Podglądanie Wszechświata

Cho­ciaż trudno w to uwie­rzyć, ale dowody na popar­cie teo­rii Koper­nika zna­le­ziono dopiero w XIX wieku, a to, że Słońce nie jest wcale w środku Wszech­świata, zro­zu­miano w 1923 roku. Od tego czasu dowie­dzie­li­śmy się o Wszech­świe­cie już bar­dzo dużo, ale cią­gle brak nam odpo­wie­dzi na pod­sta­wowe pyta­nia: czy jeste­śmy sami w kosmo­sie, skąd się wzię­li­śmy i dokąd zmie­rzamy. Jeste­śmy w fazie peł­nego roz­woju astro­no­mii i pozna­wa­nia Wszech­świata, a coraz now­sze odkry­cia przy­bli­żają nas do roz­wią­za­nia tej zagadki.

Nowa epoka w astro­no­mii i eks­plo­ra­cji kosmosu roz­po­częła się od momentu umiesz­cze­nie na orbi­cie, tele­skopu Hubble’a. Dało to astro­no­mii nowe, ogromne moż­li­wo­ści. Wyeli­mi­no­wało nie­ko­rzystny wpływ atmos­fery ziem­skiej na powsta­jący w tele­sko­pie obraz. W 1998 roku umiesz­czono na orbi­cie kolejne urzą­dze­nie do pod­glą­da­nia Wszech­świata – radio­te­le­skop o śred­nicy 8 m.

Minął już czas, gdy astro­nom pene­tro­wał kosmos i doko­ny­wał swych odkryć z okiem przy oku­la­rze tele­skopu. Dzi­siaj astro­nom pro­wa­dzi obser­wa­cje przy pomocy kom­pu­tera, który ste­ruje pracą tele­skopu z dala.

Arche­olo­gia kosmiczna.

Astro­no­mo­wie upra­wiają swo­istą „arche­olo­gię kosmiczną” Im dalej się­gamy w prze­strzeń kosmiczną, tym dalej się­gamy w czas. Gdy obser­wu­jemy galak­tyki odle­głe o miliony lat świetl­nych, to mamy do czy­nie­nia z mate­rią z przed tylu wła­śnie lat.

Do Księ­życa świa­tło bie­gnie tro­chę ponad sekundę, do Słońca 8 minut, do naj­bliż­szej nam gwiazdy 4 lata, a do sąsia­du­ją­cej z nami galak­tyki w gwiaz­do­zbio­rze Andro­medy 3 miliony lat świetl­nych. Wiel­kie tele­skopy się­gają już do odle­gło­ści, z któ­rych świa­tło bie­gnie 12 – 13 miliar­dów lat. To, co tam obser­wu­jemy działo się wtedy, gdy nie było jesz­cze Ziemi, Słońca i całego naszego układu pla­ne­tar­nego. Sys­tem Sło­neczny powstał, bowiem około 5 miliar­dów lat temu. Być może, nie­które obser­wo­wane przez nas obiekty na nie­bie nie ist­nieją już od setek tysięcy lat, ale świa­tło od nich wciąż do nas bie­gnie i widzieć je będą jesz­cze setki przy­szłych ziem­skich poko­leń.

W gwiaz­dach widać prze­szłość naszej histo­rii, a z tego, co dostrze­gamy, chcemy wycią­gnąć wnio­ski na przy­szłość. Obser­wu­jąc naro­dziny, ewo­lu­cje i umie­ra­nie gwiazd możemy wywnio­sko­wać, jakie będą nasze przy­szłe losy.

Ucho do pod­słu­chi­wa­nia Wszech­świata.

Naj­więk­sze pol­skie obser­wa­to­rium astro­no­miczne mie­ści się w Piw­ni­cach pod Toru­niem. Poło­żone z dala od aglo­me­ra­cji miej­skiej, wśród drzew oczysz­cza­ją­cych powie­trze, dys­po­nuje całą gale­rią tele­sko­pów optycz­nych z naj­więk­szym w Pol­sce o śred­nicy lustra 90 cen­ty­me­trów. Jed­nak pod­sta­wo­wym instru­men­tem badaw­czym toruń­skich astro­no­mów jest, uru­cho­miony w 1994 roku, radio­te­le­skop o śred­nicy cza­szy 32 metry. Jest to jedno z naj­no­wo­cze­śniej­szych urzą­dzeń nauki pol­skiej, trze­cie, co do wiel­ko­ści i czu­ło­ści w Euro­pie. Więk­szy znaj­duje się w Anglii (70 m) i w Niem­czech (100 m).

