Nauka To Lubię

Oficjalna strona Tomasza Rożka

Tag: kosmos

Pożary widziane z kosmosu

W Kalifornii od kilku tygodni szaleją pożary. Serwisy telewizyjne czy internetowe pełne są apokaliptycznych zdjęć, ale ja postanowiłem pokazać wam zdjęcia z kosmosu. Są straszne i… hipnotyzujące.

W Kalifornii od kilku tygodni szaleją pożary. Serwisy telewizyjne czy internetowe pełne są apokaliptycznych zdjęć, ale ja postanowiłem pokazać wam zdjęcia z kosmosu. Są straszne i… hipnotyzujące.

 

Pożary zniszczyły albo niszczą setki tysięcy hektarów lasu. W sumie z domów ewakuowano kilkaset tysięcy ludzi. Ogień dotarł już do Los Angeles, płonie dzielnica Bel Air na terenie której znajduje się kampus znanego na całym świecie Uniwersytetu Kalifornijskiego.

Pożary w tej części Stanów to żadna nowość, ale tegoroczne są szczególnie groźne, bo towarzyszy im suchy i gorący wiatr fenowy, który wieje w porywach z prędkością do 130 km/h. Taki wiatr w południowej Kalifornii wieje od października do marca, z północnego wschodu, od strony gór Sierra Nevada.

Wiatrem fenowym jest np. nasz wiatr halny, czyli ciepły, suchy i porywisty wiatr, wiejący ku dolinom. Taki wiatr powstaje na skutek różnic ciśnienia pomiędzy jedną a drugą stroną grzbietu górskiego. Po nawietrznej stronie grzbietu powietrze unosi się ochładzając oraz pozbywając się pary wodnej. Po stronie zawietrznej powietrze opada ocieplając się.

A wracając do pożarów w Kalifornii. W tym roku są one tak dotkliwe także dlatego, że wczesną wiosną w Kalifornii spadły wyjątkowo obfite deszcze. To spowodowało szybki wzrost niskiej roślinności porastającej zbocza. Od marca jest tam jednak susza. NASA szacuje, że mamy właśnie do czynienia z okresem dziesięciu najsuchszych miesięcy w historii Południowej Kalifornii. Od 10 miesięcy nie spadła tam nawet jedna kropla wody. Ta niska, bujna na wiosnę, ale teraz wysuszona na proch roślinność stała się doskonałą pożywką dla pożarów.

Dzisiaj w Kalifornii szaleje sześć dużych pożarów i kilka mniejszych. Spaliło się kilkaset domów i setki tysięcy hektarów lasu. Straty liczone są w setkach miliardów dolarów.

Zdjęcia w większości zostały zrobione przez spektroradiometr obrazu (MODIS) na pokładzie satelity NASA oraz Multi Spectral Imager (MSI) z satelity Sentinel-2 Europejskiej Agencji Kosmicznej.

A photo taken from the International Space Station and moved on social media by astronaut Randy Bresnik shows smoke rising from wildfire burning in Southern California, U.S., December 6, 2017. Courtesy @AstroKomrade/NASA/Handout via REUTERS ATTENTION EDITORS – THIS IMAGE HAS BEEN SUPPLIED BY A THIRD PARTY. – RC11C90C8420

Przy okazji, zapraszam do subskrypcji mojego kanału na YT ( youtube.com/NaukaToLubie ) i polubienia fanpaga na Facebooku ( facebook.com/NaukaToLubie )

Brak komentarzy do Pożary widziane z kosmosu

Nobel z fizyki za fale

Prace nad wykrywaniem i analizą fal grawitacyjnych musiały kiedyś zostać uhonorowane Nagrodą Nobla. No i stało się.

Kosmiczny detektor, kosmiczne zagadnienie. W świecie fizyków i kosmologów po raz kolejny będzie mówiło się o falach grawitacyjnych. Kilkanaście dni temu dzięki pracy kolaboracji LIGO/VIRGO zmarszczki przestrzeni były w czołówkach serwisów na całym świecie. Dzisiaj też będą. Z powodu Nagrody Nobla z fizyki.

Rainer Weiss, Barry C. Barich, Kip S. Thorne

„for decisive contributions to the LIGO detector and the observation of gravitational waves”

waves-101-1222750-1600x1200

Fale grawitacyjne to kompletny odlot. Człowiekiem który sprawę rozumiał, ba, który ją wymyślił, a w zasadzie wyliczył był nie kto inny tylko Albert Einstein (swoją drogą powinien dostać nagrodę za odkrycie najbardziej nieintuicyjnych zjawisk we wszechświecie). Z napisanej przez niego 100 lat temu Ogólnej Teorii Względności wynika, że ruch obiektów obdarzonych masą,  jest źródłem rozchodzących się w przestrzeni fal grawitacyjnych (lub inaczej – choć nie mniej abstrakcyjnie – zaburzeń czasoprzestrzennych). Jak to sobie wyobrazić? No właśnie tu jest problem. Bardzo niedoskonała analogia to powstające na powierzchni wody kręgi, gdy wrzuci się do niej kamień. W przypadku fal grawitacyjnych zamiast wody jest przestrzeń, a zamiast kamienia poruszające się obiekty. Czym większa masa i czym szybszy ruch, tym łatwiej zmarszczki przestrzeni powinny być zauważalne. Rejestrując największe fale grawitacyjne, tak jak gdybyśmy bezpośrednio obserwowali największe kosmiczne kataklizmy: zderzenia gwiazd neutronowych, czarnych dziur czy wybuchy supernowych. Trzeba przyznać, że perspektywa kusząca gdyby nie to… że fale grawitacyjne to niezwykle subtelne zjawiska. Nawet te największe, bardziej będą przypominały lekkie muśnięcia piórkiem niż trzęsienie ziemi. W książce „Zmarszczki na kosmicznym morzu” (Ripples on a Cosmic Sea: The Search for Gravitational Waves) australijski fizyk, prof. David Blair, poszukiwanie fal grawitacyjnych porównuje do nasłuchiwania wibracji wywołanych przez pukanie do drzwi z odległości dziesięciu tysięcy kilometrów. Detektory zdolne wykryć fale grawitacyjne powinny być zdolne zarejestrować wstrząsy sejsmiczne wywołane przez upadek szpilki po drugiej stronie naszej planety. Czy to w ogóle jest możliwe? Tak! Od 2002 roku działa w USA Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory w skrócie LIGO czyli Laserowe Obserwatorium Interferometryczne Fal Grawitacyjnych. Zanim budowa ruszyła, pierwszy szef laboratorium prof. Barry Barrish na dorocznym posiedzeniu AAAS (American Association for the Advancement of Science) oświadczył, że pomimo wielu trudności nadszedł w końcu czas na zrobienie czegoś, co można nazwać prawdzią nauką (swoją drogą, odważne słowa na zjeździe najlepszych naukowców na świecie).

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie

This_visualization_shows_what_Einstein_envisioned

Symulacja łączenia się czarnych dziur – jedno ze zjawisk, które wytwarza najsilniejsze fale grawitacyjne

Z falami grawitacyjnymi jest jednak ten problem, że przez dziesięciolecia, mimo prób, nikomu nie udało się ich znaleźć. Gdyby komuś zaświtała w głowie myśl, że być może w ogóle ich nie ma, spieszę donieść, że gdyby tak było naprawdę, runąłby fundament współczesnej fizyki – Ogólna Teoria Względności, a kosmologię trzeba byłoby przepisać od początku. Dzisiaj głośno mówi się, że fale grawitacyjne zostały przez LIGO zarejestrowane. Panuje raczej atmosfera lekkiego podniecenia i oczekiwania na to, co stanie się za chwilę. Potwierdzenie istnienia fal grawitacyjnych nie będzie kolejnym odkryciem, które ktoś odfajkuje na długiej liście spraw do załatwienia.  Zobaczymy otaczający nas wszechświat z całkowicie innej perspektywy.

Jako pierwszy falowe zmiany pola grawitacyjnego, w latach 60 XX wieku próbował zarejestrować amerykański fizyk Jaseph Weber. Budowane przez niego aluminiowe cylindry obłożone detektorami nie zostały jednak wprawione w drgania. Co prawda Weber twierdził, że złapał zmarszczki wszechświata, ale tego wyniku nie udało się potwierdzić. Dalsze poszukiwania trwały bez powodzenia, aż do 1974 roku, gdy dwóch radioastronomów z Uniwersytetu w Princeton (Joseph Taylor i Russel Hulse) obserwując krążące wokół siebie gwiazdy (PSR1913+16) stwierdziło, że układ powoli traci swoją energię, tak jak gdyby wysyłał … fale grawitacyjne. Mimo, że samych fal nie zaobserwowano, za pośrednie potwierdzenie ich istnienia autorzy dostali w 1993 roku Nagrodę Nobla. Uzasadnienie Komitetu Noblowskiego brzmiało: „za odkrycie nowego typu pulsara, odkrycie, które otwiera nowe możliwości badania grawitacji”.

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie

virgoviewInstalacja, która z lotu ptaka wygląda jak wielka litera L, to dwie rury o długości 4 km każda, stykające się końcami pod kątem prostym. Choć całość przypomina przepompownię czy oczyszczalnię ścieków jest jednym z najbardziej skomplikowanych urządzeń kiedykolwiek wybudowanych przez człowieka. Każde z ramion tworzy betonowa rura o średnicy 2 metrów. W jej wnętrzu – jak w bunkrze – znajduje się druga ze stali nierdzewnej, która jest granicą pomiędzy światem zewnętrznym a bardzo wysoką próżnią. Z miejsca w którym rury się stykają, „na skrzyżowaniu”, dokładnie w tym samym momencie wysyłane są wiązki lasera. Ich celem są zwierciadła umieszczone na końcu każdej z rur. 2000px-Ligo.svgOdbijane przez zwierciadła tam i z powrotem około 100 razy promienie, wpadają z powrotem do centralnego laboratorium i tam zostają do siebie porównane. Dzięki zjawisku interferencji możliwe jest wyliczenie z wielką dokładnością różnicy przebytych przez obydwie wiązki światła dróg. A drogi te powinny być identyczne, no chyba że… chyba że w czasie pomiaru przez Ziemie – podobnie jak fala na powierzchni wody – przejdzie fala grawitacyjna. Wtedy jedno z ramion będzie nieco dłuższe, a efekt natychmiast zostanie wychwycony w czasie porównania dwóch wiązek. Tyle tylko, że nawet największe zaburzenia zmienią długość ramion o mniej niż jedną tysięczną część średnicy protonu (!). To mniej więcej tak, jak gdyby mierzyć zmiany średnicy Drogi Mlecznej (którą ocenia się na ok. 100 tys. lat świetlnych) z dokładnością do jednego metra. Czy jesteśmy w stanie tak subtelne efekty w ogóle zarejestrować ? Lustra na końcach każdego z korytarzy (tuneli) mogą zadrgać (chociażby dlatego, że przeleciał nad nimi samolot, albo w okolicy przejechał ciężki samochód). By tego typu efekty nie miały wpływu na pomiar zdecydowano się na budowę nie jednej, ale dwóch instalacji, w Handford w stanie Waszyngton i w Livingston w stanie Luizjana. Są identyczne, choć oddalone od siebie o ponad 3 tys. kilometrów. Ich ramiona maja takie same wymiary i maja takie same układy optyczne. Nawet gdy w jednym LIGO zwierciadło nieoczekiwanie zadrga, niemożliwe by to samo w tej samej chwili stało się ze zwierciadłem bliźniaczej instalacji. Zupełnie jednak inaczej będzie gdy przez Ziemię przejdzie z prędkością światła fala grawitacyjna. Zmiany jakie wywoła zajdą w dokładnie tej samej chwili w obydwu ośrodkach.

