ALEKSANDRA I DANIEL MIZIELIŃSCY

Transkrypt

1 ALEKSANDRA I DANIEL MIZIELIŃSCY tu jesteśmy

2 na okładce: Droga Mleczna, czyli galaktyka, w której znajduje się nasz Układ Słoneczny. DX Cancri Wolf 359 Gwiazda Luytena Procjon A Epsilon Eridani Procjon B Syriusz A Syriusz B Ross 128 Słońce i najbliższe gwiazdy (rysunek nie w skali) DEN

3 Lalande tu jesteśmy Ross Cygni A 61 Cygni B Gwiazda Bernarda Słońce Tau Ceti Alfa Centauri A Proxima Centauri YZ Ceti Alfa Centauri B Luyten 726-8A Luyten 726-8B EZ Aquarii B EZ Aquarii A EZ Aquarii C Ross 154 Lacaille 9352 Epsilon Indi A Epsilon Indi Ba Epsilon Indi Bb Lacaille 1060 Gwiazda Kapteyna SCR B SCR A

4 tu jesteśmy Ziemia, jako maleńka świecąca kropka, została uchwycona przez sondę Cassini w 2006 roku z odległości półtora miliarda kilomertów. Na zdjęciu Słońce znajdowało się dokładnie za Saturnem, podświetlając jego pierścienie.

5

6 Wschód Ziemi nad Księżycem. Rysunek na podstawie zdjęcia zrobionego przez astronautę Williama Andersa. Razem z Frankiem Bormanem i Jimem Lovellem okrążyli Księżyc w 1968 roku w ramach misji Apollo 8.

7 tu jesteśmy

8 Słońce to najbliższa Ziemi gwiazda. Układ Słoneczny to obszar, którego wszystkie ciała niebieskie (planety, księżyce, planety karłowate, planetoidy, komety, meteoryty i pył międzyplanetarny) są związane przez siłę grawitacyją Słońca. Ziarna grochu w odległościach 42 i 59 metrów od piłki. ZRÓB TO SAM PIŁKA PLAŻOWA I ZIARNKO GROCHU A Nasz Układ Słoneczny jest większy i bardziej pusty, niż nam się wydaje. Wcale nie wygląda tak, jak na tym rysunku, ani na żadnym innym obrazku, który mogliście oglądać. Jeśli zmniejszymy Ziemię do wielkości ziarna grochu, nasza kartka musiałaby mieć ponad dwa kilometry, aby ułożyć w odpowiednich odległościach wszystkie osiem planet i jedną planetę karłowatą. A Niech duża, nieco ponad półmetrowa plażowa piłka będzie naszym Słońcem. Przygotujmy się na długi spacer, bo nasz model Układu Słonecznego nie zmieści się w pokoju, ani nawet na podwórku przed domem. Największa planeta, Jowisz, będzie wielkości mandarynki i znajdzie się w odległości ponad 300 metrów. To długość trzech boisk do piłki nożnej. Pluton w postaci maleńkiego ziarenka kaszy będzie krążył ponad dwa kilometry od piłki! Wenus Ziemia Merkury Mars Jowisz Saturn W naszym modelu Merkury to ziarenko kaszy jęczmiennej, które okrąża piłkę w odległości 22 metrów. Ziarno kaszy gryczanej kładziemy 90 metrów od piłki. Mandarynka: 306 metrów od piłki. Duża śliwka może pełnić rolę Saturna. Połóżmy ją 560 metrów od plażowej piłki. 6

9 Oto nasi aktorzy: śliwka (Saturn) mandarynka (Jowisz) orzechy laskowe (Neptun i Uran) ziarna grochu (Ziemia i Wenus) ziarnka kaszy (Mars, Merkury i Pluton) Nasz Układ Słoneczny nie kończy się na Plutonie, ale rozciąga się dużo, dużo dalej. Znane są jeszcze trzy inne planety karłowate krążące dalej niż Pluton. Jeszcze żadna sonda kosmiczne nie przekroczyła granic Układu Słonecznego. Uran Neptun Pluton to planeta karłowata ma za małą masę, aby być zaliczany do planet. Uran i Neptun w postaci orzechów laskowych (Uran odrobinę większy) znajdą się w odległości 1120 i 1700 metrów od piłki. Milimetrowej wielkości ziarenko kaszy może pełnić rolę Plutona (2300 metrów od piłki symbolizującej Słońce). 7