Wszech­świat wypeł­niony jest obiek­tami, które mają bar­dzo różną naturę. Obiekty te emi­tują różne rodzaje pro­mieni na róż­nych zakre­sach dłu­go­ści fal, obja­wia­jąc nam w ten spo­sób swoje ist­nie­nie i swój „cha­rak­ter”. Struk­tura mate­rii jest taka, że naj­bar­dziej prze­ni­kliwe sygnały dale­kiego zasięgu, daje na falach radio­wych. Radio­te­le­skop zbiera te sygnały, wzmac­nia i two­rzy obraz ciała nie­bie­skiego. Jest to bar­dzo czułe urzą­dze­nie. Gdyby na Księ­życu umie­ścić tele­fon komór­kowy, radio­te­le­skop wska­załby go jako naj­sil­niej­sze radio­źró­dło na nie­bie.

Astro­fi­zyka – nauka świa­to­po­glą­dowa.

Ota­cza­jący nas Wszech­świat jest wspa­nia­łym labo­ra­to­rium fizycz­nym. Znaj­du­jemy w nim eks­tre­malne warunki fizyczne: naj­mniej­sze i naj­więk­sze z moż­li­wych odle­gło­ści, naj­mniej­sze i naj­więk­sze gęsto­ści, eks­tre­malne tem­pe­ra­tury i prze­różne stany mate­rii. Astro­no­mo­wie są więc także fizy­kami, któ­rzy badają mate­rię w tych eks­tre­mal­nych warun­kach i poznają śro­do­wi­sko byto­wa­nia czło­wieka, któ­remu na imię Wszech­świat.

Astro­fi­zyka dostar­cza infor­ma­cji na temat teo­re­tycz­nych wła­ści­wo­ści ciał nie­bie­skich. Pró­buje odpo­wie­dzieć na pyta­nia: skąd się wzię­li­śmy, dokąd dążymy, jakie będą nasze przy­szłe losy. Stara się wyja­śnić nie tylko jak, ale i dla­czego powstał Wszech­świat, jest więc po czę­ści nauką świa­to­po­glą­dową.

Albert Ein­stein powie­dział kie­dyś: „w naszym Wszech­świe­cie naj­bar­dziej nie­zro­zu­miałe jest to, że jest on tak zro­zu­miały”. Czy świat powstał w wyniku przy­pad­ko­wej samo­re­ali­za­cji mate­rii, czy jest skut­kiem świa­do­mej, rozum­nej dzia­łal­no­ści? Czy jest w tym wszyst­kim miej­sce na Stwórcę?

Dla naukow­ców astro­fi­zyka ma nie­wąt­pli­wie zna­cze­nie świa­to­po­glą­dowe, bo mówi o naszym miej­scu we Wszech­świe­cie, ale ta nauka nie obie­cuje pozna­nia Stwórcy. Astro­no­mo­wie zaj­mują się świa­tem mate­rial­nym. Uwa­żają, że nie można praw świata fizycz­nego sto­so­wać do świata filo­zo­fii czy teo­lo­gii. To, że Wszech­świat powstał kie­dyś na sku­tek Wiel­kiego Wybu­chu nasu­nęło myśl, że był Stwórca. W począt­kach Wszech­świata jest mały uła­mek sekundy, któ­rego jesz­cze nie rozu­miemy. Dalej idzie nam już łatwiej, bo zaczy­nają dzia­łać prawa fizyki. Do roz­wią­zy­wa­nia nie­któ­rych pro­ble­mów zwią­za­nych z super gęstymi sta­nami mate­rii, potrzeba jest sie­dem, dzie­sięć, czy nawet dwa­na­ście wymia­rów. Dla nas żyją­cych w świe­cie trój­wy­mia­ro­wym są to rze­czy nie­wy­obra­żalne.

Kosmici – są czy ich nie ma?