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie

A kończąc, pozwólcie na ton nieco nostalgiczny. Wszechświat jest areną niezliczonych kataklizmów a dramatyczne katastrofy, to naturalny cykl jego życia. To nic, że od tysięcy lat na naszym niebie królują te same gwiazdozbiory. W skali kosmicznej taki okres czasu to nic nieznacząca chwila, a nawet w czasie jej trwania widoczne były wybuchy gwiazd. Z bodaj największego kataklizmu – Wielkiego Wybuchu – „wykluło” się to co dzisiaj nazywamy kosmosem. Obserwatoria grawitacyjne (np. takie jak LIGO) otworzą oczy na inne wielkie katastrofy, i to nie tylko te które będą, ale także te które były. Już prawie słychać zgrzyt przekręcanego klucza w drzwiach. Już za chwilę się otworzą. Najpierw przez wąską szparę, a później coraz wyraźniej i coraz śmielej będziemy obserwowali wszechświat przez nieznane dotychczas okulary. Ocenia się, że to co widzą „zwykłe” teleskopy (tzw. materia świecąca) to mniej niż 10% całej masy Wszechświata. A gdzie pozostałe 90% ? Na to pytanie nie znaleziono dotychczas odpowiedzi. Tzw. ciemna materia powinna być wszędzie, a nie widać jej nigdzie. Przypisuje się jej niezwykłe właściwości, łączy się ją z nie mniej tajemniczą ciemną energią. Czy LIGO, pomoże w rozwiązaniu tej intrygującej zagadki? Czy będzie pierwszym teleskopem, przez który będzie widać ciemną materię? Jeżeli obserwatoria grawitacyjne będą w stanie „zobaczyć” obiekty, które można obserwować także w świetle widzialnym (np. wybuch supernowej), a nie będą widziały ani grama ciemnej materii, to zagadka staje się jeszcze bardziej tajemnicza. Bo albo ta materia nie podlega prawom grawitacji, albo nie ma żadnej ciemnej materii. Konsekwencje obydwu tych scenariuszy są trudne do przewidzenia. Czy teraz rozumiecie dlaczego odkrycie fal grawitacyjnych jest tak ważne? 

8 komentarzy do Nobel z fizyki za fale

Uwaga: Spadające gwiazdy! Rój meteorów Perseidy

Przez najbliższych kilkanaście godzin Ziemia będzie nieustannie bombardowana przez rój meteorów – Perseid. Na nocnym niebie można będzie wtedy zaobserwować nawet kilkaset „błysków” na godzinę.

Przez najbliższych kilkanaście godzin Ziemia będzie nieustannie bombardowana przez rój meteorów – Perseid. Na nocnym niebie można będzie wtedy zaobserwować nawet kilkaset „błysków” na godzinę.

Ziemia w swoim ruchu dookoła Słońca napotyka co roku w sierpniu rój meteorów zwanych Perseidami. Rój meteorów to kawałki komety, której lodowe jądro stopiło się kiedyś zbliżając do Słońca. Pozostawiła ona wtedy w przestrzeni kosmicznej po sobie ślad w postaci pyłu i małych okruchów skalnych. Ziemia krążąc wokół Słońca przechodzi przez taką strugę i na niebie widzimy meteory. Gdy jest ich dużo, mamy do czynienia z tzw. deszczem meteorów. Podczas takiego deszczu Leonidów (fragmentów komety Tempel-Tuttle występujących w połowie listopada każdego roku) w 1833 roku naliczono aż 200 000 „spadających gwiazd” na godzinę. Perseidy są pozostałością po komecie Swift-Tuttle, a największą ich liczbę – bo aż 300 na godzinę – można zauważyć od 10 do 12 sierpnia. To, że w czasie przechodzenia Ziemi przez rój meteorów widzimy wiele „spadających gwiazd” wcale nie oznacza, że poszczególne bryłki w pasie pozostawionym kiedyś przez kometę znajdują się blisko siebie. Szacuje się, że w czasie maksimum natężenia roju Perseid najmniejsze bryłki bywają od siebie oddalone nawet o 200 km.

Meteory widoczne są jako „spadające gwiazdy”, dzięki grubej, ziemskiej atmosferze. Drobne cząstki pyłu i większe okruchy skalne wpadając z dużą prędkością (od 15 do 75 km/s) w ziemską atmosferę, ocierają się i zderzają z cząsteczkami powietrza, a to z kolei powoduje, że ich powierzchnia się rozgrzewa. Zderzenia te są tak intensywne i jest ich tak dużo, że powierzchnia meteoru zaczyna się topić i wrzeć (bryłka skalna ma wtedy ok. 3000 st. Celsjusza). Część w ten sposób „nabytej” energii przekazana zostaje do otaczającego meteor powietrza i w ten sposób widzimy zjawisko świetlne „spadającej gwiazdy”. Można więc powiedzieć, że to co obserwujemy na niebie nie jest świeceniem rozgrzanej bryłki, tylko rozgrzanego dookoła niej powietrza. Aby spadający meteor zobaczyć gołym okiem (w nocy), wystarczy, że ma on masę ok. 0,01 grama i jest wielkości 1 mm. Okruch ważący 1 gram, na niebie rozbłyska się jaśniej niż którakolwiek gwiazda. Z bardziej szczegółowych badań wynika, że meteory zaczynają „świecić” na wysokości nawet 130 km a „gasną” na wysokości 75 km nad Ziemią.

W czasie deszczu meteorów nic nam na Ziemi nie grozi. Nie trzeba się też nigdzie chować, gdyż znakomita ich większość spala się całkowicie w ziemskiej atmosferze. Co więcej to co obserwujemy gołym okiem, to zaledwie ułamek wszystkich spadających na Ziemię meteorów. Większość z nich jest na tyle mała, że ich „spalania” nie widać gołym okiem. Szacuje się, że w ciągu doby na powierzchnię Ziemi spada aż 100 ton tego niezauważalnego pyłu. Musimy się przyzwyczaić, że codziennością i niejako częścią naszego Świata jest bombardowanie nas przez mniejsze meteoryty. Obok tych, których zupełnie nie widać, stosunkowo dużo jest też takich, które rozbłyskują tylko na ułamek sekundy. Gdy Ziemia nie przechodzi przez żaden z rojów w bezksiężycową noc pojedynczy obserwator może naliczyć 10 „spadających gwiazd” na godzinę. Trafiają się jednak, – choć rzadko – i takie, meteory które świecą dłużej. Te największe mogą powodować nawet efekty akustyczne podobne do grzmotu błyskawicy. Meteory, które są na tyle duże, że nie spalą się całkowicie w ziemskiej atmosferze i spadną nam pod nogi, to tzw. meteoryty. Największe meteoryty to bolidy, i mimo, że kolizje z nimi są bardzo rzadkie, liczne kratery na powierzchni Ziemi świadczą o wielu takich spotkaniach w przeszłości. Największym dotychczas znalezionym meteorytem był meteoryt Hoba. Waży on ok. 60 ton i nadal znajduje się w miejscu swojego upadku w Namibii (Afryka Południowo-zachodnia). Mimo, że takie zderzenie dla naszej planety może zakończyć się katastrofą, są one na tyle rzadkie, że nie należy się ich obawiać.

W określonych porach roku orbita Ziemi przecina orbity, po których poruszają się resztki komet. Zjawisko to na Ziemi obserwuje się jako rój (albo deszcz) meteorów. Corocznie takich rojów pojawia się na naszym niebie ok. 20. Niektóre z nich widoczne są na jednej półkuli a inne na obydwu. Jednym z takich rojów jest widoczny jedynie na półkuli północnej rój Perseid. Ponieważ obserwacje meteorów nie wymaga kosztownych urządzeń, ani specjalnej wytrwałości, a jedynie pogody , biorą w nich udział bardzo często amatorzy. Obserwatorowi na Ziemi wydaje się, że meteory z roju rozbiegają się po niebie we wszystkie strony, tak jakby wychodziły z jednego punktu. Jest to tylko złudzenie, gdyż meteory poruszają się po torach równoległych. Roje meteorów biorą swoje nazwy od gwiazdo zbiorów z których „wylatują”. Jeżeli chodzi o Perseidy tym miejscem jest gwiazdozbiór Perseusza a konkretnie okolice gwiazdy [eta]Per (Miram).

Jak zatem powinno się przygotować do obserwacji meteorytów ? Podstawowym warunkiem obserwacji jest dobra pogoda. Niebo powinno być bezchmurne, ale nie całe. Dobrze byłoby, gdyby noc była bezksiężycowa. Koniecznie trzeba też swoje obserwacje prowadzić w oddali od wszelkich sztucznych źródeł światła (np. miast czy oświetlonych ulic). Przed obserwacjami wskazane jest także ok. 30 minutowe „przyzwyczajenie” oczu do ciemności. I sprawa chyba najważniejsza. Należy przygotować sobie zestaw życzeń. Pragnienie wypowiedziane w czasie spadania gwiazdy zawsze się spełnia.

2 komentarze do Uwaga: Spadające gwiazdy! Rój meteorów Perseidy

Ciemno to widzę

Dzisiaj nad ranem agencje prasowe podały smutną wiadomość. W wieku 88 lat, z powodów naturalnych, zmarła Vera Rubin. Amerykańska astrofizyk, odkrywczyni ciemnej materii. Tej jest znacznie więcej niż materii, która nas buduje. Czym jest? Ciemna materia to jedna z największych zagadek współczesnej nauki.

Dzisiaj nad ranem agencje prasowe podały smutną wiadomość. W wieku 88 lat, z powodów naturalnych, zmarła Vera Rubin. Amerykańska astrofizyk, odkrywczyni ciemnej materii. Tej jest znacznie więcej niż materii, która nas buduje. Czym jest? Ciemna materia to jedna z największych zagadek współczesnej nauki.

 

Gdyby zważyć cały wszechświat, wszystkie gwiazdy, planety, mgławice, komety, asteroidy,… wszystkie te obiekty stanowiłyby zaledwie kilka procent masy całości. Większość, przeważającą większość stanowiłaby nieznana forma materii i jeszcze bardziej tajemnicza forma energii.

Uparta dziewczyna

Co takiego może być tajemniczego w materii? Cóż, problem polega na tym, że my nie mamy pojęcia czy ciemna materia wygląda tak jak nasza, czy jest zbudowana tak jak nasza. Więcej, nie wiemy czy obowiązują ją te same prawa przyrody co materię naszą. Naszą czyli tą, z której jesteśmy zbudowani my i wszystko co nas otacza. Patrząc w niebo, nawet jeżeli używamy największych teleskopów nie widzimy ciemnej materii. Skąd zatem wiemy, że ona w ogóle istnieje? Z odpowiedzią na to pytanie wiąże się historia pewnej upartej młodej naukowiec.

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie.

W 1970 roku młoda doktorantka jednego z amerykańskich uniwersytetów, Vera Rubin, postanowiła zmierzyć prędkość gwiazd w standardowej galaktyce spiralnej. Badania nie zapowiadały się ciekawie, bo wiedza o tym, że gwiazdy w galaktyce spiralnej poruszają się jak woda w wirze, była wtedy powszechna. Uważano, że te gwiazdy, które znajdują się dalej od centrum galaktyki powinny poruszać się wolniej, niż gwiazdy, które znajdują się bliżej jej środka. Verze odradzano zajmowanie się tym tematem.

q-100No bo w końcu po co robić pomiary, skoro wiadomo jaki będzie ich wynik? Vera uparła się jednak, że chce swoje obserwacje przeprowadzić. I odkryła… że niezależnie od odległości od centrum galaktyki, gwiazdy mają taką samą prędkość. Ta jedna obserwacja zburzyła fundament na którym stała wiedza o galaktykach. Od teraz nic się nie zgadzało. Takie galaktyki nie miały prawa istnieć. A przecież istniały. Jeżeli ktokolwiek miał wątpliwość, mógł spojrzeć przez teleskop. Próba wyjaśnienia tego fenomenu była jeszcze bardziej zaskakująca niż samo odkrycie.  Nikt – z Verą Rubin włącznie – nie miał wątpliwości, że za ruch gwiazd w galaktyce odpowiedzialna jest grawitacja. Problem polegał na tym, że jej źródło głównie znajduje się w centrum galaktyki. Tak przynajmniej myślano. Tymczasem Vera Rubin uznała, że centrum galaktyki wcale nie musi być jedynym miejscem silnie przyciągającym gwiazdy. Uznała, że pomiędzy gwiazdami musi być jakaś masa dodatkowa, taka, która nie świeci (i jej nie widać). To ona jest źródłem siły grawitacyjnej, która powoduje, że wszystkie gwiazdy w galaktyce mają taką samą prędkość. Jak taką masę sobie wyobrazić? Może jako chmurę niewidocznej dla nas materii w której galaktyka jest zanurzona? Może gwiazdy na tej chmurze się unoszą tak jak oka tłuszczu unoszą się na powierzchni rosołu?

