Pomimo tymczasowego zawieszenia działalności twórczej - ostatnio, głównie z niedoboru wolnego czasu brakowało nowych artykułów, strona ma się całkiem nieźle. W minionym tygodniu licznik odwiedzin przekroczył 10 tys. wejść. Jestem z tego powodu bardzo zadowolony, zwłaszcza że przez cały ubiegły rok nie pojawiło się w witrynie nic nowego i frekwencja gości zaczęła stopniowo spadać. Jednocześnie mam nadzieję, że już niedługo dodam jakiś, chociaż skromny, ale nowy materiał:)
poniedziałek, 21 marca 2011
niedziela, 11 października 2009
Alternatywny opis budowy ciał niebieskich
Poniższy artykuł nie jest mojego autorstwa, ale przedstawia ciekawą teorię, nad którą można by się nieco głębiej zastanowić. Jest to oryginalny tekst bez jakichkolwiek edycji z mojej strony. Niestety nie wiem nic o źródłach z jakich korzystał autor. Na chwilę obecną nie mam również potwierdzenia zgody na publikacje tego tekstu na mojej stronie, może się więc zdarzyć, że za jakiś czas stąd zniknie.
Autor: E.T.
Z podręczników można się dowiedzieć, że słońce jest gwiazdą o wnętrzu wypełnionym głównie wodorem, który, na skutek reakcji termojądrowych zamienia się w hel, emitując światło i inne fale elektromagnetyczne oraz różne cząstki elementarne.
O Ziemi pisano do niedawna, że pod skorupą zewnętrzną w całości jest wypełniona gorącą magmą. W ostatnim czasie, dzięki badaniom fal sejsmicznych powstających podczas trzęsień skorupy ziemskiej twierdzi się, że jest jądro w środku Ziemi, jest ono z żelaza w postaci stałej, otacza je jądro zewnętrzne z żelaza w stanie płynnym. To podwójne jądro otoczone jest podwójnym płaszczem, wewnętrznym w postaci stałej oraz zewnętrznym w postaci płynnej a wokół mamy skorupę ziemską. Powyższy kształt wnętra Ziemi ma wynikać z działania ciśnienia i szczególnie w przypadku płaszcza różnej temperatury topnienia składników materii ziemskiej. Przedstawione wyżej modele budowy Ziemi i słońca nie są do końca zgodne z stanem faktycznym, a wynika to z błędnej interpretacji działania grawitacji i ciśnienia wewnątrz kuli. Twierdzi się, że w kuli grawitacja i ciśnienie największe są w jej centrum, podczas, gdy tak nie jest. Dlaczego?
W przypadku grawitacji:
Energia przyciągania grawitacyjnego posiada /tak jak światło/ właściwość przenikania przez siebie. Dzięki tej zdolności np. księżyc wywołuje na Ziemi przypływy i odpływy morskie.
Jeżeli między dwoma punktami na powierzchni kuli o jednolitej gęstości wyznaczyć linię prostą przechodzącą przez centrum, to po obu stronach środka linii występuje taka sama ilość materii. Na punkt centralny kuli działają ze wszystkich stron siły przyciągania grawitacyjnego tej samej wielkości i wzajemnie się niwelują. Występuje tam stan nieważkości. W innych punktach na linii blisko centrum przyciąganie grawitacyjne jest bliskie zeru i jest skierowane ku centrum, gdyż od strony punktu centralnego jest więcej materii, niż z przeciwka. W miarę oddalania się od środka kuli grawitacja rośnie, gdyż oddziaływuje coraz więcej materii od strony centrum, największa jest na powierzchni.
Zmniejszanie się wielkości przyciągania grawitacyjnego w głąb Ziemi potwierdzono pomiarami w jaskiniach, błędnie ten fakt interpretując jako anomalię spowodowaną wpływem powietrza.
W przypadku ciśnienia:
Wielkość ciśnienia hydrostatycznego określa równanie P = g p h, gdzie P to ciśnienie hydrostatyczne cieczy, g - wartość przyspieszenia ziemskiego, p - gęstość cieczy, h - głębokość.
Wynika stąd, że skoro w centrum kuli g = 0 to i ciśnienie musi mieć wartość zerową. Może ona zaistnieć tylko wtedy, gdy energie grawitacyjne w punktach przed centrum odpychają nadwyżki ciśnienia ponad wynikające w tych miejscach z równania. A więc błędnie się uważa, iż grawitacja nigdy nie odpycha. Już nie tylko w Rosji organizuje się wycieczki samolotem w celu doświadczenia przez pasażerów stanu nieważkości. Bodaj na wysokości 10 km pilot wykonuje manewr spadania samolotu z określoną prędkością i w tym czasie pasażerowie fruwają sobie po wnętrzu. Jeśli zapytać pilota, co by się działo, gdyby przekroczył wykonywaną prędkość spadania, to należy oczekiwać odpowiedzi, iż pasażerowie chodzili by niezdarnie po suficie lub tylnej ścianie, gdyby pikował.
Przy okazji o meteorze tunguskim. Dlaczego wybuchł? Albo był bombą atomową, co nie wydaje się być realne, albo właśnie na skutek działania odpychającego grawitacji. Leciał w dół z prędkością /pionową do powierzchni/ znacznie przekraczającą prędkość swobodnego /w próżni/ w tym miejscu spadania i w pył go rozerwało. Na skutek oporu powietrza winien się tylko topić. Do wybuchu musiało dojść tuż nad powierzchnią. Zawartość meteoru wyleciała do góry, była widziana początkowo jako "słup ognia", potem, jako chmura w kształcie powstającego grzyba atomowego. Stąd brak krateru i nierówny zasięg zniszczeń, spowodowany wpływem terenu, np. brak zadrzewienia w niektórych miejscach.
Rozważając o wpływie ciśnienia na budowę gwiazd i planet należy jeszcze zauważyć, że jeżeli warstwą zewnętrzną kuli jest skorupa /materia w stanie stałym/, to jej ciśnienie na znajdującą się pod nią warstwę ciekłą na ogół jest żadne. Gdy struktura skorupy nie wytrzymuje jej własnego ciężaru, na powierzchni występuje trzęsienie.
Nie bierze się dotąd pod uwagę wpływu tarcia materii wewnątrz kuli na jej strukturę i temperaturę. A przecież podczas obrotów wokół własnej osi prędkość materii w różnych punktach jej wnętrza jest różna. Równocześnie ma miejsce ruch orbitalny, nie jest on jednostajny, odbywa się po łuku, a nie po prostej. Grawitacja gwiazd oddziaływuje na wszystką materię wewnątrz planet. Od strony bliższej gwieździe jest większa, niż od strony przeciwnej Cząstki materii mają więc tendencję do przemieszczania się. Im szybszy ruch obrotowy oraz im dalej od centrum, tym większa jest ta tendencja. Następuje tarcie materii o siebie wewnątrz planety, powstaje energia cieplna. Najbliższą nam gwiazdą jest słońce. Wpływ tarcia na jego temperaturę jest oczywisty, gdyż wiruje wokół własnej osi nierównomiernie. Wolniejsze obroty wzdłuż biegunów świadczą o tym, że wirowanie jest podtrzymywane aktualnie występującą energią, gdyż w razie wirowania dzięki tylko bezwładności różnice w jego prędkości winny się już dawno wyrównać. Świadczą też o tym, że napęd tkwi poza centralną częścią kuli.
Jest kilka przesłanek wskazujących, że materią wewnątrz słońca nie jest wodór.
Przede wszystkim należy mieć na uwadze, że przeczy temu widok słońca. Gdyby było kulą gazową, to brzegi tarczy słonecznej nie byłyby ostro zarysowane, lecz łagodnie by ciemniały. Brak łagodnego ciemnienia brzegów tarczy słonecznej wyjaśnia się twierdzeniem o tylko 100 do 300 km warstwie atmosfery świecącej, zwanej fotosferą. Twierdzenie to nie jest przekonywujące, gdyż za nią jest słabo świecąca, widoczna podczas całkowitego zaćmienia chromosfera o wysokości około 10 tys. km, której jasność na brzegach się zmniejsza. Winno być widoczne zmniejszanie się jasności pomiędzy obiema warstwami atmosfery, a dlaczego jej nie ma, tego nikt nie wyjaśnia. W świetle widocznego na zdjęciach ostatniej warstwy atmosfery słonecznej zmniejszania się jasności świecenia pomiędzy chromosferą i koroną wyjaśnienie wcześniejszej anomalii wydaje się niemożliwe.
Nie pasuje do modelu budowy słońca występowanie na nim pola magnetycznego. Obecnie ścierają się dwie teorie co do źródła magnetyzmu. Wmrożonych w jądro słoneczne pól magnetycznych oraz teoria procesu zwanego dynamem magnetycznym. Wkomponowanie obu wyjaśnień w olbrzymie temperatury oraz w wodór i hel ułatwia przyjęcie, że słońce posiada jądro stałe z pierwiastków ferromagnetycznych o temperaturze niższej od temperatur Curie. Widmo słoneczne w spektrografach wskazuje na występowanie w nim różnych pierwiastków, takich samych, jak na Ziemi. Gdyby Słońce było zbudowane tylko z wodoru, to wszelkie inne pierwiastki, będąc cięższymi od niego, na skutek przyciągania grawitacyjnego przemieściłyby się w głąb Słońca, aż do miejsca występowania reakcji termojądrowych i tam rozpadły na cząsteczki elementarne. W widmie występowałyby tylko linie wodoru.
Obserwacje tworzenia się gwiazd nie przemawiają za wodorem jako ich tworzywo. Widoczna na zdjęciach materia jest prawdopodobnie w postaci pyłu w większości. Temperatura topnienia wodoru wynosi 14,0250 K, toteż występuje on w mgławicy w postaci stałej. Twierdzi się, iż powstaje obłok wodoru w mgławicy, a gdy jest odpowiednio duży i jego masa staje się krytyczna , to wewnętrzne siły przyciągania grawitacyjnego powodują skupianie się obłoku w gwiazdę. Już powstanie obłoku jest wielce wątpliwe. W przypadku mgławicy, z której powstał układ słoneczny promieniowanie dalekich gwiazd nie było w stanie podnieść temperatury wodoru o kilkanaście K. Gdyby nawet powstawał obłok wodorowy, to nie byłby w stanie skupić się w gwiazdę. Jeżeli skupić wodór, lub inny gaz w pojemniku do ciśnienia dwóch atmosfer, to po odkręceniu zaworu ciśnienie w pojemniku spadnie do jednej atmosfery, część gazu wydostanie się na zewnątrz. W próżni kosmosu wydostałoby się go znacznie więcej. Jest niemożliwe powstanie masy krytycznej powodującej rzekome skupianie się wodoru, gdyż siły przyciągania grawitacyjnego obłoku największe byłyby na jego obrzeżach. Nie ma oparcia w przesłankach fizycznych twierdzenie, iż w tworzącej się gwieździe dochodzi do wystąpienia reakcji termojądrowych.
W oparciu o przedstawione argumenty należy wykluczyć twierdzenie, jakoby gwiazdy i niektóre planety były kulami gazowymi. O ich powstaniu i budowie można wnioskować na podstawie następujących przesłanek:
1/ Ujawnienie przez astronomów występowania czarnych dziur w środku galaktyk. Jeżeli przyjąć, że światło i pozostałe promieniowanie docierające do Ziemi z kosmosu to fale elektromagnetyczne wymagające do przemieszczania się ośrodka materialnego, to czarne dziury są pustymi w przestrzeni miejscami, w których nie ma nawet materii będącej tym ośrodkiem. Podobne puste miejsca winny występować również w środku gwiazd, planet i księżyców o kształcie kulistym.
