Z tyłu liceum, z przodu muzeum. Czy Kosmos nie oszukuje nas co do swojego prawdziwego wyglądu?
Nauka

Z tyłu liceum, z przodu muzeum. Czy Kosmos nie oszukuje nas co do swojego prawdziwego wyglądu?

przeczytasz w 12 min.

Śpiesz się powoli z wnioskami. Tak muszą myśleć wszyscy astronomowie, których zawód polega na obserwacjach ciał niebieskich i odległego kosmosu. W tej nauce bowiem zasada „pierwsze wrażenie jest najważniejsze” rzadko kiedy sprawdza się w stu procentach

  • Wnioski płynące z obserwacji astronomicznych nigdy nie są całkowicie pewne. Są jedynie słuszne i poprawne, przy aktualnym stanie naszej wiedzy i uwzględnieniu konkretnych założeń
  • Skończona prędkość światła sprawia, że każdy zakątek Kosmosu widzimy w innej chwili jego egzystencji. Im dalszy obserwowany obiekt tym bardziej sięgamy w jego przeszłość
  • Podawanie odległości w głębokim kosmosie w kilometrach nie ma sensu. Tu trzeba nawiązać do czasu
  • Kolory na obrazach kosmosu mogą być mylące, bo tworzenie naturalnych ujęć w świetle widzialnym nie jest priorytetem obserwacji astronomicznych
  • To co astronomowie widzą nie zawsze jest tym co chcą zobaczyć. Ma to związek z ograniczoną perspektywą obserwacji, niedoskonałościami teorii naukowych i obecnych instrumentów
  • Fizyczna eksploracja kosmosu na miejscu i kompleksowość badań są niezbędne dla rozwoju nauk astronomicznych

Astronomia to jedna z tych dziedzin nauki, w której mamy mocne rozgraniczenie pomiędzy częścią teoretyczną, a obserwacyjną. Szczególnie, gdy mowa o astrofizyce obiektów odległych od Ziemi i Układu Słonecznego. Weryfikacja teorii, albo ich dopasowanie do tego co obserwujemy, jest utrudniona przez ogromne odległości.

ALMA radioteleskopy
Sieć radioteleskopów ALMA na pustyni Atacama w Chile. To największy kompleks tego typu na świecie (fot: ESO)

Nauka taka jaką uprawiamy na Ziemi jest w najlepszym stopniu weryfikowalna. Podobnie jak obraz kosmosu nawet w skali naszego kosmicznego podwórka. Można było w końcu polecieć nawet do tak odległej planety karłowatej jak Pluton. Jednak, gdy dystanse liczone są w latach świetlnych, tysiącach, miliardach tychże lat, stajemy się bezradni.

Astronom może przypuszczać, być przekonanym, że to co obserwuje to obraz kosmosu niczym nie zafałszowany. Jednak pewności, że tak jest na pewno, za każdym razem mieć nie może

Odległości sprawiają, że astronomowie mogą jedynie zakładać, że ich techniki obserwacyjne są nie pozbawione błędów, a teorie uwzględniają wszystkie konieczne elementy, by dobrze opisać rzeczywistość. Właśnie, rzeczywistość. Czyli to co istnieje wokół nas w tej chwili. Czy może miliard lat temu? Albo kiedyś i teraz jednocześnie? Gdy zdamy sobie sprawę, jak wielki wpływ na postrzeganie Wszechświata ma ograniczona prędkość światła, głowa może niektórym od tego rozboleć.

TRAPPIST-1 wizualizacja
Wizualizacje artystyczne bardzo przydają się w astronomii. Choćby po to, by suchą teorię i liczby zamienić w przystępny dla odbiorcy obraz odległego świata. Tutaj wizja układu planetarnego TRAPPIST-1, który znajduje się 40 lat świetlnych od Ziemi (fot: ESO/N. Bartmann/spaceengine.org)

Są ludzie, dla których myśl o nieskończoności jest czymś niewyobrażalnym. Nie mówiąc już o rzadkiej umiejętności wyobrażenia sobie więcej niż trzech wymiarów. Czy jednak tak rzadkiej? Można z tym polemizować, gdy spojrzeć się w daleki kosmos. Zobaczymy obiekty, które mają przestrzenny wymiar, ale też obiekty, które reprezentują inne momenty w historii ewolucji kosmosu.