10 LATA ŚWIETLNE JAK DALEKO JEST DO GWIAZD? A Światło przemierza próżnię z prędkością prawie kilometrów na sekundę. Żaden obiekt nie może poruszać się szybciej. Nawet podróżowanie sto razy wolniej jest dla nas dużym problemem. Nikt nie skonstruował jeszcze statku kosmicznego, który osiągnąłby taką prędkość. A Odległości we Wszechświecie są tak ogromne, że mierzy się je nie w metrach albo kilometrach, ale w latach świetlnych. Jasna, dobrze widoczna na niebie gwiazda Syriusz znajduje się dużo ponad 8 lat świetlnych od Ziemi. Oznacza to, że jej światło potrzebuje więcej niż osiem lat, aby do nas dotrzeć. Gdy patrzymy więc na nocne niebo, widzimy Syriusza takim, jakim był ponad osiem lat temu. Podobnie jest ze wszystkimi gwiazdami i galaktykami. Im dalej są od nas, tym głębiej w przeszłość możemy zajrzeć. Światło porusza się w przybliżeniu z prędkością metrów na sekundę czyli ponad kilometrów na godzinę. Prędkość sto razy mniejsza to kilometrów na godzinę. Dokładnie 8,6 lat świetlnych. Syriusz Światło Słońca potrzebuje ośmiu minut, aby dotrzeć na Ziemię. Ziemia Słońce to jedna z wielu miliardów gwiazd w naszej galaktyce zwanej Drogą Mleczną. Sondy kosmiczne Helios 1 i Helios 2 pobiły rekord prędkości, osiągając ponad kilometrów na godzinę. Helios 1 i Helios 2 zostały wystrzelone w przestrzeń kosmiczną w 1974 i 1976 roku w celu badania Słońca. 8

11 Galaktyka Andromedy, podobnie jak Droga Mleczna, jest galaktyką spiralną. Znajduje się 2 i pół miliona lat świetlnych od Ziemi. Gdyby galaktyka Andromedy nagle zniknęła, przez następne 2 i pół miliona lat nic byśmy o tym nie wiedzieli. Proxima Centauri, najbliższa Słońcu gwiazda. Znajduje się ponad 4 lata świetlne od nas. Karzeł Wielkiego Psa, to galaktyka położona najbliżej Drogi Mlecznej. Galaktyka Andromedy jest najbliższą galaktyką spiralną. To nieduża, nieregularna galaktyka położona lat świetlnych od Słońca. George Smoot, astrofizyk i kosmolog Sonda New Horizons najszybciej w historii lotów kosmicznych opuściła ziemską orbitę z prędkością ponad kilometrów na godzinę (zobacz na stronach 82-83). WEHIKUŁ CZASU. PATR ZĄC NA DAL EKIE GALAKTYK I OG LĄDAMY KOSMOS SPR ZED WI ELU MILI ON ÓW LAT. 9

12 Odbiornik jest zawieszony 150 metrów (sześćdziesiąt pięter) nad czaszą teleskopu. Ruchomy odbiornik przechwytuje fale radiowe odbite przez czaszę teleskopu. Wąskim pomostem zawieszonym wysoko ponad czaszą teleskopu możemy dostać się do odbiornika. ARECIBO NAJWIĘKSZY RADIOTELESKOP A Jak duży jest największy radioteleskop świata? W ogromnym talerzu Obserwatorium Arecibo zmieściłoby się dwadzieścia stojących rzędem tirów. A Od 1963 roku, kiedy ukończono budowę teleskopu, dokonano tu wielu przełomowych obserwacji. Pierwsze planety poza naszym Układem Słonecznym zostały odkryte właśnie tutaj przez polskiego astronoma Aleksandra Wolszczana. A Oprócz badania gwiazd, planet, komet i Księżyca, naukowcy prowadzą obserwacje atmosfery ziemskiej i pozyskują dane do projektu SETI. Istnieją radioteleskopy, które odbierają sygnały za pomocą wielu mniejszych talerzy rozmieszczonych na dużej przestrzeni, ale to w Arecibo mieści się największa pojedyncza teleskopowa czasza na świecie. Radioteleskop to teleskop astronomiczny, który do obserwacji odległych ciał niebieskich zamiast promieni świetlnych wykorzystuje emitowane przez gwiazdy fale radiowe.są one odbijane przez czaszę radioteleskopu, a następnie przechwytywane przez odbiornik. Zobacz na stronach