Coś się odkleiło

Potem zaczęto się przyglądać innym galaktykom, gromadom galaktyk i jeszcze większym strukturom. Wszędzie widziano efekt działania ogromnej siły grawitacji. Tyle tylko, że źródła tej siły, czyli samej masy nigdzie nie dostrzeżono. Szybko policzono, że gdyby nie ciemna materia, galaktyki rozsypałyby się. Siła grawitacji jest za mała by duże kosmiczne struktury utrzymywać w porządku, potrzeba kleju, czegoś co to wszystko scala. No i to jest największa tajemnica, czym ten klej jest? Jak wygląda, co jest jego źródłem? I czy stosuje się do praw natury, które obowiązują w naszym świecie?

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie.

Co do tego można mieć wątpliwości po ostatnich obserwacjach zespołu naukowców z największych na świecie ośrodków, w tym NASA, ESA (Europejska Agencja Kosmiczna) oraz kilku amerykańskich uniwersytetów. Korzystając z danych obserwacyjnych teleskopu kosmicznego Hubble’a oraz teleskopu VLT należącego do Europejskiego Obserwatorium Południowego, udało się sfotografować zderzenie czterech galaktyk wchodzących w skład gromady galaktyk Abell 3827. Dokładna obserwacja ruchu gwiazd wchodzących w skład tych galaktyk, dokładna obserwacja biegu promieni światła pozwoliła astronomom stwierdzić, że ciemna materia oderwała się od jednej ze zderzających się galaktyk. Brzmi co najmniej abstrakcyjnie, ale tak rzeczywiście jest. Za jedną z galaktyk, w odległości kilku tysięcy lat świetlnych ciągnie się obłok czegoś, czego co prawda nie widać, ale co wpływa grawitacyjnie na całe otoczenie. Tego „czegoś” nie powinno tam być! To „coś”, czyli ciemna materia, powinno być we wnętrzu galaktyki, pomiędzy gwiazdami, które galaktykę tworzą. Co takiego się stało, że materia „zwykła” i ciemna, w tym konkretnym przypadku odłączyły się od siebie? Na to pytanie nie ma dzisiaj odpowiedzi, trudno też powiedzieć czy takie sytuacje zdarzają się często. Ta jest pierwszą tego typu. Choć szczerze mówiąc, o niczym nie musi to świadczyć, nie jesteśmy zbyt dobrze w obserwowaniu czegoś… czego nie widać.

Pajęczyna

Jednym z pomysłów na wyjaśnienie zaobserwowanego zjawiska jest to, że ciemna materia nie stosuje się do praw, które nas obowiązują, że grawitacja działa na nią inaczej niż na obiekty „zwykłej” materii. Na razie, to zwykłe gdybanie. Ale to nie znaczy, że kosmolodzy i astrofizycy nie próbują ciemnej materii złapać. Jednym ze sposobów na jej poznanie jest tworzenie map jej rozmieszczenia. To bardzo trudna sztuka, ale czasami się udaje. Takie mapy tworzy się po to, by znaleźć klucz, by zobaczyć gdzie ciemna materia szczególnie chętnie się grupuje. To może pomóc w określeniu jej właściwości.

seqD_063Takie trójwymiarowe  mapy różnych części kosmosu powstają od wielu lat. Właśnie opublikowano kolejną, dokładniejszą niż poprzednie. Pracował nad nią zespół trzystu naukowców z całego świata. I została zaprezentowana podczas ostatniego spotkania Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego w Baltimore. Mapa jest dość spora, zawiera miliardy gwiazd i obejmuje całe… cztery dziesiąte procent nieba. Co ciekawe, na wielu mapach nieba, na których zaznacza się występowanie ciemnej materii, jest ona uformowana w postaci włókien. Po raz pierwszy udało się to zauważyć kilka lat temu, gdy dzięki użyciu Obserwatorium Kecka na Hawajach astrofizycy obserwowali kwazar UM287. Wyniki ich prac były opublikowane w Nature. Kwazar o którym mowa oddalony jest od Ziemi o około 10 miliardów lat świetlnych. Kwazary przypominają gwiazdy, ale w rzeczywistości są bardzo aktywnymi galaktykami, które „wyrzucają” w przestrzeń ogromne ilości energii. Badacze wykorzystali to promieniowanie tak, jak wykorzystuje się światło latarki, wchodząc do ciemnego pokoju. Światło kwazaru UM287 padało na ogromną, mającą średnicę dwóch milionów lat świetlnych chmurę gazu. Ile to jest 2 miliony lat świetlnych? Trudno to sobie wyobrazić. Układ Słoneczny ma średnicę około 30 dni świetlnych, a cała Galaktyka Drogi Mlecznej nieco ponad 100 tys. lat świetlnych. Oświetlana przez kwazar chmura pyłu była więc 20 razy większa od naszej galaktyki.

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie.

Wracając jednak do ciemnej materii. Astronomowie analizując rozchodzenie się światła w tej chmurze, zauważyli, że materia nie jest w niej równomiernie rozłożona, że tworzy coś w rodzaju włókien. Podali hipotezę, że to włókna ciemnej materii. Obserwacja jest w zgodzie z modelami teoretycznymi, które mówią, że ciemna materia nie jest posklejana jak materia widzialna w obiekty takie jak np. planety czy gwiazdy, czyli w struktury kuliste. Przypomina raczej pajęczynę na której „utkany” jest cały wszechświat. Kawałek tej pajęczyny właśnie zauważono. Nigdy wcześniej nie widziano bezpośrednio takich włókien.

Przegrana grawitacja

Ciemna materia – zdaniem astronomów – ma w odpowiadać za kształt dużych obiektów, takich jak np. galaktyki czy ogromne chmury gazu i materii. Trudno powiedzieć, czy może budować całe (ciemne) galaktyki. Pewne jednak jest, że wszechświat składa się z ciemnej materii w około 24 proc. Materia widzialna, taka z której i my jesteśmy zbudowani tworzy go w około 4 procentach. Razem 28 proc. Gdzie jest reszta? Czym jest reszta? I to jest chyba największa zagadka kosmologii. 72 proc. wszechświata to ciemna energia. Nie wiadomo czym jest, nie wiadomo gdzie jest. Być może wszędzie dookoła, być może jest gdzieś skupiona. Wydaje się, że na małych odległościach nie widać efektów jej działania. Być może są one tak ulotne, że nie potrafimy ich zarejestrować. Gdy jednak spojrzeć na kosmos w dużej skali, skali nawet nie galaktyk, tylko gromad galaktyk czy supergromad… Galaktyki oddalają się od siebie. Czym dalej są, tym szybciej się oddalają. Dlaczego tak się dzieje? Dlaczego grawitacja, przyciąganie, nie powoduje, że zaczną się do siebie przybliżać? Dzisiaj uważa się, że to właśnie ciemna energia powoduje puchnięcie wszechświata. A to znaczy, że w pewnym sensie działa przeciwko grawitacji. Ta ostatnia na małych dystansach tą walkę wygrywa. Ale w dużych skalach, to ciemna energia króluje.

Wszechświat jest fascynujący! I wciąż tajemniczy.

Tomasz Rożek

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie.

Brak komentarzy do Ciemno to widzę

NASA nie zmienia horoskopu!!!

Ta wiadomość przeorała dzisiejsze internety. NASA zmienia znaki zodiaku. Co za bzdura! Astrologia nie jest żadną nauką, a NASA nie zajmuje się gusłami. Wiara w magiczną moc dnia, w którym się urodziło, jest kompletną bzdurą.

Ta wiadomość przeorała dzisiejsze internety. NASA zmienia znaki zodiaku. Co za bzdura! Astrologia nie jest żadną nauką, a NASA nie zajmuje się gusłami. Wiara w magiczną moc dnia, w którym się urodziło, jest kompletną bzdurą.

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie.

O zmianie znaków zodiaku słyszę regularnie od kilku już lat. Tak jak gdyby „znak zodiaku” to było coś, co ma swoje miejsce albo coś, co da się precyzyjnie określić. Tak nie jest, choć kiedyś tak było. Astronomia i astrologia były jak dwie siostry bliźniaczki. Dorastały razem i uczyły się razem. Z tą tylko różnicą, że jedna z sióstr była pilną uczennicą, która czasami musiała iść pod prąd swojej epoki, a druga była wygodna i pragmatyczna. Druga siostra, Astrologia, była konformistką. W efekcie Astronomia i Astrologia rozeszły się ponad dwa tysiące lat temu. Astronomia szła naprzód, a astrologia stała w miejscu.

Dwie latarki 

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie.

Układ Słoneczny znajduje się w galaktyce Drogi Mlecznej, w jednej z jej odnóg, zwanych Ramieniem Oriona. Choć kosmos to głównie pustka, zdarzają się w nim niewielkie (w porównaniu z tą pustką) wyspy materii. Są nimi właśnie galaktyki. Jesteśmy otoczeni gwiazdami. Są daleko, ale nie aż tak, by nie były widoczne. Na niebie w pogodną noc można zobaczyć kilka tysięcy świetlnych punktów. Wyobraźnia człowieka już tysiące lat temu te punkty pogrupowała w kształty, czyli konstelacje. Jedną z najbardziej znanych jest Wielki Wóz (część gwiazdozbioru Wielkiej Niedźwiedzicy), który składa się z siedmiu gwiazd.  Gwiazdozbiory to grupa gwiazd, które nie są ze sobą nijak związane, ich bliskość jest pozorna, zajmują po prostu określony obszar sfery niebieskiej. Jak to rozumieć? Wyobraźmy sobie dwie latarki zapalone w ciemną noc. Tak ciemną, że innych elementów krajobrazu nie byłoby widać. Nie jesteśmy w stanie ocenić, która latarka jest bliżej, a która dalej.  Tym bardziej że latarka bliższa może świecić słabszym światłem, a ta dalsza może być potężnym reflektorem. Tak właśnie jest z gwiazdami. Na oko wszystkie gwiazdy nocnego nieba są w takiej samej odległości od nas. Niektóre z nich układają się w figury, postacie, a nawet całe sceny. Trzeba do tego sporej wyobraźni, ale tej nigdy ludziom nie brakowało. I tak niebo dla starożytnych było teatrem, sceną, na której w różnych częściach roku pojawiały się mityczne stwory, zwierzęta, herosi i bóstwa.

12 czy 13? 

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie.

Dla obserwatorów nieba szczególne znaczenie odgrywały gwiazdozbiory znajdujące się w tzw. zodiaku, a więc w pasie nieba, po którym poruszają się Słońce, Księżyc i inne planety. W starożytnej Babilonii czy Asyrii wyobrażano sobie, że gwiazdozbiory leżące na zodiaku są śladami na drodze, po której porusza się nasza dzienna gwiazda. Że dzielą tę drogę na etapy, a każdy z tych etapów jest w jakimś sensie charakterystyczny. Gwiazdozbiorów leżących w zodiaku jest 13 i tutaj pojawia się pierwszy problem. Znaków zodiaku jest 12. Ten brakujący to Wężownik. Ale o tym za chwilę. 12 gwiazdozbiorów w zodiaku podzieliło rok na 12 części. Chciałoby się napisać: na „równe części”, ale… gwiazdozbiory są różnej wielkości. Z kalendarza wynika, że okresy odpowiadające poszczególnym znakom zodiaku są mniej więcej równe. Tymczasem… Słońce przez gwiazdozbiór Panny przechodzi 42 dni, a przez Skorpiona tylko 6 dni. Na dodatek granice między gwiazdozbiorami są czysto umowne. Trudno rozstrzygnąć, czy Słońce jest wciąż na tle gwiazdozbioru Skorpiona czy już Strzelca. Okresy, gdy Słońce przechodzi przez kolejne gwiazdozbiory (choć jest to ruch pozorny, bo to Ziemia się obraca i dlatego widzimy Słońce na różnym tle), są uzależnione od tego, jak zostaną wyznaczone granice między nimi. W wyniku dosyć pokrętnego podziału Słońce jest w znaku Panny przez 30 dni, choć w rzeczywistości powinno być przez wspomniane 42, a w Skorpionie przez 29 dni, choć w rzeczywistości na tle tego gwiazdozbioru znajduje się tylko 6 dni. Od czego więc zależeć mają cechy człowieka? Od rzeczywistego znaku zodiaku, w którym było Słońce w dniu urodzenia, czy od znaku uznanego zwyczajowo? To ważne pytanie, bo z tablic astronomicznych wynika, że Słońce przechodzi na tle gwiazdozbioru Panny od 16 września do 30 października. Astrologowie uważają jednak, że Słońce jest w Pannie od 23 sierpnia do 22 września. Ktoś, kto urodził się, powiedzmy, 25 sierpnia, kalendarzowo (astrologicznie) jest więc Panną, ale Słońce w dniu jego urodzin było w znaku Lwa. Nawet przyjmując, że dzień urodzin ma jakiekolwiek znaczenie, przeważająca większość z tych, którzy czytają horoskopy, czyta nie ten, który powinna.

