Ar teleskopai gali išgelbėti pasaulį?

Autorius: dr. Jacekas Antulis, METIDA asocijuotas partneris, patentų grupės vadovas;

Img89277_kkedit - CopyNuo senų laikų žmonės stebi dangų. Plačiąja prasme, dangų galima lyginti su didžiuliu ekranu, per kurį rodo sunkiai suprantamo siužeto filmą. Šalia nesuskaičiuojamos aibės šviečiančių žiburėlių, kartais ekrane pasimatydavo šviesos blyksniai, tarsi kažkas nesėkmingai bandytų uždegti žvakę. Žmonės galvojo, kad danguje gyvena Dievai, kurie naktį, apsirūpindavo naktiniu apšvietimu.

Laikui bėgant, buvo išrasti prietaisai, vadinami teleskopais, kurių pagalba jie sugebėjo labiau priartėti prie dangaus ir pabandyti iš naujo perskaityti dangaus gyvenimo knygą. Teleskopai – yra prietaisai, skirti dangaus kūnams ir reiškiniams stebėti. Dažniausiai teleskopai vadinami optiniais teleskopais, tačiau atsiranda vis tobulesnių, kurie sugeba matyti visatą ne tik matomo spektro diapazone, bet ir kituose diapazonuose, pavyzdžiui, radijo bangų arba infraraudonųjų spindulių (IR). Pirmasis žmogus, kuris panaudojo teleskopą astronomijai – italų astronomas Galilėjas Galilėjus, tai buvo 1610 metais.

Kai atsirado teleskopai, žmonijos supratimas apie dangų pradėjo stipriai keistis. Pasirodo, tie vadinami šviečiantys žiburėliai yra kitos tolimos Saulės (žvaigždės), kiti planetų pasauliai. „Nesėkmingai uždegamos žvakės“ yra meteorai (kometų uodegos liekanos), kurie įskrendą į Žemės atmosferą 15-70 km/s greičiu (nes Žemė sukasi apie Saulę) ir akimirksniu sudega nuo trinties su atmosfera nepasiekus Žemės paviršiaus, nes jų masė yra labai maža (apytikriai nuo 1 iki 30 g). „Ilgai degančios žvakės“ yra kometos, kurios kursuoja nuo Saulės sistemos pakraščių apie Saulę ištemptomis elipsinėmis orbitomis. Kuo arčiau kometa artėja prie Saulės, tuo daugiau ji tirpsta ir tuo ilgesnė Saulės spinduliuose matoma jos uodega. Kometos uodegos ilgis gali net du kartus viršyti Jupiterio spindulį, kuris net 11 kartų didesnis už Žemės.

Kai atsirado teleskopai,  labai stipriai pasikeitė ir supratimas kaip gimė ir vystėsi iki mūsų dienų Saulės sistema. Iš pirmo žvilgsnio, ji atrodo rami ir nusistovėjusi, tačiau naujausi atradimai ir moksliniai tyrimai rodo, kad Saulės sistema turi daug lūžio taškų, evoliucinių akibrokštų bei netikėtų situacijų. Naudojant teleskopus, siekiama daugiau sužinoti ne tik apie mūsų Saulės sistemos praeitį,  bet taip pat analizuojamos ir kitos tolimos sistemos, kurios šiuo metu tik gimsta.

Pirmieji teleskopai

Pirmieji teleskopai savo konstrukcija buvo labai paprasti: juos sudarydavo keli lęšiai ir vamzdis.

t1

 

 

 

 

 

 

Ilgainiui, teleskopai sparčiai tobulėjo:

t2

Šiais laikais teleskopas gali būti  ne vienas sudėtingas įrenginys, sveriantis daug tonų, bet visa jų sistema, kur atskiri teleskopai sujungti tarpusavyje į bendrą tinklą.Siekiant sumažinti nepageidaujamą triukšmo lygį nuo Žemės atmosferos, teleskopai statomi aukštai kalnuose arba iškeliami į kosminę erdvę.

t3

Ieškant informacijos apie naujai išrastus teleskopus, vien patento paraiškų, susijusių su teleskopų mechanika, yra paduota virš 5000 (šiuo metu skaičius siekia net 5725). Ir nors teleskopai išrasti labai seniai, tačiau jie nuolat tobulinami ir šiuo metu išgyvena tam tikrą „aukso“ amžių, nes būtent per paskutinius dešimtmečius įvyko labai daug įvykių, kurie paskatino teleskopų tobulėjimą: tiek pačius teleskopus, tiek matavimo metodikas, leidžiančias iš naujo pamatyti tai, kas anksčiau buvo nematoma arba nesuprantama.

Nors teleskopai buvo nuolat gerinami,  tačiau ilgą laiką mes galėjome stebėti tik mūsų Saulės sistemos planetas. Visa tai, ką mes matėme už Saulės sistemos ribų – buvo tik sistemų centrai (arba sąlyginiai centrai), kuriuose lokalizavosi žvaigždės (t.y.: Saulės tipo objektai, priklausantys kitoms planetų sistemoms). Taip pat nedidelis danguje šviečiantis objektas galėjo būti ne tik žvaigždė, bet net ir visa galaktika. Ir tik 1992 metais buvo atrasta pirma planeta už Saulės sistemos ribų gretimoje sistemoje –  Kentauro alfa (atstumas tarp Kentauro alfa ir mūsų Saulės sistemos yra 4,39 šviesmečiai). Nepaisant to, kad aptikta planeta yra labai didelė (didesnė už Jupiterį), tačiau tai buvo pirmas žingsnis svetimų planetų medžioklės link.

Todėl tik nuo 2005 metų, atsiradus naujiems teleskopams ir naujoms metodikoms, prasidėjo svetimų planetų medžioklė bei analizė. Taikant šiuo metu bei ateityje sukurtas technologijas, kurios apima ne tik naujus teleskopus, bet ir naujas atpažinimo bei skaičiavimo metodikas, galima bus nustatyti svetimos planetos dydį, masę, atstumą iki lokalios žvaigždės, taip pat apskaičiuoti tos planetos orbitą, nustatyti atmosferos aukštį bei jos sandarą, atmosferose bus ieškoma vandens bei gyvybės požymių, galima bus nustatyti planetos struktūrą ir sužinoti planetos temperatūrą. Visa tai planuojama įgyvendinti iki 2025 metų. Žinoma,  planetų sistemų medžioklė jau vyksta visu pajėgumu ir iki 2017 metų pradžios jų aptikta jau virš 3500. Apie kiekvieną iš tų planetų palaipsniui kruopščiai kaupiama informacija (taikant ir šiuolaikines technologijas ir tai, kas atsiras ateityje). Kadangi atstumai iki svetimų planetų skiriasi eilėmis palyginus su nuotoliais mūsų Saulės sistemoje atžvilgiu, todėl reikia vis geresnių matematinių metodikų ir pažangesnės įrangos. Atlikus preliminarią aptiktų svetimų planetų analizę (tai, kas yra žinoma šiuo metu), galima teigti, kad svetimos planetos yra tokios įvairios ir netikėtos, kad netelpa į mūsų šiuolaikinius modelius bei supratimą, nes mes gyvename Saulės sistemoje ir norime viską matuoti pagal mūsų sistemos rodiklius. Kitų sistemų planetos pakankamai stipriai skiriasi nuo mūsų: yra planetų, susidedančių vien iš vandens (sunku net įsivaizduoti visur supančius tūkstančių kilometrų gylio vandenynus, o toje planetos pusėje, kuri atsuktą į žvaigždę, vanduo verda net kelių metrų gylyje). Taip pat yra didžiulės ledo planetos (5 kartus didesnės už Žemę). Dar yra planetos, sudarytos vien iš deimanto. Taip pat yra dujinių gigantų, kurie ženkliai didesni už mūsų Jupiterį ir daug kitų. Dar keistesnės yra tų planetų orbitos bei jų išsidėstymas tose sistemose jau nepaisant to, kad sistemose gali būti ne viena, bet kelios Saulės (tokiu atveju – joms priklausančios planetos juda ne aplink vieną centrą, bet aplink kvazi-centrą, kuris nuolat keičia savo vietą). Pastebėta, kad labai dažnai dujų milžinės sukasi labai arti lokalių žvaigždžių, o tai prieštarauja šiuolaikiniam supratimui, turint omenyje mūsų Saulės sistemą. Iš 3500 planetų jau išskirtos 44 planetos, kuriose teoriškai yra tinkamos sąlygos gyvybei atsirasti bei vystytis, šias planetas išsamiau pradės analizuoti nuo 2025 metų naudojant pačius naujausius teleskopus ir metodikas (kai 2025 metais bus paleistas ATLAS – pažangių technologijų didelės apertūros kosminis teleskopas).

Kiekvienas teleskopo tipas (radijo, rentgeno, infraraudonųjų, gama spindulių, aukštų energijų dalelių ir t.t.) skirtas pažvelgti į visatą per „savo akinius“. Iš šių teleskopų ypatingą vietą užima infraraudonųjų (IR) bangų teleskopas, vienas iš tokių yra Spitzer, kurį pagal NASA projektą buvo paleistas į kosminę erdvę 2003 metais. Paradoksas yra tas, kad tik nuo tada (nuo 2003 metų) žmonės pamatė visatą tokią, kaip ji atrodo IR diapazone. Šis bangų diapazonas ypatingas tuo, kad leidžia pamatyti objektus, kurie paslėpti už kosminių „debesų“, t.y.: tik nuo 2003 metų pavyko pažvelgti į visatą per atidarytas „žaliuzes“. Šis projektas ir teleskopas atnešė tiek naujos ir nelauktos informacijos, kad vietoj planuotų 2,5 metų, šį projektą vykdė visu pajėgumu beveik 6 metus kol neišseko skysto helio atsargos, reikalingos teleskopo aušinimui. Nuo tada šis teleskopas veikia tik vadinamuoju „šiltu režimu“, t.y.: veikia tik 3,4 ir 4,5 mikrometrų diapazonuose.

Naudojant tikslesnius teleskopus ir apdorojant surinktą informaciją, 2005 metais atsirado visiškai naujas Saulės sistemos raidos modelis: anksčiau buvo manoma, kad mūsų Saulės sistemos planetos turi apytikriai stacionarias orbitas, tačiau paaiškėjo, kad taip nėra ir tai sukėlė dar vieną perversmą. Pasirodo, kad mūsų planetų orbitos nėra stabilios ir priklauso nuo planetų sąveikos tarpusavyje: jos nuolat (greičiau ar lėčiau) kinta ir per ilgą laiką gali pasikeisti neatpažįstamai. Viena iš mįslių ta, kad Marse anksčiau buvo vandenynas iš vandens (o ne iš ledo) ir tai jau yra įrodyta, tačiau dabar ten liko tik uolos ir silpna atmosfera (kuri sudaro tik 1% Žemės atmosferos). Labai panašu į tai, kad Marsas palaipsniui tolo nuo Saulės (gal dėl Jupiterio arba Jupiterio-Saturno sinchronizuotos įtakos). Taip pat labai neaiški situacija su Uranu ir Neptūnu, nes šių planetų orbitos visai neatitinka šiuolaikinio įsivaizdavimo. Taigi, patvirtintas faktas yra tas, kad planetos atsirado vienose orbitose, bet vėliau tos orbitos palaipsniui  pasikeitė. Taigi, visos planetos tarpusavyje sąveikauja, tačiau karts nuo karto, kai atsitinka taip vadinami planetų paradai, gali įvykti negrįžtamų procesų – kai kažkuri planeta pasislenka tiek, kad jau nebegali sugrįžti į savo seną orbitą. Jeigu mūsų sistemoje būtų dvi planetos Jupiterio dydžio, tada anksčiau arba vėliau, jos išmėtytų visas sistemos planetas už Saulės sistemos ribų. Tai vos neatsitiko ir mūsų sistemoje, nes Jupiterio ir Saturno draugija yra pakankamai pavojinga, tačiau Saturnui šiek tiek pritrūko masės, todėl šios planetos pasislinko toliau nuo vidinės Saulės sistemos erdvės, tačiau panašu, kad jos „išmetė“ Uraną ir Neptūną į tolimesnes orbitas.  

Naudojant šiuolaikinius teleskopus, mes galime atsakyti į klausimus, kurie rūpėjo žmonėms anksčiau, tačiau dabar atsirado dar daugiau naujų klausimų, kurie priverčia rimtai susirūpinti. Matome, kad žmonija turi kuo skubiau progresuoti, jeigu šiuo metu koks meteoritas išnirtų iš kosminės erdvės, tikimybė pakeisti jo trajektoriją arba sustabdyti jį iki patekimo į Žemės atmosferą, beveik neįmanoma, nes meteoritų greitis gali siekti 72 km/s, o mažesnius meteoritus (nors ir pakankamai pavojingus) mes galime pastebėti likus tik kelioms sekundėms iki susidūrimo. Šiai problemai spręsti yra kai kurie teoriniai sprendimai, apie kuriuos kalbama atsargiai (pvz.: vienas iš pirminių variantų – sprogdinti branduolinę bombą šalia to meteorito; kitas variantas – šildyti vieną meteorito pusę su lazeriu taip, kad jis šiek tiek pakeistų trajektoriją; dar vienas variantas – prikabinti prie meteorito Saulės burę, kuri irgi galėtų bent kažkiek iš anksto pakreipti jo kryptį), tačiau visi šie variantai yra tik teoriniai ir kol kas nerealizuojami. Kiek parodė istorinė patirtis, net maži meteoritai sukelia labai daug problemų. Kai kurie (mažesni) meteoritai sprogsta dar ore nepasiekus Žemės paviršiaus (pvz.: Tunguskos incidentas), tačiau net jie gali pridaryti problemų (2013 metais sprogęs virš Čeliabinsko meteoritas sužeidė apie 1000 žmonių, o to meteorito ilgis buvo tik  20 metrų; šis meteoritas buvo pastebėtas likus tik kelioms valandoms iki jo patekimo į atmosferą). Jeigu  meteoritas trenktųsi į Žemės paviršių, tai būtų galima palyginti su branduolinės bombos sprogimu, o jeigu smūgis būtų į vandenyną, tai sukeltų Mega-cunamį, tuomet, jeigu meteorito apimtis būtų kokie keli kilometrai, net ir užlipus į Tibeto kalnus, išsigelbėti, greičiausiai, nepavyktų (istorija iš Biblijos apie Tvaną, greičiausiai, turi realų pagrindą ir tikros istorijos elementus apie kokio nors nedidelių matmenų meteorito smūgį į Žemės vandenyną).

t4Nors astronomai stebi ir turi savo bazėje apie 15 tūkstančių asteroidų, besisukančių netoliese Žemės ir turinčių tikimybę pridaryti nemalonumų, tačiau jų katalogas toli gražu ne baigtas. Teleskopų pagalba 1992 metais buvo nustatytas dar vienas šokiruojantis faktas: mūsų Saulės sistema nepasibaigia Plutonu (šiuo metu Plutonas jau nebelaikomas planeta, o nykštukine planeta, kadangi Plutono spindulys sudaro tik ~68% Mėnulio spindulio). Už Neptūno orbitos prasideda taip vadinama Koiperio juosta, kurioje egzistuoja apie 70 tūkstančių pakankamai didelių ledo gabalų (nuo kelių km iki 100 km skersmens), kurie, esant kokiam nors išoriniam poveikiui, galėtų potencialiai bombarduoti Saulės sistemos vidinę dalį. Koiperio juosta yra pakankamai toli, todėl apžiūrėti ją iš Žemės pakankamai sudėtinga. Naujas NASA zondas to regiono link jau pradėjo savo kelią nuo 2006 metų, kuris šiuo metu vis dar skrenda.

t5Už Koiperio juostos dar 10 kartų didesniu atstumu (iki apytiksliai vieno šviesmečio) yra taip vadinamas mistinis Orto kometoidų debesis: jame yra labai didelis potencialių kometų kiekis, kuris skaičiuojamas trilijonais. Bet koks supernovos sprogimas 30 šviesmečių spindulyje nuo mūsų Saulės sistemos centro drastiškai paveiktų Orto debesį su atitinkamomis pasekmėmis.


Taigi, teleskopai padeda mums ne tik geriau suprasti, kur mes esame, tačiau tinkamai pasiruošti, siekiant išvengti ateities katastrofų. Šiuo metu mes sužinojome, kad gyvename nesuskaičiuojamų kometų avilyje, o ką pamatysime per ateities teleskopus – priklauso tik nuo mūsų išradingumo bei smalsumo.

 

 

Advertisements
Įrašas paskelbtas temoje Išradimai | Inventions, Uncategorized ir pažymėtas , , , , .Išsisaugokite pastovią nuorodą.

Parašykite komentarą

Įveskite savo duomenis žemiau arba prisijunkite per socialinį tinklą:

WordPress.com Logo

Jūs komentuojate naudodamiesi savo WordPress.com paskyra. Atsijungti / Keisti )

Twitter picture

Jūs komentuojate naudodamiesi savo Twitter paskyra. Atsijungti / Keisti )

Facebook photo

Jūs komentuojate naudodamiesi savo Facebook paskyra. Atsijungti / Keisti )

Google+ photo

Jūs komentuojate naudodamiesi savo Google+ paskyra. Atsijungti / Keisti )

Connecting to %s