Nawet w skali Układu Słonecznego jesteśmy spóźnieni z postrzeganiem rzeczywistości

Mówiąc krótko. Im dalszy od obserwatora obiekt, tym dawniej wyemitowane zostało z niego światło. Już w naszym Układzie Słonecznym mamy do czynienia z takim efektem. Powierzchnię Księżyca widzimy taką jaką była mniej więcej sekundę temu. Słońce objawia nam swój obraz z ośmiominutowym opóźnieniem. Mars, zależnie od jego pozycji na orbicie względem Ziemi, widziany jest jako jego obraz sprzed kilku czy prawie 20 minut.

Jeśli coś wydarzyłoby się na Plutonie, to na Ziemi dowiemy się o tym dopiero po średnio 5,5 godziny. I to niezależnie od tego, czy mieliśmy na jego orbicie pojazd, który wykonał zdjęcie i wysłał je nam, czy obserwowano go bezpośrednio z Ziemi. Komunikacja radiowa podlega bowiem podobnym regułom co wizualna.

Centrum Droga Mleczna
Fotografia wykonana w podczerwieniu przez teleskop Spitzera w kierunku centrum Drogi Mlecznej (fot: NASA / JPL-Caltech, Susan Stolovy (SSC/Caltech) et al.)

Sięgając wzrokiem dalej, sprawy stają się jeszcze bardziej fascynujące. Gwiazdy, które widzimy gołym okiem na niebie nocą, wysłały obserwowane przez nas światło kilka, kilkanaście, kilkaset czy nawet kilka tysięcy lat temu. Każda w innym momencie, chyba że są to skupiska takie jak gromady kuliste. Wtedy grupa gwiazd reprezentuje w miarę podobny fragment historii naszej lub innych galaktyk. Centrum Galaktyki odległe jest od Ziemi o około 30 tysięcy lat świetlnych, czyli widzimy je takim jak 30 tysięcy lat temu.

Z tego też powodu położenie gwiazd na naszym niebie nie odzwierciedla obecnego stanu, a różne, choć niezbyt odległe w skali kosmicznej, momenty historii Galaktyki. Gdyby więc planować podróż do innych gwiazd, które poruszają się względem siebie, nas samych, jak i względem centrum Drogi Mlecznej, należałoby kierować się nie ku ich pozycji na niebie, a ku miejscu, gdzie znajdą się w momencie zakończenia przez nas podróży. To tak jak ze strzałem do poruszającego się celu.

Im dalej sięgniemy wzrokiem, tym ciekawiej się robi.

Wszechświat widziany jest jako zlepek różnych momentów jego historii

Najbardziej znana jednostka odległości stosowana w astronomii, czyli rok świetlny, ma w swojej nazwie określenie związane z rachubą czasu. Gdyż w pewnym momencie podawanie odległości w samych kilometrach nie ma sensu. Istotniejszy jest wskaźnik, jak dawno wyemitowane zostało światło z danego obiektu. Dla przykładu Wielki Obłok Magellana to pobliska galaktyka satelitarna Drogi Mlecznej, z której światło wyemitowano około 160 tysięcy lat temu.

Oznacza to, że tak dawno wybuchła w nim supernowa oznaczona numerem SN 1987A, którą pod koniec XX wieku elektryzowała społeczność astronomów. Po niej mogły wybuchnąć kolejne, ale o tym jeszcze nie wiemy, bo nie dotarło do nas ich światło.

