Przerażeni samotnością

Czy Ziemia, planeta Układu Słonecznego jest jedyną, unikalną planetą we wszechświecie? Czy nasza planeta zwana Ziemią jest samotna we wszechświecie?

Już Giordano Bruno w XVI wieku głosił, że we wszechświecie jest nieskończenie wiele słońc z towarzyszącymi im planetami i na części z tych planetach istnieją cywilizacje rozumnych istot.

G.Bruno nie był jednak astronomem, nie był prekursorem nowej metody poznawania i badania przyrody [obserwacyjno-empirycznej], która się narodziła dzięki intuicji Rogera Bacona. Był raczej wizjonerem, poetą, magiem i okultystą. Zrozumiałe, że jego idee nie mogły wejść w korpus nauki nowożytnej, która metodę empiryczną, oraz formalizm matematyczny uczyniła po dziś dzień swoją “ewangelią”.

Problem istnienia kopii Układu Słonecznego, oraz tzw. egzo-planet odrodził się dopiero we współczesnej astronomii obserwacyjnej, z inspiracji badanego już w XVII wieku tzw. tranzytu planet wewnętrznych na tarczy Słońca [1 ].

Tranzyt w astrometrii gwiezdnej polega na przejściu planety obserwowanej z Ziemi przez tarczę gwiazdy i objawia się w nieznacznym osłabieniu jasności tej gwiazdy. Wystąpienie tego efektu wymaga zaistnienia szeregu warunków charakteryzujących dynamikę planety , np. by orbity planety przecinały linię obserwacji gwiazdy. Taki układ zdarza się bardzo rzadko.

Zmiany jasności gwiazd spowodowane tranzytem planety , z uwagi na ich odległości od Ziemi [rzędu setek i tysięcy lat świetlnych] są tak słabe , że dopiero rozwój optyki tzw. adaptacyjnej, w połączeniu ze wzrostem mocy teleskopów, pozwolił na pomiary budzące zaufanie. Radykalnie sytuację w tej dziedzinie polepszyły teleskopy na platformach kosmicznych( np.Kosmiczny Teleskop Spitzera [2],Kosmiczny Teleskop Kepler ) , pozostające poza negatywnym wpływem na wyniki pomiarów - atmosfery ziemskiej.

Metoda ta pozwala na wyznaczenie masy planety, promienia , gęstości, oraz atmosfery i jej składu chemicznego, a nawet temperatury powierzchni planety [metodą tranzytu odwrotnego].Oczywiście całość wiedzy o egzo-planetach ma charakter hipotetyczny, a jej ma wartość jest zależna od zastosowanych modeli teoretycznych. Pierwszą planetą pozasłoneczną, dla której zaobserwowano tranzyt, jest HD 209458 b, a pierwszą planetą odkrytą za pomocą tej metody jest OGLE-TR-56b.

Pierwszą kosmiczną misją, której celem było wykrywanie planet pozasłonecznych przez obserwację tranzytów, była misja COROT, rozpoczęta przez ESA w 2006 roku. W maju 2007 roku COROT wykrył pierwszą swoją planetę COROT-1b. Od 2009 roku na orbicie okołosłonecznej pracuje Teleskop Kosmiczny Kepler. Do końca 2014 odkryto metodą tranzytu ok.1200 planet.

Kepler-Cosmic Space Telescope, Foto: wikipedia

Istnieją inne metody odkrywania egzoplanet ,oparte na hipotezach wykorzystujących pewne zjawiska fizyczne i najważniejszą z nich jest metoda wykorzystująca efekt Dopplera.

Układ “gwiazda-planeta” posiada środek masy i oba składniki wykonują obieg wokół tego punktu, a tym samym gwiazda raz zbliża się do obserwatora ziemskiego i raz oddala się od niego. Ten fakt powoduje przesunięcie linii widmowych badanej gwiazdy, raz do fioletu ,a raz do czerwieni. Z wartości tego przesunięcia można wyznaczyć masę planety.

Mimo to, z pewnym nie dowierzeniem przyjęto podczas 221 zjazdu Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego w roku 2013 [ zob.4 ], komunikat o odkryciu ponad 2000 egzo-planet.Ten sceptycyzm był uzasadniony ,gdyż okazało się ,że tylko ok.400 przypadków zostało potwierdzonych przez kilka innych niezależnych obserwacji różnymi instrumentami.

Kilkanaście dni temu grupa badawcza “NASA-KEPLER” [3] zajmująca się wyłącznie poszukiwaniem egzo-planet za pomocą teleskopu na platformie kosmicznej, ogłosiła komunikat o odkryciu pierwszej planety poza-słonecznej o rozmiarach zbliżonych do rozmiarów Ziemi, której orbita leży strefie zwanej ekosferą ,czyli w przestrzeni gdzie możliwe jest życie typu ziemskiego.

Kepler-186f jest egzoplanetą , której promień może być większy od promienia Ziemi co najwyżej o 10 % i okrąża swoją macierzystą gwiazdę w 130 dni ziemskich, a odległa jest od nas o ok.500 lat świetlnych w gwiazdozbiorze Łabędzia. Gwiazda ojczysta jest czerwonym karłem klasy M i oprócz bliźniaka-Ziemi są jeszcze cztery wewnętrzne małe planetki o okresach obiegów kilkanaście dni. Jednocześnie w tym samym komunikacie NASA pochwaliła się , iż odkryta planeta 186f jest tysięczną pozycją w dorobku eksploracyjnym Kepler Space Telescope.

Oczywiście , owe 1000 egzo-planet, w dorobku NASA-KEPLER wymaga potwierdzenia przez inne niezależne grupy obserwacyjno-pomiarowe. Weryfikuje się także całość metody tranzytu dodatkowo symulacjami komputerowymi, wyniki są zastanawiające. W sumie, astronomia egzo-planet przypomina w dużym stopniu wartość teorio-poznawczą - teorii strun w fizyce.

Jest z nią wprawdzie lepiej ,bo ma daną obserwacyjną: okresowa zmiana jasności gwiazdy, a teoria strun nawet tego nie ma. I tę daną traktujemy jako znany wniosek, do którego dobieramy nieznaną , hipotetyczną przesłankę wyjaśniającą: zmiana jasności jest spowodowana tranzytem. Rozumowanie jest więc typu redukcyjnego i logika formalna podpowiada nam, że taki typ rozumowania prowadzi do zdań prawdopodobnych, a nie pewnych.

Niestety ,nie jest możliwa weryfikacja tych zdań metodą obserwacyjno-pomiarową, ich ewentualna prawdziwość pojawia się wewnątrz określonego modelu –struktury wiedzy fizycznej. Nie mierzymy paralaksą np. średnicy egzo-planety [ bo to niemożliwe fizycznie przy obecnym stanie siły optycznej teleskopów],lecz uzyskujemy jej wartość pośrednio z określonej struktury wiedzy założeniowej. Inna struktura, inne założenia –dadzą inne wyniki.

Jednak hipotetyczna unikalność fenomenu Ziemi i Układu Słonecznego , przegrywa z przerażeniem w obliczu samotności Ziemi w pustce kosmicznej. Chociaż są i tacy pośród nas, którzy doświadczają bezsensu istnienia miliardów planet z życiem i cywilizacjami na wzór ziemski.

Literatura