นักวิ่งพยายามจะออกตัวให้ได้พร้อม ๆ กับเสียงสตาร์ท ถึงมักกลายเป็นการฟาวล์ได้ ? Main Stand จะไขข้อสงสัยให้ทราบ

 

เสียงเดินทางช้า

ในการวิ่ง เมื่อกรรมการให้สัญญาณออกตัว ด้วยการยิงปืนขึ้นฟ้าแล้ว แต่ละคนจะต้องเริ่มออกวิ่งให้ได้เร็วที่สุด

แต่เสียงนั้นมีความเร็วจำกัด มันเดินทางได้ประมาณ 343 เมตร/วินาที ยังห่างชั้นกับแสง ที่มีความเร็วในสุญญากาศ 299,792,458 เมตร/วินาที หลายขุม นั่นคือเหตุผลที่ทำไมเวลามีพายุฝน เราจะเห็นฟ้าผ่า ก่อนได้ยินเสียงฟ้าร้องเสมอ

ทั้งนี้ ความเร็วเสียงไม่ใช่ค่าคงที่ แต่สามารถแปรผันได้ตามสภาพแวดล้อมโดยรอบ นั่นเพราะเสียงเป็นคลื่นความดัน ที่ใช้การเคลื่อนที่ของโมเลกุลผ่านตัวกลางในการเดินทางไปยังผู้รับ

ดังนั้น ปัจจัยของความชื้นและอุณหภูมิ ส่งผลต่อความเร็วของเสียง ยิ่งร้อนและยิ่งชื้นเท่าไหร่ เสียงจะยิ่งเดินทางได้เร็วเท่านั้น และกับอากาศร้อนสุดขั้วในประเทศไทย ความเร็วเสียงสามารถพุ่งไปได้มากกว่า 351 เมตร/วินาทีเลยทีเดียว

กลับมาที่การวิ่ง ในอดีต นักวิ่งทุกคนจะได้ยินสัญญาณปล่อยตัวมาจากเสียงของปืนที่กรรมการถืออยู่ข้างสนาม

เมื่อคำนวณว่ากรรมการยืนห่างจากนักวิ่งในลู่ที่ 1 อยู่ 10 เมตร และในที่นี้เราต่อให้ว่าอุณหภูมิอยู่ที่ประมาณ 30 องศาเซลเซียส ซึ่งใกล้เคียงกับที่กรุงโตเกียว ในช่วงโอลิมปิกเกมส์ ที่กำลังมาถึงในเดือนกรกฎาคม 2021 นี้ นักวิ่งในลู่แรกจะได้ยินเสียงสัญญาณปืนในเวลา 0.028 วินาทีให้หลัง

และสำหรับนักวิ่งในลู่ที่ 8 ผู้อยู่ห่างออกไปประมาณ 8.5 เมตร เขาจะได้ยิงเสียงประมาณ 0.053 วินาที หลังจากกรรมการยิงปืน แน่นอนว่าระยะห่าง 0.025 วินาทีนี้ สร้างความได้เปรียบให้กับนักกีฬาลู่ที่อยู่ใกล้กรรมการอย่างชัดเจน

นอกจากนั้น หากย้อนไปในสมัยที่กรรมการต้องจับเวลาด้วยตัวเอง พวกเขาผู้ยืนอยู่ตรงเส้นชัย จะไม่ได้ยินเสียงปืนปล่อยตัวจนกว่า 0.3 วินาทีให้หลัง ดังนั้น นาฬิกาของกรรมการจะเริ่มเดินเมื่อเห็นควันจากปืนลอยขึ้น เพราะแสงเดินทางมาถึงก่อนเสียงนั่นเอง

 

ร่างกายตอบสนองช้ากว่า

ปัญหาเรื่องความไม่เท่าเทียม จากข้อจำกัดความเร็วเสียงได้ค่อย ๆ มลายหายไป เมื่อเทคโนโลยีได้ถูกนำมาปรับใช้ในการแข่งขัน จากการต่อสายให้เสียงปืน มาออกที่ลำโพงหลังแท่นสตาร์ทของนักวิ่งทุกคน จนถึงขั้นเปลี่ยนปืนออกตัวมาเป็นระบบไฟฟ้าแทน