13 ekrany izolujące od fal radiowych z powierzchni ziemi Trzy żelbetowe słupy podtrzymują konstrukcję, na której zamocowany jest odbiornik. Czasza teleskopu ma 305 metrów średnicy. ludzie na tarasie widokowym Teleskop wykrywa astreoidy przelatujące blisko Ziemi. 11

14 liczby od 1 do 10 informacje o naszym DNA, czyli o tym, jak jesteśmy zbudowani człowiek liczba liczba mieszkańców na Ziemi w 1974 roku średni wzrost człowieka Ziemia HALO, TU ZIEMIANIE KOSMICZNE RADIO A Jak porozmawiać z mieszkańcami innych planet? Oczywiście nie mówią oni ani po polsku, ani po angielsku, ani w żadnym znanym nam języku. A To było trudne zadanie stworzenie wiadomości, którą można odczytać, nie wiedząc nic o ziemskiej cywilizacji. Najbardziej uniwersalnym językiem, jaki znamy, jest matematyka, a najprostszym (co nie znaczy najłatwiejszym) sposobem zapisu kod binarny. To język komputerów, który wykorzystuje tylko dwa znaki: 0 i 1. Za ich pomocą możemy przekazać dowolną informację. Ogromny teleskop Arecibo wysłał w przestrzeń sygnał radiowy z zakodowaną wiadomością, która po prawidłowym odczytaniu ukazuje obrazek widoczny po lewej stronie. A A jeśli ty mógłbyś zdecydować, o czym opowiedzieć mieszkańcom innych planet? Wiadomość z Ziemi składa się właśnie ze zdjęć, tekstów i rysunków zgłoszonych i wybranych przez kilka milionów internautów. Piękne zachody słońca, sławni piosenkarze i politycy, ulubiony deser, czy widok z okna 501 najciekawszych pomysłów pomknęło w kierunku podobnej do Ziemi planety Gliese 581 c. Słońce teleskop Arecibo Wiadomość Arecibo została wysłana w 1974 roku. 12

15 radioteleskop RT-70 w Eupatorii na Ukrainie gwiazda Gliese lat świetlnych od Ziemi Wiadomość z Ziemi została wysłana w 2008 roku. Gliese 581 c planeta podobna do Ziemi. Prawdopodobnie istnieje tam woda w stanie ciekłym, a więc mogło rozwinąć się życie. Teleskop wysłał sygnał radiowy z zakodowaną wiadomością, która pomknęła w przestrzeń z prędkością światła (prawie kilometrów na sekundę). Wiadomość dotrze do celu w 2029 roku. Gdyby znalazł się tam ktoś, kto chciałby z nami porozmawiać, na odpowiedź musielibyśmy czekać kolejne 20 lat. To byłaby naprawdę długa rozmowa! 13

16 Wodór jest najczęściej występującym pierwiastkiem we wszechświecie. atomy wodoru schemat sondy kosmicznej pozłacana aluminiowa płytka Ten schemat pokazuje położenie Słońca względem najbliższych pulsarów. Słońce Ziemia sonda Pioneer 10 Płytka Pioneera TU BYŁEM WIADOMOŚCI DLA KOSMITÓW A Jak wyglądamy, skąd jesteśmy i kiedy zaczęła się misja te informacje dla szczęśliwych znalazców zabrały ze sobą sondy kosmiczne Pioneer 10 i 11. Kilka lat później Voyager 1 i 2 wzięły na swój pokład płytę, na której znalazły się dźwięki i obrazy z Ziemi. Słowa powitania w pięćdziesięciu pięciu językach, śpiew ptaków i szum wiatru, pieśni z różnych zakątków świata, zdjęcia krajobrazów, ludzi, zwierząt, najbliższych planet, równania chemiczne i matematyczne Ziemia w pigułce, krótka historia wszystkiego, co znamy. A Trudna do wyobrażenia przestrzeń i czas potrzebny do jej przebycia sprawiają, że prawdopodobieństwo znalezienia i odczytania wiadomości jest naprawdę niewielkie. Jeśli tak się stanie, to w tak dalekiej przyszłości, że być może nie będzie już ani Ziemi, ani jej mieszkańców. Gwiezdne przesyłki to raczej pamiątka z Ziemi napis na murze: Tu byłem, niż próba kontaktu z obcymi. A A co znalazłoby się w twoim liście do kosmitów? Sonda Pioneer 10 została wystrzelona w 1972 roku, rok później jej śladem podążył Pioneer 11. Sondy Voyager 1 i Voyager 2 rozpoczęły swoją podróż w 1977 roku. Sonda Pioneer 10 zmierza w kierunku gwiazdozbioru Byka, a do najbliższej gwiazdy dotrze za dwa miliony lat. W styczniu 2003 roku sonda znalazła się tak daleko od Ziemi, że straciliśmy z nią kontakt. 14