Wężownik wyleciał 

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie.

Dokładne granice między gwiazdozbiorami (nie tylko tymi z zodiaku) ustalono dopiero w 1928 r. w czasie kongresu generalnego Międzynarodowej Unii Astronomicznej. Teraz – można by pomyśleć – skończą się nieporozumienia. Przeciwnie. Dopiero od tego momentu widać, jak bardzo astrologia oddaliła się od astronomii. Astronomia idzie naprzód, a astrologia stoi w miejscu. Mimo znanych i ustalonych raz na zawsze granic astrolodzy nie zdecydowali się skorygować okresów, w jakich Słońce znajduje się na tle poszczególnych gwiazdozbiorów w zodiaku. Co więcej, w wyniku prac astronomów z Unii Astronomicznej do gwiazdozbiorów zodiakalnych powinna być zaliczona kolejna, 13. konstelacja Wężownika. Słońce wchodzi w jej „obszar” 30 listopada, a opuszcza go 17 grudnia. W astrologicznych znakach zodiaku po Wężowniku nie ma nawet śladu. A to dlatego, że starożytni, Wężownika nie widzieli. Gwiazdy z których „się składa” za słabo świecą. Ale jest jeszcze jeden powód bałaganu. Obrót Ziemi wokół własnej osi zajmuje jej dobę. Dlatego mamy dzień i noc. Na to nakłada się trwający rok bieg Ziemi wokół Słońca, którego skutkiem są pory roku. Ale Ziemia ma przynajmniej jeszcze jeden rodzaj ruchu regularnego, powtarzalnego. Oś Ziemi zatacza w przestrzeni koła, a pełny jej obrót zajmuje około 26 tys. lat i zwany jest rokiem platońskim. Wirującą Ziemię można porównać do wirującego zabawkowego bąka. I tak jak bąk nie wiruje w pozycji „pionowej”, tak samo oś obrotu Ziemi jest nachylona i zatacza w przestrzeni koła. Ten ruch to tzw. precesja. Ziemska precesja jest wynikiem przyciągania przez inne planety Układu Słonecznego, a także przez oddziaływanie grawitacyjne samego Słońca i Księżyca.

Zabawa dla naiwnych 

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie.

Ten dodatkowy ruch powoduje, że – co prawda powoli – zmienia się „widok” nocnego nieba. Nie są to zmiany duże, ale w ciągu setek lat… Gwiazdozbiory były znane przynajmniej 2–3 tys. lat przed Chrystusem. Od tamtego czasu naprawdę wiele się zmieniło. 2 tys. lat temu Słońce w dniu równonocy wiosennej wchodziło w gwiazdozbiór Barana (chodzi o wiosnę na półkuli północnej, ta na półkuli południowej jest przesunięta o pół roku). Dzisiaj jest w gwiazdozbiorze Ryb. Za około 600 lat w pierwszym dniu wiosny Słońce będzie w gwiazdozbiorze Wodnika. Co na to astrologia? Nic. Nie bierze w ogóle pod uwagę faktu precesji Ziemi. Tak jak gdyby nasza wiedza zatrzymała się kilka tysięcy lat temu. Równonoc wiosenna następuje z 20 na 21 marca. I właśnie wtedy według astrologów Słońce wchodzi w gwiazdozbiór Barana. W rzeczywistości znajdzie się w nim dopiero 29 dni później. W magiczną moc dnia urodzenia wierzy sporo osób. W telewizjach kablowych funkcjonują całe kanały, w których wróżki i wróżbici odczytują przyszłość ze szklanych kul, z kart czy z gwiazd. Horoskopy publikuje wiele gazet, a niektóre z nich z okazji Nowego Roku dołączają do swoich tytułów całe wkładki temu poświęcone. Gdy prowadzono badania nad sprawdzalnością horoskopów, okazywało się, że sprawdzają się one w takiej samej mierze zarówno wtedy, gdy czyta się horoskop swój, jak i wtedy, gdy zapoznaje się z przeznaczonym dla kogoś innego. Cała sztuka pisania horoskopów nie polega bowiem na tym, żeby cokolwiek przepowiedzieć, tylko na tym, by pasowało wszystkim i w każdej sytuacji. Gwiazdy, planety czy komety nie mają nic do tego.

A co z NASA? Cóż, agencja kosmiczna co jakiś przypomina, że astrologia to nie nauka cytując to, co napisałem powyżej. O niezauważonym gwiazdozbiorze, o precesji czy o nieregularnych granicach pomiędzy gwiazdozbiorami. Tylko tyle i aż tyle.

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie.

Brak komentarzy do NASA nie zmienia horoskopu!!!

„Ziemia” w sąsiedztwie

Jest skalista, jest bliziutko nas i ma wielkość podobną do wielkości Ziemi. Co jednak najważniejsze, znajduje się w tzw. strefie życia, czyli ani nie za blisko, ani nie za daleko od swojej gwiazdy. Właśnie odkryto nową planetę.

Jest skalista, jest bliziutko nas i ma wielkość podobną do wielkości Ziemi. Co jednak najważniejsze, znajduje się w tzw. strefie życia, czyli ani nie za blisko, ani nie za daleko od swojej gwiazdy. Właśnie odkryto nową planetę.

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie.

Planeta krąży wokół czerwonego karła Proxima Centauri, czyli gwiazdy, która jest naszą najbliższą gwiazdową sąsiadką. Na odkrytej planecie woda może być w stanie ciekłym. Proxima b została złapana dzięki obserwacjom prowadzonym w Chile. Krąży wokół swojej gwiazdy macierzystej nieco ponad 11 ziemskich dni. Tak jak wspomniałem Proxima Centauri jest naszą najbliższą sąsiadką, a to oznacza, że planeta, która wokół niej krąży jest najbliższą nam planetą pozasłoneczną. Czy jest na niej życie? Tego nie wiadomo i trudno nawet powiedzieć w jaki sposób moglibyśmy się tego dowiedzieć. Bardzo dokładne obserwacje mogą nam udzielić inf. o składzie atmosfery albo nawet związków na powierzchni planety, ale na przelot na Proxima b będzie trzeba jeszcze poczekać. Gwiazda i planeta oddalone sa od nas o około 4 lata świetlne, czyli około 38 bilionów kilometrów.

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie.

Dla tych, którzy gwiazdę i planetę będą próbowali wypatrzyć na nocnym niebie, także nienajlepsza wiadomość. Obserwacja pozasłonecznych planet jest ekstremalnie trudna nawet przez profesjonalne teleskopy nie mówiąc już o amatorskich. Gołym okiem wcale nie da się ich zobaczyć. Niestety gołym okiem nie widać nawet gwiazdy Proxima Centauri. Jest czerwonym karłem, który świeci za słabym światłem. – Po raz pierwszy zaczęliśmy podejrzewać, że wokół tej [Proxima Centauri] gwiazdy krąży planeta już w 2013 roku. Od tamtego czasu obserwowaliśmy gwiazdę kilkoma różnymi teleskopami – powiedział Guillem Anglada-Escude, szef zespołu astronomów zaangażowanych w projekt badawczy Pale Red Dot.

Masa odkrytej planety to 1,3 masy Ziemi. Planeta krąży wokół swojego słońca w odległości 7 mln kilometrów, a to wielokrotnie mniej niż odległość Ziemia – Słońce. To znacznie mniej niż odległość Słońce – Merkury. Proxima Centauri jest jednak inną gwiazdą niż ta nasza. Świeci słabym światłem i dlatego mimo małej odległości gwiazda – planeta, na powierzchni tej drugiej może znajdować się woda w stanie ciekłym.

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie.

Teraz, te Proxima b będzie głównym celem obserwacji tych astronomów, którzy będą poszukiwali życia na obcych planetach. Jeżeli kiedykolwiek (a to na pewno nastąpi) zorganizujemy międzygwiezdną misję, na pewno pierwszym jej celem będzie właśnie nowo odkryta planeta.

Tomasz Rożek

Brak komentarzy do „Ziemia” w sąsiedztwie

Obłoki srebrzyste coraz częstsze [galeria]

Pojawiają się coraz częściej więc jest okazja żeby je obserwować. Właśnie teraz! Obłoki srebrzyste, najwyżej „powieszone” chmury w naszej atmosferze.

Pojawiają się coraz częściej więc jest okazja żeby je obserwować. Właśnie teraz! Obłoki srebrzyste, najwyżej „powieszone” chmury w naszej atmosferze.


Estonia, Kuresoo, @Martin Koitmäe

W Polsce najlepszym okresem do ich obserwowania jest środek roku, czyli miesiące czerwiec i lipiec. Obłoki srebrzyste znajdują się w mezosferze, czyli na wysokości do 85 km nad naszymi głowami, praktycznie na granicy ziemskiej atmosfery i kosmosu. Z powierzchni Ziemi wyglądają jak bardzo subtelna mgiełka. I rzeczywiście z rzadką mgłą mają wiele do czynienia, bo składają się z ogromnej ilość maleńkich kryształków lodu. Wielkość tych kryształków nie przekracza milionowych części milimetra. Obłoki srebrzyste widać około północy. Niebo jest już wtedy ciemne, ale Słońce, które w czasie przesilenia letniego znajduje się „płytko” poniżej linii horyzontu oświetla obiekty znajdujące się w wysokich partiach atmosfery. Np. ogromne chmury maleńkich kryształków lodu. Te na tle ciemnogranatowego nieba srebrzą się. – Wysokość na której chmury się znajdują sprawia, że mogą one odbijać światło słoneczne, co powoduje wrażenie, jakby świeciły własnym światłem – mówi James Russell z Uniwersytetu w Hampton.

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie.

450px-Noctilucent_clouds_over_saimaa
Finlandia, Jezioro Saimaa, @Mika Yrjölä

Zdaniem badaczy z Uniwersytetu w Hampton zjawisko srebrzących się obłoków występuje coraz częściej i można je obserwować z coraz niższych szerokości geograficznych. Co ciekawe, zdaniem naukowców, wiąże się to ze spadkiem temperatury na szczycie mezosfery, w której powstaje zjawisko. Teraz zespół badaczy chce sprawdzić czy ma to jakiś związek z aktywnością Słońca. Co chmury mają wspólnego z naszą gwiazdą? Mogą mieć bardzo dużo. Słońce jest źródłem nie tylko światła, ale także naładowanych elektrycznie cząstek (np. protonów), które z dużą prędkością poruszają się w przestrzeni kosmicznej. Co prawda przeważająca ich większość zostaje zatrzymana przez ziemskie pole magnetyczne, zdarza się jednak że niewielka ich część przedostaje się do atmosfery. Tam w wyższych jej partiach w wyniku tego zjawiska mogą powstawać chmury. Intuicja podpowiada więc, że czym wyższa aktywność Słońca, tym więcej powinno pojawiać się obłoków. Intuicja może jednak zawodzić. Jak się wydaje, powstawanie obłoków srebrzystych ma związek z niską temperaturą wysokich warstw atmosfery. Niższa temperatura pojawia się jednak, gdy aktywność Słońca spada. – Kiedy zbliża się minimum aktywności słonecznej możemy oczekiwać, że mniej energii będzie dostarczane do planety, a co za tym idzie pojawi się tendencja ochłodzenia – dodał Russel.

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie.

