Page 18FCEBD2B-4FEB-41E0-A69A-B0D02E5410AERectangle 52 Przejdź do treści

Czas równowagi!

W jesiennym „Przekroju” szukamy spokoju i pokoju. Zastanawiamy się, jak w przyszłości będzie wyglądać praca i jakie umiejętności już dziś warto pielęgnować. Poznajemy Indie i zachwycamy się polską jesienią. Do tego wielki temat – joga! Czym tak naprawdę jest, a z czym jest nieraz mylona? I jeszcze: odważnie o lęku, chmury i wiatry, pomarańcz w każdej odsłonie, rude lisy i kombucha.

Już jest nowy „Przekrój”!

220 stron do czytania przez trzy miesiące. „Przekrój” w nowym formacie jest wygodniejszy do przeglądania i idealnie mieści się w skrzynce pocztowej. Zamów i ciesz się lekturą – tylko tutaj w niższej cenie. Sprawdź!

Przekrój
2022-09-16 09:00:00
kosmiczne różności Łukasza Kaniewskiego

Kosmiczne różności Łukasza Kaniewskiego – 4/2022

Obszar gwiazdotwórczy NGC 3324 w Mgławicy Carina, fotografia wykonana z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba; zdjęcie: NASA, ESA, CSA, STScI
Kosmiczne różności Łukasza Kaniewskiego – 4/2022
Kosmiczne różności Łukasza Kaniewskiego – 4/2022
Czyta się 7 minut

Młodość i pył

Chmura – ale nie miękka, łagodna i puszysta, tylko groźna i niepokojąca, podobna do górskiego grzbietu wydanego na pastwę nieubłaganych sił natury. Swój dziki, nieogładzony kształt zawdzięcza potężnemu promieniowaniu ultrafioletowemu, którego źródłem są młode, gorące gwiazdy olbrzymich rozmiarów. Nie widać ich na zdjęciu, znajdują się poza kadrem. Nie zobaczymy też samego promieniowania, lecz tylko jego efekt – to ono wywiało pył i gaz z górnej części fotografii, kompresując, czochrając oraz fałdując chmurę poniżej.

Zderzające się, mieszające ze sobą masy pyłu i gazu wzniecają oraz przyśpieszają – a czasem hamują i niwelują – narodziny nowych gwiazd. To, co widzimy na zdjęciu, jest burzliwą, szaloną kosmiczną młodością. Niektóre błyszczące w chmurze gwiazdy niedawno powstały, inne właśnie się tworzą. Wszystko jest nowe, wszystko jest gwałtowne, dopiero się staje i formuje. Planety? Może już tam są, gdzieniegdzie, ale jeszcze wiele przed nimi: zmiany orbit, zderzenia, bombardowania, intensywne procesy wulkaniczne. Ostateczny kształt tych światów wyłoni się dopiero z oceanu możliwości.

Czy można uzmysłowić sobie rzeczywistą skalę sceny, którą mamy przed oczami? Od dołu zdjęcia do brzegu chmury jest, w najszerszym miejscu, jakieś siedem lat świetlnych, co – jak wiadomo – oznacza, że światło na przebycie tej odległości potrzebuje siedmiu lat. Człowiek jest wobec takiego ogromu malutki jak cząsteczka wody w Oceanie Spokojnym. A jednak tej cząsteczce (nie jednej, rzecz jasna, lecz wielu) udało się stworzyć to wspaniałe odwzorowanie.

Zamów prenumeratę cyfrową

Z ostatniej chwili!

U nas masz trzy bezpłatne artykuły do przeczytania w tym miesiącu. To pierwszy z nich. Może jednak już teraz warto zastanowić się nad naszą niedrogą prenumeratą cyfrową, by mieć pewność, że żaden limit Cię nie zaskoczy?

Można oczywiście powiedzieć, że patrząc w bezchmurne nocne niebo gdzieś z dala od cywilizacji, obejmujemy wzrokiem znacznie większe obszary, to fakt. Jednak precyzja i przenikliwość spojrzenia, którą oferuje niniejsza fotografia – wykonana przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba – jest czymś bezprecedensowym. Wykorzystanie pasma podczerwonego pozwala wniknąć do wnętrza obłoków pyłu i gazu, gdzie rozgrywają się sceny dotychczas ukryte przed ludzkim okiem, takie jak właśnie narodziny nowych gwiazd.