17 pozłacana miedziana płyta Voyager Golden Record (Złota Płyta Voyagera) Rysunki na płycie pokazują, jak odtworzyć nagrania dźwiękowe i odczytać obrazy. schematyczny rysunek płyty Pioneer 10 Do płyty została dołączona igła umożliwiająca odtworzenie nagrania. elementy wspólne z Płytką Pioneera Jeśli obrazy zostaną dobrze odczytane, to będzie pierwszy rysunek, jaki się ukaże. Voyager 2 Pioneer 11 Światło Słońca potrzebuje aktualnie dwunastu godzin żeby dotrzeć do Pioneera 11. Carl Sagan, astronom (razem z Frankiem Drake iem zaprojektował Płytkę Pioneera i Złotą Płytę Voyagera) TA PŁYTA TO WIA IADOMOŚĆ W BUTE TELC E WR ZUCO CONA DO KOSM SMICZN ZNEG EGO OCEANU. Voyager 1 jest najbardziej oddalonym od Ziemi stworzonym przez człowieka obiektem we Wszechświecie. Za 73 tysiące lat dotrze do najbliższej nam gwiazdy Proximy Centauri. 15

18 BIO- SFERA 2 ŻYCIE POD KLOSZEM A Ośmiu naukowców przez dwa lata żyło na zamkniętej, odizolowanej od reszty świata przestrzeni. Na niewielkim terenie powstał miniaturowy świat. Las tropikalny, pustynia, sawanna i ocean z rafą koralową. Były tam też pola uprawne, część mieszkalna i laboratoria. Kompleks budowli był uszczelniony tak, by nic, nawet powietrze, nie mogło przedostać się do środka, ani uciec na zewnątrz. A Eksperyment miał odpowiedzieć na pytanie, czy możemy odtworzyć złożone środowisko, w którym żyjemy. Czy możemy zamknąć pod kloszem miniaturową Ziemię i zabrać ją na przykład na Marsa? A Okazało się, że nie wszystko jesteśmy w stanie przewidzieć i uczestnicy eksperymentu zmagali się z głodem, brakiem tlenu i konfliktami pomiędzy sobą. Biosfera to wszystkie organizmy żywe, związki między nimi oraz lądem, wodą i powietrzem, w którym żyją. To zamknięty, samowystarczalny system ekologiczny. Biosfera 2 to odizolowane, sztucznie stworzone środowisko wzorowane na Pierwszej Biosferze, jaką jest Ziemia ocean las tropikalny kuchnia i jadalnia 16

19 BIOSFERA 2 TO ZAMKNIĘTY ŚWIAT, W KTÓR YM ŻYŁAM 2 LATA I 20 MINUT. sawanna pustynia Jane Poynter, uczestniczka eksperymentu Biosfera 2 znajduje się w Oracle w Stanach Zjednoczonych. pola uprawne 17