2/ Jeżeli wykluczyć, że słońce jest kulą gazową, to jego średnią, najniższą w układzie słonecznym gęstość można wyjaśnić w sposób prawdopodobny tylko występowaniem w środku gwiazdy pustej przestrzeni.
3/ W temperaturze kosmosu właściwości energii magnetycznej są inne, niż w temperaturze występującej na powierzchni kuli ziemskiej. Świadczy o tym przedstawienie w telewizji następującego zjawiska fizycznego: Naukowiec wyjął z buchającego oparami wodoru pojemnika sztabkę żelaza, względnie magnesu /kiepska pamięć/. Drugą ręką wziął namagnesowaną "linijkę". Położył sztabkę na będącej w poziomie linijce , a sztabka na nią nie opadła, lecz zawisła ponad cm. nad powierzchnią. Gdy odchylił linijkę od poziomu sztabka zsunęła się na koniec linijki, będąc ciągle w tej samej odległości. Kilka razy jeszcze przechylał linijkę w drugą stronę, a sztabka przemieszczała się nad nią na drugi koniec nie spadając, tylko zatrzymując się tam. Potem odwrócił linijkę i powtórzył jej przechylanie oraz wędrówkę sztabki w tej samej odległości, lecz pod linijką - do czasu, aż temperatura sztabki odpowiednio wzrosła i sztabka odpadła.
4/ W oparciu o badania satelitarne ustalono, że chociaż ziemskie pole magnetyczne jest podobne do magnesu sztabkowego, to w większości pochodzi z czterech dużych stref: Dwa ośrodki są pod skrajnymi wybrzeżami Antarktydy i po jednym pod Syberią oraz Ameryką Północną. Te cztery ośrodki są pozostałością po wewnętrznej, stałej części gwiazdy, która wybuchła, są co najmniej w znacznej większości dużymi asteroidami, które zapoczątkowały tworzenie się kuli ziemskiej. Należy też dodać, że identyczne są kąty odchylenia osi biegunów magnetycznych od osi biegunów geograficznych Ziemi, Jowisza i Słońca, co świadczy o takiej samej ilości asteroidów będących źródłem magnetyzmu.
Należy więc przyjąć, że gwiazdy zbudowane są z różnych pierwiastków w stanie ciekłym. W środku gwiazd występuje pusta przestrzeń. W tych, które wytwarzają pole magnetyczne temperatura przy powierzchni wewnętrznej jest niższa od temperatury Curie. Emisja światła jest spowodowana temperaturą warstwy powierzchniowej, podtrzymywaną ciepłem wydobywającym się z głębszych warstw oraz tarciem wywołanym obrotami gwiazdy wokół własnej osi. Do wybuchów gwiazd olbrzymów dochodzi na skutek wrzenia materii na ich wewnętrznej powierzchni i powstania nadmiernej tam ilości gazów.
Najlepiej rozpoznaną gwiazdą jest słońce. W świetle stwierdzonych jego parametrów fizycznych należy sądzić o następującym przebiegu jego powstania. W mgławicy doszło do lokalnego ruchu obrotowego. Spotkały się cztery wielkie asteroidy. Spotkanie polegało na zetknięciu się z sobą ich pól magnetycznych, które zainicjowały ruch obrotowy tych asteroidów wokół siebie, nie dopuszczając do ich zbliżenia się i oddalenia. Wielkość pól magnetycznych określiła położenie asteroidów względem siebie i w konsekwencji tego wielkość pustej przestrzeni w środku przyszłej gwiazdy. Być może powstał nawet wir podobny do wodnego, który wspólnie z grawitacją asteroidów rozpoczął przyciąganie materii mgławicowej zarówno od wewnątrz, jak i od strony zewnętrznej. Powstała powiększająca się kula materii. Z upływem czasu, na skutek zwiększania się ilości materii na powierzchni zewnętrznej ciśnienie grawitacyjne w jej pobliżu spowodowało wzrost temperatury do takiej, że materia zaczęła się tam topić, a w miarę dalszego przybywania materii powstała płynna plazma z różnych pierwiastków, aż do samej powierzchni zewnętrznej. Charakteryzuje się dużą jasnością świecenia i temperaturą wrzenia wyższą od występującej na powierzchni. Za pośrednictwem tzw. granul trwa nieustanna wymiana temperatury między powierzchnią i warstwami w głębi, gdzie dochodzi do wrzenia plazmy. Rozpoznanie jej składu chemicznego utrudnia świecąca atmosfera powodując zniekształcanie widma. Obecnie te asteroidy są nie tylko źródłem energii magnetycznej słońca, lecz także napędem jego obrotów. Podobnie jest w przypadku planet.
Planety i ich księżyce powstają w wyniku lokalnych ruchów obrotowych materii wewnątrz mgławicy. Mechanizm ich powstawania jest ten sam jak w przypadku słońca, tworzywem jest jednakowa mniej więcej materia mgławicy, więc w układzie słonecznym nie należy się spodziewać rewelacji co do składników, z których zbudowane są planety i księżyce, różnice występują w ich udziale procentowym. Resztki mgławicy pozostały jeszcze między Marsem i Jowiszem oraz za Neptunem w postaci asteroidów i mniejszych obiektów. Krążą jeszcze komety, Ziemi materii jeszcze z nieba przybywa, tworzenie układu słonecznego zmierza ku zakończeniu.
Planety Jowisz, Saturn i Uran szybko wirują, a oddawanie przez nich więcej ciepła w kosmos, niż przyjmują świadczy o występowaniu magmy na ich powierzchni. W Internecie można wyczytać, że na ich biegunach wirowanie atmosfery jest wolniejsze. A więc co najmniej cała strefa równikowa tych planet, to magma na powierzchni. Potwierdzeniem występowania magmy na tych planetach jest spłonięcie próbnika wysłanego z sondy kosmicznej na Jowisza. W zakresie rozpoznania budowy Ziemi intryguje to, że na biegunach przyspieszenie grawitacyjne jest większe, niż w strefie równikowej, mimo, iż występuje tam spłaszczenie. Prawdopodobnie pusta przestrzeń w środku jest pękata wzdłuż równika, niemniej jednak wyjaśnienie przyczyny tej nierównomierności wymaga większego niż dotąd rozpoznania grawitacji wewnątrz kuli ziemskiej. Więcej pożytku dla wiedzy o wszechświecie przyniosło by wydanie pieniędzy na takie badania niż na budowanie coraz potężniejszych akceleratorów. Jest oczywista konieczność przeprowadzenie pomiarów grawitacji, ciśnienia i temperatury między innymi nad rowami oceanicznymi, aż do dna. Tam zmiany wielkości grawitacji winny być inne, niż w głębi lądu, gdyż gęstość wody jest mniejsza od gęstości materii pod dnem. Jeśli różnica jest znaczna, to siła przyciągania grawitacyjnego może się tam zwiększać w głąb. Pasuje sprawdzić, czy gęstość wody przy dnie jest taka sama, jak na powierzchni.
Schemat grawitacji w gwiazdach i planetach oraz księżycach z pustą przestrzenią w środku jest inny niż w kuli o jednolitej gęstości. Jeśli wyznaczyć przechodzącą przez centrum linię prostą między dwoma punktami na powierzchni i rozważyć przebieg grawitacji w punktach znajdujących się na tej linii, to w centrum występuje stan nieważkości, gdyż po obu stronach linii jest taka sama ilość materii. W miarę oddalania się od centrum grawitacja rośnie, lecz jest skierowana ku powierzchni, gdyż od strony centrum odległość materii jest większa, niż od strony powierzchni. Wzrost grawitacji zatrzymuje się w punktach na końcach pustej przestrzeni, a za powierzchnią wewnętrzną ma miejsce jej zmniejszanie się, aż do ponownego stanu nieważkości gdzieś między powierzchnią wewnętrzną i zewnętrzną. Później, w miarę zbliżania się do powierzchni zewnętrznej następuje zmiana kierunku grawitacji /do centrum/ i ponowny wzrost, do maksimum na powierzchni. Materia znajdująca się poza linią nie zmienia tego ogólnego schematu, byłoby to sprzeczne z filozofią ładu zawartego w naturze.
Autor: E.T.
http://groups.google.pl/group/kosmospl/msg/d5083eb240cf06da?hl=pl&
Autor: E.T.
Z podręczników można się dowiedzieć, że słońce jest gwiazdą o wnętrzu wypełnionym głównie wodorem, który, na skutek reakcji termojądrowych zamienia się w hel, emitując światło i inne fale elektromagnetyczne oraz różne cząstki elementarne.
O Ziemi pisano do niedawna, że pod skorupą zewnętrzną w całości jest wypełniona gorącą magmą. W ostatnim czasie, dzięki badaniom fal sejsmicznych powstających podczas trzęsień skorupy ziemskiej twierdzi się, że jest jądro w środku Ziemi, jest ono z żelaza w postaci stałej, otacza je jądro zewnętrzne z żelaza w stanie płynnym. To podwójne jądro otoczone jest podwójnym płaszczem, wewnętrznym w postaci stałej oraz zewnętrznym w postaci płynnej a wokół mamy skorupę ziemską. Powyższy kształt wnętra Ziemi ma wynikać z działania ciśnienia i szczególnie w przypadku płaszcza różnej temperatury topnienia składników materii ziemskiej. Przedstawione wyżej modele budowy Ziemi i słońca nie są do końca zgodne z stanem faktycznym, a wynika to z błędnej interpretacji działania grawitacji i ciśnienia wewnątrz kuli. Twierdzi się, że w kuli grawitacja i ciśnienie największe są w jej centrum, podczas, gdy tak nie jest. Dlaczego?
W przypadku grawitacji:
Energia przyciągania grawitacyjnego posiada /tak jak światło/ właściwość przenikania przez siebie. Dzięki tej zdolności np. księżyc wywołuje na Ziemi przypływy i odpływy morskie.
Jeżeli między dwoma punktami na powierzchni kuli o jednolitej gęstości wyznaczyć linię prostą przechodzącą przez centrum, to po obu stronach środka linii występuje taka sama ilość materii. Na punkt centralny kuli działają ze wszystkich stron siły przyciągania grawitacyjnego tej samej wielkości i wzajemnie się niwelują. Występuje tam stan nieważkości. W innych punktach na linii blisko centrum przyciąganie grawitacyjne jest bliskie zeru i jest skierowane ku centrum, gdyż od strony punktu centralnego jest więcej materii, niż z przeciwka. W miarę oddalania się od środka kuli grawitacja rośnie, gdyż oddziaływuje coraz więcej materii od strony centrum, największa jest na powierzchni.
Zmniejszanie się wielkości przyciągania grawitacyjnego w głąb Ziemi potwierdzono pomiarami w jaskiniach, błędnie ten fakt interpretując jako anomalię spowodowaną wpływem powietrza.
W przypadku ciśnienia:
Wielkość ciśnienia hydrostatycznego określa równanie P = g p h, gdzie P to ciśnienie hydrostatyczne cieczy, g - wartość przyspieszenia ziemskiego, p - gęstość cieczy, h - głębokość.