Sam pył kosmiczny też wydaje się wart badań. Kiedyś uważano, że tylko przeszkadza on astronomom oglądać gwiazdy. Dziś jednak wiadomo, że stanowi istotny składnik kosmicznych puzzli – dość zresztą zagadkowy, bo występuje w przestrzeni znacznie obficiej, niż to wynika z wyliczeń.

„Jesteśmy gwiezdnym pyłem” – śpiewała w Woodstock Joni Mitchell (a ona nigdy nie kłamie). Kiedy więc oglądamy to zdjęcie, to właściwie gwiezdny pył patrzy sam na siebie.


Bezowocny nasłuch

Do ekscytujących poszukiwań przekazów radiowych od pozaziemskich cywilizacji dołączyli chińscy naukowcy. Od 2016 r. dysponują najlepszym na świecie przeznaczonym do tego celu narzędziem – gigantycznym radioteleskopem FAST z czaszą o średnicy 0,5 km, wybudowanym w naturalnym zagłębieniu górzystego terenu prowincji Kuejczou. W czerwcu 2022 r. ogłosili nawet, że udało im się dzięki temu gigantowi zarejestrować sygnał wyemitowany przez inteligencję z innego układu planetarnego.

Jednak zachodni specjaliści uważają, że Chińczycy nic nie znaleźli, a odebrany przez nich sygnał jest ziemskiej proweniencji lub pochodzi od któregoś ze sztucznych satelitów okrążających naszą planetę. Tak czy siak, jego ostatecznym źródłem są zapewne ludzie, a nie kosmici. „Jeśli jesteś nowicjuszem w tej grze i nie wiesz jeszcze, na jak wiele sposobów interferencje mogą zanieczyścić twoje dane, łatwo możesz ulec ekscytacji” – powiedział portalowi Live Science Dan Werthimer z University of California.

ilustracja: Marek Raczkowski
ilustracja: Marek Raczkowski

Szukanie przekazów od pozaziemskich cywilizacji to działalność pełna pułapek, by nie powiedzieć: paradoksów. Do wychwytywania sygnałów z odległych gwiazd potrzebne są ultraczułe teleskopy, lecz ta ich cecha powoduje, że z łatwością rejestrują nawet nikłe sygnały ziemskie, które trzeba umiejętnie odfiltrowywać. Oprócz tego sam postęp technologiczny umożliwiający takie poszukiwania jest dla nich największą przeszkodą – z roku na rok ludzkość coraz szczelniej wypełnia wszystkie pasma fal radiowych.

Bez wątpienia naukowcy z Zachodu mają większe doświadczenie niż Chińczycy w poszukiwaniu kosmitów drogą radiową – zajmują się tym przecież od lat 60. XX w. Doświadczenie to ma jednak szczególną formę: polega nie tyle na znajdowaniu kolejnych pozaziemskich cywilizacji, ile na wychwytywaniu obiecujących sygnałów, analizowaniu ich, a następnie orientowaniu się, że ich źródłem jesteśmy my sami. Dla przykładu w 1998 r. radioteleskop w Parkes Observatory w Australii zaczął odbierać regularne sygnały, których nikt nie potrafił wytłumaczyć. Dopiero w 2014 r. pracownicy obserwatorium zauważyli, że przekaz następuje zawsze w porze lunchu. Wówczas zidentyfikowanli nadawcę, czyli kuchenkę mikrofalową.

Może w przyszłości nastąpi przełom, ale na razie tak się przedstawia dynamika tych poszukiwań: chcemy znaleźć kosmitów, lecz natrafiamy na samych siebie w najbardziej prozaicznej postaci. Czy to zabawne, czy raczej tragiczne? A może to jest właśnie sygnał, który należy zrozumieć?


Cząstka numeru: WIMP

Jak sama nazwa wskazuje, WIMP-y (ang. Weakly Interacting Massive Particles) to cząstki masywne, które słabo oddziałują. Właściwie niewiele więcej o nich wiemy. Nie jest nawet do końca pewne, czy istnieją, bo jeszcze żadne WIMP-y nie zostały znalezione. Domyślamy się jednak, że są w kosmosie powszechne, stanowią bowiem podstawowy składnik hipotetycznej ciemnej materii.

Słowo wimp po angielsku oznacza też fajtłapę, ale cząstki WIMP fajtłapami na pewno nie są. Ciemnej materii, na którą się składają, jest we wszechświecie ponad pięć razy więcej niż zwykłej i gdyby nie ona, galaktyki rozpadłyby się w proch, pozbawione grawitacyjnego lepiszcza. A ponieważ raczej byśmy tego nie chcieli, lepiej mówmy o tych cząstkach z szacunkiem.

