Nie wiem ile już planet zostało odkrytych w Drodze Mlecznej. Chyba kilka tysięcy. Wiadomo, że są ich miliardy. Na pierwszych stronach mediów regularnie pojawiają się sensacyjne informacje o odkryciu kolejnej "drugiej Ziemi", co ma sugerować, że gdzieś w kosmosie są jeszcze inne miejsca, które moglibyśmy skolonizować, na których moglibyśmy żyć. Wykryte planety znajdują się w takiej odległości od swoich gwiazd, że mogą mieć na swojej powierzchni wodę, co oznacza również, że temperatura, która tam panuje jest stosunkowo łagodna. Masa tych planet jest stosunkowo niewiele różna od masy Ziemi co powoduje, że grawitacja jest tam na tyle podobna do ziemskiej, że dałoby się tam funkcjonować zachowujące nasze, ziemskie ciała. Niektórzy już tam widzą miejsce do kolonizacji, rozważając jak powinniśmy traktować lokalne istoty żywe i czy odróżnimy zwierzę od rośliny, albo istotę inteligentną od nieinteligentnej.
W tym wszystkim dziennikarzom, którzy o tym piszą i konsumentom popularnonaukowych nowinek uciekają gdzieś zupełnie podstawowe szczegóły. Trzeba sobie jasno i jednoznacznie powiedzieć, że prawa natury są nieubłagane.
Objąć to rozumem...
Mało kto rozumie prawa fizyki. Bierze się to stąd, że są one nieintuicyjne, a w ogromnej większości wręcz sprzeczne z codziennym doświadczeniem. Na przykład wbrew Galileuszowi przedmioty ciężkie spadają szybciej od lekkich, a jako żywo nikt, nigdy i nigdzie w życiu nie widział ruchu jednostajnego z pierwszej zasady dynamiki Newtona.
Nasz rozum jest również stworzony do działania w świecie niewielkich odległości, które można podzielić na "odległość na uderzenie pięścią/pałką", "odległość na trafienie z procy/z łuku/oszczepem" oraz "daleko". Mówienie o "latach świetlnych" jest równie abstrakcyjne dla większości odbiorców w Europie, nawet tych po wyższych studiach i z doktoratami, co wyjaśnianie odległości Ziemi od Słońca i Księżyca Indianinowi z Amazonii, który nigdy nie był po drugiej stronie rzeki.
Problem w tym, że tak jak dla Indianina Księżyc i Słońce są równie daleko, na niebie, tak dla wspaniale wykształconego Europejczyka "siostrzana" planeta Ziemi, TOI 700 d jest trochę dalej niż Mars, czy Neptun, ale przecież jeszcze stosunkowo blisko. A taki wykształcony Europejczyk ma najczęściej wyobrażenie o proporcjach w odległościach w kosmosie zbudowane na podstawie rysunków reprezentujących Układ Słoneczny, takich jak ten powyżej.
Nie da się przedstawić na rysunku, na ekranie komputera, Układu Słonecznego z zachowaniem odpowiednich proporcji, a jednocześnie z możliwością ogarnięcia wszystkiego jednym rzutem oka. Na przykład na powyższym rysunku Neptun (ten niebieski, po prawej) w takiej proporcjonalnej reprezentacji graficznej powinien znaleźć się dobrych kilkaset metrów na prawo od ekranu, na którym to czytasz. No i oczywiście powinien być czterokrotnie większy od Ziemi, a jest przedstawiony praktycznie w tej samej wielkości.
Dla przykładu, poniżej, odwzorowanie MNIEJ WIĘCEJ prawdziwych proporcji wielkości i odległości Księżyca i Ziemi.
Robi wrażenie, co?
Nie ma się więc skąd tak naprawdę dowiedzieć jak to jest z tymi odległościami, a są one literalnie niewyobrażalne.
Najbliższa nam gwiazda, Proxima Centauri, znajduje się 4,5 lat świetlnych od Ziemi. Oznacza to odległość taką, że gdyby Słońce miało rozmiar piłki pingpongowej o średnicy 2 cm, i położylibyśmy je w centrum Warszawy pod Pałacem Kultury, to Proxima, przy zachowaniu proporcji, znalazłaby się gdzieś na powierzchni Księżyca. Piszę o tym w artykule o proporcjach.
Spróbujmy pomarzyć
Inne planety, nawet te "bliskie", są BARDZO daleko od nas. "Siostrzany" TOI 700 d znajduje się 100 lat świetlnych od nas. Wyobraźmy więc sobie, że chcielibyśmy tam polecieć, żeby go skolonizować. Oto logiczny scenariusz działań, które musielibyśmy wykonać:
- Wysłać tam sondę.