Coloured-crosshatc_1411905i
Finlandia, @webodysseum.com

Co ma wpływ na częstotliwość i miejsce pojawiania się obłoków srebrzystych? Dzisiaj trudno powiedzieć. I nie chodzi tylko o to, by zrozumieć widowiskowe, ale w sumie dość rzadkie zjawisko atmosferyczne. Chodzi o to, by zrozumieć całą atmosferę

Tomasz Rożek

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie.

nocti-pano
Kanada, miasto Edmonton, @Hayley Dunning

 

Noctilucent-cloud-11
Z pokładu samolotu, @webodysseum.com

Brak komentarzy do Obłoki srebrzyste coraz częstsze [galeria]

Świat między 44 zerami

W 2013 roku, na maturze z języka polskiego, uczniowie analizowali wstęp do mojej książki „Nauka po prostu. Wywiady z wybitnymi”. Rozwiązałem test maturalny stworzony do mojego tekstu i zdobyłem… około 70 proc. punktów. Dlaczego nie 100 proc? Części pytań nie zrozumiałem, część moich odpowiedzi nie trafiła w klucz. W skrócie z tekstu który sam zrozumiałem rozumiem ok. 70 proc. Nie świadczy to chyba o mnie najlepiej. Dzisiaj – nie tylko maturzystom – ten tekst przypominam.

W 2013 roku, na maturze z języka polskiego, uczniowie analizowali wstęp do mojej książki  „Nauka po prostu. Wywiady z wybitnymi”. Rozwiązałem test maturalny stworzony do mojego tekstu i zdobyłem… około 70 proc. punktów. Dlaczego nie 100 proc? Części pytań nie zrozumiałem, część moich odpowiedzi nie trafiła w klucz. W skrócie z tekstu który sam zrozumiałem rozumiem ok. 70 proc. Nie świadczy to chyba o mnie najlepiej. Dzisiaj – nie tylko maturzystom – ten tekst przypominam.

**************

Świat między 44 zerami

Widzialny Wszechświat ma rozmiar kilkunastu miliardów lat świetlnych. To około 1026 (1 z 26 zerami) metra. Z kolei najmniejsze struktury, których istnienia jesteśmy pewni, to budujące między innymi protony i neutrony kwarki. Mają rozmiar kilku attometrów, czyli 10-18 metra. Najmniejsze i największe obserwowane przez człowieka obiekty dzielą od siebie aż 44 rzędy wielkości! Kwarki są o 100 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 razy mniejsze od największego obiektu dociekań naukowców. Nasz świat mieści się w tych 44 zerach. Są w nim cząstki elementarne, żywe organizmy i ich DNA, Ziemia i inne planety. Są gwiazdy, galaktyki i gromady galaktyk. A gdzieś w środku jest człowiek. Jedyna znana istota, która chce wiedzieć i chce to wszystko zrozumieć.

Świat, ten zamknięty „między 44 zerami”, jest skonstruowany według uniwersalnych reguł. Człowiek ich nie tworzy, najwyżej odkrywa i nazywa. Na razie znamy je wycinkowo, choć chcielibyśmy oczywiście ogarniać w całości. Marzy nam się też, by w pełni je wykorzystywać. Nanotechnolodzy chcieliby tworzyć komputery oparte na węglu i projektować cząsteczki leków atom po atomie. Na razie jednak nie wiedzą jak. Biotechnolodzy chcą nadawać żywym organizmom dowolne cechy, chcą hodować tkanki, a może nawet całe organy, z jednej tylko komórki. Inni chcą poznać tajemnice mózgu (by skuteczniej się z nim komunikować), początków materii (by znaleźć źródło niewyczerpywalnej energii) czy klimatu (by zapobiegać ekstremalnym zjawiskom pogodowym).

Odkrywamy coraz więcej i nieustannie jesteśmy zaskakiwani złożonością świata, w którym żyjemy. Odkrywamy coraz więcej, a ciągle tyle pozostaje do poznania i zrozumienia. Horyzont poznania wcale się nie przybliża, gorzej … można odnieść wrażenie, że się oddala.  Nie przeszkadza nam to jednak marzyć.

Świat przyszłości, świat czasów, w których jeżeli wszystkie reguły zostaną poznane (czy to w ogóle kiedykolwiek nastąpi?), będzie światem dostosowanym przez człowieka do człowieka – tylko czy w ostatecznym rachunku dla człowieka. To wizja bardzo odległa, ale przecież zmierzamy ku niej od zawsze. Zaglądamy za horyzont zdarzeń w poszukiwaniu mechanizmów, które za tym wszystkim stoją, bo chcemy je wykorzystywać po swojemu, albo inaczej, na swój użytek. Coraz częściej zresztą nam się to udaje. Tymi mechanizmami, trybami i zębatkami są naukowe prawa przyrody. Nauczyliśmy się kontrolować reakcje jądrowe i dlatego potrafimy korzystać z energii atomowej. Wybudowaliśmy urządzenia, które odczytują niektóre intencje mózgu i dlatego możemy pomagać osobom niepełnosprawnym. W końcu dzięki poznaniu właściwości materii w skali mikro budujemy komputery, a zrozumienie sposobu zapisu informacji w naszym DNA już niedługo zaowocuje terapiami genowymi. To wszystko, te niewątpliwe osiągnięcia ludzkiego intelektu, nie zmieniają jednak faktu, że do poznania wszystkich reguł rządzących przyrodą (a może jest tylko jedna reguła uniwersalna, która stosuje się do wszystkiego?) sporo nam jeszcze brakuje. Czy w związku z tym warto zaprzątać sobie głowę refleksją nad przyszłością? Nad kierunkiem i tempem rozwoju nauki? Może lepiej upajać się wizją świata ułożonego, oswojonego, dostosowanego? Wizją świata przyszłości. Powód jest – jak sądzę – jeden. Uczymy się przez eksperyment. Rozwój sam się nie dzieje, a bez prób i bez błędów nie ma postępu. No właśnie – błędów. O te najłatwiej w pośpiechu. Świat rozwija się dzisiaj szybciej niż kiedykolwiek wcześniej, szybciej niż refleksja nad nim. Nie ma tygodnia bez spektakularnego odkrycia, bez przesunięcia granicy poznania. Wszystko dzieje się tak szybko, że słowo drukowane już dawno przestało nadążać. Wypiera je słowo wyświetlane na ekranie. Już nawet nie komputera stojącego na biurku, ale coraz częściej telefonu komórkowego, albo czegoś co telefonem jest tylko przy okazji.

Nasz świat jest pędzącym pociągiem, w którym siedzimy i patrzymy za okno. Wszystko jest zamazane. Nie widać szczegółów, nie ma czasu na analizę detali. Pędzimy do przodu. To wspaniałe… ale trzeba uważać. W przeszłości na przykład w czasie wojen i rewolucji zdarzało się, że gdy historia przyspieszała brakowało czasu na refleksję. Rzeczy działy się tak szybko, że konsekwencje czynów i decyzji czasami uświadamiano sobie zbyt późno. Wchodząc więc w erę „nano” czy „cyber” warto byłoby zdawać sobie sprawę ze wszystkich ewentualnych konsekwencji. Dopiero ta wiedza pozwala na w pełni świadome funkcjonowanie w dzisiejszym świecie. Skąd ją czerpać? Najlepiej u źródła.

Na początku XXI wieku żyjemy w świecie nieustannie kształtowanym, wręcz kreowanym przez naukę i technologię. W każdej epoce życie jednostki w jakimś stopniu zależało od postępu cywilizacji, ale nigdy nie zależało aż tak bardzo jak obecnie. Miasto bez prądu czy komunikacja bez Internetu nie istnieją. Nie potrafimy żyć bez prądu, Internetu, telefonu komórkowego i komputera. I nie chodzi o naszą wygodę czy przyzwyczajenia, ale o przetrwanie. Bez sieci komputerowej i komórkowej nie działają systemy sterujące pracą elektrowni, oczyszczalni ścieków, uzdatniania wody czy komunikacji (metro, tramwaje, koleje). Niedługo nie będzie istniała elektronika bez nanotechnologii i medycyna bez biotechnologii, a może nawet cybernetyki. Coraz częściej osobom chorym i niepełnosprawnym pomaga się wszczepiając zaawansowane technologiczne implanty i protezy. Niektórym to ratuje życie, innym ułatwia i czyni znośniejszym. Ale wszystkich w pewnym sensie uzależnia od technologii.

Być może z powodu wspomnianego uzależnienia naszego świata od osiągnięć naukowych, może dosłownego rozumienia słowa „demokracja”, a może z powodu asekuranckiej postawy polityków, coraz częściej od nie-specjalistów wymaga się zajmowania stanowiska w sprawach bezpośrednio związanych z nauką. Nigdy wcześniej tak nie było. W niektórych krajach to w referendach ważą się losy biotechnologii i energetyki. W innych pyta się obywateli o status ludzkiego embriona albo o moment, w którym można przerwać ludzkie życie. Tam gdzie formalnie plebiscytu nie ma, rządzący i tak przed podjęciem jakiejkolwiek decyzji przyglądają się słupkom sondaży. Zdanie naukowców, specjalistów zdaje się mieć mniejszą wartość niż opinie elektoratu, często manipulowanego przez sprawnych lobbystów.

W interesie wszystkich jest, by każdy obywatel, a nie tylko osoba z wykształceniem kierunkowym, mógł zabrać świadomy głos w toczących się dzisiaj na wielu frontach debatach z naukowym tłem. Gdy w każdych kolejnych wyborach frekwencja jest coraz niższa, mówi się o zagrożeniu demokracji. Zagrożeniem jest także to, że tak niewiele osób zdaje sobie sprawę z kierunków naszego rozwoju, z szans jakie przed nami stoją i z zagrożeń z nimi związanych. Jeden z moich rozmówców stwierdził, że naukowcy powinni uprawiać naukę, politycy powinni na nią dawać pieniądze, a społeczeństwo powinno kontrolować i jednych i drugich.  Gdy rządzący przed wieloma laty Niemcami kanclerz Gerhard Schroeder poszukiwał oszczędności i chciał obciąć nakłady na naukę, został powszechnie skrytykowany. W mediach pojawiały się nawet sondaże społeczne, z których wynikało, że Niemcy nie chcą w ten sposób oszczędzać. Nasi sąsiedzi zdają sobie po prostu sprawę z tego, że inwestowanie w naukę oznacza rozwój. Społeczeństwo może pośrednio – przez wybieranych polityków – wpływać na kierunek rozwoju nauki. O ile ma wiedzę, która umożliwia podjęcie świadomej decyzji. U nas nakłady na naukę czy nowe technologie nigdy nie były tematem debaty publicznej. Ani w czasie kampanii wyborczych, ani poza nimi. Dlaczego tak się dzieje? W powszechnym odczuciu polski naukowiec to ktoś zamknięty w hermetycznym laboratorium. Ktoś całkowicie oderwany od dnia codziennego. Przyjęło się u nas myśleć, że nauka ma swego rodzaju autonomię, jest niezależna od rzeczywistości. Niestety niebezpieczną konsekwencją takiej opinii jest przekonanie, że uprawianie nauki to sztuka dla sztuki. Trudno sobie wyobrazić większy absurd. Życie nie biegnie innym torem niż najnowsze osiągnięcia i technologie. Przeciwnie. Te obydwie dziedziny są ze sobą ściśle związane. Ale – i znowu wracamy do tego samego – skąd mamy o tym wiedzieć? Jak mamy wpływać na szybkość i kierunek zmian, skoro nie mamy o nich większego pojęcia? Warto wiedzieć więcej. I warto zajrzeć do źródeł.

Tomasz Rożek

 

Brak komentarzy do Świat między 44 zerami

(wszech)Świat się marszczy !!!

Lada dzień gruchnie wiadomość na którą czekamy od kilku dziesięcioleci. Wszechświat, przestrzeń marszczy się. W LIGO podobno odkryto fale grawitacyjne.

Kosmiczny detektor, kosmiczne zagadnienie. W świecie fizyków i kosmologów od kilku dni nie mówi się o niczym innym niż fale grawitacyjne, które miał podobno wykryć LIGO. O co chodzi?