Faktem jest, że WIMP-y są stosunkowo powolne, znacznie wolniejsze od świat­ła, i pewnie fotonom mogą się wydać nieco ślamazarne. Niech jednak fotony powstrzymają pogardliwe uśmiechy i zechcą zauważyć, że w przeciwieństwie do nich WIMP-y nie tylko są obdarzone masą, lecz także okazuje się ona dość znaczna, bo 10 razy większa od masy protonu. Rozpędzić taką dryndę naprawdę niełatwo, a na osiągnięcie prędkości świat­ła nie ma ona szans, gdyż interweniowałaby teoria względności.

Z czterech rodzajów oddziaływań – grawitacyjnych, słabych, silnych i elektro­magnetycznych – WIMP-om znane są wyłącznie dwa pierwsze. To oznacza, że cząstki te elektronom i protonom jawić się mogą jako skrajnie aspołeczne, ale czy od razu należy je nazywać ciamajdami? Zdecydowanie nie. Niech lepiej elektrony i protony zastanowią się nad sobą i rozważą, czy elektromagnetyczny harmider, który nieustannie generują, jest rzeczywiście bardziej potrzebny światu niż cicha grawitacyjna robota milkliwych WIMP-ów.

Pozostaje pytanie, czy w ogóle uda nam się kiedyś zarejestrować interakcję z tymi cząstkami. Naukowcy robią pod tym względem, co mogą. W głębokich podziemnych tunelach umieszczają zbiorniki zawierające tysiące ton ksenonu i czekają, aż jakiś WIMP uderzy w elektron lub proton któregoś z atomów szlachetnego gazu, by można to było odnotować i z dumą ogłosić. WIMP-y jednak nie dają się łatwo złowić. Widać, że cwane z nich gapy.


W kosmicznym domu jest mieszkań wiele

Niektóre osoby przyznają, że ogrom i obojętność kosmosu je przeraża. Jest to reakcja jak najbardziej uzasadniona. Średnica wszechświata to ponad 90 mld lat świetlnych, podczas gdy zwykły człowiek nie ma szansy przebyć w ciągu całego swojego życia choćby jednej świetlnej minuty, nawet jeśli pracuje jako kierowca pekaesu. Kiedy w XVI w. znakomity duński astronom Tycho Brahe oszacował (notabene znacznie poniżej rzeczywistej wartości) odległość od Ziemi do gwiazd, uznał, że wyniki są absurdalne – tak wielkie, że aż niemożliwe. Odrzucił wówczas system kopernikański, by ukojenia szukać w starym, dobrym geocentryzmie i niezrównanym czeskim piwie.

Co do obojętności kosmosu – nie ustępuje ona jego rozmiarowi. Wystarczy przypomnieć, że meteoryt, który uderzył w Ziemię około 65 mln lat temu, za jednym zamachem pozbawił życia zarówno okrutne tyranozaury, jak i łagodne zauropody, nie widząc między nimi żadnej różnicy. Co za brak elementarnych uczuć!

Jest więc wszechświat wielki i obojętny. Zastanówmy się jednak, czy rzeczywiście chcielibyśmy, aby był inny. Czy bardziej podobałby się nam mały kosmos, powiedzmy wielkości Polski? Albo rozmiarów niedużego miasteczka? Może przez chwilę byłoby to miłe, jednak na dłuższą metę raczej duszne i nieznośne, nawet gdyby tym miasteczkiem okazało się tak sympatyczne uzdrowisko jak Ciechocinek. Podobnie zresztą z obojętnością wszechświata: czy cieszylibyśmy się, gdyby precyzyjnie wycelowane meteoryty spadały w biały dzień z jasnego nieba i uśmiercały co gorszych grzeszników? Może na początku odczuwalibyśmy satysfakcję, ale z czasem przypuszczalnie zaczęłyby nas dręczyć niepokoje i niepewność. Neutralny kosmos ma jednak swoje zalety.