Gromada
Gromada galaktyk MACS J0717.5+3745 widoczna po prawej stronie zdjęcia. Inne galaktyki, po lewej stronie jak i jasne gwiazdy na "pierwszym planie" znajdują się w jeszcze innych odległościach i reprezentują inny wycinek historii kosmosu (fot: NASA/Hubble)

Z kolei Galaktyka w Andromedzie to obiekt, który widzimy takim jak był 2,5 miliona lat temu. Wielka gromada MACS J0717.5+3745 (zdjęcie powyżej) to piękny układ galaktyk w odległości 5,4 miliarda lat świetlnych. Najdalszy obiekt jaki dostrzegł Hubble, czyli galaktyka GN-z11, wyemitowała światło 13,4 miliardów lat temu. Być może w tejże galaktyce, jakaś cywilizacja obserwuje z kolei początki istnienia Drogi Mlecznej.

Jak widać nie jesteśmy w stanie zobaczyć całego Wszechświata na raz takim, jakim on jest w danej chwili. Widzimy go na różnych płaszczyznach czasowych. Z jednej strony to przeszkoda, z drugiej, gdyby nie ten fenomen mielibyśmy problem z poznaniem historii kosmosu. Oprócz tego trzeba pamiętać o jednej drobnej rzeczy.

Odległość mierzona przez astronomów jest odległością z przeszłości

Wszystkie podane odległości w latach świetlnych byłyby tożsame z odległościami w danym momencie, gdyby tkanka tworząca kosmos była idealnie statyczna. A przecież ten jak wiemy się rozszerza i w praktyce rozmiaru obserwowalnego Wszechświata w latach świetlnych nie można wywnioskować wprost z odległości w latach świetlnych, które są podawane przez astronomów.

Astronomowie analizując obserwacje uwzględniają fakt, że to co widzą wydarzyło się dawno temu. Obserwowane obiekty mogą już nie istnieć, mieć inny wygląd i położenie. My też powinniśmy z tym się pogodzić i po prostu chłonąć piękno kosmosu

Z kolei w mniejszych skalach zachodzą takie zjawiska jak grawitacyjne przyciąganie, które prowadzą czasem do zderzeń galaktyk. Coś takiego zajdzie pomiędzy Drogą Mleczną, a wspomnianą galaktyką w Andromedzie, która stale zbliża się ona do Drogi Mlecznej (wedle ostatnich obserwacji ten proces już zachodzi na poziomie halo galaktycznych).

Galaktyki Myszy łączenie się
Galaktyki tak zwane Myszy, które właśnie się łączą znajdują się w odległości 300 milionów lat świetlnych. Teraz ten układ z pewnością wygląda inaczej (fot: NASA / Hubble)

Oznacza to, że w chwili gdy obserwujemy jej obraz sprzed 2,5 miliona lat, jest ona troszeczkę bliżej nas niż te 2,5 miliona lat świetlnych. Ale tylko troszeczkę.

W pewnym momencie ważna staje się skala w jakiej obserwujemy

W kosmologii, czyli nauce zajmującej się najdawniejszymi momentami w historii kosmosu i jego budową, bardzo ważna jest skala obserwacji. W czasie jak i w przestrzeni. Wyobraźmy sobie mikroba i liść, na którym egzystuje. Tenże liść może być całym jego kosmosem, ale nie jest on odzwierciedleniem faktycznej struktury kosmosu.

Centrum galaktyka M33
Galaktyka Trójkąta czyli obiekt M33 na zdjęciu. Zaraz, zaraz. Cała galaktyka, czy może tylko jej centralna część? Odpowiedź na zdjęciu poniżej (fot: NASA / Hubble)

Z większej odległości widać, że jest to jeden z wielu liście na drzewie, następnie widać, że to drzewo jest częścią lasu, a las jest tylko jednym z wielu na Ziemi. A Ziemia jest jedną z wielu planet. Na których na dodatek liściasta roślinność nie musi być przeważającą formą życia, o ile życie jest tak powszechne jak się tego dziś spodziewamy.