แต่สุดท้ายแล้ว ร่างกายมนุษย์ก็ยังคงมีขีดจำกัดอยู่ ที่ทำให้ไม่มีใครสามารถเริ่มออกวิ่งตั้งแต่เวลา 0.0 วินาทีได้ในทันที

ประเด็นแรกนั้น คงยังไม่พ้นเวลาที่เสียงใช้ เพื่อเดินทางจากลำโพงหลังแท่นปล่อยตัว มาเข้าสู่หูของนักวิ่ง

แม้ลดระยะเวลาที่เสียงจะใช้เดินทางจากปืนกรรมการได้แล้ว แต่ระยะทางประมาณ 2 เมตร ระหว่างลำโพง กับหูของนักวิ่งนั้น ทำให้ต้องใช้เวลา 0.0057 วินาที ก่อนที่เสียงจะเดินทางมาถึง

เมื่อได้ยินเสียงปล่อยตัวแล้ว ร่างกายของคนเราก็ไม่สามารถออกตัวได้ในทันที นั่นเพราะสมองต้องสั่งการให้กล้ามเนื้อตอบสนอง และการส่งสัญญาณในร่างกาย ที่เดินทางด้วยความเร็วประมาณ 100 เมตร/วินาที ซึ่งอาจใช้เวลาประมาณ 0.026 วินาที ขึ้นอยู่กับส่วนสูงของนักวิ่ง ก่อนที่ร่างกายจะออกตัวได้

0.0057+0.026 ได้เวลารวมกันแค่ 0.0317 วินาทีเท่านั้นเอง ถ้าไม่ใช่การตอบสนองของร่างกาย หรือเวลาที่เสียงใช้เดินทาง แล้วส่วนไหนที่ช้าไปในร่างกายของมนุษย์กัน

 

ได้ยินเสียงช้าที่สุด

แม้เวลาที่เสียงใช้ในการเดินทางจะค่อนข้างช้าแล้ว แต่ระยะเวลาที่ร่างกายของเราต้องใช้ เพื่อเข้าใจว่าเสียงดังกล่าวคือเสียงปล่อยตัว กลับช้ากว่าเสียอีก

เมื่อคลื่นเสียงเดินทางมาถึงหูของนักวิ่ง มันจะเดินทางเข้าไปถึงหูชั้นกลาง ทำให้แก้วหูสั่นสะเทือน ตามด้วยกระดูกหู ก่อนที่เซลล์ขนในหูชั้นในจะเปลี่ยนการสั่นสะเทือน เป็นกระแสประสาท และส่งผ่านประสาทรับเสียงไปยังศูนย์การได้ยินในสมอง

ผู้เชี่ยวชาญด้านระบบประสาทระบุว่า ระยะเวลานับตั้งแต่คลื่นเสียงกระทบหูนักวิ่ง จนถึงช่วงที่เรา “ได้ยิน” เสียงนั้น จะอยู่ที่ประมาณ 0.08-0.1 วินาทีด้วยกัน

เมื่อรวมกับเวลาที่ใช้ในการตอบสนองของร่างกาย และระยะเวลาที่เสียงใช้เดินทางแล้ว นักวิ่งแทบทุกคนใช้เวลาเกิน 0.1 วินาที เพื่อตอบสนองต่อการออกตัว โดยในโอลิมปิกเกมส์ที่นครริโอ เดอ จาเนโร เมื่อปี 2016 อิเว็ต ลาโลว่า-โคล์ลิโอ นักวิ่งหญิงจากบัลแกเรีย ใช้เวลาตอบสนองไปเพียง 0.104 วินาทีเท่านั้น ซึ่งเร็วที่สุดในบรรดานักวิ่งทุกคนที่ริโอ และช้าพอที่เธอจะไม่โดนปรับ False Start

ในปัจจุบันนี้ การวัดว่านักวิ่งใช้เวลาเท่าไหร่เพื่อออกตัว จะใช้จากแผ่นวัดแรงกดที่ติดอยู่กับแท่นออกตัว ซึ่งเริ่มนับตั้งแต่วินาทีที่มีเสียงปืนปล่อยตัว ไปจนถึงช่วงที่แรงกดพุ่งขึ้น จากการที่นักวิ่งออกแรงเพื่อผลักตัวเองไปข้างหน้า