Wynika stąd, że skoro w centrum kuli g = 0 to i ciśnienie musi mieć wartość zerową. Może ona zaistnieć tylko wtedy, gdy energie grawitacyjne w punktach przed centrum odpychają nadwyżki ciśnienia ponad wynikające w tych miejscach z równania. A więc błędnie się uważa, iż grawitacja nigdy nie odpycha. Już nie tylko w Rosji organizuje się wycieczki samolotem w celu doświadczenia przez pasażerów stanu nieważkości. Bodaj na wysokości 10 km pilot wykonuje manewr spadania samolotu z określoną prędkością i w tym czasie pasażerowie fruwają sobie po wnętrzu. Jeśli zapytać pilota, co by się działo, gdyby przekroczył wykonywaną prędkość spadania, to należy oczekiwać odpowiedzi, iż pasażerowie chodzili by niezdarnie po suficie lub tylnej ścianie, gdyby pikował.
Przy okazji o meteorze tunguskim. Dlaczego wybuchł? Albo był bombą atomową, co nie wydaje się być realne, albo właśnie na skutek działania odpychającego grawitacji. Leciał w dół z prędkością /pionową do powierzchni/ znacznie przekraczającą prędkość swobodnego /w próżni/ w tym miejscu spadania i w pył go rozerwało. Na skutek oporu powietrza winien się tylko topić. Do wybuchu musiało dojść tuż nad powierzchnią. Zawartość meteoru wyleciała do góry, była widziana początkowo jako "słup ognia", potem, jako chmura w kształcie powstającego grzyba atomowego. Stąd brak krateru i nierówny zasięg zniszczeń, spowodowany wpływem terenu, np. brak zadrzewienia w niektórych miejscach.
Rozważając o wpływie ciśnienia na budowę gwiazd i planet należy jeszcze zauważyć, że jeżeli warstwą zewnętrzną kuli jest skorupa /materia w stanie stałym/, to jej ciśnienie na znajdującą się pod nią warstwę ciekłą na ogół jest żadne. Gdy struktura skorupy nie wytrzymuje jej własnego ciężaru, na powierzchni występuje trzęsienie.
Nie bierze się dotąd pod uwagę wpływu tarcia materii wewnątrz kuli na jej strukturę i temperaturę. A przecież podczas obrotów wokół własnej osi prędkość materii w różnych punktach jej wnętrza jest różna. Równocześnie ma miejsce ruch orbitalny, nie jest on jednostajny, odbywa się po łuku, a nie po prostej. Grawitacja gwiazd oddziaływuje na wszystką materię wewnątrz planet. Od strony bliższej gwieździe jest większa, niż od strony przeciwnej Cząstki materii mają więc tendencję do przemieszczania się. Im szybszy ruch obrotowy oraz im dalej od centrum, tym większa jest ta tendencja. Następuje tarcie materii o siebie wewnątrz planety, powstaje energia cieplna. Najbliższą nam gwiazdą jest słońce. Wpływ tarcia na jego temperaturę jest oczywisty, gdyż wiruje wokół własnej osi nierównomiernie. Wolniejsze obroty wzdłuż biegunów świadczą o tym, że wirowanie jest podtrzymywane aktualnie występującą energią, gdyż w razie wirowania dzięki tylko bezwładności różnice w jego prędkości winny się już dawno wyrównać. Świadczą też o tym, że napęd tkwi poza centralną częścią kuli.
Jest kilka przesłanek wskazujących, że materią wewnątrz słońca nie jest wodór.
Przede wszystkim należy mieć na uwadze, że przeczy temu widok słońca. Gdyby było kulą gazową, to brzegi tarczy słonecznej nie byłyby ostro zarysowane, lecz łagodnie by ciemniały. Brak łagodnego ciemnienia brzegów tarczy słonecznej wyjaśnia się twierdzeniem o tylko 100 do 300 km warstwie atmosfery świecącej, zwanej fotosferą. Twierdzenie to nie jest przekonywujące, gdyż za nią jest słabo świecąca, widoczna podczas całkowitego zaćmienia chromosfera o wysokości około 10 tys. km, której jasność na brzegach się zmniejsza. Winno być widoczne zmniejszanie się jasności pomiędzy obiema warstwami atmosfery, a dlaczego jej nie ma, tego nikt nie wyjaśnia. W świetle widocznego na zdjęciach ostatniej warstwy atmosfery słonecznej zmniejszania się jasności świecenia pomiędzy chromosferą i koroną wyjaśnienie wcześniejszej anomalii wydaje się niemożliwe.
Nie pasuje do modelu budowy słońca występowanie na nim pola magnetycznego. Obecnie ścierają się dwie teorie co do źródła magnetyzmu. Wmrożonych w jądro słoneczne pól magnetycznych oraz teoria procesu zwanego dynamem magnetycznym. Wkomponowanie obu wyjaśnień w olbrzymie temperatury oraz w wodór i hel ułatwia przyjęcie, że słońce posiada jądro stałe z pierwiastków ferromagnetycznych o temperaturze niższej od temperatur Curie. Widmo słoneczne w spektrografach wskazuje na występowanie w nim różnych pierwiastków, takich samych, jak na Ziemi. Gdyby Słońce było zbudowane tylko z wodoru, to wszelkie inne pierwiastki, będąc cięższymi od niego, na skutek przyciągania grawitacyjnego przemieściłyby się w głąb Słońca, aż do miejsca występowania reakcji termojądrowych i tam rozpadły na cząsteczki elementarne. W widmie występowałyby tylko linie wodoru.
Obserwacje tworzenia się gwiazd nie przemawiają za wodorem jako ich tworzywo. Widoczna na zdjęciach materia jest prawdopodobnie w postaci pyłu w większości. Temperatura topnienia wodoru wynosi 14,0250 K, toteż występuje on w mgławicy w postaci stałej. Twierdzi się, iż powstaje obłok wodoru w mgławicy, a gdy jest odpowiednio duży i jego masa staje się krytyczna , to wewnętrzne siły przyciągania grawitacyjnego powodują skupianie się obłoku w gwiazdę. Już powstanie obłoku jest wielce wątpliwe. W przypadku mgławicy, z której powstał układ słoneczny promieniowanie dalekich gwiazd nie było w stanie podnieść temperatury wodoru o kilkanaście K. Gdyby nawet powstawał obłok wodorowy, to nie byłby w stanie skupić się w gwiazdę. Jeżeli skupić wodór, lub inny gaz w pojemniku do ciśnienia dwóch atmosfer, to po odkręceniu zaworu ciśnienie w pojemniku spadnie do jednej atmosfery, część gazu wydostanie się na zewnątrz. W próżni kosmosu wydostałoby się go znacznie więcej. Jest niemożliwe powstanie masy krytycznej powodującej rzekome skupianie się wodoru, gdyż siły przyciągania grawitacyjnego obłoku największe byłyby na jego obrzeżach. Nie ma oparcia w przesłankach fizycznych twierdzenie, iż w tworzącej się gwieździe dochodzi do wystąpienia reakcji termojądrowych.
W oparciu o przedstawione argumenty należy wykluczyć twierdzenie, jakoby gwiazdy i niektóre planety były kulami gazowymi. O ich powstaniu i budowie można wnioskować na podstawie następujących przesłanek:
1/ Ujawnienie przez astronomów występowania czarnych dziur w środku galaktyk. Jeżeli przyjąć, że światło i pozostałe promieniowanie docierające do Ziemi z kosmosu to fale elektromagnetyczne wymagające do przemieszczania się ośrodka materialnego, to czarne dziury są pustymi w przestrzeni miejscami, w których nie ma nawet materii będącej tym ośrodkiem. Podobne puste miejsca winny występować również w środku gwiazd, planet i księżyców o kształcie kulistym.
2/ Jeżeli wykluczyć, że słońce jest kulą gazową, to jego średnią, najniższą w układzie słonecznym gęstość można wyjaśnić w sposób prawdopodobny tylko występowaniem w środku gwiazdy pustej przestrzeni.
3/ W temperaturze kosmosu właściwości energii magnetycznej są inne, niż w temperaturze występującej na powierzchni kuli ziemskiej. Świadczy o tym przedstawienie w telewizji następującego zjawiska fizycznego: Naukowiec wyjął z buchającego oparami wodoru pojemnika sztabkę żelaza, względnie magnesu /kiepska pamięć/. Drugą ręką wziął namagnesowaną "linijkę". Położył sztabkę na będącej w poziomie linijce , a sztabka na nią nie opadła, lecz zawisła ponad cm. nad powierzchnią. Gdy odchylił linijkę od poziomu sztabka zsunęła się na koniec linijki, będąc ciągle w tej samej odległości. Kilka razy jeszcze przechylał linijkę w drugą stronę, a sztabka przemieszczała się nad nią na drugi koniec nie spadając, tylko zatrzymując się tam. Potem odwrócił linijkę i powtórzył jej przechylanie oraz wędrówkę sztabki w tej samej odległości, lecz pod linijką - do czasu, aż temperatura sztabki odpowiednio wzrosła i sztabka odpadła.
4/ W oparciu o badania satelitarne ustalono, że chociaż ziemskie pole magnetyczne jest podobne do magnesu sztabkowego, to w większości pochodzi z czterech dużych stref: Dwa ośrodki są pod skrajnymi wybrzeżami Antarktydy i po jednym pod Syberią oraz Ameryką Północną. Te cztery ośrodki są pozostałością po wewnętrznej, stałej części gwiazdy, która wybuchła, są co najmniej w znacznej większości dużymi asteroidami, które zapoczątkowały tworzenie się kuli ziemskiej. Należy też dodać, że identyczne są kąty odchylenia osi biegunów magnetycznych od osi biegunów geograficznych Ziemi, Jowisza i Słońca, co świadczy o takiej samej ilości asteroidów będących źródłem magnetyzmu.
Należy więc przyjąć, że gwiazdy zbudowane są z różnych pierwiastków w stanie ciekłym. W środku gwiazd występuje pusta przestrzeń. W tych, które wytwarzają pole magnetyczne temperatura przy powierzchni wewnętrznej jest niższa od temperatury Curie. Emisja światła jest spowodowana temperaturą warstwy powierzchniowej, podtrzymywaną ciepłem wydobywającym się z głębszych warstw oraz tarciem wywołanym obrotami gwiazdy wokół własnej osi. Do wybuchów gwiazd olbrzymów dochodzi na skutek wrzenia materii na ich wewnętrznej powierzchni i powstania nadmiernej tam ilości gazów.
Najlepiej rozpoznaną gwiazdą jest słońce. W świetle stwierdzonych jego parametrów fizycznych należy sądzić o następującym przebiegu jego powstania. W mgławicy doszło do lokalnego ruchu obrotowego. Spotkały się cztery wielkie asteroidy. Spotkanie polegało na zetknięciu się z sobą ich pól magnetycznych, które zainicjowały ruch obrotowy tych asteroidów wokół siebie, nie dopuszczając do ich zbliżenia się i oddalenia. Wielkość pól magnetycznych określiła położenie asteroidów względem siebie i w konsekwencji tego wielkość pustej przestrzeni w środku przyszłej gwiazdy. Być może powstał nawet wir podobny do wodnego, który wspólnie z grawitacją asteroidów rozpoczął przyciąganie materii mgławicowej zarówno od wewnątrz, jak i od strony zewnętrznej. Powstała powiększająca się kula materii. Z upływem czasu, na skutek zwiększania się ilości materii na powierzchni zewnętrznej ciśnienie grawitacyjne w jej pobliżu spowodowało wzrost temperatury do takiej, że materia zaczęła się tam topić, a w miarę dalszego przybywania materii powstała płynna plazma z różnych pierwiastków, aż do samej powierzchni zewnętrznej. Charakteryzuje się dużą jasnością świecenia i temperaturą wrzenia wyższą od występującej na powierzchni. Za pośrednictwem tzw. granul trwa nieustanna wymiana temperatury między powierzchnią i warstwami w głębi, gdzie dochodzi do wrzenia plazmy. Rozpoznanie jej składu chemicznego utrudnia świecąca atmosfera powodując zniekształcanie widma. Obecnie te asteroidy są nie tylko źródłem energii magnetycznej słońca, lecz także napędem jego obrotów. Podobnie jest w przypadku planet.