- Umieścić ją na orbicie TOI 700 d.
- Zbadać planetę, najlepiej lądując na jej powierzchni.
- Przesłać wszystkie informacje na Ziemię.
- Przygotować statek kosmiczny, który by tam poleciał.
- Dolecieć do układu TOI 700.
- Wejść na orbitę TOI 700 d.
- Wylądować, osiedlić się.
Odłóżmy na chwilę na bok fakt, że nie mamy dziś pomysłu na możliwy do zrealizowania statek kosmiczny, który mógłby odbyć taką podróż (nawet bez ludzi), jak i nie mamy urządzeń, które mogłyby polecieć jako sonda, aby zrealizować zadanie nr. 1.
Sonda
Sonda, która poleciałaby na TOI 700 d musiałaby być urządzeniem o bardzo zaawansowanej sztucznej inteligencji. Dużej Sztucznej Inteligencji o jakiej już kiedyś pisałem. Nie mamy niczego takiego jeszcze, dysponujemy jedynie urządzeniami o Małej Sztucznej Inteligencji i nie wiadomo kiedy powstanie DSI. Załóżmy jednak, że DSI istnieje.
Po to, aby lot na odległość 100 lat świetlnych (czyli "bardzo blisko") mógł mieć w ogóle sens musi odbyć się z odpowiednią prędkością. Po to, żeby osiągnąć tę prędkość, trzeba się rozpędzić. Przyjmijmy, że mamy takie rozwiązanie i możemy wysłać sondę statkiem kosmicznym, który będzie w sposób stały mógł mieć przyspieszenie 10G czyli dziesięciokrotnie większe niż przyspieszenie ziemskie. Możemy sobie na to pozwolić, bo w pojeździe nie będzie ludzi. Inaczej przyspieszenie takie spowodowałoby dziesięciokrotny wzrost ich ciężaru ciała w pojeździe, co byłoby bardzo niekomfortowe.
Podkreślmy, że w ogóle nie zajmujemy się tutaj kwestią zużycia energii (czyli paliwa). Zakładamy, że ono skądś się bierze, przy czym prawa fizyki są bezwzględne. Po to, aby uzyskać takie przyspieszenie konieczne będzie dostarczenie, na KAŻDY KILOGRAM pojazdu kosmicznego wiozącego sondę (z nią samą włącznie) energii zużytej na całym świecie w 2012 roku. Czyli przy założeniu że pojazd waży tonę, to musiałby dysponować energią zużytą przez ludzkość od narodzin Chrystusa albo i wcześniej.
Gdybyśmy byli w stanie wysłać taki pojazd kosmiczny z sondą, to licząc w czasie ziemskim przybyłaby ona na miejsce po stu latach. (To oczywiście nieprawda, bo najpierw byłaby faza przyspieszania, potem faza hamowania, więc utrzymanie prędkości bliskiej prędkości światła przez całą podróż byłoby niemożliwe) Następnie musiałaby się ona umieścić na orbicie (co wymaga kolejnych ogromnych ilości energii do manewrowania), przeprowadzić badania (lądowanie na powierzchni to znów gigantyczne nakłady energii) i odesłać wyniki na ziemię. Tak więc to kolejne 100 lat, bo tyle czasu informacja docierałaby na Ziemię. Przy okazji przypomnę, że dziś mamy niewiarygodne problemy z wysłaniem sondy na Marsa, a umieszczenie sondy kosmicznej na orbicie Tytana trwało wiele miesięcy w sytuacji, gdy operatorzy na Ziemi znali szczegółowo wszystkie parametry.
Warto podkreślić tutaj kolejną rzecz - po to, żeby skutecznie przesłać na Ziemię tak wielką ilość informacji, jaką trzeba byłoby w takim przypadku wysłać, konieczne byłoby wysyłanie jej nadajnikiem o niewiarygodnej mocy! Musiałaby to być moc porównywalna zapewne z rocznym zużyciem energii na Ziemi, albo i większej. Inaczej sygnał zwyczajnie by nie dotarł, bo jego moc słabnie proporcjonalnie do kwadratu odległości!
Podsumowując: po to, aby sprawdzić za pomocą mechanicznej sondy realne warunki na "siostrzanej" planecie i sprawdzić je na Ziemi potrzebowalibyśmy co najmniej dwustu lat.
Dwieście lat. Ileż to rzeczy może się wydarzyć w dwieście lat.
