20.10.2021
Motto:
„Jedyne co na pewno istnieje,
to stale powiększający się obszar naszej niewiedzy”
Richard Feynman
Temat zawarty w tytule poruszałem już w jednej z polemik, ale uważam, iż jest tak ważny, że wymaga omówienia nieco szerszego. A więc, dlaczego prowadzimy badania kosmiczne? Odpowiedzi jest kilka.
Po pierwsze z tego samego powodu, z jakiego prowadzimy wszelkie badania naukowe, z ciekawości. Szukamy odpowiedzi na elementarne pytania, zarówno fizyki, jak i filozofii: skąd się wziął nasz świat i my, jak powstał, jak się zmieniał i dokąd zmierza. Czy Wszechświat powstał sam z siebie, czy został stworzony? To są pytania nurtujące ludzkość od pradziejów.
Ostatnio jednak mamy jeszcze inną, ale bardzo ważną motywację. Badamy Układ Słoneczny i planety, bo mamy kłopot z Ziemią. Sami swoją planetę popsuliśmy i teraz nie wiemy, co zrobić.
I tu mała dygresja: bardzo bym chciał, aby ten problem rozwiązywali fizycy, klimatolodzy, biologowie itp. a nie politycy. Ci ostatni napsuli już wystarczająco. I bardzo bym chciał, by rozwiązania szukali naukowcy, a nie różni nawiedzeni, nawet jak są nawiedzeni pozytywnie. Ci też już napsuli.
Nasz problem z Ziemią polega na tym, że naruszyliśmy niemal wszystkie elementy bardzo delikatnej równowagi, ciśnienia, temperatury, składu atmosfery, nawet ukształtowania powierzchni, czyli wszystkiego tego, dzięki czemu na Ziemi jest woda, tlen w atmosferze, a nawet w ogóle jest atmosfera, a temperatury ani nas nie gotują, ani nie zamieniają w sople lodu.
Popsuć jest łatwo, naprawić trudno. Niestety wprost z praw fizyki wynika, że powrót do stanu poprzedniego jest niemożliwy. Jest niemożliwy, bo nie istnieją przemiany idealnie odwracalne. Każda przemiana fizyczna, czy chemiczna, czy inna, pozostawia ślad. Prosty przykład: bierzemy sprężysty pręt i go zginamy. Puszczamy go i powraca do poprzedniego kształtu. Pozornie wszystko wróciło do stanu poprzedniego, ale to nieprawda. Została wykonana praca mechaniczna, która po wyprostowaniu zamieniła się na ciepło. Nasz pręt jest cieplejszy. Tak samo jest z każdym zjawiskiem.
Nie da się przywrócić stanu poprzedniego, więc trzeba znaleźć sposób na ustanowienie nowego stanu równowagi. I to jest prawdziwy cel. Trzeba doprowadzić do tego, by nasz klimat przestał się gwałtownie zmieniać. Może będzie cieplej, może będą silniejsze wiatry, ale do stanu stabilnego, my ludzie, się przystosujemy. Przyroda też. Klimat na Ziemi zmieniał się zawsze, ale gdy zmieniał się powoli, przyroda za nim nadążała.
Problem jest niezwykle skomplikowany.
Np. emisja gazów cieplarnianych powoduje wzrost temperatury powietrza, to powoduje topnienie lodowców i śniegów. Zmniejsza się powierzchnia biała, odbijająca promieniowanie słoneczne na rzecz powierzchni ciemnej pochłaniającej energię. Topnienie lodowców powoduje zmianę zasolenia wód oceanicznych i z kolei zmianę temperatury ich zamarzania. I tak dalej, i tak dalej. To jest strasznie skomplikowany układ bardzo wielu zmiennych. A my nawet nie wiemy podstawowej rzeczy: czy nasz układ jest homeostatyczny, czyli samoczynnie dążący do równowagi, czy też odwrotnie, wytrącony z równowagi będzie rozregulowywał się coraz bardziej. Nawet tego nie wiemy.
No dobrze, ale co ma z tym wspólnego badanie kosmosu? Czy nie wystarczą badania zjawisk na Ziemi? Otóż nie. Nie można poznać fizyki planet (a o nią tu chodzi) badając tylko jedną planetę, tak jak nie poznamy biologii, badając jedną roślinę, albo literatury czytając jedną książkę [nie dotyczy ministra Czarnka]. Zwróćmy uwagę, jak w ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat zmieniła się nasza wiedza o układzie słonecznym i planetach.
Jeszcze niedawno nasz obraz Układu był taki: Jedna gwiazda, czyli Słońce, 8 lub 9 planet, kilkanaście księżyców tych planet, ewentualnie strefa planetoid, i od święta komety. Nie mieliśmy pojęcia o pasie Kuipera, pasie Oorta, mikroplanetach. Dziś wiemy, że nasz Układ Słoneczny zawiera tysiące obiektów, bardzo zróżnicowanych, że jest częścią galaktyki zawierającej ok. 400 miliardów gwiazd, jednej z prawdopodobnie ok. 200 miliardów galaktyk.
Uff… Nie wiedzieliśmy, że spora część tych gwiazd ma planety, a nawet, że istnieją zagubione planety, które opuściwszy swoje gwiazdy lecą przez galaktykę jak wielkie niewidoczne bomby. Martwimy się, że może nas trafić zabłąkana planetoida, a może w nas kiedyś walnąć obiekt wielkości Jowisza. Ale nie straszmy.