Planety i ich księżyce powstają w wyniku lokalnych ruchów obrotowych materii wewnątrz mgławicy. Mechanizm ich powstawania jest ten sam jak w przypadku słońca, tworzywem jest jednakowa mniej więcej materia mgławicy, więc w układzie słonecznym nie należy się spodziewać rewelacji co do składników, z których zbudowane są planety i księżyce, różnice występują w ich udziale procentowym. Resztki mgławicy pozostały jeszcze między Marsem i Jowiszem oraz za Neptunem w postaci asteroidów i mniejszych obiektów. Krążą jeszcze komety, Ziemi materii jeszcze z nieba przybywa, tworzenie układu słonecznego zmierza ku zakończeniu.
Planety Jowisz, Saturn i Uran szybko wirują, a oddawanie przez nich więcej ciepła w kosmos, niż przyjmują świadczy o występowaniu magmy na ich powierzchni. W Internecie można wyczytać, że na ich biegunach wirowanie atmosfery jest wolniejsze. A więc co najmniej cała strefa równikowa tych planet, to magma na powierzchni. Potwierdzeniem występowania magmy na tych planetach jest spłonięcie próbnika wysłanego z sondy kosmicznej na Jowisza. W zakresie rozpoznania budowy Ziemi intryguje to, że na biegunach przyspieszenie grawitacyjne jest większe, niż w strefie równikowej, mimo, iż występuje tam spłaszczenie. Prawdopodobnie pusta przestrzeń w środku jest pękata wzdłuż równika, niemniej jednak wyjaśnienie przyczyny tej nierównomierności wymaga większego niż dotąd rozpoznania grawitacji wewnątrz kuli ziemskiej. Więcej pożytku dla wiedzy o wszechświecie przyniosło by wydanie pieniędzy na takie badania niż na budowanie coraz potężniejszych akceleratorów. Jest oczywista konieczność przeprowadzenie pomiarów grawitacji, ciśnienia i temperatury między innymi nad rowami oceanicznymi, aż do dna. Tam zmiany wielkości grawitacji winny być inne, niż w głębi lądu, gdyż gęstość wody jest mniejsza od gęstości materii pod dnem. Jeśli różnica jest znaczna, to siła przyciągania grawitacyjnego może się tam zwiększać w głąb. Pasuje sprawdzić, czy gęstość wody przy dnie jest taka sama, jak na powierzchni.
Schemat grawitacji w gwiazdach i planetach oraz księżycach z pustą przestrzenią w środku jest inny niż w kuli o jednolitej gęstości. Jeśli wyznaczyć przechodzącą przez centrum linię prostą między dwoma punktami na powierzchni i rozważyć przebieg grawitacji w punktach znajdujących się na tej linii, to w centrum występuje stan nieważkości, gdyż po obu stronach linii jest taka sama ilość materii. W miarę oddalania się od centrum grawitacja rośnie, lecz jest skierowana ku powierzchni, gdyż od strony centrum odległość materii jest większa, niż od strony powierzchni. Wzrost grawitacji zatrzymuje się w punktach na końcach pustej przestrzeni, a za powierzchnią wewnętrzną ma miejsce jej zmniejszanie się, aż do ponownego stanu nieważkości gdzieś między powierzchnią wewnętrzną i zewnętrzną. Później, w miarę zbliżania się do powierzchni zewnętrznej następuje zmiana kierunku grawitacji /do centrum/ i ponowny wzrost, do maksimum na powierzchni. Materia znajdująca się poza linią nie zmienia tego ogólnego schematu, byłoby to sprzeczne z filozofią ładu zawartego w naturze.
Autor: E.T.
http://groups.google.pl/group/kosmospl/msg/d5083eb240cf06da?hl=pl&
poniedziałek, 20 lipca 2009
Podróże międzygwiezdne z punktu widzenia naszej i innych cywilizacji
Od zarania dziejów człowiekowi towarzyszyły marzenia, które z biegiem lat i udoskonalaniem kolejnych technologii stawały się rzeczywistością. Ludzie widzieli rozgwieżdżone niebo, cykle księżyca, przemieszczanie się planet na tle gwiazd. Nocne niebo zawsze nas to fascynowało. Nadawaliśmy gwiazdozbiorom nazwy, bacznie obserwowaliśmy ruchy ciał niebieskich nieraz wiążąc je astrologią z życiem ludzkim. Wpatrywaliśmy się w niebo i w końcu komuś udało się wzbić w przestworza, następnie wysłać sondy i dotrzeć na księżyc,i dalej na kolejne ciała naszego Układu Słonecznego. Rozpoczęliśmy niedawno nowy rozdział w historii naszego gatunku - rozdział podróży kosmicznych. Czy jednak mamy prawo mienić się zdobywcami Kosmosu wobec jego niesamowicie rozległych przestrzeni? A może jeszcze sporo nam brakuje. Przyjrzyjmy się nieco naszym wysiłkom w drodze do gwiazd.
Praktycznie odkąd zaczęliśmy "podbijać" przestrzeń do napędzania naszych statków kosmicznych używamy paliw chemicznych. Są one co prawda w miarę skuteczne jeśli chodzi o szybkie rozpędzenie pojazdu. Jednak kiedy konieczna jest długotrwała praca silników stają się one bardzo mało wydajne ze względu na olbrzymie ilości paliwa jakie trzeba byłoby zabrać. Można spróbować ograniczyć ilość paliwa przez wstępne rozpędzenie pojazdu i późniejsze wykorzystywanie manewrów grawitacyjnych (zbliżanie statku do planet, dzięki czemu ich grawitacja nadaje pojazdom przyspieszenia) do osiągnięcia większych prędkości. Jak na razie jest to jeden z najlepszych znanych nam sposobów zwiększania prędkości wykorzystywany przy wielu misjach kosmicznych. Niestety i to jest za mało. Statki Voyager 1 i 2 mimo że wystrzelone w 1977 roku dopiero teraz docierają w dalsze rejony naszego Układu Słonecznego. Sonda Voyager 1 pomimo swej ponad 30 letniej już podróży oraz tego, że jest obecnie najszybciej oddalającym się, wysłanym z Ziemi obiektem (17,2 km/s) przeleciała do połowy 2007 roku 15,5 miliarda kilometrów. Dla ludzi odległość olbrzymia, ale w porównaniu do skali kosmicznej nie jest już tak imponująca. Gdyby leciała w kierunku Proxima Centauri - najbliższej nam po Słońcu gwiazdy leżącej w odległości 4,22 roku świetlnego, to pokonałaby zaledwie 0,039% trasy. Do samej gwiazdy dotarłaby za około 77 tysięcy lat. To wyliczenie pokazuje nam ogrom czasu, jaki musielibyśmy poświęcić na dotarcie do najbliższej gwiazdy, a co dopiero gdybyśmy chcieli zwiedzić dalsze zakątki naszej galaktyki. Gdybając można by dojść do wniosku, że zanim taka podróż dobiegła by końca wymyślilibyśmy już inne, dużo lepsze i szybsze sposoby na pokonywanie kosmicznej "pustki" międzygwiezdnej. A pomysłów nam nie brakuje.
W latach 50-tych, w czasie fascynacji energią atomową powstał projekt pod nazwą "Orion" zakładający zbudowanie statku kosmicznego napędzanego wybuchami ładunków jądrowych detonowanych za pojazdem. Okazało się jednak, że pomysł nie był trafiony. Pojazd taki musiałby mieć specjalną solidną i odporną na promieniowanie konstrukcję, a także zabierać ze sobą olbrzymie ilości (miliony ton) bomb, co znacznie zwiększyłoby jego masę. Kolejną wadą projektu był problem jak w bezpieczny sposób przetransportować na orbitę wiele ładunków jądrowych. Każdy z nich stanowił olbrzymie zagrożenie radioaktywnego skażenia różnych części globu w razie awarii rakiety wynoszącej je na orbitę. Program zawieszono na fazie wstępnych projektów.
W latach 60-tych narodził się pomysł wykorzystania fuzji jądrowej do napędzania statków kosmicznych. Pojazd miałby wyłapywać za pomocą pola elektromagnetycznego pojedyncze protony z przestrzeni tak jak dzieje się to w ziemskim polu, czego widocznym następstwem są zorze polarne. Następnie wykorzystywać je w procesie fuzji. Pomysł jednak upadł, gdyż naukowcy doszli do wniosku, że pole magnetyczne musiałoby mieć olbrzymie rozmiary, by złapać wystarczającą ilość cząstek.
Pod koniec lat 70-tych brytyjscy naukowcy wymyślili napęd Dedal - działający na podobnej zasadzie co Orion, jednak na bardziej realistyczną skalę. W odróżnieniu od swojego pierwowzoru do uzyskania ciągu miały być wykorzystane malutkie eksplozje termojądrowe, a odpowiednie izotopy wodoru planowano pozyskać z atmosfery Jowisza w czasie przelotu obok niego. Próbnik miał dolecieć w ciągu 50 lat do Gwiazdy Barnarda położonej niecałe 6 lat świetlnych od Ziemi. Pomysł trzeba przyznać bardzo ciekawy. Nie wiadomo jednak, czy kiedyś doczeka się realizacji.
Od czasu wystrzelenia próbników Voyager upłynęło już jednak ponad 30 lat. Zatem technologie napędów kosmicznych musiały ewoluować i zostać ulepszone. Przyjrzyjmy się zatem tym współcześnie rozwijanym, które w przyszłości pomogą nam w szybszych podróżach do innych ciał Układu Słonecznego, a kto wie może i dalej.
W najbliższych latach coraz częściej sondy będą wykorzystywały silniki jonowe. Na Ziemi taki rodzaj napędu byłby w ogóle nieprzydatny. W przestrzeni kosmicznej, gdzie praktycznie nie ma tarcia zdają one jednak egzamin. Silnik jonowy działa na zasadzie odrzutu, tak jak silniki wykorzystywane w rakietach, z tą jednak różnicą, że tu wyrzucane są bardzo małe ilości paliwa, liczone wręcz w atomach. Naładowane jony (szlachetnego gazu - ksenonu) rozpędzane są przy pomocy mocnego pola magnetycznego do bardzo dużych prędkości (ok 30 km/s). Przy takich parametrach siła odrzutu jest niewielka, ale za to umożliwia nieprzerwaną pracę nawet przez kilka lat na niewielkiej ilości paliwa. Pierwszy silnik jonowy został wykorzystany jako napęd sondy Deep Space 1 dopiero w 1998 roku mimo, że wstępne projekty powstały już w latach 50-tych. Spowodowane było to głównie tym, że siła ciągu równa jest w przybliżeniu naciskowi kartki papieru - czyli bardzo niewielka i cały czas starano się udoskonalić konstrukcję. Kolejnym mankamentem takiego silnika jest to, że potrzebuje on ciągłej dostawy prądu do zasilania elektromagnesów przyspieszających jony. Ponieważ baterie słoneczne nie produkowałyby dostatecznej ilości mocy w większym oddaleniu od Słońca konieczne jest zastosowanie innych źródeł w wyprawach w dalsze rejony naszego układu. Rozwiązaniem mogłyby być generatory radioizotopowe, wykorzystywane wcześniej w próbnikach np. do zasilania wspomnianych już sond Voyager. Generatory takie również jednak mają ograniczony czas pracy. Wykorzystują one bowiem ciepło wydzielane przy rozpadzie izotopów pierwiastków promieniotwórczych. czyli z biegiem czasu wytwarzają coraz mniej mocy. Dlatego też do innych gwiazd za pomocą silników jonowych, które dziś potrafimy wytworzyć raczej nie dolecimy, ale badania naszego rodzimego układu mogą stać się łatwiejsze. Zwłaszcza, że Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) pracuje właśnie nad silnikiem, który wyrzucałby jony z dużo większymi niż obecnie wykorzystywane prędkościami, bo ponad 200km/s.