Dwieście lat temu Europa otrząsała się z wojen napoleońskich. Na preriach Ameryki pasły się milionowe stada bizonów, a w Anglii zaczynały rodzić się koleje parowe. Jeszcze dwieście lat wcześniej do Ameryki wypływał Mayflower z pierwszymi osadnikami.
To chyba mówi już wszystko o pomyśle wysłania sondy. Oczywiście ludzie podejmowali już w historii działania, które jednostkowo trwały bardzo długo, jak na przykład budowa niektórych katedr. Czas ten raczej nie przekraczał 200 lat, ale najważniejsze było to, że ludzie, którzy przy tym pracowali i obserwowali mieli na bieżąco wgląd w sprawę. Widzieli, że budowla powstaje, mogli zachwycać się postępami prac! W przypadku wysłania sondy, przez dwieście lat od jej wysłania nie działoby się literalnie NIC. Nikt nie musiałby przy tym pracować, zajmować się i nie byłoby niczego do pokazania ludziom tak, aby skupić ich uwagę. 200 lat to wystarczający czas, by w ogóle o projekcie w takich warunkach zapomnieć. Wystarczyłaby do tego jedna solidna wojna i kilka rewolucji.
No ale ok, lecimy!
Przypomnijmy jednak: nie mamy nawet początku pomysłu na statek kosmiczny, który mógłby tam polecieć z sondą, ani na paliwo, ani na samą sondę, która musiałaby posiadać i operować wiedzą batalionu naukowców wszystkich dziedzin.
No i teraz, po tych dwustu latach, załóżmy że ludzkość nie zapomniała, odebrała informację i postanawia wysłać osadników na TOI 700 d. Po to, żeby oszczędzić nieco energii, a jednocześnie zastąpić przyspieszeniem ziemską grawitację, ustalone zostaje, że będzie się on przemieszczał z przyspieszeniem 1G, czyli przyspieszeniem ziemskim.
Ocenia się, że po to, aby społeczność jakiegoś gatunku przetrwała i mogła się realnie rozwijać potrzeba ok. 1000 osobników (niektórzy mówią o 2000). Powiedzmy, że wyślemy 1000 osób, a na każdego osadnika o średniej wadze 75 kg przypadnie 12 razy tyle wagi statku kosmicznego (jest to konieczne waga pożywienia i sprzętu koniecznego do przeżycia). Daje nam to 1000 kg na osadnika, czyli 1000 ton wagi całego statku z osadnikami. To oczywiście fantazja, dla przykładu Wieża Eiffla waży 7000 ton, a tu mówimy o statku kosmicznym z 1000 osób na pokładzie. No, ale przyjmijmy, że tak jest - oznacza to, że aby dolecieć do TOI 700 d potrzeba będzie energii równej rocznej emisji Słońca (całej, nie tylko tej, która dociera do Ziemi). Rocznej emisji całego Słońca.
Lot będzie trwał dla ludzi, którzy zostaną na Ziemi, ponad 101 lat (czyli to już co najmniej 300 lat od wysłania sondy - 300 lat temu królem Polski był August Mocny), zaś dla osób na statku kosmicznym potrwa lat 9 (ze względu na efekty relatywistyczne, o których napiszę innym razem). Ludzie, którzy polecą zerwą wszelkie więzi z Ziemią, nie będzie dla nich już żadnego powrotu. Nie będzie sensu jakiegokolwiek porozumiewania się z tymi, którzy pozostali, jeśli prosta wymiana informacji musi trwać 200 lat.
Jeszcze raz podkreślę, że to, co powyżej to całkowicie nierealistyczny scenariusz zakładający, że ludzkość zdobędzie praktycznie niewyczerpane źródło energii, którym będzie w stanie swobodnie manipulować. Jeśli zaś osadnictwo miałoby się odbywać przy mniejszych nakładach energii, takich na jakie może być stać ludzkość w ciągu najbliższych stuleci, to czasy podróży podróż na "siostrzaną planetę" będzie trzeba liczyć w tysiącach, jak nie dziesiątkach tysięcy lat.
Można to zrobić, jeśli udałoby się to zorganizować, tylko że ewentualnymi osadnikami na docelowej planecie nie będą już z pewnością ludzie, tylko zupełnie inne istoty.
Wyobrażanie sobie, że powstanie jakiś związek planet, że ludzkość będzie mogła przemieszczać się po Galaktyce to mrzonki.
Prawa natury są bezwzględne.
Inne tematy w dziale Technologie