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie

waves-101-1222750-1600x1200

Fale grawitacyjne to kompletny odlot. Człowiekiem który sprawę rozumiał, ba, który ją wymyślił, a w zasadzie wyliczył był nie kto inny tylko Albert Einstein (swoją drogą powinien dostać nagrodę za odkrycie najbardziej nieintuicyjnych zjawisk we wszechświecie). Z napisanej przez niego 100 lat temu Ogólnej Teorii Względności wynika, że ruch obiektów obdarzonych masą,  jest źródłem rozchodzących się w przestrzeni fal grawitacyjnych (lub inaczej – choć nie mniej abstrakcyjnie – zaburzeń czasoprzestrzennych). Jak to sobie wyobrazić? No właśnie tu jest problem. Bardzo niedoskonała analogia to powstające na powierzchni wody kręgi, gdy wrzuci się do niej kamień. W przypadku fal grawitacyjnych zamiast wody jest przestrzeń, a zamiast kamienia poruszające się obiekty. Czym większa masa i czym szybszy ruch, tym łatwiej zmarszczki przestrzeni powinny być zauważalne. Rejestrując największe fale grawitacyjne, tak jak gdybyśmy bezpośrednio obserwowali największe kosmiczne kataklizmy: zderzenia gwiazd neutronowych, czarnych dziur czy wybuchy supernowych. Trzeba przyznać, że perspektywa kusząca gdyby nie to… że fale grawitacyjne to niezwykle subtelne zjawiska. Nawet te największe, bardziej będą przypominały lekkie muśnięcia piórkiem niż trzęsienie ziemi. W książce „Zmarszczki na kosmicznym morzu” (Ripples on a Cosmic Sea: The Search for Gravitational Waves) australijski fizyk, prof. David Blair, poszukiwanie fal grawitacyjnych porównuje do nasłuchiwania wibracji wywołanych przez pukanie do drzwi z odległości dziesięciu tysięcy kilometrów. Detektory zdolne wykryć fale grawitacyjne powinny być zdolne zarejestrować wstrząsy sejsmiczne wywołane przez upadek szpilki po drugiej stronie naszej planety. Czy to w ogóle jest możliwe? Tak! Od 2002 roku działa w USA Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory w skrócie LIGO czyli Laserowe Obserwatorium Interferometryczne Fal Grawitacyjnych. Zanim budowa ruszyła, pierwszy szef laboratorium prof. Barry Barrish na dorocznym posiedzeniu AAAS (American Association for the Advancement of Science) oświadczył, że pomimo wielu trudności nadszedł w końcu czas na zrobienie czegoś, co można nazwać prawdzią nauką (swoją drogą, odważne słowa na zjeździe najlepszych naukowców na świecie).

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie

This_visualization_shows_what_Einstein_envisioned

Symulacja łączenia się czarnych dziur – jedno ze zjawisk, które wytwarza najsilniejsze fale grawitacyjne

Z falami grawitacyjnymi jest jednak ten problem, że przez dziesięciolecia, mimo prób, nikomu nie udało się ich znaleźć. Gdyby komuś zaświtała w głowie myśl, że być może w ogóle ich nie ma, spieszę donieść, że gdyby tak było naprawdę, runąłby fundament współczesnej fizyki – Ogólna Teoria Względności, a kosmologię trzeba byłoby przepisać od początku. Dzisiaj głośno mówi się, że fale grawitacyjne zostały przez LIGO zarejestrowane. Panuje raczej atmosfera lekkiego podniecenia i oczekiwania na to, co stanie się za chwilę. Potwierdzenie istnienia fal grawitacyjnych nie będzie kolejnym odkryciem, które ktoś odfajkuje na długiej liście spraw do załatwienia.  Zobaczymy otaczający nas wszechświat z całkowicie innej perspektywy.

Jako pierwszy falowe zmiany pola grawitacyjnego, w latach 60 XX wieku próbował zarejestrować amerykański fizyk Jaseph Weber. Budowane przez niego aluminiowe cylindry obłożone detektorami nie zostały jednak wprawione w drgania. Co prawda Weber twierdził, że złapał zmarszczki wszechświata, ale tego wyniku nie udało się potwierdzić. Dalsze poszukiwania trwały bez powodzenia, aż do 1974 roku, gdy dwóch radioastronomów z Uniwersytetu w Princeton (Joseph Taylor i Russel Hulse) obserwując krążące wokół siebie gwiazdy (PSR1913+16) stwierdziło, że układ powoli traci swoją energię, tak jak gdyby wysyłał … fale grawitacyjne. Mimo, że samych fal nie zaobserwowano, za pośrednie potwierdzenie ich istnienia autorzy dostali w 1993 roku Nagrodę Nobla. Uzasadnienie Komitetu Noblowskiego brzmiało: „za odkrycie nowego typu pulsara, odkrycie, które otwiera nowe możliwości badania grawitacji”.

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie

virgoviewInstalacja, która z lotu ptaka wygląda jak wielka litera L, to dwie rury o długości 4 km każda, stykające się końcami pod kątem prostym. Choć całość przypomina przepompownię czy oczyszczalnię ścieków jest jednym z najbardziej skomplikowanych urządzeń kiedykolwiek wybudowanych przez człowieka. Każde z ramion tworzy betonowa rura o średnicy 2 metrów. W jej wnętrzu – jak w bunkrze – znajduje się druga ze stali nierdzewnej, która jest granicą pomiędzy światem zewnętrznym a bardzo wysoką próżnią. Z miejsca w którym rury się stykają, „na skrzyżowaniu”, dokładnie w tym samym momencie wysyłane są wiązki lasera. Ich celem są zwierciadła umieszczone na końcu każdej z rur. 2000px-Ligo.svgOdbijane przez zwierciadła tam i z powrotem około 100 razy promienie, wpadają z powrotem do centralnego laboratorium i tam zostają do siebie porównane. Dzięki zjawisku interferencji możliwe jest wyliczenie z wielką dokładnością różnicy przebytych przez obydwie wiązki światła dróg. A drogi te powinny być identyczne, no chyba że… chyba że w czasie pomiaru przez Ziemie – podobnie jak fala na powierzchni wody – przejdzie fala grawitacyjna. Wtedy jedno z ramion będzie nieco dłuższe, a efekt natychmiast zostanie wychwycony w czasie porównania dwóch wiązek. Tyle tylko, że nawet największe zaburzenia zmienią długość ramion o mniej niż jedną tysięczną część średnicy protonu (!). To mniej więcej tak, jak gdyby mierzyć zmiany średnicy Drogi Mlecznej (którą ocenia się na ok. 100 tys. lat świetlnych) z dokładnością do jednego metra. Czy jesteśmy w stanie tak subtelne efekty w ogóle zarejestrować ? Lustra na końcach każdego z korytarzy (tuneli) mogą zadrgać (chociażby dlatego, że przeleciał nad nimi samolot, albo w okolicy przejechał ciężki samochód). By tego typu efekty nie miały wpływu na pomiar zdecydowano się na budowę nie jednej, ale dwóch instalacji, w Handford w stanie Waszyngton i w Livingston w stanie Luizjana. Są identyczne, choć oddalone od siebie o ponad 3 tys. kilometrów. Ich ramiona maja takie same wymiary i maja takie same układy optyczne. Nawet gdy w jednym LIGO zwierciadło nieoczekiwanie zadrga, niemożliwe by to samo w tej samej chwili stało się ze zwierciadłem bliźniaczej instalacji. Zupełnie jednak inaczej będzie gdy przez Ziemię przejdzie z prędkością światła fala grawitacyjna. Zmiany jakie wywoła zajdą w dokładnie tej samej chwili w obydwu ośrodkach.

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie

A kończąc, pozwólcie na ton nieco nostalgiczny. Wszechświat jest areną niezliczonych kataklizmów a dramatyczne katastrofy, to naturalny cykl jego życia. To nic, że od tysięcy lat na naszym niebie królują te same gwiazdozbiory. W skali kosmicznej taki okres czasu to nic nieznacząca chwila, a nawet w czasie jej trwania widoczne były wybuchy gwiazd. Z bodaj największego kataklizmu – Wielkiego Wybuchu – „wykluło” się to co dzisiaj nazywamy kosmosem. Obserwatoria grawitacyjne (np. takie jak LIGO) otworzą oczy na inne wielkie katastrofy, i to nie tylko te które będą, ale także te które były. Już prawie słychać zgrzyt przekręcanego klucza w drzwiach. Już za chwilę się otworzą. Najpierw przez wąską szparę, a później coraz wyraźniej i coraz śmielej będziemy obserwowali wszechświat przez nieznane dotychczas okulary. Ocenia się, że to co widzą „zwykłe” teleskopy (tzw. materia świecąca) to mniej niż 10% całej masy Wszechświata. A gdzie pozostałe 90% ? Na to pytanie nie znaleziono dotychczas odpowiedzi. Tzw. ciemna materia powinna być wszędzie, a nie widać jej nigdzie. Przypisuje się jej niezwykłe właściwości, łączy się ją z nie mniej tajemniczą ciemną energią. Czy LIGO, pomoże w rozwiązaniu tej intrygującej zagadki? Czy będzie pierwszym teleskopem, przez który będzie widać ciemną materię? Jeżeli obserwatoria grawitacyjne będą w stanie „zobaczyć” obiekty, które można obserwować także w świetle widzialnym (np. wybuch supernowej), a nie będą widziały ani grama ciemnej materii, to zagadka staje się jeszcze bardziej tajemnicza. Bo albo ta materia nie podlega prawom grawitacji, albo nie ma żadnej ciemnej materii. Konsekwencje obydwu tych scenariuszy są trudne do przewidzenia. Czy teraz rozumiecie dlaczego odkrycie fal grawitacyjnych jest tak ważne? 

9 komentarzy do (wszech)Świat się marszczy !!!

Burza światła

Podobno dzisiaj i jutro widoczna na polskim niebie ma być zorza polarna. O ile nie będzie chmur. 156 lat temu miała miejsce największa opisana burza geomagentyczna. Gdyby zdarzyła się dzisiaj, zamilkłyby telefony, radia i stacje telewizyjne. Najpewniej uszkodzona zostałaby także infrastruktura energetyczna.

Dzisiaj, a może nawet jutro widoczna ma być na polskim niebie zorza polarna. O ile nie będzie chmur.  156 lat temu miała miejsce największa opisana burza geomagentyczna. Gdyby zdarzyła się dzisiaj, zamilkłyby telefony, radia i stacje telewizyjne. Najpewniej uszkodzona zostałaby także infrastruktura energetyczna.

>>> Więcej naukowych ciekawostek na FB.com/NaukaToLubie

Dokładnie 1 września 1859 roku na Słońcu zdarzył się potężny wybuch. Materia słoneczna została wyrzucona w przestrzeń z prędkością dochodzącą nawet do 900 km na sekundę. Wybuchy na Słońcu to nic niezwykłego, ale ten był wyjątkowo silny. Co ciekawe nasza dzienna gwiazda wcale nie była wtedy w fazie swojej największej aktywności.

Tymczasem na Ziemi…     

… rozpętała się burza światła. Dzień po wybuchu na Słońcu, wyrzucona z jego powierzchni materia dotarła do Ziemi. Naładowane elektrycznie cząstki, w zderzeniu z naszą atmosferą, a właściwie hamowane przez ziemskie pole magnetyczne były źródłem jednej z największych, kiedykolwiek rejestrowanych zórz polarnych. W 1859 roku nie było telefonów komórkowych, telewizorów ani odbiorników radiowych. Gdyby były, na pewno by zamilkły. Straty byłyby ogromne. Do listy strat trzeba doliczyć stacje transformatorowe i całą flotyllę satelitów. Nie tylko tych naukowych, ale także komercyjnych. Szacuje się, że dzisiaj straty spowodowane burzą porównywalnej wielkości wyniosłyby około 2 trylionów dolarów. Trylion to miliard miliardów. Wtedy, w połowie XIX wieku, zaburzona została jedynie raczkująca wtedy łączność telegraficzna. Pierwszy telegraf elektryczny zbudowano 22 lata wcześniej, w 1837 roku. Dzisiaj burza sparaliżowałaby życie. Trudno je sobie wyobrazić bez elektronicznej komunikacji, prądu czy choćby GPS’a. Wtedy, w zasadzie nikomu nie utrudniła życia. Mocno je za to urozmaiciła.

Zorze na Kubie

Na wysokości od 100 do 400 km nad naszymi głowami naładowane elektrycznie cząstki pochodzące ze Słońca (elektrony i protony), są przechwytywane przez ziemskie pole magnetyczne. Zaczynają się poruszać wzdłuż jego linii. Te zagęszczają się w okolicach biegunów i tam cząstki wiatru słonecznego zderzają się z atomami rozrzedzonej atmosfery. Atom w który uderzają traci część swoich elektronów (zjawisko jonizacji). Gdy „złapie” je z powrotem, energię którą otrzymał od protonu czy elektronu ze Słońca, wypromieniowuje w postaci światła. To światło, to zorza polarna. Luminescencję rozrzedzonych gazów zaobserwowano także wokół biegunów innych planet, m.in. Jowisza, Saturna, Urana, Neptuna, a nawet Marsa.