W chwili obecnej dość popularna jest wizja podróży na promieniach słonecznych. Żagle słoneczne, bo o nich tu mowa działają podobnie jak te na jachtach. Z tą różnicą, że tu siłą napędową nie jest ruch mas powietrza (ziemski wiatr), a światło - fotony wysyłane przez gwiazdę, które odbijając się od powierzchni żagla przekazują mu swój pęd. Dodatkowo materiał na taki żagiel musi być niezwykle wytrzymały (zwłaszcza na wysokie temperatury) i za razem bardzo lekki 1 metr kwadratowy nie powinien ważyć więcej niż 1 gram.
Rozwijane obecnie żagle słoneczne są jednak pozostałością po nieco innym projekcie. W swoim czasie naukowcy planowali wysyłać do sąsiadujących gwiazd sondy wyposażone w żagle, ale napędzane promieniem lasera. Jeden z pomysłodawców - Robert Forward zaproponował do zdobycia sąsiadujących gwiazd wykorzystanie niewyobrażanie potężnego o mocy 10 milionów gigawatów, którego promień miałby być przepuszczany przez olbrzymią (ok 1000 km) soczewkę i stale nakierowany na żagiel próbnika. Wystarczy jednak popatrzeć na wypisane liczby, by zorientować się, że ten projekt ma nikłe szanse realizacji w ciągu najbliższych dziesięcioleci. Jednak naukowcy nie wykluczają możliwości wspierania statków promieniami mniejszych laserów.
NASA oraz ESA przeprowadzały już testy naziemne 10 i 20-metrowych żagli, a Japońska Agencja Kosmiczna - JAXA dokonała nawet prób podczas lotu suborbitalnego. Planowane są kolejne testy, ponieważ ten typ napędu, spośród obecnie nam znanych, daje jak na razie największe nadzieje na zbadanie odległych zakątków naszego układu słonecznego, a przy zastosowaniu odpowiednio dużego żagla (kilkaset metrów średnicy) nawet na dotarcie do najbliższych gwiazd w przeciągu kilku dziesięcioleci. Nie jest to niemożliwe, gdyż potrafimy już wykonać odpowiednio duże stelaże - przykładem są panele ogniw słonecznych na stacji ISS które mają rozpiętość ok 100 metrów.
Naukowcy nie spoczywają jednak na laurach i cały czas próbują znaleźć jak najlepsze metody napędzania pojazdów kosmicznych. Podstawową kwestią jest tu wydajności napędu. Stosowane do tej pory silniki na paliwo chemiczne nie dają odpowiednio dużo mocy, byśmy mogli myśleć o dalekich i szybkich za razem podróżach. Uczeni myślą jak wykorzystać energię zamkniętą w atomach. Kilogram paliwa jądrowego może wydzielić taką samą energię jak 600 ton chemicznego. Niestety nie dysponujemy jeszcze odpowiednimi generatorami, które umożliwiłyby nam wykorzystanie tego potencjału w statkach kosmicznych. Mowa tu o silnikach wykorzystujących reakcje jądrowe lub termojądrowe i nie należy mylić tego napędu z generatorami np z Voyagerów - tamte jak pamiętamy bazują na cieple wydzielającym się podczas rozpadu pierwiastków promieniotwórczych.
Na rozważaniach o potędze atomu nie koniec. Jeszcze lepszym rozwiązaniem byłoby zastosowanie jako paliwa antymaterii, którą dopiero co poznajemy np za pomocą takich urządzeń jak LHC w ośrodku CERN. Jej potęga polega na tym, że cząstki takie anihilując ze zwykłą materią wytwarzają ogromne wręcz ilości energii. Kilkaset razy więcej niż energia wydzielająca się podczas reakcji termojądrowych proporcjonalnej ilości paliwa jądrowego. Dzięki tak znakomitemu współczynnikowi wytworzonej energii do masy antymateria pozwoliłaby nam znacząco przybliżyć się do gwiazd. Uczeni szacują, że na podróż do najbliższej nam gwiazdy zużylibyśmy jedynie gram takiego wspaniałego paliwa.
Podczas reakcji antymaterii z materią powstają cząstki elementarne - miony, które szybko się rozpadają tworząc neutrina inne cząstki elementarne poruszające się przy powstawaniu w różnych kierunkach, a wyjątkowo przy tym procesie mniej więcej w jedną stronę. Jest to kolejny atut takiego paliwa. Mimo że neutrina bardzo słabo oddziałują ze zwykłą materią w opisanym powyżej procesie dałoby się je wykorzystać do wytworzenia dodatkowej siły ciągu. Siła ta byłaby na tyle duża, że pozwalałaby na dotarcie do gwiazd w ciągu życia jednej osoby, czyli po kilkudziesięciu latach.
Wszystko pięknie tylko jak te prognozy mają się do rzeczywistości? Tu sprawa ma się jeszcze gorzej niż w przypadku napędu jądrowego. Co prawda potrafimy już wytwarzać antymaterię, jednak w ilościach pozwalających raczej na jej badanie niż wykorzystywanie do jakichkolwiek celów. Dodatkowo większość z wyprodukowanej antymaterii posiada wielką energię własną, jest tzw "gorąca". Cząsteczki "zimne", nad którymi łatwiej zapanować udaje się wytworzyć dopiero od niedawna i to w tak małych ilościach, że w tym tempie mniej czasu zajęłoby dotarcie do pobliskich gwiazd na piechotę niż poczekanie na paliwo. W chwili obecnej jest to dość droga inwestycja. Wyprodukowanie kilkudziesięciu miligramów antywodoru dla próbników testowych pochłonęłoby miliardy dolarów i trwałoby dość długo. Oczywiście przy takich możliwościach jakie daje antymateria trudno sobie wyobrazić, że jej produkcja nie ruszy na masową skalę, jeśli tylko znajdziemy na to sposoby, czyli wtedy, kiedy będzie ona odpowiednio przebadana. Do tego czasu powinny być już także gotowe silniki, w których to paliwo znalazłoby zastosowanie, ponieważ jak na razie są one co najwyżej w fazie ogólnikowych pomysłów.
Podróże międzygwiezdne dla wielu naukowców są kwestia bardzo wątpliwą z powodu ogromnych odległości miedzy poszczególnymi gwiazdami. Przecież podróż do pobliskich systemów trwałaby latami z prędkością zbliżona do prędkości światła, do bardziej oddalonych systemów nawet dziesiątki lub setki lat. Cała nasza galaktyka ma średnicę ok 100 tys. lat świetlnych, więc dotarcie do jej dalszych zakątków przekracza nasze możliwości w bliżej nieokreślonej przyszłości. Co dopiero mówić o odwiedzeniu pobliskich galaktyk, które znajdują się przecież znacznie dalej. Najbliższa nam duża galaktyka - Galaktyka Andromedy jest tak daleko, że światło z niej potrzebuje około 2,5 miliona lat by do nas dotrzeć. Warto chyba w tym miejscu zauważyć, że 2,5 mln lat temu po Ziemi przechadzali się nasi dalecy przodkowie. Trzeba więc przyznać, że naukowcy, którzy twierdzą, że Wszechświat jest po prostu zbyt duży żeby go zbadać mają bardzo poważne argumenty po swojej stronie.
Czy mamy jednak podstawy, by z całą pewnością twierdzić iż regularne podróże międzygwiezdne są jedynie gdybaniem futurologów? Profesor Michio Kaku uważa, że nie do końca.
Stwierdza on, że gdyby przyjrzeć się obserwacjom UFO, to ogromną większość z nich (99%) da się wytłumaczyć jako różne naturalne zjawiska, jak np. Wenus, meteory, satelity, przyrządy meteorologiczne, zjawiska atmosferyczne itp. Jednak, jak pisze profesor, pozostaje ułamek obserwacji, których nie da się już tak wyraźnie sklasyfikować. Zwłaszcza te, gdzie obserwacji dokonano kilkoma metodami, np. obserwacje takich obiektów przez pilotów i pasażerów samolotów rejsowych oraz dokonane przez nich nagrania lub dodatkowo zarejestrowane przez radary. Gdyby przyjąć, że obiekty te na prawdę pochodzą gdzieś z głębin Kosmosu oznaczałoby to, że szybkie podróże są jednak możliwe.
Dla sporej części astronomów możliwość istnienia inteligentnych form życia we Wszechświecie jest pomysłem fascynującym i dość realnym. Przy tak wielkiej ilości gwiazd w Drodze mlecznej, które mogą posiadać systemy planetarne, na których mogło rozwinąć się życie niewykluczone jest, że istnieją cywilizacje daleko bardziej rozwinięte niż nasza, o tysiące, a może nawet miliony lat. Mogą zatem już funkcjonować technologie pozwalające na szybkie podróże międzygwiezdne.
jak na razie nie znaleźliśmy na to żadnych dowodów. Program SETI nie przyniósł jak na razie żadnych rezultatów, ale nie oznacza to, że nigdy nic nie znajdziemy. Przecież "hałasujemy" wysyłając w przestrzeń fale radiowe dopiero od nieco ponad wieku.
Ponieważ według Szczególnej teorii względności poruszanie się szybciej od światła jest możliwe w pewnych, rzadkich, szczególnych warunkach niewykluczone, że komuś udało się już je osiągnąć.
Podstawowym problemem, jest tutaj to, że odpowiednio szybkie podróże międzygwiezdne (z prędkością większą od światła) wymagają niewyobrażalnie zaawansowanych dla nas technologicznie silników, zdolnych wytworzyć olbrzymie ilości energii. Dlatego też rosyjski astrofizyk Nicolai Kardashev zaproponował własny podział ewolucyjny cywilizacji oparty właśnie na ilości energii jaką taka byłaby w stanie wytworzyć.
Podzielił on je na 4 typy:
Typ I - cywilizacja zdolna opanować energię całych planet, potrafiące zapanować nad siłami natury, kontrolować je i wykorzystywać.
Typ II - cywilizacja (podobna do tej znanej z filmu Star Trek) zdolna do skolonizowania okolicznych planet, inicjowania reakcji termojądrowych zapalających nowe gwiazdy oraz kontrolowania rozbłysków słonecznych. Mogąca wytworzyć 10 miliardów razy więcej energii niż cywilizacje typu I.
Typ III - cywilizacja potrafiąca stworzyć kolonie na terenie całej galaktyki (jak w filmach z serii Star Wars). Zdolna wytworzyć 10 miliardów razy więcej energii niż cywilizacje typu II.
Ludzie są na tej skali cywilizacją typu 0. Opieramy wytwarzanie swojej energii głównie na wyczerpujących się już źródłach kopalnych, takich jak węgiel i ropa, a dopiero zaczynamy wykorzystywać inne, potężniejsze.