„Nie wie­rzę w lata­jące tale­rze, chyba że żona do ręki je bie­rze” – pisał w swo­jej fraszce Jan

Sztau­dyn­ger. Więk­szość astro­no­mów scep­tycz­nie pod­cho­dzi do moż­li­wość odwie­dza­nia nas przez inne, kosmiczne cywi­li­za­cje, ale nie neguje moż­li­wo­ści ist­nie­nia życia na innych pla­ne­tach. Pyta­nie czy jeste­śmy sami we Wszech­świe­cie to pod­sta­wowy, wciąż nie roz­wią­zany pro­blem nauki.

Żaden z dotych­cza­so­wych pro­gra­mów poszu­ki­wa­nia sygna­łów życia w kosmo­sie niczego nie odkrył. Pod­jęto wiele prób, był pro­gramy; CYKLOP, OZMA, SETI i inne. Nie ma jak dotych­czas naukowo potwier­dzo­nych dowo­dów, że gdzie­kol­wiek we Wszech­świe­cie ist­nieje życie. Nauka nie może opie­rać się na hipo­te­zach, potrze­buje fak­tów. Zanim powiemy, że UFO jest naprawdę nie ziden­ty­fi­ko­wane, mamy całą gale­rię róż­nych moż­li­wych wytłu­ma­czeń zwią­za­nych ze zja­wi­skami elek­tro­ma­gne­tycz­nymi, geo­fi­zycz­nymi, aero­dy­na­micz­nymi, zja­wi­skami powsta­ją­cymi przy ruchu obser­wa­tora i tak dalej.

Wiemy już, że ist­nieją inne sys­temy pla­ne­tarne przy odle­głych gwiaz­dach. Jest duże praw­do­po­do­bień­stwo, że wytwo­rzyły się tam warunki podobne do tych na Ziemi, w któ­rych mogło powstać życie.

Pierw­szym czło­wie­kiem, który odkrył pla­nety poza naszym ukła­dem sło­necz­nym był Polak prof. Alek­san­der Wolsz­czan. Do tej pory zna­le­ziono już ich setki. Nie­stety są zbyt daleko, aby można było je zba­dać pod kątem ist­nie­nia życia, dla­tego poszu­ki­wa­nia pro­wa­dzi się bli­żej, w naszym Ukła­dzie Sło­necz­nym. Począt­kowo sądzono, że pewne formy pry­mi­tyw­nego życia mogą ist­nieć na Mar­sie. Nie­stety, sondy badaw­cze Viking roz­wiały te nadzieje. Mars jest mar­twą pla­netą. Duże nadzieje wiąże się teraz z jed­nym z księ­ży­ców Jowi­sza Europą. Cała jego powierzch­nia pokryta jest popę­kaną sko­rupą lodową. Jeśli pod tą sko­rupą jest woda, ist­nieje duża szansa, że mogły roz­wi­nąć się tam jakieś formy

życia.

Życie może być powszechne we Wszech­świe­cie i tylko czeka żeby­śmy je odkryli.

Dopiero zaczy­namy się roz­glą­dać.

Dzi­siej­szym astro­no­mom nie wystar­cza już tele­skop kosmiczny Hubble’a, chcą się­gać jesz­cze dalej i coraz dokład­niej widzieć i rozu­mieć pro­cesy zacho­dzące w bez­kre­snych głę­bi­nach kosmosu.

Do nie­dawna naj­więk­szym radio­te­le­sko­pem było Obser­wa­to­rium Are­cibo w Por­to­ryko, jego cza­sza ma śred­nicę 305 metrów. Zde­tro­ni­zo­wał go wybu­do­wany nie­dawno w Chi­nach radio­te­le­skop FAST o śred­nicy cza­szy 500m. Zaj­muje on powierzch­nię 30 boisk pił­kar­skich.

Naj­więk­szym na świe­cie tele­sko­pem optycz­nym jest Gran Tele­sco­pio Cana­rias, któ­rego śred­nica zwier­cia­dła wynosi 10,4m. Tele­skop znaj­duje się w Obser­wa­to­rium Roque de los Mucha­chos na jed­nej z Wysp Kana­ryj­skich – La Palma – na wyso­ko­ści 2267 m n.p.m. Jest to wspólny pro­jekt kilku insty­tu­cji z Hisz­pa­nii, Mek­syku i Flo­rydy.

