środa, 12 marca 2008
"Układ Słoneczny bis" a życie pozaziemskie

Ostatnie odkrycie "Układu Słonecznego bis" pokazuje, że być może w innym układzie planetarnym panują warunki sprzyjające powstaniu życia.

Do tej pory odkrywane planety poza Układem Słonecznym były najczęściej planetami olbrzymimi (takie oczywiście najłatwiej odkryć) okrążającymi gwiazdy po bardzo ciasnych lub wydłużonych orbitach praktycznie uniemożliwiając powstanie inteligentnego życia. Niedawno w mediach ukazała się informacja o odkryciu - również przez polskich naukowców - tzw. bliźniaczego układu słonecznego, choć tak naprawdę układ ten jest jak gdyby jedynie pomniejszoną około dwukrotnie kopią naszego Układu. Ponadto odkryto na razie tylko dwie największe planety - odpowiedniki Jowisza i Saturna.

Gwiazdy oraz planety krążące wokół nich powstają z pyłu i gazu międzygwiezdnego. Największe planety (tzw. gazowe olbrzymy o masie rzędu setek mas Ziemi) powstają dość daleko od macierzystych gwiazd poza tzw. granicą śniegu. Poza tą granicą związki wodoru, takie jak np. woda, kondensują dostarczając dodatkowego materiału do budowy masywnych planet. Planety powstałe wewnątrz granicy śniegu (zazwyczaj znacznie mniejsze) muszą "zadowolić się" zwykłym pyłem.

Planety narażone są na liczne kolizje i częste zmiany orbity. Gazowy olbrzym możne znaleźć się blisko gwiazdy (stając się tzw. gorącym jowiszem) zaburzając orbity znajdujących się tam mniejszych planet. W takich układach, które do tej pory były odkrywane, życie ma nikłe szanse na rozwój.

Odkrycie - choćby nawet pomniejszonej - kopii Układu Słonecznego ma zatem bardzo doniosłe znaczenie. Odkryliśmy układ, w którym dwie największe planety poruszają się po orbitach, które nie zaburzają w sposób istotny ruchu planet wewnętrznych, jeśli takowe istnieją. Co prawda wciąż jesteśmy bardzo daleko od odpowiedzi na pytanie czy inteligentne życie istnieje poza Ziemią, ale wiemy przynajmniej, że istnieją układy planetarne podobne do naszego.

 


niedziela, 09 marca 2008
Kosmiczna anomalia na wyciągnięcie ręki

Sondy kosmiczne z niewyjaśnionych przyczyn przyspieszają, przelatując obok Ziemi – alarmują naukowcy z Jet Propulsion Laboratory w Kalifornii. Nieznana anomalia grawitacyjna jest prawdopodobnie związana z ruchem obrotowym naszej planety.

W latach 1990-2005 wysyłaliśmy sondy na Jowisza, Saturna i Merkurego, do planetoidy Eros i do jednej z komet. Każda z tych misji miała trajektorię lotu wyznaczoną tak, aby sonda przeleciała przynajmniej raz w sąsiedztwie Ziemi. Wszystko po to, by wykorzystać pole grawitacyjne naszej planety do nakierowania statku kosmicznego na cel.

W roku 1998 nawigatorzy misji NEAR na Erosa zauważyli, że mijająca Ziemię sonda nieco przyspieszyła. W ośrodku kontroli lotu Jet Propulsion Laboratory nie powzięto jeszcze wówczas podejrzeń. Błędy w pomiarze przecież się zdarzają. Jednak drugi podobny przypadek odnotowali 8 lat później nawigatorzy europejskiej misji Rosetta, zmierzającej ku komecie 67P/Churyumov-Gerasimenko.

Kalifornijscy naukowcy postanowili przyjrzeć się bliżej temu zbiegowi okoliczności. Jeszcze raz przeanalizowali dane z lotów trzech innych sond: Cassini (na Saturna), MESSENGERa (na Merkurego) i dwóch przelotów Galileo (na Jowisza). Okazało się, że każdy z tych statków kosmicznych mijając Ziemię przyspiesza o kilka-kilkanaście milimetrów na sekundę. Biorąc pod uwagę, że sonda leci z prędkością 30 kilometrów na sekundę, może się to wydawać szukaniem dziury w całym. Lecz planowanie lotów w kosmicznej pustce jest możliwe z dokładnością co do milimetra. Zwłaszcza otoczenie Ziemi mamy bardzo dokładnie zbadane przez sztuczne satelity i niewiele potrafi nas tu zaskoczyć. W tak idealnie wysprzątanym laboratorium nawet bardzo małe odstępstwa od normy są niepokojące.

Sonda nie włącza żadnych silników. Pole grawitacyjne Ziemi zmienia się na skutek pływów oceanów i pływów materiału skalnego wewnątrz planety - jednak zbyt słabo, by wywrzeć taki efekt. Naukowcy wykluczyli też możliwość, że to pole magnetyczne Ziemi mogłoby dodatkowo napędzić statek. Wzięto pod uwagę nawet tak wyrafinowane przyczyny, jak popychanie sondy przez wiatr słoneczny (lekkie cząstki wydmuchiwane przez Słońce) lub przez... światło odbite od Ziemi. To również niczego nie wyjaśniło.

Badacze zauważyli, że przyspieszanie sond zależy od szerokości geograficznej, nad którą przelatują. Wraz z ową szerokością zmienia się prędkość obrotu Ziemi. A więc anomalia ma jakiś związek z obracaniem się naszej planety. Podejrzenie padło na zjawisko przewidziane przez Ogólną Teorię Względności – obracająca się masa „zawija” czasoprzestrzeń, sprawiając, że obiekty w pobliżu nieco się przesuwają. Lecz nawet ten efekt byłby za słaby.