Profesor Michio Kaku uważa, że cywilizacją typu I staniemy się w przeciągu najbliższych 100-200 lat. Osiągnięcie typu II zajmie nam kilka tysięcy, a typu III może nawet milion lat. Oczywiście pod warunkiem, że w tym czasie naszej technologicznej ewolucji nie zdarzy się nam jakaś losowa, przykra niespodzianka lub sami jej sobie nie sprawimy...
Według sporej rzeszy naukowców w tym profesora Kaku bardziej zaawansowane cywilizacje mogą rozsyłać w otchłanie Kosmosu tzw Sondy von Neumanna - próbniki, które po dotarciu do celu powielają się i w razie potrzeby naprawiają z zasobów znalezionych w badanych przez nie systemach, a swoje kopie rozsyłają dalej. W dodatku takie sztuczne twory są dużo bardziej odporne na upływający czas, promieniowanie i trudy długich kosmicznych podróży niż delikatne organizmy żywe. Michio Kaku, Ray Kurzweil, jak i wielu innych naukowców myślą, że taka forma naszego spotkania z obcą cywilizacją wydaje się być najbardziej prawdopodobna.
Profesor Kaku twierdzi ponadto, że tego typu sondy mogą lądować na księżycach planet, na których w przyszłości mogłoby się rozwinąć życie i czekać tam w stanie uśpienia, aż rozwiną się odpowiednio zaawansowane technologicznie cywilizacje. Uważa, że niewykluczone iż taka sonda mogła nawet wylądować w przeszłości na naszym Księżycu.
Nawet jeśli uda nam się dość szybko wynaleźć napędy umożliwiające podróże z prędkościami bliskimi prędkości światła, to i tak wyprawy do najbliższych choćby gwiazd zajmować będą po kilka lat w jedną stronę. A co gdybyśmy chcieli zbadać dalsze zakątki naszej galaktyki. Wtedy na takie ekspedycje musielibyśmy angażować całe pokolenia, a to z kolei rodzi następne problemy - odpowiednio duże statki dla sporych grup ludzi. Czyli może sceny z filmów science fiction gdzie obce cywilizacje przylatują na Ziemię w olbrzymich statkach nie są dalekie od prawdy, jaka obowiązywać może w przyszłości nas samych.
Do tego żeby zdobywać Wszechświat bardziej elastycznie, bez konieczności rozdzielania społeczeństwa potrzeba napędów, które dawałyby możliwość podróży z prędkościami większymi od światła. Według Szczególnej Teorii Względności Einsteina żadna użyteczna informacja nie może podróżować lokalnie szybciej niż światło, jednak w ogóle - globalnie pokonanie bariery prędkości światła jest możliwe, choć trudne do osiągnięcia i wymaga wielkich ilości energii. Pytanie ile razy szybciej można by się poruszać jest już tylko czysto teoretyczne. Na dodatek według naszych przypuszczeń wywoływałoby paradoks różnego upływu czasu dla podróżników i obserwatorów.
A co z alternatywnymi metodami przemierzania rozległych przestrzeni Kosmosu? Pomińmy może w rozważaniach teleportację. Choć może ona dawać wyniki zbliżone do tych jakie nas interesują - czyli przemieszczanie obiektów między różnymi miejscami w jak najkrótszym czasie i prowadzone są już nad nią w miarę zaawansowana badania, to jednak w świetle naszej dzisiejszej wiedzy przenoszony obiekt nie będzie oryginałem, a jedynie kopią pierwowzoru, który niestety jest w procesie przesyłu niszczony. W przypadku sond i innych automatycznych statków metoda ta mogłaby się przydać. Jednak sądzę, że niewielu ludzi dobrowolnie byłoby skłonnych dać się rozczłonkować na molekuły i przestać istnieć po to tylko, by ich kopia znalazła się w innym miejscu.
Pozostańmy zatem przy sposobach raczej nieco bardziej konwencjonalnych, wykorzystujących przemieszczanie oryginałów :)
Naukowcy rozważają możliwość wykorzystania niezwykłych tworów tzw Worm Holes. Te hipotetycznie formy łączą w jakiś fenomenalny sposób różne punkty we Wszechświecie. Najczęściej do wytłumaczenia tego zjawiska wykorzystuje się arkusz papieru i ołówek. Zapewne zdarzyło się Wam widzieć na jakimś filmie jak fizyk rysuje dwa punkty na kartce, następnie kreśli powolnym ruchem kreskę między nimi symbolizującą podróż z jednego miejsca do drugiego. Później bierze tą samą kartkę, wygina ją tak, by punkty znalazły się blisko siebie i pokazuje jak bardzo udało się zmniejszyć odległość, a więc i czas potrzebny na jej przebycie z tą samą prędkością. Tak właśnie najłatwiej wyobrazić sobie zasadę działania Worm Holes - czyli zagięcia czasoprzestrzeni tworzącego według teorii tunele między dwoma niezwykłymi miejscami w Kosmosie. Teoria "Dziur Robaczych" jest dość młoda więc naukowcy nie zdążyli jej jeszcze obalić, lub uwiarygodnić. Nie trudno się domyślić, że we Wszechświecie zjawisko to w sposób naturalny nie byłoby aż tak częste (choć tego też nie możemy być pewni) i niekoniecznie występuje tam, gdzie mogło by się nam przydać. Futurolodzy zatem już kombinują jak można by takie fenomeny wytwarzać. Jak na razie jednak jest to dla nas bardzo odległa, mglista przyszłość. Niektórzy naukowcy są zdania, że czarne dziury przynajmniej te supermasywne mogą pełnić funkcje końców takich właśnie tuneli. Problem tylko w tym, jak przeniknąć do jej wnętrza i uniknąć tam zagłady, bo według naszej dotychczasowej "wiedzy" nie mamy pojęcia co mogłoby czekać na podróżnika za horyzontem zdarzeń.
Fenomen Dziur Robaczych i związane z nim zaginanie czasoprzestrzeni może przywoływać skojarzenia z teorią strun, problemami podróży międzywymiarowych. Jednak zagadnienie to jest dość szerokie, a do opisania go potrzeba byłoby nieco bardziej zagłębić się w strukturę naszego Wszechświata i praw w nim rządzących oraz samych wymiarów. Dlatego też zostawię je na inny artykuł i nie będę tu dalej rozwijał tego tematu.
Wracając do naszych rozważań. Możliwe, że da się wykorzystać pewną ciekawostkę. Mianowicie światło rozchodzi się w czasoprzestrzeni z ograniczoną prędkością, tak samo jak i wszystkie inne obiekty, którym chcielibyśmy nadać jakąś prędkość. Ale co z samą czasoprzestrzenią? Jak szybko ona może się poruszać. Naukowcy twierdzą, że potrafi ona osiągnąć prędkości daleko przekraczające prędkość światła. Dowodzić miałaby tego ekspansja Wszechświata, a zwłaszcza pierwsze chwile po jego narodzinach - Wielkim Wybuchu, kiedy to czasoprzestrzeń nagle rozszerzyła się z nieskończenie małego punktu. Skoro więc czasoprzestrzeń może poruszać się szybciej, czemu nie wykorzystać tego w podróżach międzygwiezdnych. Wystarczyłoby tylko wymyślić sposób jak wytworzyć wokół statku otoczkę poruszającej się czasoprzestrzeni i praktycznie nasze możliwości byłyby nieograniczone. Wiele nowych gwiazd i zapewne światów stanęłoby przed nami otworem. Wtedy może nawet saga Star Wars nie byłaby już czystą fikcją w sensie podróży między krańcami galaktyki.
Nie wiemy, czy istnieją inne cywilizacje i na jakim stopniu rozwoju mogą się znajdować. My jesteśmy na samym początku wielkiej przygody - naszej długiej drogi ku gwiazdom i innym systemom planetarnym niż nasz własny. Śmiałe podróże międzygwiezdne jeszcze jakiś czas będą dla nas czymś nieosiągalnym. Ale nie powinniśmy z tego powodu załamywać rąk, tylko wytrwale iść do przodu, udoskonalać istniejące metody przemieszczania się, opracowywać nowe. Doświadczenie pokazuje, że potrafimy spełniać swoje marzenia. Zapewne pewnego dnia sięgniemy także i gwiazd.
źródła:
J. Chrostowski "Kiedy sięgniemy gwiazd?"
http://mkaku.org/
http://www.nasa.gov/
http://www.physorg.com/
Artykuł został dopracowany i ukończony 17-08-2009
Praktycznie odkąd zaczęliśmy "podbijać" przestrzeń do napędzania naszych statków kosmicznych używamy paliw chemicznych. Są one co prawda w miarę skuteczne jeśli chodzi o szybkie rozpędzenie pojazdu. Jednak kiedy konieczna jest długotrwała praca silników stają się one bardzo mało wydajne ze względu na olbrzymie ilości paliwa jakie trzeba byłoby zabrać. Można spróbować ograniczyć ilość paliwa przez wstępne rozpędzenie pojazdu i późniejsze wykorzystywanie manewrów grawitacyjnych (zbliżanie statku do planet, dzięki czemu ich grawitacja nadaje pojazdom przyspieszenia) do osiągnięcia większych prędkości. Jak na razie jest to jeden z najlepszych znanych nam sposobów zwiększania prędkości wykorzystywany przy wielu misjach kosmicznych. Niestety i to jest za mało. Statki Voyager 1 i 2 mimo że wystrzelone w 1977 roku dopiero teraz docierają w dalsze rejony naszego Układu Słonecznego. Sonda Voyager 1 pomimo swej ponad 30 letniej już podróży oraz tego, że jest obecnie najszybciej oddalającym się, wysłanym z Ziemi obiektem (17,2 km/s) przeleciała do połowy 2007 roku 15,5 miliarda kilometrów. Dla ludzi odległość olbrzymia, ale w porównaniu do skali kosmicznej nie jest już tak imponująca. Gdyby leciała w kierunku Proxima Centauri - najbliższej nam po Słońcu gwiazdy leżącej w odległości 4,22 roku świetlnego, to pokonałaby zaledwie 0,039% trasy. Do samej gwiazdy dotarłaby za około 77 tysięcy lat. To wyliczenie pokazuje nam ogrom czasu, jaki musielibyśmy poświęcić na dotarcie do najbliższej gwiazdy, a co dopiero gdybyśmy chcieli zwiedzić dalsze zakątki naszej galaktyki. Gdybając można by dojść do wniosku, że zanim taka podróż dobiegła by końca wymyślilibyśmy już inne, dużo lepsze i szybsze sposoby na pokonywanie kosmicznej "pustki" międzygwiezdnej. A pomysłów nam nie brakuje.
W latach 50-tych, w czasie fascynacji energią atomową powstał projekt pod nazwą "Orion" zakładający zbudowanie statku kosmicznego napędzanego wybuchami ładunków jądrowych detonowanych za pojazdem. Okazało się jednak, że pomysł nie był trafiony. Pojazd taki musiałby mieć specjalną solidną i odporną na promieniowanie konstrukcję, a także zabierać ze sobą olbrzymie ilości (miliony ton) bomb, co znacznie zwiększyłoby jego masę. Kolejną wadą projektu był problem jak w bezpieczny sposób przetransportować na orbitę wiele ładunków jądrowych. Każdy z nich stanowił olbrzymie zagrożenie radioaktywnego skażenia różnych części globu w razie awarii rakiety wynoszącej je na orbitę. Program zawieszono na fazie wstępnych projektów.