20 lot paraboliczny: Stan odczuwania nieważkości trwa 20 sekund. Wznoszenie trwa 20 sekund. Po chwili samolot zmienia kierunek lotu, zmniejsza pracę silników, a siła bezwładności pasażerów rozpędzonego samolotu równoważy działającą na nich siłę grawitacji Ziemi i pasażerowie przez chwilę nie odczuwają przyciągania ziemskiego. Kiedy samolot znajdzie się na wysokości sześciu kilometrów, zaczyna wznosić się pod kątem 45. Pasażerowie odczuwają zwiększoną siłę grawitacji: 1,8 g ważą wtedy prawie dwa razy tyle, co na Ziemi. Podobne, choć nie tak silne wrażenie mamy, gdy znajdujemy się w windzie ruszającej szybko do góry. Przez kolejne 20 sekund samolot opada pod kątem 45. Jednominutowe parabole powtarzane są kilkanaście razy w czasie jednego lotu. ZERO G PRZEZ CHWILĘ NIC NIE WAŻYSZ A Wszystkie obiekty posiadające masę przyciągają się nawzajem to zjawisko nazywamy grawitacją. Im większa masa, tym większa siła przyciągania. Słońce przyciąga Ziemię i inne planety, Ziemia przyciąga Księżyc i nas dlatego nie spadamy w przestrzeń kosmiczną. Ty także przyciągasz inne obiekty wokół siebie, ale ta siła jest tak niewielka, że jej nie odczuwasz. A Gdy tylko oddalimy się od Ziemi, przestaje działać na nas jej siła przyciągania znajdujemy się w stanie nieważkości. Aby tego doświadczyć bez latania w kosmos, można wybrać się na lot paraboliczny. Daje to okazję do świetnej zabawy, ale też szkolenia astronautów i testowania kosmicznego sprzętu. Wiele badań wykonuje się na pokładzie takich samolotów, bo niemal wszystko zachowuje się tam inaczej niż na Ziemi: ludzkie serce, żarówki, ogień i gotująca się woda. Naukowcy chcą sprawdzić, jak zadziała toaleta, która ma służyć astronautom w kosmosie, i czy można przeprowadzić operację chirurgiczną w stanie nieważkości. Zero g czyli warunki, w których siła grawitacji jest równa 0. Punktem odniesienia jest siła grawitacji na powierzchni Ziemi (przyśpieszenie ziemskie wynosi 1g). ZMIENIAJĄC KĄT WZNOSZENIA SIĘ SAMOLOTU, MOŻEMY TEŻ IMITOWAĆ GRAWITACJĘ NA MARSIE LUB NA KSIĘŻYCU. Mars ma mniejszą masę niż Ziemia i grawitacja jest na nim trzy razy słabsza. Grawitacja na Księżycu jest sześć razy słabsza niż na Ziemi. 18

21 W czasie lotu niektórym pasażerom robi się nie dobrze. 19

22 Kosmiczne wyprawy, wizje i eksperymenty Książka dla młodych naukowców i marzycieli, którzy lubią patrzeć w gwiazdy. Ziemia PRZYJRZYJMY SIĘ TEJ KROPECZCE. TO NASZE MIEJSCE. TO NASZ DOM. TO MY. WSZYSCY, KTÓRYCH KOCHAMY, WSZYSCY, O KTÓRYCH KIEDYKOLWIEK SŁYSZELIŚMY, ŻYLI WŁAŚNIE NA NIEJ. WSZYSCY, KTÓRZY KIEDYKOLWIEK ISTNIELI, OTO SIEDLISKO NASZYCH RADOŚCI I CIERPIEŃ, TYSIĘCY RELIGII, IDEOLOGII I DOKTRYN EKONOMICZNYCH; KAŻDY ŁOWCA I KAŻDY WĘDROWIEC, KAŻDY BOHATER I KAŻDY TCHÓRZ, KAŻDY TWÓRCA I KAŻDY NISZCZYCIEL CYWILIZACJI, KAŻDY KRÓL I KAŻDY WIEŚNIAK, KAŻDA ZAKOCHANA PARA, KAŻDY OJCIEC I KAŻDA MATKA, KAŻDE UFNE DZIECKO, KAŻDY WYNALAZCA I KAŻDY PODRÓŻNIK, KAŻDY MORALISTA I KAŻDY SKORUMPOWANY POLITYK, KAŻDA SUPERGWIAZDA I KAŻDY NAJWYŻSZY WÓDZ, KAŻDY ŚWIĘTY I KAŻDY GRZESZNIK W DZIEJACH NASZEGO GATUNKU ŻYLI TUTAJ, NA TEJ DROBINCE KURZU, ZAWIESZONEJ W STRUDZE SŁONECZNEGO ŚWIATŁA. CENA: 39,90 ZŁ Carl Sagan, astronom.