Galaktyka M33
Galaktyka M33. Ciemniejsza wstawka to pokazany na zdjęciu powyżej obraz centralnej cześci galaktyki, który wydawał się pokazywać jej całość. Jednak gdy się oddaliliśmy z kadrem, widać, że M33 jest znacznie większym obiektem. Podobnie jest z całym kosmosem (fot: NASA/Hubble)

I tak, zależnie od tego jak szeroką perspektywę przyjmiemy, Wszechświat może wydawać się nam jednorodny (jak wnętrze galaktyki, gdy obserwować pobliskie gwiazdy), potem znów niejednorodny, gdy każda galaktyka jest oddzielnym skupiskiem gwiazd, i znowu jednorodny, gdy galaktyki te tworzą gromady, i ponownie niejednorodny, gdy gromady tworzą superstruktury. Obecnie zakładamy, że w największej skali Kosmos jest jednorodny, ale wciąż nie mamy co do tego pewności, szczególnie, że zdefiniowanie maksymalnej skali jest problematyczne.

Skala kosmosu
Kosmiczna skala w obrazkach. Najpierw Ziemia, potem układ Słoneczny, najbliższe gwiazdy, Galaktyka, gromada lokalna galaktyk, supergromada w Pannie, skupisko lokalnych supergromad, aż do całego obserwowalnego Wszechświata (fot: Andrew Z. Colvin / CC BY-SA 3.0)

Poczerwienienie, czyli konsekwencja natury światła

Ponieważ Wszechświat się rozszerza, światło docierające od bardzo odległych obiektów jest z zasady bardziej czerwone niż w rzeczywistości. To konsekwencja kilku zjawisk. Kosmologicznego poczerwienienia, wynikającego z rozszerzania się kosmosu, poczerwienienia grawitacyjnego związane z ucieczką światła od dużej masy, a w końcu z efektem Dopplera związanego z wzajemnym oddalaniem się dwóch obiektów w kosmosie.

W mniejszej skali, pojedynczej galaktyki, a nawet gromad galaktyk, które są ze sobą związane grawitacyjnie, poczerwienienie może zmienić się w poniebieszczenie jeśli wybrane obiekty zbliżają się do siebie, zamiast oddalać. O tych wszystkich rzeczach astronomowie oczywiście wiedzą, a czasem wykorzystują je skutecznie do wyciągania interesujących wniosków (obserwacje spektroskopowe).

Kolorystyczny abstrakcjonizm na zdjęciach głębokiego kosmosu i nie tylko

Gdy spojrzymy się w niebo dotyka nas przede wszystkim jego czerń. W przenośni, bo niebo nie jest ani czarne, ani nawet ciemne, choć dla oczu człowieka takim się wydaje. Od razu jednak odróżnimy kilka wyraźnych czerwonych czy mocno niebieskich punktów, które są albo gwiazdami, albo planetami. Bo gwiazdy jak i planety są kolorowe. I dopóki obserwujemy je gołym okiem lub uzbrojonym na przykład w teleskop ta kolorystyka nie podlega dyskusji.

Filary stworzenia
Filary Stworzenia, słynny obszar gwiazdotwórczy w mgławicy Orzeł. Po lewej ujęcie pokazujące różne składniki mgławicy, po prawej w podczerwieni, która pozwala spenetrować pył i zobaczyć gwiazdy leżące za mgławicą (fot: NASA / Hubble)

Jednak wiele obrazów głębokiego kosmosu, to obrazy rejestrowane w konkretnych długościach fal światła, po to by jak najlepiej uchwycić konkretne ich cechy. Takie obrazy często trudno przekształcić na zdjęcia prezentujące naturalną kolorystykę, dlatego możemy być zwiedzeni barwnością zdjęć mgławic i innych rozciągłych obiektów. Nasze oko tak by ich nie postrzegało. A jednak nie można tym obrazom zarzucić fałszerstwa. Co najwyżej niedomówienie.