W latach 60-tych narodził się pomysł wykorzystania fuzji jądrowej do napędzania statków kosmicznych. Pojazd miałby wyłapywać za pomocą pola elektromagnetycznego pojedyncze protony z przestrzeni tak jak dzieje się to w ziemskim polu, czego widocznym następstwem są zorze polarne. Następnie wykorzystywać je w procesie fuzji. Pomysł jednak upadł, gdyż naukowcy doszli do wniosku, że pole magnetyczne musiałoby mieć olbrzymie rozmiary, by złapać wystarczającą ilość cząstek.
Pod koniec lat 70-tych brytyjscy naukowcy wymyślili napęd Dedal - działający na podobnej zasadzie co Orion, jednak na bardziej realistyczną skalę. W odróżnieniu od swojego pierwowzoru do uzyskania ciągu miały być wykorzystane malutkie eksplozje termojądrowe, a odpowiednie izotopy wodoru planowano pozyskać z atmosfery Jowisza w czasie przelotu obok niego. Próbnik miał dolecieć w ciągu 50 lat do Gwiazdy Barnarda położonej niecałe 6 lat świetlnych od Ziemi. Pomysł trzeba przyznać bardzo ciekawy. Nie wiadomo jednak, czy kiedyś doczeka się realizacji.
Od czasu wystrzelenia próbników Voyager upłynęło już jednak ponad 30 lat. Zatem technologie napędów kosmicznych musiały ewoluować i zostać ulepszone. Przyjrzyjmy się zatem tym współcześnie rozwijanym, które w przyszłości pomogą nam w szybszych podróżach do innych ciał Układu Słonecznego, a kto wie może i dalej.
W najbliższych latach coraz częściej sondy będą wykorzystywały silniki jonowe. Na Ziemi taki rodzaj napędu byłby w ogóle nieprzydatny. W przestrzeni kosmicznej, gdzie praktycznie nie ma tarcia zdają one jednak egzamin. Silnik jonowy działa na zasadzie odrzutu, tak jak silniki wykorzystywane w rakietach, z tą jednak różnicą, że tu wyrzucane są bardzo małe ilości paliwa, liczone wręcz w atomach. Naładowane jony (szlachetnego gazu - ksenonu) rozpędzane są przy pomocy mocnego pola magnetycznego do bardzo dużych prędkości (ok 30 km/s). Przy takich parametrach siła odrzutu jest niewielka, ale za to umożliwia nieprzerwaną pracę nawet przez kilka lat na niewielkiej ilości paliwa. Pierwszy silnik jonowy został wykorzystany jako napęd sondy Deep Space 1 dopiero w 1998 roku mimo, że wstępne projekty powstały już w latach 50-tych. Spowodowane było to głównie tym, że siła ciągu równa jest w przybliżeniu naciskowi kartki papieru - czyli bardzo niewielka i cały czas starano się udoskonalić konstrukcję. Kolejnym mankamentem takiego silnika jest to, że potrzebuje on ciągłej dostawy prądu do zasilania elektromagnesów przyspieszających jony. Ponieważ baterie słoneczne nie produkowałyby dostatecznej ilości mocy w większym oddaleniu od Słońca konieczne jest zastosowanie innych źródeł w wyprawach w dalsze rejony naszego układu. Rozwiązaniem mogłyby być generatory radioizotopowe, wykorzystywane wcześniej w próbnikach np. do zasilania wspomnianych już sond Voyager. Generatory takie również jednak mają ograniczony czas pracy. Wykorzystują one bowiem ciepło wydzielane przy rozpadzie izotopów pierwiastków promieniotwórczych. czyli z biegiem czasu wytwarzają coraz mniej mocy. Dlatego też do innych gwiazd za pomocą silników jonowych, które dziś potrafimy wytworzyć raczej nie dolecimy, ale badania naszego rodzimego układu mogą stać się łatwiejsze. Zwłaszcza, że Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) pracuje właśnie nad silnikiem, który wyrzucałby jony z dużo większymi niż obecnie wykorzystywane prędkościami, bo ponad 200km/s.
W chwili obecnej dość popularna jest wizja podróży na promieniach słonecznych. Żagle słoneczne, bo o nich tu mowa działają podobnie jak te na jachtach. Z tą różnicą, że tu siłą napędową nie jest ruch mas powietrza (ziemski wiatr), a światło - fotony wysyłane przez gwiazdę, które odbijając się od powierzchni żagla przekazują mu swój pęd. Dodatkowo materiał na taki żagiel musi być niezwykle wytrzymały (zwłaszcza na wysokie temperatury) i za razem bardzo lekki 1 metr kwadratowy nie powinien ważyć więcej niż 1 gram.
Rozwijane obecnie żagle słoneczne są jednak pozostałością po nieco innym projekcie. W swoim czasie naukowcy planowali wysyłać do sąsiadujących gwiazd sondy wyposażone w żagle, ale napędzane promieniem lasera. Jeden z pomysłodawców - Robert Forward zaproponował do zdobycia sąsiadujących gwiazd wykorzystanie niewyobrażanie potężnego o mocy 10 milionów gigawatów, którego promień miałby być przepuszczany przez olbrzymią (ok 1000 km) soczewkę i stale nakierowany na żagiel próbnika. Wystarczy jednak popatrzeć na wypisane liczby, by zorientować się, że ten projekt ma nikłe szanse realizacji w ciągu najbliższych dziesięcioleci. Jednak naukowcy nie wykluczają możliwości wspierania statków promieniami mniejszych laserów.
NASA oraz ESA przeprowadzały już testy naziemne 10 i 20-metrowych żagli, a Japońska Agencja Kosmiczna - JAXA dokonała nawet prób podczas lotu suborbitalnego. Planowane są kolejne testy, ponieważ ten typ napędu, spośród obecnie nam znanych, daje jak na razie największe nadzieje na zbadanie odległych zakątków naszego układu słonecznego, a przy zastosowaniu odpowiednio dużego żagla (kilkaset metrów średnicy) nawet na dotarcie do najbliższych gwiazd w przeciągu kilku dziesięcioleci. Nie jest to niemożliwe, gdyż potrafimy już wykonać odpowiednio duże stelaże - przykładem są panele ogniw słonecznych na stacji ISS które mają rozpiętość ok 100 metrów.
Naukowcy nie spoczywają jednak na laurach i cały czas próbują znaleźć jak najlepsze metody napędzania pojazdów kosmicznych. Podstawową kwestią jest tu wydajności napędu. Stosowane do tej pory silniki na paliwo chemiczne nie dają odpowiednio dużo mocy, byśmy mogli myśleć o dalekich i szybkich za razem podróżach. Uczeni myślą jak wykorzystać energię zamkniętą w atomach. Kilogram paliwa jądrowego może wydzielić taką samą energię jak 600 ton chemicznego. Niestety nie dysponujemy jeszcze odpowiednimi generatorami, które umożliwiłyby nam wykorzystanie tego potencjału w statkach kosmicznych. Mowa tu o silnikach wykorzystujących reakcje jądrowe lub termojądrowe i nie należy mylić tego napędu z generatorami np z Voyagerów - tamte jak pamiętamy bazują na cieple wydzielającym się podczas rozpadu pierwiastków promieniotwórczych.
Na rozważaniach o potędze atomu nie koniec. Jeszcze lepszym rozwiązaniem byłoby zastosowanie jako paliwa antymaterii, którą dopiero co poznajemy np za pomocą takich urządzeń jak LHC w ośrodku CERN. Jej potęga polega na tym, że cząstki takie anihilując ze zwykłą materią wytwarzają ogromne wręcz ilości energii. Kilkaset razy więcej niż energia wydzielająca się podczas reakcji termojądrowych proporcjonalnej ilości paliwa jądrowego. Dzięki tak znakomitemu współczynnikowi wytworzonej energii do masy antymateria pozwoliłaby nam znacząco przybliżyć się do gwiazd. Uczeni szacują, że na podróż do najbliższej nam gwiazdy zużylibyśmy jedynie gram takiego wspaniałego paliwa.
Podczas reakcji antymaterii z materią powstają cząstki elementarne - miony, które szybko się rozpadają tworząc neutrina inne cząstki elementarne poruszające się przy powstawaniu w różnych kierunkach, a wyjątkowo przy tym procesie mniej więcej w jedną stronę. Jest to kolejny atut takiego paliwa. Mimo że neutrina bardzo słabo oddziałują ze zwykłą materią w opisanym powyżej procesie dałoby się je wykorzystać do wytworzenia dodatkowej siły ciągu. Siła ta byłaby na tyle duża, że pozwalałaby na dotarcie do gwiazd w ciągu życia jednej osoby, czyli po kilkudziesięciu latach.
Wszystko pięknie tylko jak te prognozy mają się do rzeczywistości? Tu sprawa ma się jeszcze gorzej niż w przypadku napędu jądrowego. Co prawda potrafimy już wytwarzać antymaterię, jednak w ilościach pozwalających raczej na jej badanie niż wykorzystywanie do jakichkolwiek celów. Dodatkowo większość z wyprodukowanej antymaterii posiada wielką energię własną, jest tzw "gorąca". Cząsteczki "zimne", nad którymi łatwiej zapanować udaje się wytworzyć dopiero od niedawna i to w tak małych ilościach, że w tym tempie mniej czasu zajęłoby dotarcie do pobliskich gwiazd na piechotę niż poczekanie na paliwo. W chwili obecnej jest to dość droga inwestycja. Wyprodukowanie kilkudziesięciu miligramów antywodoru dla próbników testowych pochłonęłoby miliardy dolarów i trwałoby dość długo. Oczywiście przy takich możliwościach jakie daje antymateria trudno sobie wyobrazić, że jej produkcja nie ruszy na masową skalę, jeśli tylko znajdziemy na to sposoby, czyli wtedy, kiedy będzie ona odpowiednio przebadana. Do tego czasu powinny być już także gotowe silniki, w których to paliwo znalazłoby zastosowanie, ponieważ jak na razie są one co najwyżej w fazie ogólnikowych pomysłów.
Podróże międzygwiezdne dla wielu naukowców są kwestia bardzo wątpliwą z powodu ogromnych odległości miedzy poszczególnymi gwiazdami. Przecież podróż do pobliskich systemów trwałaby latami z prędkością zbliżona do prędkości światła, do bardziej oddalonych systemów nawet dziesiątki lub setki lat. Cała nasza galaktyka ma średnicę ok 100 tys. lat świetlnych, więc dotarcie do jej dalszych zakątków przekracza nasze możliwości w bliżej nieokreślonej przyszłości. Co dopiero mówić o odwiedzeniu pobliskich galaktyk, które znajdują się przecież znacznie dalej. Najbliższa nam duża galaktyka - Galaktyka Andromedy jest tak daleko, że światło z niej potrzebuje około 2,5 miliona lat by do nas dotrzeć. Warto chyba w tym miejscu zauważyć, że 2,5 mln lat temu po Ziemi przechadzali się nasi dalecy przodkowie. Trzeba więc przyznać, że naukowcy, którzy twierdzą, że Wszechświat jest po prostu zbyt duży żeby go zbadać mają bardzo poważne argumenty po swojej stronie.
Czy mamy jednak podstawy, by z całą pewnością twierdzić iż regularne podróże międzygwiezdne są jedynie gdybaniem futurologów? Profesor Michio Kaku uważa, że nie do końca.