Inny wielki tele­skop to VLT umiej­sco­wiony na górze Para­nal w pół­noc­nym Chile. Znaj­duje się na wyso­ko­ści 2400 m npm., w miej­scu o nie­zwy­kle sta­bil­nej atmos­fe­rze i dosko­na­łej widocz­no­ści. Stoją tam się 4 tele­skopy o śred­nicy prze­szło 8 metrów, które mogą pra­co­wać razem. Za ich pośred­nic­twem można dostrzec czło­wieka na księ­życu.

Jed­nymi z naj­więk­szych na świe­cie są tele­skopy Kecka (Keck I i Keck II). Pra­cują w zakre­sie świa­tła widzial­nego i pod­czer­wieni z optyką aktywną. Tele­skopy są odda­lone od sie­bie o 85 m i znaj­dują się w obser­wa­to­rium Mauna Kea na Hawa­jach na wyso­ko­ści 4145 m n.p.m. Mają zwier­cia­dła seg­men­towe o śred­nicy 10 m. Połą­czone ze sobą, tele­skopy two­rzą inter­fe­ro­metr który jest naj­więk­szym tele­sko­pem na Ziemi.

Wielki Tele­skop Połu­dnio­wo­afry­kań­ski (Southern Afri­can Large Tele­scope – SALT) jest naj­więk­szym poje­dyn­czym tele­sko­pem optycz­nym na pół­kuli połu­dnio­wej, znaj­duje się w RPA w miej­sco­wo­ści Suther­land, 370 km od Kapsz­tadu. Obser­wa­to­rium mie­sci się na wyso­ko­ści 1759 m n.p.m., a okres bez­chmurny w tym rejo­nie wynosi 300 dni w roku. SALT ma sze­ścio­boczne zwier­cia­dło, które mie­rzy od boku do boku po 11 m i składa się z 91 mniej­szych zwier­cia­deł o śred­nicy 1,2 m. W budowę tego tele­skopu wkład wło­żyli także astro­no­mo­wie pol­scy. Ich udział wyniósł 11%.

Kolejne wiel­kie oko na Wszech­świat to Large Bino­cu­lar Tele­scope (LBT), wielki, podwójny tele­skop pra­cu­jący w zakre­sie świa­tła widzial­nego i bli­skiej pod­czer­wieni. Znaj­duje się w Mię­dzy­na­ro­do­wym Obser­wa­to­rium na górze Mount Gra­ham w Ari­zo­nie na wyso­ko­ści 3221 m n.p.m. Oba zwier­cia­dła wcho­dzące w skład LBT mają śred­nicę 8,4 m każde.

Tele­skop Sub­aru to japoń­ski pro­jekt. Znaj­duje się w obser­wa­to­rium Mauna Kea na Hawa­jach na wyso­ko­ści 4139 m n.p.m., nie­da­leko Tele­sko­pów Kecka. Sub­aru ma zwier­cia­dło mono­li­tyczne o śred­nicy 8,3 m.

Kolejne wiel­kie obser­wa­to­rium to bliź­nia­cze tele­skopy Gemini. Pierw­szy Gemini North znaj­du­jące się na Mauna Kea na Hawa­jach. Drugi Gemini South znaj­duje się na wyso­ko­ści 2500 m n.p.m. na górze Cerro Pachon w chi­lij­skich Andach. Oba mają 8,1-metrowe lustra. Tele­skopy można obsłu­gi­wać zdal­nie przez Inter­net. Dzienny koszt ich utrzy­ma­nia to bli­sko 33000$.

Na nad­cho­dzące lata prze­wi­duje się też inne rewe­la­cje. Mówi się o optycz­nym tele­sko­pie trzy­dzie­sto­me­tro­wym, jak też pięć­dzie­się­cio­me­tro­wym.

Astro­no­mo­wie posta­wili sobie trudne zada­nia. Czy uda się je zre­ali­zo­wać? Każde nowe przed­się­wzię­cie naukowe przy­bliża nas do pozna­nia prawdy o sobie i ota­cza­ją­cym nas Wszech­świe­cie, a w przy­szło­ści może umoż­li­wić nam podróż do gwiazd.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *