poniedziałek, 13 czerwca 2016

Czekając na sygnał zwrotny



Widok nieba na Sednie


Jewgienij Aleksandrow


Program poszukiwań pozaziemskiego rozumu – SETI – Search for Extraterrestrial Intelligence – pracuje od 1959 roku. Jego uczestnicy przeczesują niebo aby zaobserwować i odnotować rozmowy radiowe pomiędzy cywilizacjami pozaziemskimi. 

Możliwe posłanie do mieszkańców naszej planety od pozaziemskiej cywilizacji sami Ziemianie mogli… przespać. Na szczęście, z pomocą przyszedł ostrowidz astrofizyka z Uniwersytetu Zachodniej Wirginii w USA – dr Duncana Lorrimera. W 2007 roku, analizując zapisy aktywności radiowej otrzymane przy pomocy radioteleskopu, naraz odkrył on krótki, wszystkiego kilka milisekund (1 ms = 10^-3 s) ale bardzo silny radiowy impuls. Tak silny, że taką ilość energii nasze Słońce wyemitowuje w miesiąc!  Fenomen ten przyciągnął uwagę uczonych i otrzymał on nazwę szybkich impulsów radiowych i… okazało się, że nie jedynym!


Kosmiczna symetria


Zainteresowani astronomowie zaczęli studiować zapisy radioteleskopów z innych obserwatoriów radioastronomicznych i szybko odnaleźli oni jeszcze 9 takich pulsów radiowych. A w 2015 roku udało się taki puls zaobserwować w czasie realnym! Wprawdzie dziesiątki teleskopów optycznych wycelowano w ten punkt nieba, skąd ten sygnał nadleciał, ale nie znaleziono tam niczego, co by mogło go wysłać. 

Jeszcze więcej pytań dodała do tego problemu niemiecko-amerykańska grupa uczonych, pod kierownictwem Michaela Hippke z niemieckiego Instytutu Analizowania Danych w Neukirchen, która zdecydowała się wyjaśnić z jakiej odległości przychodzą do nas te impulsy. 

W tym celu badacze posłużyli się standardowymi metodami dyspersji, polegających na tym, że fale radiowe różnych częstotliwości mają różne prędkości – a zatem otrzymawszy wielkość opóźnienia fali o niskiej częstotliwości do fali o wysokiej częstotliwości łatwo możemy obliczyć odległość do promieniującego obiektu. Obliczenia pokazały, że stacje nadawcze znajdują się poza granicami naszej Galaktyki. I co najdziwniejsze – miary dyspersji pomiędzy nimi jest krotnością 187,5! A to oznacza, że zawarte są one w tak dokładnym porządku, jak elektrony w powłokach elektronowych atomów z modelu Nielsa Bohra

A do tego, o tym że we Wszechświecie niektóre obiekty są uszeregowane w systemy, mówi wiele. I tak np. ukraiński badacz Walentin Podwysockij zauważa, że jeżeli przyjąć masę Ziemi jako 1, to masy planet Układu Słonecznego w przybliżeniu można przedstawić jako ciąg w postępie geometrycznym: 1/512, 1/256, 1/128, 1/64, 1/32, 1/16, 1/8, ¼, ½, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256. Jak się łatwo można domyślić, każdy element jest dwukrotnie większy od poprzednika. 

Łatwo można zauważyć, że: 

·        pierwszy element ciągu daje nam masę 134340 Plutona – 1/512,
·        szósty – masę Merkurego – 1/16,
·        siódmy – masę Marsa – 1/8,
·        ósmy + dziewiąty – masę Wenus – ¼ + ½,
·        dziesiąty masę Ziemi – 1,
·        suma jedenastego + dwunastego + trzynastego daje masę Uranu – 2 + 4 +8,
·        czternasty daje masę Neptuna – 16,
·        piętnasty + szesnasty – masę Saturna – 32 + 64,
·        i wreszcie siedemnasty + osiemnasty daje masę Jowisza – 128 + 256 (zob. rys. 1)

Rys. 1 Symetria Układu Słonecznego


[Trochę to wszystko jest skomplikowane i o wiele bardziej przemawia do mnie słynna Reguła Titiusa-Bodego, wedle której planety są uporządkowane w Układzie Słonecznym wedle formuły brzmiącej:
a = (n + 4) :10
a w ostatecznej postaci wyglądająca następująco:
a = (0,4 + 0,3) * k
gdzie n i k to liczby 0, 1, 2, 4, 8…, zaś wynik wychodzi w jednostkach astronomicznych – AU (zob. rys. 2)
Regule tej przyporządkowane są niemal wszystkie planety poza trzema ostatnimi, co wskazuje, że albo jest ona fałszywa, albo nasz układ planetarny został w Przeszłości „zwichrowany” przez nieznany kataklizm… - uwaga tłum.]


Rys. 2 - Symetria Układu Słonecznego wg. Reguły Titiusa-Bodego


Tam na nieznanych ścieżkach…


Jednakże cztery elementy ciągu – 1/256, 1/128, 1/64 i 1/32 nie zostały znalezione w Układzie Słonecznym. Podwysockij uważa, że za orbitą Plutona istnieją cztery do dziś dnia nie odkryte planety i wniosek ten częściowo się potwierdza. I tak w 2003 roku została odkryta 90377 Sedna – będąca TNO czyli obiektem transneptunowym – przez niektórych uznawana jest ona za karłowatą planetę – którą tak nazwano na cześć inuickiej bogini morza Sedny. Jej orbita ma kształt wydłużonej elipsy i jej odległość od Słońca wynosi od 76 w peryhelium aż do 900 AU w aphelium. Pełny obrót planetki wokół naszej dziennej gwiazdy wynosi 11.487 lat. 

Także w ubiegłym wieku, na rozmiary orbit, po których planety poruszają się wokół Słońca, zwrócił uwagę astrofizyk i kosmolog z Dubnej dr Albert Czeczelnickij. Okazuje się, że one różnią się od siebie o liczbę 1 czyli mają wspólny mnożnik! Na podstawie tego faktu Czeczelnickij opracował całkowicie ekstrawagancką teorię, która mówiła o prędkościach ponadświetlnych, Wielkim Wybuchu i innych nietradycyjnych rzeczach. Nie zwracając uwagi na to, że społeczność naukowa odrzuciła ją jako nienaukową, to była ona w stanie wyjaśnić niektóre odkrycia. Tak Czeczelnickij mówił o tym, że w centrum Drogi Mlecznej znajduje się supermasywny obiekt – jak się później wyjaśniło jest tam czarna dziura, której istnienie teorie Czeczelnickiego także odrzucają. Były także przewidywane istnienie szczególnych stref na granicy Systemu Słonecznego – tzw. granicy fali uderzeniowej wiatru słonecznego, odkrytej przez Voyagery – a nawet ich odległości od Słońca. 

Największe obiekty transneptunowe


Teleskop i mikrofalówka

Ale powróćmy do szybkich pulsów radiowych. By wyjaśnić pochodzenie obiektów je wypromieniowujące, sformowano kilka hipotez. Tak więc wychodząc od krótkich błysków można założyć, że wypromieniowują je małe obiekty, o średnicy do kilkuset kilometrów. Takimi obiektami są np. pulsary, albo jakieś inne supermasywne gwiazdy nieznanego typu. Jednakże do tego czasu pulsary emitowały impulsy o całkiem innej charakterystyce i mocy, co zupełnie nie wpisuje się w jakiekolwiek schematy. 

Jeszcze jedna hipoteza głosi, że źródłami impulsów są… ziemskie satelity zwiadowcze i szpiegowskie. Popiera ją oddalona zbieżność tych szybkich impulsów z tzw. perytonami – impulsami radiowymi czysto ziemskiego pochodzenia. Przy czym nie było wiadomo, czy są to sygnały sztuczne czy naturalne. Jednakże całkiem niedawno odkryto, że źródłem tych sygnałów były kuchenki mikrofalowe. Rzecz w tym, że jak w czasie pracy radioteleskopu zostanie wyłączona mikrofalówka, to zarejestruje on jej „krzyk”. 

[W ciągu kilkunastu ostatnich lat rejestrowane były dwa rodzaje tajemniczych sygnałów, trwające od kilku do kilkuset milisekund. Jeden z nich, Krótkie Błyski Radiowe (ang. Fast Radio Bursts, FRB) docierają z losowych kierunków na sferze niebieskiej, w nieprzewidywalnych momentach, i, jak do tej pory, ich źródło pozostaje nieznane. Drugi z rodzajów określany jest po angielsku jako perytony - nazwa pochodzi od mitologicznych istot opisanych przez Jorge Borgesa, o ciele jelenia i orlich skrzydłach, a ich szczególną cechą jest to, że rzucające ludzki cień. Rejestrowane były tylko przez radioteleskopy w Parkes, w Australii oraz w Blein, w Szwajcarii. Większość parametrów perytonów jest taka sama jak dla FRB, ale naukowców zainteresował fakt, że były one obserwowane najczęściej w ciągu dnia, w godzinach normalnej pracy Obserwatorium, głównie w dni robocze. Po wzięciu pod uwagę poprawki na czas letni i zimowy okazało się, że rejestrowane były głównie w porze lunchu. W styczniu tego roku, w ciągu jednego tygodnia, radioteleskop w Parkes zaobserwował trzy kolejne perytony. Znane były do tej pory z emisji w paśmie 1,4 GHz, ale tym razem, przy pomocy nowego detektora zakłóceń radiowych, udało się zarejestrować także emisję o częstotliwości 2,4 GHz. Taki sam instrument posiada także niedalekie ATCA (Australia Telescope Compact Array), jednak w ich danych nie było śladu takiego sygnału. Stało się oczywiste, że perytony nie tylko nie pochodzą z przestrzeni kosmicznej, ale wręcz ich źródło znajduje się gdzieś w pobliżu radioteleskopu. Po dokładniejszej analizie okazało się, że rejestrowano mnóstwo sygnałów o częstotliwości 2,4 GHz, ale zwykle nie obserwowano wtedy perytonu. Astronomowie przeanalizowali jakie urządzenie normalnie emituje w zakresie 2,4 GHz, ale czasami daje także sygnał o częstotliwości 1,4 GHz. Podejrzenie padło na kuchenki mikrofalowe znajdujące się w obserwatorium - one nie tylko pracują w zakresie 2,4GHz, ale na dodatek za każdym razem kiedy rejestrowano peryton, teleskop był skierowany w kierunku którejś z mikrofalówek. Oczywiście, o paśmie 2,4 GHz wiadomo od dawna - jeśli radioteleskop ma zbierać dane w tym zakresie, to nakazywane jest wyłączenie wszystkich mikrofalówek w danym miejscu. Astronomowie postanowili samemu wytworzyć perytony. Początkowo się to nie udawało - w normalnych warunkach kuchenki emitują tylko w zakresie 2,4 GHz. Jednak gdy otwarto drzwiczki mikrofalówki przed zakończeniem jej pracy, wywołało to emisję perytonu. Okazało się, że kuchenki mikrofalowe wytwarzają impuls o częstotliwości 1,4 GHz w trakcie wyłączania się. Zazwyczaj jest on absorbowany przez ścianki kuchenki, ale jeśli ktoś przedwcześnie otworzy drzwiczki to promieniowanie wydostaje się na zewnątrz. Wykorzystując tę technikę naukowcom udało się generować perytony z pięćdziesięcioprocentową skutecznością. Źródłem australijskich perytonów okazały się dwie (z 5 znajdujących się na terenie obserwatorium) kuchenki mikrofalowe tego samego, japońskiego producenta, będące w nieprzerwanym użyciu od 27 lat. Astronomom udało się wyjaśnić także jeszcze jedno zjawisko. W czerwcu 1998, jednego dnia, zarejestrowano 16 perytonów, w odstępach wynoszących około 22 sekundy. Wydaje się, że zostały spowodowane przez kogoś, kto włoży aluminiową folię do pieczenia między drzwiczki a obudowę mikrofalówki, tworząc przez przypadek coś w rodzaju anteny. Moc kuchenki ustawiona była poniżej 100%, powodując włączanie i wyłączanie się kuchenki w 22-sekundowym cyklu, zgodnym ze specyfikacją producenta. Oczywiście powstaje podejrzenie, czy również FRB nie maja ziemskiego pochodzenia. Australijscy naukowcy jednak stoją na stanowisku, że te zjawiska mają kosmiczne źródło. Przemawiają za tym dwie przesłanki: w przeciwieństwie do perytonów, FRB rejestrowane są w przypadkowych porach dnia i przypadkowych położeniach. FRB mają także pewne specyficzne cechy wskazujące na oddziaływanie z ośrodkiem międzygwiazdowych. Ich źródło zatem nadal pozostaje nieznane (z AstroNews - http://news.astronet.pl/7594) – uwaga tłum.]   

Tak czy inaczej, Michael Hippke jest pełen optymizmu.
- Jeżeli nasze odkrycie się potwierdzi, to przyjdzie się nam zajmować czymś niezwykle interesującym. To będzie albo nowa fizyka, albo nowy typ pulsarów, albo – jeżeli zostaną wykluczone jakieś inne hipotezy – nawet Pozaziemski Rozum – powiedział on magazynowi „New Scientist”.

video
Orbita Sedny (NASA)