Kolory na zdjęciach obiektów kosmicznych bywają modyfikowane, podkręcane, tak by zwrócić uwagę na konkretne ich cechy. Czasem to też niedoskonałości interpretacji barw z niewystarczającej liczby danych

Gdyby nasze oczy miały zdolność integrowania światła, skupienia się na konkretnych długościach jego fal i przede wszystkim postrzegałyby całe widmo promieniowania elektromagnetycznego, to kosmos jawiłby się nam takim jakim pokazują go fotografie udostępniane przez astronomów. Byłoby to wspaniałe, choć i trudne do ogarnięcia, bo całkiem inaczej prezentują sie galaktyki w świetle podczerwonym, a całkiem inaczej w ultrafiolecie (w spiralnych widać wtedy wyraźnie rejony gdzie tworzą się gwiazdy). Podobnie jest z gwiazdami.

Trzy twarze Słońca
Spokojne Słońce widziane w białym świetle (po lewej). Obiekt o dynamicznej powierzchni w tak zwanej linii widmowej H alpha związanej z wodorem, najobfitszym pierwiastkiem w naszej gwieździe (środek). Turbulentna struktura w promieniach rentgena i ultrafiolecie (po prawej) (fot: NASA/JPL-Caltech/GSFC/JAXA)

W krzywym zwierciadle grawitacji

Zniekształcenie obrazu odległych galaktyk przez potężną masę, która znalazła się na torze światła biegnącego ku obserwatorowi na Ziemi, czyli w wyniku soczewkowania grawitacyjnego, to zjawisko rzadkie. A zarazem pięknie pokazujące, że nawet światło nie jest w stanie umknąć potędze grawitacji. Tak zniekształcony obraz nazywa się pierścieniem Einsteina. W idealnym przypadku, gdy masa zakrzywiająca tor światła leży idealnie pomiędzy obserwatorem, a źródłem, obraz galaktyki powinien być zdeformowany do kształtu pierścienia.

Tutaj mamy pewne odstępstwo, ale i tak jest to jedno z najlepszych ujęć takiego zjawiska. Na dodatek soczewkowanie grawitacyjne prowadzi do zwiększenia jasności soczewkowanego obiektu, co pozwala na analizę daleki, normalnie niemożliwych do dostrzeżenia galaktyk.

Pierścień Einsteina galaktyka
Obiekt o nazwie GAL-CLUS-022058s, to efekt soczewkowania grawitacyjnego (fot: ESA/Hubble & NASA, S. Jha, Acknowledgement: L. Shatz)

To co widzisz nie zawsze jest tym co chcesz zobaczyć

Jest też czynnik, o którym wiemy, że potrafi zafałszować realny obraz kosmosu, ale którego wyrugowanie z procedur obserwacji jest bardzo trudne. A jego odpowiednie uwzględnienie, bądź zignorowanie, ma z kolei kluczowy wpływ na to jak charakteryzujemy dane obiekty, jakie tworzymy statystyki obserwacji, i jak próbujemy dopasować do nich teorie naukowe.

Galaktyka Sombrero
Galaktyka Sombrero. To galaktyka typu spiralnego, choć na pierwszy rzut oka nie sprawia takiego wrażenia. Widzimy ją bowiem prawie wzdłuż krawędzi

Galaktyka M83 Whirpool
To też galaktyka spiralna, ale widziana niemal prostopadle do płaszczyzny dysku galaktycznego

Mowa tu o kierunku w jakim prowadzimy obserwacje, czy też orientacji obserwowanego obiektu względem Ziemi, albo o założeniach co do spodziewanego wyglądu i kompozycji obiektów na podstawie przyjętej za poprawną teorii. Inaczej mówiąc, astronomowie często widzą tylko cześć realnego obrazu. Nie mają pewności, że słusznie domyślają się reszty, a tego samego stanu rzeczy nie da się wyjaśnić w inny sposób, który to dopiero inny zespół badawczy odkryje.

Pluton z Ziemi i z orbity planety
Po lewej najlepszy obraz Plutona uzyskany przez teleskop Hubble przetworzony przez komputer. Po prawej wynik obserwacji sondy New Horizons (fot: NASA / Hubble / New Horizons)

Można wyobrazić sobie takie sytuacje.