Warto również zauważyć, że katastroficzny, drapieżny i wybuchowy obraz wszechświata, jaki dominuje w mediach, jest tylko częściowo prawdziwy. W kosmosie zdarzają się wprawdzie eksplozje i kataklizmy, ale ogólnie rzecz biorąc, obowiązuje w nim zasada „ziarnko do ziarnka, a zbierze się miarka”. Wielkie obiekty tworzą się bardzo powoli – z mniejszych. Droga Mleczna powstała najprawdopodobniej z małych galaktyk, które się połączyły. Proces ten zresztą trwa, odbywają się intensywne rozmowy z kolejnymi galaktykami karłowatymi i na pewno zakończą się one sukcesem, bo grawitacja jest argumentem, któremu trudno się przeciwstawić. Choć właściwie takie unifikacje następują na drodze najzupełniej pokojowej: gwiazdy nie wpadają wtedy na siebie, nie kotłują się, nie tłoczą, nie walczą o pierwszeństwo. Każda żyje po swojemu, a miejsca wystarcza dla wszystkich, albowiem kosmos wielki jest i obojętny.


Żarłoczny Jowisz

Wyszły na jaw pewne niezbyt przyjemne fakty z przeszłości Jowisza – najmasywniejszej i cieszącej się największą estymą planety Układu Słonecznego. Powiedzmy to od razu wprost i bez niedomówień: okazało się, że Jowisz w młodości pożerał małe planety. Owszem, było to dawno, bo około 4,5 mld lat temu, ale dowody o tym świadczące są bardzo mocne.

Informacja ta może trochę dziwić, zważywszy na stateczny, jowialny wręcz wizerunek Jowisza – taka historia bardziej pasowałaby do ekscentrycznego Saturna. Widać jednak, że po wyglądzie nikogo osądzać nie należy. Jowisz pożerał mniejsze ciała niebieskie i trzeba się po prostu zmierzyć z tą prawdą, a nie ją wypierać.

Dowodów w sprawie dostarczyła sonda Juno, która zna Jowisza jak nikt inny. Krążąc wokół giganta, zebrała bardzo szczegółowe dane dotyczące jego grawitacji. Na tej podstawie naukowcy z Universi­teit Leiden w Holandii wyliczyli, że w brzuchu gazowego olbrzyma występuje sporo ciężkich pierwiastków: 3–9% masy planety. Na pierwszy rzut oka wydaje się, że to niewiele, lecz jeśli weźmiemy pod uwagę ogrom Jowisza, wnet pojmiemy, że te kilka procent odpowiada 11–30 masom Ziemi. I to są właśnie owe pożarte planety! Brr… aż dreszcz po plecach przechodzi.

Naukowcy już wcześniej się domyślali, że tak właśnie może wyglądać upiorna prawda. Wiadomo było, że Jowisz zaczynał swój żywot jako mała planeta skalista, która dopiero potem obrosła gazowym sad­łem. Początkowo ścierały się dwie koncepcje dotyczące tego, jak mógł powstać ów skalisty zaczyn. Wedle pierwszej złożyły się nań niewielkie kosmiczne głazy, a według drugiej – małe planety, fachowo zwane planetozymalami.

Kiedy dzięki obserwacjom sondy Juno naukowcy wyliczyli, ile kamiennego substratu zawiera Jowisz, doszli do wniosku, że tylko dzięki planetozymalom mogło się go uzbierać tak wiele. Zdaniem badaczy Jowisz połykał planetozymale nawet wtedy, gdy był już całkiem dużą gazową planetą – małym głazom nie udałoby się już wówczas przedrzeć do jego wnętrza, ponieważ ciśnienie stanowiłoby zbyt mocną barierę.

Możemy oczywiście ubolewać, że zagarnięte przez Jowisza planetozymale nie rozwinęły się w pełnoprawne planety. Z drugiej strony – współtworzyć największy glob w Układzie Słonecznym to też nie byle co. Owszem, planetozymale zostały połknięte, ale dokładając swoją masę do masy olbrzyma, sprawiały, że tym łatwiej pożerał on kolejne podobne obiekty. A ponieważ Jowisz zaczynał swoją karierę w charakterze planety skalistej, która zagarniała okoliczny gaz, jego obraz jako łapczywej kuli gazu, łasej na małe, niewinne ciała niebieskie, nie do końca odpowiada prawdzie. W sumie wygląda na to, że sprawa nie jest moralnie jednoznaczna i zręczny adwokat byłby w stanie wybronić Jowisza z zarzutu planetożerstwa.

Francisco Goya, Saturn pożerający własne dzieci, 1819–1823, Museo del Prado (domena publiczna)
Francisco Goya, Saturn pożerający własne dzieci, 1819–1823, Museo del Prado (domena publiczna)

Data publikacji:

okładka
Dowiedz się więcej

Prenumerata
Każdy numer ciekawszy od poprzedniego

Zamów już teraz!

okładka
Dowiedz się więcej

Prenumerata
Każdy numer ciekawszy od poprzedniego

Zamów już teraz!