Stwierdza on, że gdyby przyjrzeć się obserwacjom UFO, to ogromną większość z nich (99%) da się wytłumaczyć jako różne naturalne zjawiska, jak np. Wenus, meteory, satelity, przyrządy meteorologiczne, zjawiska atmosferyczne itp. Jednak, jak pisze profesor, pozostaje ułamek obserwacji, których nie da się już tak wyraźnie sklasyfikować. Zwłaszcza te, gdzie obserwacji dokonano kilkoma metodami, np. obserwacje takich obiektów przez pilotów i pasażerów samolotów rejsowych oraz dokonane przez nich nagrania lub dodatkowo zarejestrowane przez radary. Gdyby przyjąć, że obiekty te na prawdę pochodzą gdzieś z głębin Kosmosu oznaczałoby to, że szybkie podróże są jednak możliwe.
Dla sporej części astronomów możliwość istnienia inteligentnych form życia we Wszechświecie jest pomysłem fascynującym i dość realnym. Przy tak wielkiej ilości gwiazd w Drodze mlecznej, które mogą posiadać systemy planetarne, na których mogło rozwinąć się życie niewykluczone jest, że istnieją cywilizacje daleko bardziej rozwinięte niż nasza, o tysiące, a może nawet miliony lat. Mogą zatem już funkcjonować technologie pozwalające na szybkie podróże międzygwiezdne.
jak na razie nie znaleźliśmy na to żadnych dowodów. Program SETI nie przyniósł jak na razie żadnych rezultatów, ale nie oznacza to, że nigdy nic nie znajdziemy. Przecież "hałasujemy" wysyłając w przestrzeń fale radiowe dopiero od nieco ponad wieku.
Ponieważ według Szczególnej teorii względności poruszanie się szybciej od światła jest możliwe w pewnych, rzadkich, szczególnych warunkach niewykluczone, że komuś udało się już je osiągnąć.
Podstawowym problemem, jest tutaj to, że odpowiednio szybkie podróże międzygwiezdne (z prędkością większą od światła) wymagają niewyobrażalnie zaawansowanych dla nas technologicznie silników, zdolnych wytworzyć olbrzymie ilości energii. Dlatego też rosyjski astrofizyk Nicolai Kardashev zaproponował własny podział ewolucyjny cywilizacji oparty właśnie na ilości energii jaką taka byłaby w stanie wytworzyć.
Podzielił on je na 4 typy:
Typ I - cywilizacja zdolna opanować energię całych planet, potrafiące zapanować nad siłami natury, kontrolować je i wykorzystywać.
Typ II - cywilizacja (podobna do tej znanej z filmu Star Trek) zdolna do skolonizowania okolicznych planet, inicjowania reakcji termojądrowych zapalających nowe gwiazdy oraz kontrolowania rozbłysków słonecznych. Mogąca wytworzyć 10 miliardów razy więcej energii niż cywilizacje typu I.
Typ III - cywilizacja potrafiąca stworzyć kolonie na terenie całej galaktyki (jak w filmach z serii Star Wars). Zdolna wytworzyć 10 miliardów razy więcej energii niż cywilizacje typu II.
Ludzie są na tej skali cywilizacją typu 0. Opieramy wytwarzanie swojej energii głównie na wyczerpujących się już źródłach kopalnych, takich jak węgiel i ropa, a dopiero zaczynamy wykorzystywać inne, potężniejsze.
Profesor Michio Kaku uważa, że cywilizacją typu I staniemy się w przeciągu najbliższych 100-200 lat. Osiągnięcie typu II zajmie nam kilka tysięcy, a typu III może nawet milion lat. Oczywiście pod warunkiem, że w tym czasie naszej technologicznej ewolucji nie zdarzy się nam jakaś losowa, przykra niespodzianka lub sami jej sobie nie sprawimy...
Według sporej rzeszy naukowców w tym profesora Kaku bardziej zaawansowane cywilizacje mogą rozsyłać w otchłanie Kosmosu tzw Sondy von Neumanna - próbniki, które po dotarciu do celu powielają się i w razie potrzeby naprawiają z zasobów znalezionych w badanych przez nie systemach, a swoje kopie rozsyłają dalej. W dodatku takie sztuczne twory są dużo bardziej odporne na upływający czas, promieniowanie i trudy długich kosmicznych podróży niż delikatne organizmy żywe. Michio Kaku, Ray Kurzweil, jak i wielu innych naukowców myślą, że taka forma naszego spotkania z obcą cywilizacją wydaje się być najbardziej prawdopodobna.
Profesor Kaku twierdzi ponadto, że tego typu sondy mogą lądować na księżycach planet, na których w przyszłości mogłoby się rozwinąć życie i czekać tam w stanie uśpienia, aż rozwiną się odpowiednio zaawansowane technologicznie cywilizacje. Uważa, że niewykluczone iż taka sonda mogła nawet wylądować w przeszłości na naszym Księżycu.
Nawet jeśli uda nam się dość szybko wynaleźć napędy umożliwiające podróże z prędkościami bliskimi prędkości światła, to i tak wyprawy do najbliższych choćby gwiazd zajmować będą po kilka lat w jedną stronę. A co gdybyśmy chcieli zbadać dalsze zakątki naszej galaktyki. Wtedy na takie ekspedycje musielibyśmy angażować całe pokolenia, a to z kolei rodzi następne problemy - odpowiednio duże statki dla sporych grup ludzi. Czyli może sceny z filmów science fiction gdzie obce cywilizacje przylatują na Ziemię w olbrzymich statkach nie są dalekie od prawdy, jaka obowiązywać może w przyszłości nas samych.
Do tego żeby zdobywać Wszechświat bardziej elastycznie, bez konieczności rozdzielania społeczeństwa potrzeba napędów, które dawałyby możliwość podróży z prędkościami większymi od światła. Według Szczególnej Teorii Względności Einsteina żadna użyteczna informacja nie może podróżować lokalnie szybciej niż światło, jednak w ogóle - globalnie pokonanie bariery prędkości światła jest możliwe, choć trudne do osiągnięcia i wymaga wielkich ilości energii. Pytanie ile razy szybciej można by się poruszać jest już tylko czysto teoretyczne. Na dodatek według naszych przypuszczeń wywoływałoby paradoks różnego upływu czasu dla podróżników i obserwatorów.
A co z alternatywnymi metodami przemierzania rozległych przestrzeni Kosmosu? Pomińmy może w rozważaniach teleportację. Choć może ona dawać wyniki zbliżone do tych jakie nas interesują - czyli przemieszczanie obiektów między różnymi miejscami w jak najkrótszym czasie i prowadzone są już nad nią w miarę zaawansowana badania, to jednak w świetle naszej dzisiejszej wiedzy przenoszony obiekt nie będzie oryginałem, a jedynie kopią pierwowzoru, który niestety jest w procesie przesyłu niszczony. W przypadku sond i innych automatycznych statków metoda ta mogłaby się przydać. Jednak sądzę, że niewielu ludzi dobrowolnie byłoby skłonnych dać się rozczłonkować na molekuły i przestać istnieć po to tylko, by ich kopia znalazła się w innym miejscu.
Pozostańmy zatem przy sposobach raczej nieco bardziej konwencjonalnych, wykorzystujących przemieszczanie oryginałów :)
Naukowcy rozważają możliwość wykorzystania niezwykłych tworów tzw Worm Holes. Te hipotetycznie formy łączą w jakiś fenomenalny sposób różne punkty we Wszechświecie. Najczęściej do wytłumaczenia tego zjawiska wykorzystuje się arkusz papieru i ołówek. Zapewne zdarzyło się Wam widzieć na jakimś filmie jak fizyk rysuje dwa punkty na kartce, następnie kreśli powolnym ruchem kreskę między nimi symbolizującą podróż z jednego miejsca do drugiego. Później bierze tą samą kartkę, wygina ją tak, by punkty znalazły się blisko siebie i pokazuje jak bardzo udało się zmniejszyć odległość, a więc i czas potrzebny na jej przebycie z tą samą prędkością. Tak właśnie najłatwiej wyobrazić sobie zasadę działania Worm Holes - czyli zagięcia czasoprzestrzeni tworzącego według teorii tunele między dwoma niezwykłymi miejscami w Kosmosie. Teoria "Dziur Robaczych" jest dość młoda więc naukowcy nie zdążyli jej jeszcze obalić, lub uwiarygodnić. Nie trudno się domyślić, że we Wszechświecie zjawisko to w sposób naturalny nie byłoby aż tak częste (choć tego też nie możemy być pewni) i niekoniecznie występuje tam, gdzie mogło by się nam przydać. Futurolodzy zatem już kombinują jak można by takie fenomeny wytwarzać. Jak na razie jednak jest to dla nas bardzo odległa, mglista przyszłość. Niektórzy naukowcy są zdania, że czarne dziury przynajmniej te supermasywne mogą pełnić funkcje końców takich właśnie tuneli. Problem tylko w tym, jak przeniknąć do jej wnętrza i uniknąć tam zagłady, bo według naszej dotychczasowej "wiedzy" nie mamy pojęcia co mogłoby czekać na podróżnika za horyzontem zdarzeń.
Fenomen Dziur Robaczych i związane z nim zaginanie czasoprzestrzeni może przywoływać skojarzenia z teorią strun, problemami podróży międzywymiarowych. Jednak zagadnienie to jest dość szerokie, a do opisania go potrzeba byłoby nieco bardziej zagłębić się w strukturę naszego Wszechświata i praw w nim rządzących oraz samych wymiarów. Dlatego też zostawię je na inny artykuł i nie będę tu dalej rozwijał tego tematu.
Wracając do naszych rozważań. Możliwe, że da się wykorzystać pewną ciekawostkę. Mianowicie światło rozchodzi się w czasoprzestrzeni z ograniczoną prędkością, tak samo jak i wszystkie inne obiekty, którym chcielibyśmy nadać jakąś prędkość. Ale co z samą czasoprzestrzenią? Jak szybko ona może się poruszać. Naukowcy twierdzą, że potrafi ona osiągnąć prędkości daleko przekraczające prędkość światła. Dowodzić miałaby tego ekspansja Wszechświata, a zwłaszcza pierwsze chwile po jego narodzinach - Wielkim Wybuchu, kiedy to czasoprzestrzeń nagle rozszerzyła się z nieskończenie małego punktu. Skoro więc czasoprzestrzeń może poruszać się szybciej, czemu nie wykorzystać tego w podróżach międzygwiezdnych. Wystarczyłoby tylko wymyślić sposób jak wytworzyć wokół statku otoczkę poruszającej się czasoprzestrzeni i praktycznie nasze możliwości byłyby nieograniczone. Wiele nowych gwiazd i zapewne światów stanęłoby przed nami otworem. Wtedy może nawet saga Star Wars nie byłaby już czystą fikcją w sensie podróży między krańcami galaktyki.
Nie wiemy, czy istnieją inne cywilizacje i na jakim stopniu rozwoju mogą się znajdować. My jesteśmy na samym początku wielkiej przygody - naszej długiej drogi ku gwiazdom i innym systemom planetarnym niż nasz własny. Śmiałe podróże międzygwiezdne jeszcze jakiś czas będą dla nas czymś nieosiągalnym. Ale nie powinniśmy z tego powodu załamywać rąk, tylko wytrwale iść do przodu, udoskonalać istniejące metody przemieszczania się, opracowywać nowe. Doświadczenie pokazuje, że potrafimy spełniać swoje marzenia. Zapewne pewnego dnia sięgniemy także i gwiazd.
źródła:
J. Chrostowski "Kiedy sięgniemy gwiazd?"
http://mkaku.org/
http://www.nasa.gov/
http://www.physorg.com/
Artykuł został dopracowany i ukończony 17-08-2009
Subskrybuj:
Posty (Atom)