ระบบดังกล่าวเคยก่อให้เกิดปัญหาในโอลิมปิกเกมส์ที่กรุงปักกิ่ง เมื่อปี 2008 เมื่อนักกีฬาหญิงทำ False Start ได้น้อยกว่านักกีฬาชาย ซึ่งมีนักวิเคราะห์พบว่า เนื่องจากความแกร่งของกล้ามเนื้อที่ไม่เท่ากัน ทำให้แรงออกตัวที่กระทำต่อแท่นสตาร์ทจะมีไม่เท่ากัน และถ้าลดค่าแรงกดลง 22% จะพบว่าเวลาที่ใช้ในการออกตัว และอัตราการเกิด False Start ของผู้หญิง จะใกล้เคียงของผู้ชายยิ่งขึ้น ซึ่งปัญหานี้ได้ถูกแก้ไขแล้ว

ระบบดังกล่าวเคยเกิดปัญหาในโอลิมปิกเกมส์ที่กรุงปักกิ่ง เมื่อปี 2008 เนื่องจากการตั้งค่าให้เครื่องวัดแรงกดที่ 245 นิวตัน เท่ากันทั้งชายและหญิง จนมีนักวิเคราะห์พบว่า มีนักวิ่งหญิงรายหนึ่ง ที่ออกตัวด้วยเวลา 0.118 วินาที แต่ถ้าลดแรงกดที่เซนเซอร์หลังแท่นสตาร์ทลงไป 22% ซึ่งเท่ากับแรงที่ผู้หญิงกระทำต่อเครื่องได้ จะพบว่านักวิ่งรายนี้ออกตัวก่อนที่ได้ยินเสียงปืนให้สัญญาณเสียอีก

ปัญหาดังกล่าวจึงถูกแก้ไข ตั้งแต่โอลิมปิกเกมส์ที่กรุงลอนดอน เมื่อปี 2012 เป็นต้นมา และในปัจจุบัน เซนเซอร์วัดแรงกดจะถูกเซ็ตค่าให้เหมาะกับการแข่งขันของทั้งชายและหญิง ก่อนที่นักวิ่งจะมายังจุดออกตัว

ดังนั้น การที่กฎ 0.1 วินาทีถูกสร้างขึ้นมา ก็เพื่อยับยั้งไม่ให้นักวิ่งคาดการณ์เวลาปล่อยตัว ซึ่งในบางครั้งการพุ่งตัวออกมาแค่เสี้ยววินาทีก่อน นอกจากจะส่งผลต่ออันดับได้แล้ว ยังแทบมองไม่ออกด้วยตามนุษย์อีกด้วย

สุดท้ายแล้ว แม้ว่ามนุษย์เราจะสามารถพัฒนาให้ร่างกายเราวิ่งได้เร็วขึ้นมากแค่ไหน ก็ไม่อาจก้าวข้ามขีดจำกัดบางอย่าง ทั้งความเร็วของปัจจัยภายนอก และภายในร่างกายเราเอง ซึ่งจำกัดให้แม้แต่มนุษย์ที่เร็วที่สุดในโลก ก็ยังต้องให้ระยะเวลาร่างกายตอบสนองถึง 1 ใน 10 ของวินาทีเลย

 

แหล่งอ้างอิง

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0026141
https://www.omegawatches.com/planet-omega/sport/our-sports/athletics
https://condellpark.com/kd/reactiontime.htm
https://journals.lww.com/nsca-jscr/Fulltext/2013/04000/Reaction_Time_Aspects_of_Elite_Sprinters_in.3.aspx
https://www.discovery.com/science/Sound-Carries-Farther-Cold-Days
https://entertainment.howstuffworks.com/question702.htm



AUTHOR

กรทอง วิริยะเศวตกุล

Astronomy, Liverpool, You.
     


PHOTO

อภิสิทธิ์ โชติพิบูลย์ทรัพย์

Graphic Designer แห่ง Main Stand ผู้รับเหมางานภาพกราฟิกหน้าปกบทความทุกชิ้น
     


x