Kosmiczni tirowcy


Wspominanie Nieziemskiego Rozumu na łamach renomowanego magazynu naukowego zrodziło falę dyskusji w pozostałej prasie o tym, czymże mogą okazać się źródła szybkich błysków promieniowania radiowego. Jedna z najciekawszych hipotez mówi, że są to beacony (radiolatarnie) dla kosmicznej nawigacji. Oliwy do ognia dolała amerykańska kompania Raytheon (wytwórca kierowanych rakiet, systemów naprowadzania i komputerów systemów kosmicznych) twierdząc, że hipotetyczny statek kosmiczny Obcych, poruszający się z prędkością przyświetlną obok tych radiolatarni, może być zaobserwowany nawet dzisiaj. Według opinii inżynierów tej kompanii, w czasie ruchu tego statku kosmicznego przez przestrzeń kosmiczną, będzie on zderzać się z fotonami, co będzie go hamowało. Tak więc na utrzymywanie takiej prędkości trzeba będzie zużywać wiele energii. Jednakże „zbierać paliwo” można poruszając się z stała prędkością, bliskiej prędkości światła (obliczenia pokazują, że powinna się ona różnić od prędkości światła o 3,3 kwadrylionową część procenta. (!!!) Prawdą jest, że taki aparat Pozaziemian będzie można namierzyć jedynie na podstawie analizy specyficznego przesunięcia częstotliwości w spektrum promieniowania reliktowego na trajektorii lotu, co atoli jest już możliwe dla współczesnej nauki. 

Niestety, to jest wszystko, co znane jest nauce na dzień dzisiejszy na temat szybkich pulsów radiowych i ich źródeł. Zagadka ich pochodzenia pozostała nierozwiązaną, ale wiadome jest jedno: w najbliższej przyszłości o nich jeszcze usłyszymy i to nie jeden raz.


Moje 3 grosze




Opracowując przekład tego artykułu przypomniał mi się mój projekt – jeszcze z czasów szkoły średniej, kiedy to pasjonowała mnie astronomia z astronautyką, wymyśliłem coś, co potem nazwałem Projektem RZZ – Projektem RadioZwiadowcy Ziemi. W zamyśle miała to być kosmiczna stacja nasłuchu radiowego, bezzałogowa, wyrzucona poza Obłok Oorta – czyli na odległość 2 lat świetlnych od Układu Słonecznego i krążąca po wydłużonej orbicie, której aphelium znajdowałoby się gdzieś w połowie drogi pomiędzy Słońcem a układem gwiezdnym Tolimana czyli Alfy Centaura A i B oraz C czyli Proximy. Taka stacja mogłaby podsłuchiwać „rozmowy” Obcych na wszystkich częstotliwościach fal radiowych – od VLF do UHF, sama będąc poza zakłócającym wpływem Słońca. Byłaby to ogromna konstrukcja, która poruszałaby się jak typowa planetoida czy karłowata planeta z NTO. Niestety, mój projekt nie obejmował najważniejszego – kosztów takiej inwestycji, które byłyby astronomiczne. Dlatego odłożyłem go ad acta, jako na razie niewykonalny… 


Na razie, ale może kiedyś, gdy Ludzkość wreszcie zmądrzeje i zacznie działać wspólnie – Projekt RZZ będzie w stanie być zrealizowanym wysiłkiem całej Ludzkości. Taka stacja nie tylko nasłuchiwałaby Kosmosu, ale także ostrzegała przed różnymi niebezpieczeństwami, jakie mogą w nim czyhać w rodzaju potoków asteroidów czy choćby pojawienia się obcych statków kosmicznych. Nie mówiąc już o tym, że mogłaby to być stacja paliwowa czy zaopatrzeniowa dla ludzi lecących w gwiazdy… Nie mówiąc już o tym, że lecąc do słońc Centaura już moglibyśmy mieć pewność: TAM KTOŚ JEST! albo TAM NIKOGO NIE MA! Czy warto? Pewnie że tak. Jeżeli Ludzkość kiedyś sięgnie po planety Układu Słonecznego, to zapewne będzie kolonizować inne układy gwiezdne, a wtedy projekty tego rodzaju będą na porządku dziennym i nikogo nie będą zdumiewały. 


Poza tym taka stacja umieszczona poza atmosferą Słońca byłaby prawdziwą kopalnią wiedzy o Kosmosie i naszym gwiezdnym sąsiedztwie, latającym obserwatorium i laboratorium razem wziętym. I kiedy tak się zastanawiam nad tym Projektem, to nachodzą mnie dziwne myśli, czy aby ktoś kiedyś już nie zbudował czegoś podobnego? Te wszystkie opowieści o bogach i demonach, te wszystkie fantastyczne latające miasta z indyjskich eposów. I wreszcie tektyty, które stanowią dowód wprost na to, że kiedyś poza Ziemią zbudowano orbitalne miasta, które potem – zapomniane po kataklizmach, które wymazały ich macierzystą cywilizację z powierzchni Ziemi – po prostu na nią powróciły w ognistym deszczu meteorytów. Wiele wskazuje na to, że coś takiego być mogło na naszej planecie…          


Tekst i ilustracje – „Tajny XX wieka” nr 37/2015, ss. 4-5
Przekład z j. rosyjskiego - ©Robert K. Leśniakiewicz