  • galaktyka obserwowana jest wzdłuż krawędzi, co uniemożliwia dostrzeżenie struktur, które widoczne są jedynie przy obserwacjach prowadzonych prostopadle do dysku galaktycznego,
  • emisja promieniowania przez galaktykę, gwiazdę lub czarną dziurę zachodzi tylko w pewnym kącie przestrzennym, jeśli obserwator nie znajduje się w jego stożku, nie zauważy takiej aktywności,
  • układ planetarny nachylony jest tak względem osi obserwacji z Ziemi, że nie jesteśmy w stanie wykryć mikrozaćmień, albo zmierzyć zmian położenia środka masy, co uniemożliwia detekcję układu,
  • obserwujemy tylko jedną stronę księżyca lub planety, nie mając żadnych przesłanek co do wyglądu strony przeciwległej,
  • szacunki co do masy i rozmiaru obiektu bazują na teoretycznych założeniach, które nie są w praktyce zgodne ze stanem faktycznym,
  • zastosowano błędnie skalibrowaną aparaturę, która wcześniej tylko przez zbieg okoliczności, dawała wyniki zgodne z innymi pomiarami,
  • widzimy obiekt przestrzenny, który zależnie od kierunku obserwacji inaczej się prezentuje, a którego modelowanie 3D jest utrudnione ze względu na ogromną odległość.

Dwa przykłady z życia wzięte

Niedawno wspominałem o nadziejach jakie NASA wiąże z asteroidą 16 Psyche. Okazuje się, że założenia co do składu tego obiektu mogą być zbyt optymistyczne i wcale nie musi on być tak obfitym w metale, w tym żelazo. W laboratorium Uniwersytetu w Arizonie, jako kontrpropozycję dla teorii o całkowicie żelaznej asteroidzie, stworzono model model strukturalny, który 16 Psyche traktuje nie jako masywne odsłonięte jądro skalistej planetoidy, ale większy obiekt o bardzo luźnej strukturze przypominającej kupę gruzu (podobnie jak w przypadku asteroidy Bennu).

Okazało się (nie pierwszy raz zresztą w historii astronomii), że różne modele prowadzą do podobnych wyników obserwacyjnych. A więc dopóki sonda z Ziemi nie poleci do 16 Psyche, nie zbada na miejscu asteroidy, nie można odrzucać tezy, że jesteśmy w błędzie co do faktycznej budowy obiektu.

Innym przykładem jest obiekt SS 433 znajdujący się w odległości 20 tysięcy lat świetlnych od Ziemi. Od dawna intryguje on obserwatorów, którzy nie mają do końca pewności, czy jest to gwiazda neutronowa, czy jednak czarna dziura, która pożera swojego masywnego towarzysza. Wyciąga z niego materię w tempie około 30 mas Ziemi w ciągu roku. Szybszym niż jest sama w stanie „skonsumować”, czyli pochłonąć lub zamienić na strumień emitowanej energii.

SS 433
Wizja SS 433 (fot: DESY/Science Communication Lab)

Model, który zakłada czarną dziurę o masie około 10 mas Słońca, uwzględnia istnienie wirującego dysku, na który spada materia, ale także dwóch półsfer wokół niego, gdzie trafia nadmiarowa materia zdmuchnięta z sąsiedniej gwiazdy. Stanowią one blokadę dla promieniowania rentgenowskiego, które jest ważnym wyznacznikiem aktywności czarnej dziury. Tylko to promieniowanie, które jest ukierunkowane w dwóch przeciwległych stożkach, w kierunkach prostopadłych do wspomnianego dysku, może dotrzeć do obserwatora na Ziemi.

Model SS 433
Trzy orientacje dysku i bąbli gorącego gazu względem obserwatora na Ziemi. Tylko w trzecim przypadku jest szansa, by dotarło do nas promieniowanie rentgenowskie (fot: NASA/JPL-Caltech)

Co gorsza, tenże obserwator, którym w tym przypadku jest rentgenowski teleskop kosmiczny NuStar, nie musi obserwować środka wiązki promieniowania, która jest najsilniejsza. Do takich właśnie wniosków doszli niedawno astronomowie, którzy uznają SS 433 za jedno z najsilniejszych źródeł promieniowania rentgenowskiego (tak zwany obiekt ULX, czyli ultrajasne źródło X-ray) na niebie, choć obserwacje temu przeczą (obserwowana jasność rentgenowska jest 1000 razy mniejsza niż wymagana do klasyfikacji jako obiekt ULX).