Zorze występują zwykle w okolicach biegunów. 150 lat temu, w wyniku rekordowej ilości naładowanych cząstek, zjawisko było widoczne jednak w całej Ameryce Północnej, a nawet na Kubie. Zorze były tak intensywne i jasne, że ludzie wstawali w środku nocy myśląc, że już świta. Ich zdziwienie, a może przerażenie, musiało być całkiem spore gdy zamiast wschodu Słońca na niebie pojawiły się piękne, kolorowo pulsujące niby-płomienie.

To może się zdarzyć jutro

Na dużych szerokościach geograficznych zorze polarne – nazywane czasami światłami północy – mają kolor biały, żółty i zielony, na niższych, charakteryzują je kolory ciemniejsze: czerwone, niebieskie, a nawet fioletowe. Zorze polarne w Polsce zdarzają się rzadko i tylko w okresie najwyższej aktywności Słońca. Co około 11 lat nasza dzienna gwiazda przeżywa burzliwe chwile. Kolejne maksimum było rejestrowane w latach 2012-2013. Nie powinniśmy być tego jednak całkowicie pewni. Nasza gwiazda jest nieprzewidywalna. Gdy coś stanie się na jej powierzchni, mamy kilkadziesiąt godzin czasu na przygotowanie się na niesamowite zjawisko. A gdyby eksplozja na Słońcu była duża, lepiej wyłączyć wszystkie urządzenia elektroniczne i … zaopatrzyć się w świeczki. Prądu może nie być przez kilka dni.

>>> Więcej naukowych ciekawostek na FB.com/NaukaToLubie

5 komentarzy do Burza światła

W kosmosie woda jest wszędzie!

Jest na planetach, księżycach, kometach a nawet… w mgławicach. Dość powszechnie panująca opinia o tym, że woda jest obecna tylko na Ziemi, jest kompletnie błędna. Wody w kosmosie jest bardzo dużo. Ale to wcale nie musi znaczyć, że wszędzie tam jest życie.

Dość powszechnie panująca opinia o tym, że woda jest obecna tylko na Ziemi, jest kompletnie błędna. Choć w kolejnym odcinku „Megaodkryć” na National Geographic Channel będzie mowa o „Wodnej apokalipsie” to okazuje się, że ta wspomniana apokalipsa to nasz ziemski problem.

>> Polub FB.com/NaukaToLubie i pomóż mi tworzyć stronę pełną nauki. 

Woda płynna jest na przynajmniej kilku obiektach Układu Słonecznego. Kilka tygodni temu odkryto ją także na powierzchni Marsa. Co zaskakuje, obłoki pary wodnej „wiszą” także w przestrzeni kosmicznej. Kilka lat temu odkryto taki wokół kwazaru PG 0052+251. Póki co, to największy ze wszystkich znanych rezerwuarów wody w kosmosie. Dokładne obliczenia wskazują, że gdyby całą tę parę wodną skroplić, byłoby jej 140 bilionów (tysięcy miliardów) razy więcej niż wody we wszystkich ziemskich oceanach. Masa odkrytego wśród gwiazd „zbiornika wody” wynosi 100 tysięcy razy więcej niż masa Słońca. To kolejny dowód, że woda jest wszechobecna we wszechświecie.

Do wyboru: lód, woda i para

Naukowców nie dziwi sam fakt znalezienia wody, ale jej ilość. Cząsteczka wody (dwa atomy wodoru i jeden atom tlenu) jest stosunkowo prosta i występuje we wszechświecie powszechnie. Bardzo często łączy się ją z obecnością życia. Faktem jest, że życie, jakie znamy, jest uzależnione od obecności wody. Ale sam fakt istnienia gdzieś wody nie oznacza istnienia tam życia. Po to, by życie zakwitło, musi być spełnionych wiele różnych warunków. Woda wokół wspomnianego kwazaru jest w stanie gazowym, a woda niezbędna do życia musi być w stanie ciekłym. Nawet jednak ciekła woda to nie gwarancja sukcesu (w poszukiwaniu życia), a jedynie wskazówka.

Takich miejsc, którym badacze się przyglądają, jest dzisiaj w Układzie Słonecznym przynajmniej kilka. Woda może tu występować – tak jak na Ziemi – w trzech postaciach: gazowej, ciekłej i stałej. I właściwie we wszystkich trzech wszędzie jej pełno. Cząsteczki pary wodnej badacze odnajdują w atmosferach przynajmniej trzech planet Układu Słonecznego. Także w przestrzeni międzygwiezdnej. Woda w stanie ciekłym występuje na pewno na Ziemi. Czasami na Marsie, najprawdopodobniej na księżycach Jowisza, ale także – jak wykazały ostatnie badania – na księżycach Saturna. A na jednym z nich – Enceladusie – z całą pewnością. Gdy kilka lat temu amerykańska sonda kosmiczna Cassini-Huygens przelatywała blisko tego księżyca, zrobiła serię zdjęć, na których było wyraźnie widać buchające na wysokość kilku kilometrów gejzery. Zdjęcia tego zjawiska były tak dokładne, że badacze z NASA zauważyli w buchających w przestrzeń pióropuszach nie tylko strugi wody, ale także kłęby pary i… kawałki lodu. Skąd lód? Wydaje się, że powierzchnia Enceladusa, tak samo zresztą jak jowiszowego księżyca Europy, pokryta jest bardzo grubą (czasami na kilka kilometrów) warstwą lodu. Tam nie ma lądów czy wysp. Tam jest tylko zamarznięty ocean. Cały glob pokryty jest wodą.

061215_europa_02

Powierzchnia jowiszowego księżyca Europa

Nie tylko u nas

Skoro cała powierzchnia księżyców Jowisza i Saturna pokryta jest bardzo grubym lodem, skąd energia gejzerów? Skąd płynna woda pod lodem? Niektóre globy żyją, są aktywne. Ich wnętrze jest potężnym reaktorem, potężnym źródłem ciepła. Tak właśnie jest w przypadku zarówno Europy, jak i Enceladusa. Swoją drogą ciekawe, co musi się dziać pod kilkukilometrowym lodem, skoro woda, która wydrążyła sobie w nim lukę, wystrzeliwuje na wiele kilometrów w przestrzeń?

Może nie morza, jeziora czy chociażby bajora, ale lekka rosa – wodę znajduje się także na powierzchni naszego Księżyca. Zaskakujące odkrycie to dzieło indyjskiej sondy Chandrayaan-1, potwierdzone przez dwie amerykańskie misje (Deep Impact i Cassini).

Niejedna praca naukowa powstała też na temat wody na Czerwonej Planecie. Wiadomo, że jest na marsjańskich biegunach. Nie brakuje jednak danych, że woda, nawet w stanie ciekłym, pojawia się czasowo w różnych innych miejscach planety. Wyraźnie ją widać na zboczach kraterów, o ile padają na nie promienie letniego Słońca.

Z badań amerykańskiej sondy Messenger, która od 2004 roku badała Merkurego, wynika, że woda jest także w atmosferze pierwszej od Słońca gorącej planety. Co z innymi planetami spoza Układu Słonecznego? Na nich też pewnie jest mnóstwo wody. Tylko jeszcze o tym nie wiemy. Chociaż… Pierwszą egzoplanetą, na której najprawdopodobniej jest woda jest HD 189733b, która znajduje się 63 lata świetlne od nas. Ta planeta to tzw. gazowy gigant. Ogromna kula gorących i gęstych gazów z płynnym wnętrzem. Gdzie tutaj miałaby być woda? Wszędzie – twierdzą badacze. Dzięki aparaturze wybudowanej w California Institute of Technology, USA udało się odkryć, że mająca prawie 1000 st. C atmosfera zawiera duże ilości pary wodnej.

>> Polub FB.com/NaukaToLubie i pomóż mi tworzyć stronę pełną nauki. 

Czy któreś z tych kosmicznych źródeł wody będzie nas w stanie uchronić przez niedostatkiem pitnej wody na Ziemi? Tego jeszcze nie wiemy, choć problem braku podstawowej do życia substancji wydaje się być coraz bardziej palący. Przekonują o tym hollywoodzka gwiazda – Angela Basset – i jej goście – światowej sławy naukowcy, którzy próbują odpowiedzieć na pytanie czy czeka nas „Wodna Apokalipsa” w ostatnim już odcinku niezwykłej serii „Megaodkrycia” na National Geographic Channel. Jeśli chcecie wiedzieć, gdzie najtęższe umysły naukowe szukają teraz źródeł H2O, oglądajcie „Wodną Apokalipsę” – już w niedzielę, 13 grudnia, o 22.00 na National Geographic Channel.

 

 

Brak komentarzy do W kosmosie woda jest wszędzie!

Nowe zdjęcia Plutona!!!! Niesamowite.

Co tam się dzieje?!? Z najnowszych zdjęć powierzchni Plutona wynika, że ta planeta jest niezwykle zróżnicowana. Są góry, ogromne kratery i lodowe pustynie!

Co tam się dzieje?!? Z najnowszych zdjęć powierzchni Plutona wynika, że ta planeta jest niezwykle zróżnicowana. Są góry, ogromne kratery i lodowe pustynie!

>> Polub FB.com/NaukaToLubie. Pomóż mi tworzyć miejsce w którym komentuję i popularyzuję naukę.

To moje ulubione zdjęcie. Wygląda tak jak gdyby lodowiec „wylewał się” na pustynię. 2-newhorizonsr

Nadesłane obrazy zrobiła sonda New Horizons. Fotografowała powierzchnię Plutona z odległości dwunastu tysięcy kilometrów. Nigdy wcześniej nie udało się zrobić tak dokładnych zdjęć powierzchni planety karłowatej. Co na niej można zobaczyć? Góry, lodowe pustynie i kratery o średnicy wielu kilometrów.

vVpYaZs

Choć zdjęcia zostały zrobione kilka miesięcy temu, dopiero teraz znalazły się na Ziemi. Fotografie musiały „czekać w kolejce” na przesłanie. Szybkość transmisji pomiędzy New Horizons a Ziemią jest bardzo wolna. Pluton znajduje się średnio 40 razy dalej od Słońca niż Ziemia, a to oznacza, że światło (a więc i fala radiowa) potrzebuje kilku godziny by dotrzeć do Ziemi.

>> Polub FB.com/NaukaToLubie. Pomóż mi tworzyć miejsce w którym komentuję i popularyzuję naukę.

nh-craters-mountains-glaciers

Wszystkie zdjęcia należą do NASA.

 

 

5 komentarzy do Nowe zdjęcia Plutona!!!! Niesamowite.

100 lat abstrakcji

Czas jest względny, a masa zakrzywia czasoprzestrzeń. To jedno zdanie jednych przyprawia o ból głowy, dla innych jest źródłem nieograniczonej fascynacji. Fascynacji, która trwa dokładnie 100 lat.

>>> Polub FB.com/NaukaToLubie to miejsce w którym komentuję i popularyzuję naukę.

Pióra i ołówki na teorii grawitacji połamało już wielu badaczy. To co wiemy, to prosty wzór, którego dzieci uczą się w szkole. Że siła grawitacji zależy od masy obiektów, które są jej źródłami (im obiekt cięższy, tym większa siła), oraz że słabnie wraz z zwiększającą się odległością pomiędzy tymi obiektami. Dzięki tej prostej zależności, udaje się doskonale przewidywać ruchy planet, satelitów, także zachowanie sporej części gwiazd w galaktyce. Sporej, ale nie wszystkich.

Tymi, których wytłumaczyć się nie da są np. kolizje gwiazd neutronowych, pulsary, czarne dziury czy wybuchy supernowych. Grawitacji nie sposób także „dopasować” do wielkiego wybuchu. A skoro od niego swój początek wziął czas i przestrzeń, nasze braki w rozumieniu grawitacji stają się kłopotliwe.

Dokładnie 100 lat temu Albert Einstein ogłosił (a konkretnie odczytał) Ogólną Teorię Względności. Jej manuskrypt (ma 46 stron) można dzisiaj zobaczyć w Bibliotece Narodowej Izraela. Dla postronnego obserwatora, niespecjalisty , notatki Einsteina mogą sprawiać wrażenie niewyraźnych bazgrołów zrobionych na pożółkłych kartkach. Są napisane bardzo drobnym maczkiem, często poprawiane, miejscami podkreślone, w innych miejscach przekreślone. Sporo w nich matematycznych wzorów. Niesamowite, jak wiele w fizyce czy w ogóle w postrzeganiu świata (wszechświata) zmieniło to, co 100 lat temu zostało zaprezentowane światu.

