FEATURE

ขีดจำกัดของร่างกาย : ทำไมการออกตัววิ่งในทันที ถึงกลายเป็น False Start ได้ | Main Stand



ในการวิ่งระยะไม่เกิน 400 เมตร มีข้อกำหนดของสหพันธ์สมาคมกรีฑานานาชาติ หรือ World Athletics ที่ระบุว่า หากนักวิ่งออกตัวจากแท่นสตาร์ทในเวลาไม่เกิน 0.1 วินาที เขาจะถูกตัดออกจากการแข่งขันในทันที


 

กับกีฬาที่เวลาทุกเสี้ยววินาทีมีค่ามหาศาล ทำไมการที่นักวิ่งออกตัวได้เร็วกว่า 0.1 วินาที ถึงกลายเป็นการฟาวล์ได้ วันนี้ Main Stand จะเล่าให้ฟัง

 

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