Im dalej sięgamy w kosmos, tym dokładniej go poznajemy. Rozdzielczość instrumentów, zaawansowanie technik analizy danych, ma tu bardzo duży wpływ

Takie dziedziny nauki, jak eksploracja planet skalistych w Układzie Słonecznym, coraz bardziej zbliżają się do ideału jakim jest prowadzenie badań bezpośrednio na miejscu. Mars jest tego najlepszym przykładem.

Obserwacje wizualne zyskują na coraz większej rozdzielczości i czułości instrumentów, a także możliwości obserwacji przestrzennych czyli w trzech wymiarach. W przypadku Czerwonej Planety od lat umożliwia to nam europejska sonda Mars Express.

Góry Nereidum w 2D
Pasmo górskie Nereidum, widok z góry (fot: ESA / Mars Express)

Góry Nereidum w 3D
Pasmo górskie Nereidum, wizualizacja 3D (fot: ESA / Mars Express)

Jowisz to z kolei już nie tylko wielka planeta z tajemniczą czerwoną plamą, a bogaty świat chmur, które przyjmują niesamowite formy. I w końcu układ Pluton - Charon, który okazał się zaskakująco bogatym podwójnym światem, a nie tylko odległym lodowo-skalistym globem z nieciekawym satelitą.

Jowisz XIX wiek
Pierwsze wyraźne zdjęcie Jowisza wykonane przez teleskop naziemny w 1879 roku

Jowisz południowa strona
Zdjęcie Jowisza wykonane przez sondę Juno w 2017 roku (fot: NASA)

Kiedyś astronomowie trochę bagatelizowali wagę jaką ma rozdzielczość obserwacji. Im lepsze instrumenty stosowali, tym lepsze mogli stawiać tezy i precyzyjniejsze wnioski wyciągać, ale bali się powiedzieć, że czegoś jeszcze nie wiedzą, bo nie umieją tego zaobserwować. Dziś doceniamy wagę technik obserwacyjnych, choćby na przykładzie obserwacji planet pozasłonecznych. Stały się one dla nas widoczne dzięki poprawie rozdzielczości instrumentów i technik przetwarzania obrazu, a nie dlatego, że nagle pojawiły się na orbitach odległych słońc.

Podsumowując. Obraz kosmosu nie jest zafałszowany w dosłownym tego słowa znaczeniu. Jest po prostu taki jakim potrafimy go ujrzeć na miarę naszych ograniczonych możliwości postrzegania rzeczywistości

Z kolei próbki przywożone z Księżyca i innych ciał niebieskich na Ziemię, są dzielone. Część jest analizowana obecnie, cześć zachowywana dla przyszłych pokoleń badaczy. Kiedyś nie będzie to konieczne, ale na razie lepiej tak postępować. 

Im lepsze stworzymy instrumenty pomiarowe, tym bardziej będziemy pewni, czy nasze teorie dotyczące Wszechświata są poprawne, czy jednak wymagają weryfikacji, a nawet zdefiniowania na nowo. Najbliższe dekady przyniosą nam nie tylko postęp w eksploracji bliskiego kosmosu, czyli turystykę kosmiczną, załogowe misje na Księżyc i Marsa, a może nawet i na Wenus.