Ogólna Teoria Względności została ogłoszona w 1915 roku, gdy Albert Einstein przebywał w Niemczech. Już wtedy Einstein był znanym człowiekiem, a jego prace – choć przez bardzo nielicznych rozumiane – były w pewnym sensie kultowe. Stworzenie OTW nie było olśnieniem, jak wielu innych teorii fizycznych. Einstein pracował nad nią 9 lat. Czasami błądził, czasami się mylił. To była żmudna praca. OTW jest – jak sama nazwa wskazuje – uogólnieniem Szczególnej Teorii Względności Einsteina. Choć teoria Ogólna i Szczególna są dwoma najbardziej znanymi jego pracami, Einstein największe naukowe zaszczyty (Nagrodę Nobla) odebrał za prace nad zupełnie innym problem (konkretnie nad efektem fotoelektrycznym).

Ogólna Teoria Względności (OTW) jest w zasadzie teorią opisującą najbardziej namacalne dla nas oddziaływanie – grawitację. Z nią wiążą się takie wielkości jak masa, przestrzeń i czas. OTW jest bardzo skomplikowana. Nie sposób jej zrozumieć bez ogromnej wiedzy czysto matematycznej. Wynika z niej, że każda masa jest źródłem zakrzywienia otaczającej ją przestrzeni. Czym większa masa, tym większa siła grawitacji, czyli większe zakrzywienie przestrzeni. Jak to rozumieć? Gdy dwie osoby trzymają za rogi obrus jego powierzchnia jest płaska. Ale gdy na sam środek obrusu wrzucimy piłkę, obrus w miejscu w którym się ona znajduje lekko się „naciągnie” czy inaczej „zakrzywi”. Czym większa piłka, tym większe zakrzywienie. Gdy położymy na skraju obrusu mniejsza piłeczka, stoczy się do tego zakrzywienia, tak jak przyciągana grawitacyjnie asteroida „stoczy” się w kierunku Słońca. Tyle tylko, że obrus ma dwa wymiary, a przestrzeń wokół nas ma ich trzy. Ta nieintuicyjność (nie mylić z nielogicznością) to jeden z powodów dla których dwie teorie względności tak trudno zrozumieć. Drugim jest bardzo zaawansowana matematyka, której Einstein musiał użyć do rozwiązania swoich równań.

Gdy Einstein referował swoje pomysły na względność, był znany z zupełnie innych badań teoretycznych. Słuchano go więc z zaciekawianiem. Ale to zaciekawienie wynikało z szacunku do znanego fizyka a nie ze zrozumienia tego o czym mówił. W pewnym sensie tak jest do dzisiaj. Albert Einstein jest postacią kultową. Ale nie dlatego, że tak wielu ludzi rozumie Szczególną czy Ogólną Teorię Względności.  Tak naprawdę zaledwie garstka fizyków wie o co w niej chodzi. Nieco większa grupa rozumie co wynika z teorii Einsteina. Całkiem sporo fizyków na codzień wykorzystuje w swojej pracy naukowej zjawiska, które udało się dzięki teoriom Einsteina zrozumieć. Jednym z takich zjawisk są soczewki grawitacyjne. W zakrzywionej przestrzeni światło nie porusza się po liniach prostych, tylko krzywych. To dlatego światło dalekich galaktyk biegnące w okolicach dużych mas (czarnych dziur czy innych galaktyk) jest zakrzywione, tak samo jak światło przechodzące przez szklane soczewki. Dla astrofizyków i astronomów soczewki grawitacyjne to coś w rodzaju naturalnego teleskopu dzięki któremu mogą obserwować obiekty i zjawiska których inaczej nie udałoby się zaobserwować. Zakrzywiane światło to jednak dopiero początek wchodzenia w świat abstrakcji. Z równań Einsteina wynika także, że czas jest pojęciem względnym, że nie płynie dla nas wszystkich tak samo. Jego bieg jest zależny bowiem od siły grawitacji i od prędkości z jakim porusza się ciało. To z kolei wykorzystuje się w systemach globalnej lokalizacji (np. GPS).

Einstein był teoretykiem. Nie sprawdzał eksperymentalnie tego co wyliczył na drodze matematyki. Zresztą wtedy kiedy dokonywał swoich odkryć, nie było możliwości sprawdzenia ich poprawności. Urządzenia pomiarowe nie były dość czułe, a człowiek jeszcze nie latał w kosmos. To właśnie w przestrzeni pozaziemskiej wielokrotnie testowano wyliczenia Alberta Einsteina. Wszystkie dokładnie się zgadzają. No może za wyjątkiem jednej. Przewidywanych w Teorii Względności fal grawitacyjnych. Ale o nich napiszę innym razem 🙂 Tak samo jak o największej naukowej pomyłce Einsteina.

>>> Zapraszam na profil FB.com/NaukaToLubie (kliknij TUTAJ). To miejsce w którym staram się na bieżąco informować o nowościach i ciekawostkach ze świata nauki i technologii.

Brak komentarzy do 100 lat abstrakcji

Myśląca maszyna

Na samą myśl o tym, że komputer mógłby myśleć, myślącemu człowiekowi włosy stają dęba. A może wystarczy nauczyć maszynę korzystania z naszych myśli?

Myślenie maszyn to temat, który wywołuje sporo emocji. Czy zbudujemy kiedykolwiek sztuczny mózg? Czy maszyny (komputery, programy) mają świadomość? A może w przyszłości nas zastąpią? Cóż, zastępują już dzisiaj. I dobrze, że zastępują, w końcu po to je budujemy. Czy myślą? Nie da się odpowiedzieć na to pytanie, zanim nie sprecyzujemy dokładnie co to znaczy „myśleć”. Jeżeli oznacza „podejmować decyzje”, to tak, komputery potrafią to robić. Potrafią też się uczyć i wyciągać wnioski z przeszłości. Nie potrafią robić rzeczy abstrakcyjnych. I przede wszystkim nie mają poczucia osobowości, nie mają poczucia swojej odrębności i swoich własnych celów. Owszem maszyny robią wiele rzeczy celowych, ale realizują nie swoje cele, tylko cele konstruktora czy programisty.

Deep brain stimulator.

(credit:  Asylum Entertainment)

Deep brain stimulator.

(credit: Asylum Entertainment)

Łowienie sygnałów

Samoświadomość czy kreatywność wydają się być barierą, która jeszcze długo nie zostanie złamana. To czy powinna być złamana, to zupełnie inny temat. Ale być może nie ma potrzeby na siłę nadawać maszynom cech ludzkich mózgów, może wystarczy w jakiś sposób je z naszymi mózgami zintegrować? Różnice pomiędzy tym, jak działa nasz mózg i „mózg” maszyny są spore. Może warto się zastanowić nad tym, czy maszyna nie mogłaby w pewnym sensie skorzystać z tego co MY mamy w głowie. Ten sam problem można postawić inaczej. Czy nasz mózg jest w stanie dogadać się bezpośrednio z maszyną? Czy jest bezpośrednio w stanie przekazywać jej informacje albo nią sterować?

Słowo „bezpośrednio” ma tutaj kluczowe znaczenie. Nasze mózgi dogadują się z komputerem, ale pomiędzy umysłem a procesorem w maszynie jest cała masa stopni pośrednich. Np. palce piszącego na klawiaturze, sama klawiatura. W końcu język, w którym piszemy komendy (albo tekst). Te stopnie pośrednie powodują, że czas pomiędzy myślą, która zakwita nam w mózgu a jej „materializacją” bywa długi. Każdy stopień pośredni jest potencjalnym miejscem pojawienia się błędu. W końcu ile razy wpisywana przez klawiaturę komenda czy tekst zawierał literówki? Jest jeszcze coś. Nie każdy fizycznie jest w stanie obsługiwać komputer czy jakiekolwiek inne urządzenie elektroniczne. Zwłaszcza dla takich ludzi stworzono interfejs mózg – komputer (IBC). Urządzenie, które pozwala „zsynchronizować” mózg z komputerem, pozwalające wydawać komendy urządzeniom elektronicznym za pomocą fal mózgowych. Dzisiaj z IBC korzystają nie tylko niepełnosprawni, ale także gracze komputerowi. W przyszłości być może będzie to standardowy sposób obsługi elektroniki.

Jak to działa? Komórki nerwowe w mózgu człowieka porozumiewają się pomiędzy sobą poprzez przesyłanie impulsów elektrycznych. Te można z zewnątrz, czyli z powierzchni czaszki, rejestrować. W ostatnich latach nauczyliśmy się je także interpretować. To istne szukanie igły w stogu siana. Mózg każdej sekundy przetwarza miliony różnych informacji, przesyła miliony impulsów do mięśni rozlokowanych w całym ciele. Każdy taki sygnał pozostawia „ślad”, który można podsłuchać.

Neural net firing reversed.

(credit:  Asylum Entertainment)

Neural net firing reversed.

(credit: Asylum Entertainment)

Czujnik w okularach

Nie powiem, że potrafimy podsłuchać wszystko. To byłaby nieprawda. Mówiąc szczerze, jesteśmy dopiero na samym początku drogi. W przypadku IBC bardzo pomocna jest  świadomość użytkownika (pacjenta?) korzystającego z interfejsu. Człowiek ma bowiem zdolności do takiego aktywizowania mózgu, by sygnały z tym związane, można było wyraźniej „usłyszeć” na powierzchni czaszki. Dzięki temu, osoby sparaliżowane, myślami są w stanie poruszać mechanicznymi nogami (czyli tzw. egzoszkieletem) albo wózkiem inwalidzkim. W ten sam sposób człowiek ze sprawnie działającym mózgiem jest w stanie komunikować się z otoczeniem chociażby poprzez pisanie na ekranie, nawet gdy jest całkowicie sparaliżowany. Myśli o literach, a te wyświetlają się na odpowiednim urządzeniu.  W podobny sposób, w przyszłości być może będzie wyglądało sterowanie telefonem komórkowym czy jakimkolwiek innym urządzeniem. Pewną trudnością jest to, że – przynajmniej dzisiaj – po to, by wspomniane impulsy można było zarejestrować, do skóry głowy muszą być przyłożone elektrody. Albo korzystający z interfejsu człowiek musi mieć ubrany specjalny czepek z czujnikami. Ale w przyszłości być może wystarczą czujniki w okularach? Okularach, w których zainstalowana będzie kamera, a na szkłach wyświetlane będą dodatkowe informacje. Takie okulary już są i nazywają się GoogleGlass.

Złożony i skomplikowany

Interfejs mózg – komputer odbiera sygnały z powierzchni skóry, rejestruje je i interpretuje. Czy możliwe jest przesyłanie informacji w odwrotną stronę, czyli z jakiegoś urządzenia do mózgu? Na razie tego nie potrafimy, ale nie mam wątpliwości, że będziemy próbowali się tego nauczyć (znów, czy powinniśmy to robić, to zupełnie inny temat). To znacznie bardziej skomplikowane niż sczytywanie potencjałów elektrycznych z powierzchni czaszki. W którymś momencie tę barierę może przekroczymy i wtedy będziemy mieli dostęp do nieograniczonej ilości informacji nie poprzez urządzenia dodatkowe takie jak komputery, tablety czy smartfony. Wtedy do tych informacji będzie miał dostęp bezpośrednio nasz mózg. Na to jednak zbyt szybko się nie zanosi. Nie z powodu samej elektroniki, raczej z powodu naszego mózgu. Panuje dość powszechna zgoda, że to najbardziej skomplikowany i złożony system jaki znamy. Nie tylko na Ziemi, ale w ogóle. Choć od lat na badania mózgu przeznacza się ogromne kwoty pieniędzy, choć w ostatnich latach poczyniliśmy ogromne postępy, wciąż niewiele wiemy o CZYMŚ co waży pomiędzy 1,2 a 1,4 kg

>>> Zapraszam na profil FB.com/NaukaToLubie (kliknij TUTAJ). To miejsce w którym staram się na bieżąco informować o nowościach i ciekawostkach ze świata nauki i technologii.

Brak komentarzy do Myśląca maszyna

Type on the field below and hit Enter/Return to search