Badanie innych planet daje nam możliwość prześledzenia zjawisk zachodzących na planetach w bardzo różnych warunkach, na różnych etapach ich ewolucji. Nie możemy obejrzeć naszej Ziemi w jej odległej historii, ale możemy obejrzeć inne „nasze Ziemie”, starsze, młodsze, mniejsze, większe, bardziej odległe lub bliższe od Słońca. To tak, jak byśmy czytali wyrwane kartki z naszej historii.
Jeszcze niedawno dominował pogląd, że woda na planetach jest czymś wyjątkowym, że występuje niemal tylko na Ziemi, a inne światy są zimne i martwe. Dziś wiemy, że wody w kosmosie jest mnóstwo i że raczej dziwne jest to, iż jest ona na Ziemi, bo tak blisko gwiazdy raczej jej być nie powinno. A jest na Ziemi dzięki bardzo kruchej równowadze, ciśnienia i temperatury, którą to równowagę właśnie psujemy.
Dziś mamy już potwierdzenie, że na Marsie kiedyś była woda i że było jej dużo. Łazik znalazł wyschnięte koryto rzeki, jej ujście do jeziora i wielkie głazy przeniesione przez wodę. Co się zatem stało, że dziś na Marsie wody nie ma? Co się stało, że dziś atmosfera Marsa jest ponad sto razy rzadsza, niż atmosfera Ziemi (ciśnienie ok. 60 hPa, na Ziemi ok. 1013 hPa)? Ta rzadka atmosfera to głównie dwutlenek węgla (95%) oraz azot (3%) i argon (1,6%). Tlen i woda w atmosferze występuje w ilościach śladowych. Mars kiedyś miał atmosferę znacznie gęstszą, ale ją utracił. Dlaczego?
Z kolei Wenus kiedyś miała atmosferę podobną do ziemskiej (przynajmniej taka jest teoria), ale nastąpił efekt cieplarniany (skąd my to znamy?). Dziś atmosfera Wenus to głównie dwutlenek węgla i nieco azotu, ale w tej atmosferze są chmury z dwutlenku siarki i kwasu siarkowego. Jest bardzo gorąca (ok. 460 °C) i gęsta (ciśnienie blisko sto razy większe od ziemskiego).
Jak widzimy, na obu tych planetach wystąpiły zjawiska, które i nam zagrażają. Dlatego warto je poznać, bo nie chcemy żyć ani w próżniowej lodówce, jak na Marsie, ani w piekarniku z kwasu siarkowego, jak na Wenus.
Poznajemy też inne bardzo ciekawe obiekty. Jeden z księżyców Jowisza, Europa, pokryty jest krą z wodnego lodu, pod którą znajduje się ocean ciekłej wody. Ten księżyc jest wielką kroplą wody w kosmosie, czyli tam, gdzie miało jej nie być. Na jednym z księżyców Saturna, Enceladusie, na jego równiku znajduje się pasmo górskie o wysokości 20 km, z którego szczytów strzelają pióropusze gejzerów wody. Lądownik sondy Cassini wylądował na największym księżycu Saturna, Tytanie, i zrobił zdjęcie niemal ziemskiego krajobrazu: płynie potok, na brzegu leżą kamienie otoczki, zupełnie jak nad tatrzańską Białką. Tyle tylko, że te kamienie są z wodnego lodu, a w potoku płynie ciekły metan, bo jest – 180 °C.
No dobrze, Mars, Wenus, ale na czorta nam Tytan, Enceladus, Europa? Po to, że w nauce jest tak, że nigdy do końca nie wiemy, co znajdziemy i czy to do czegoś nam się przyda. Ten „stale powiększający się obszar naszej niewiedzy” zawiera bardzo dużo niespodzianek. Niby po co mi wiedzieć, co to jest Sagittarius A* (wielka czarna dziura w centrum Drogi Mlecznej)?
Nie wiem po co, ale głupi to nie ten, kto nie wie, tylko ten, kto nie chce wiedzieć.
Krzysztof Łoziński
Emeryt
Ur. 16 lipca 1948 r., aktywista wydarzeń marca 68. Były działacz opozycji antykomunistycznej z lat 1968-1989, wielokrotnie represjonowany i dwukrotnie za tę działalność więziony.
Członek Honorowy KOD i NSZZ „Solidarność”
Popieram latanie ludzkości do gwiazd. Ludzkość to fantastyczna sprawa zwłaszcza z uwagi swej ciekawości do świata. Natomiast nie przeceniałbym ludzkości jako suwerennego podmiotu w kontekście kosmosu. Ludzkość w perspektywie to taki nieodkryty boson wewnątrz jądra atomu, jednego z miliardów na włosku wyrosłym w zadupiu kosmosu. Lokalnie, w skali naszej planety, ludzkość to też najwyżej mały pryszcz na planetarnej dupie.
Ambicje ludzkości w sprawach zarządzania kosmosem, a nawet lokalnym ziemskim klimatem uważam za nieskromne, wygórowane i wielce przesadzone. Ale ciekawość jak najbardziej. Ciekawość jest jak najbardziej w naszym ludzkim, lokalnie planetarnym typie.
Z tym się zgadzam. Uważanie się za władców wszechświata przez istoty, które w stosunku do jego rozmiarów nie spenetrowały nawet jednej wielomiliardowej jego części, to megalomania.