ELT wizualizacja
Wizualizacja teleskopu ELT, który znajdzie się w obserwatorium ESO w Chile na szczycie Cerro Amazones nieopodal teleskopów VLT. Obserwacje mają ruszyć w 2027 roku (fot: ESO)

To będzie także wspaniały czas dla nowoczesnych superteleskopów. Nie tylko orbitalnych jak JWST, ale też naziemnych konstrukcji ze zwierciadłami o kilkudziesięciometrowej średnicy (efektywnie), których budowa trwa już od dawna. To tak zwany Gigantyczny Teleskop Magellana (CIW), TrzydziestoMetrowy Teleskop czy Ekstremalnie Duży Teleskop (ESO). Niestety jak to przy wszystkich wielkich naukowych projektach, czas oddania instrumentu do użytku wciąż się oddala. Wszystkie planowane superteleskopy mają rozpocząć pracę nie wczesniej niż pod koniec obecnej dekady.

Kompleksowość badań to przyszłość astronomii, a zresztą i całego świata

Już od kilku dekad astronomowie uważają, że przyszłością poznania kosmosu, szczególnie tego dalekiego, są obserwacje kompleksowe. Na przykład, nie możemy koncentrować się jedynie na konkretnych długości fal promieniowania. Należy łączyć wnioski z obserwacji w każdym możliwym paśmie obserwacji. A zarazem nie wolno ograniczać do wąskiego światopoglądu, który narzucać może równie wąska specjalizacja naukowa. Tylko współpraca wielu dziedzin nauki pozwoli na wyciągnięcie najbliższych prawdzie wniosków.

Jowisz gorąca plama
Obserwacje gorącej plamy na powierzchni Jowisza. Po lewej obraz uzyskany z Ziemi za pomocą teleskopu Gemini w świetle podczerwonym. Po prawej, wycinek powierzchni sfotografowany w świetle widzialnym przez sondę Juno z orbity Jowisza. Jak widać, to co jest jasne w jednej długości fal, potrafi być ciemne w innej (fot: NASA)

Rozwój nauki nie zmieni oczywiście faktu, że są miejsca w kosmosie, których naukowcy nie zbadają ani za swojego życia, ani prawdopodobnie za istnienia naszej cywilizacji. Tajemnic Wszechświata raczej nie uda nam się zgłębić w pełni kiedykolwiek. Będziemy jedynie dążyć do stworzenia sobie coraz lepszego jego obrazu. I to też jest dobre, bo praktyka nauczyła nas, że z czasem potrafimy stworzyć sobie bliski rzeczywistości obraz kosmosu, nawet dysponując początkowo szczątkową wiedzą.

Tym co jest niezwykłe w poznaniu Wszechświata, to fakt iż potrafimy, odwołując się do ograniczonego zbioru obserwacji, stworzyć sobie zaskakująco dobry jego obraz. W miarę postępu coraz precyzyjniejszy

Powyższe wnioski dotyczą zresztą nie tylko astronomii, ale i funkcjonowania całego dzisiejszego świata. Choć w tym ostatnim przypadku chodzi nie tylko o naukę jako taką, a o wszechstronną edukację społeczeństw, w której ważne jest podkreślenie znaczenia zmian długoterminowych. Astronomowie doskonale o tym wiedzą. 

Źródło: inf. własna, NASA, ESO, fot wejsciowe: ESO/T. Preibisch

Komentarze

7
Zaloguj się, aby skomentować
avatar
Komentowanie dostępne jest tylko dla zarejestrowanych użytkowników serwisu.
  • avatar
    slawekjas
    2
    no OK, większość jest jasna i logiczna, ALE jeśli centrum naszej galaktyki jest oddalone 30 tys. lat świetlnych od nas i taki jego obraz widzimy, to moje pytanie jest takie: czy jeśli nagle by ono przestało istnieć (powód dowolny), to czy na brak grawitacji z jego strony, która przecież trzyma całą galaktykę w kupie też byśmy czekali 30 tys. lat?
    • avatar
      DariosBiedak
      0
      Przestań pierdolic farmazony i rozpeszedtrzeniax kalatwa. NASA i esa! Nienchcrmybtunprpspagqndybnasa!
      Jak zostanie światowym imperatorem tonrozprwiensienz NASA i innyminkosmicznyki agencjalmibr razy a nzawsse! Pierdole was nasowskie kurwy świnie jebane!!!
      • avatar
        Ahura
        0
        ciekawe, ciekawe