Tymczasem naukowcy planują kolejne badania – nad lotem sond mijających Marsa. Sonda Rosetta przeleciała nad tą planetą rok temu. Teraz trzeba przeanalizować zapisy instrumentów śledzących ją z Ziemi. Być może mamy na wyciągnięcie ręki zupełnie nowe odkrycie dotyczące natury grawitacji.

14:35, anuszka_ha3.agh.edu.pl , Niewyjaśnione
Link Komentarze (1) »
czwartek, 06 marca 2008
Trochę się tu pokręcę i spływam...

Poszperać wokół na chybił trafił – a potem zrobić daleki skok w inne, losowo wybrane miejsce: Oto najlepsza strategia szukania pożywienia dla rekinów, tuńczyków, żółwi morskich, a także pingwinów.

Strategia w bezładnym ruchu? I dlaczego akurat dalekie skoki, a nie same drobne kroczki?

Badania nad sposobami polowania morskich drapieżników przeprowadził zespół naukowców z Wielkiej Brytanii, Australii, USA i Nowej Zelandii. Przeanalizowano ponad milion przemieszczeń oznakowanych elektronicznie zwierząt żyjących swobodnie w oceanie. Wykonano również symulacje komputerowe naśladujące ich podróże w poszukiwaniu ławic zooplanktonu i drobnych skorupiaków. Badania wykazały, że strategia „pokręcę się i spływam” daje największe prawdopodobieństwo napotkania pożywienia unoszącego się w wyspowatych, niejednorodnych ławicach. Robić dużo drobnych ruchów tu i ówdzie, lecz od czasu do czasu przepłynąć w zupełnie inne, odległe miejsce. Wszystko to bez daleko sięgającego wzroku – ewolucja tak wyspecjalizowała morskie drapieżniki, aby potrafiły polować... losowo.

Takie losowe spacery kryją w sobie coś fundamentalnego. To zaskakujące, ile jest w przyrodzie zjawisk, które opierają się na tej samej zasadzie: przypadkowe skoki do przodu, do tyłu, w lewo lub w prawo – jeden po drugim, bez żadnego odgórnego planu. Tak poruszają się rozpuszczone w płynie mikroskopijne cząsteczki pod wpływem przypadkowych „kopnięć” innych cząsteczek. Tak zmieniają się pewne wskaźniki cen na rynkach. Tak ewoluują geny. Zdawałoby się - totalny nieporządek. A jednak coś z tego wychodzi...

Fizycy właściwie już od dawna wiedzą, jaki jest efekt takich wędrówek: Krótkich skoków dostaniemy najwięcej. Długich dość mało. Bardzo długich – właściwie wcale.

Rezultat to słynna krzywa Gaussa. Ten wykres o kształcie dzwonu ma w sobie niesłychaną potęgę – opisuje tak różne rzeczy, jak rozkład ilorazu inteligencji w społeczeństwie i ilości fotonów emitowanych przez laser. Dwa ostatnie przykłady mają jakby niewiele wspólnego z ruchem w przypadkowych kierunkach? Może nie zawsze z ruchem w przestrzeni, lecz... Wszystkie te zjawiska łączy jedno: są wynikiem przypadkowego i długotrwałego mieszania się wielu drobnych elementów. Na przykład – genów stanowiących o inteligencji. Albo fotonów „rozbijających się” w ośrodku pomiędzy lustrami lasera. Albo dużych cząsteczek uderzanych przez niezliczone mniejsze cząsteczki. Albo losowych zdarzeń wpływających na ceny na giełdzie.

Niezwykłe jest to, że my o tym wszystkim wiemy wcale nie z samej obserwacji przyrody! To z czystej, abstrakcyjnej matematyki wywiedziono dowód, że złożenie bardzo wielu niezależnych od siebie losowych przyczynków zawsze będzie skutkowało krzywą Gaussa. To już nie jest kolekcja zbiegiem okoliczności podobnych do siebie obserwacji. To całkiem solidne i uniwersalne prawo przyrody.

Ale czy aby na pewno całkiem uniwersalne? Prawo o krzywej Gaussa jest stare i dobre. Tak stare i dobre, że uczeni już przyzwyczaili się przykładać je do każdego zjawiska niby gotowy szablon. Chyba dlatego z niejakim zaskoczeniem uświadomili sobie niedawno, że nie wszystko do niego pasuje. Kluczem jest hasło: „niezależne od siebie losowe zdarzenia”. A co, jeśli nie będą całkiem niezależne? A co, gdyby mieszające się ze sobą elementy (cząsteczki? bakterie? zwierzęta?) nie były całkiem bezwolne, lecz miały własny napęd? A gdyby mogły siebie i otoczenie przynajmniej w jakimś stopniu widzieć?

Okazuje się, że w takich przypadkach „spacery losowe” są jakby inne. To już nie spacery. To raczej - przeloty. Nazwano je „lotami Levy'ego ". Bardzo wiele krótkich skoków. Długich – mniej, ale wciąż dość sporo. Lecz sporo jest nawet tych bardzo, ale to bardzo długich.

Tu też pojawia się krzywa w kształcie dzwonu. Lecz po bokach, tam gdzie ogony krzywej Gaussa właściwie już zanikają do zera – tutaj ogony pozostają wciąż grube jak u dobrze utuczonego węża boa.

Naraz zaczęto zauważać, że metodą „pokręcę się i spadam/spływam/odlatuję” przemieszczają się polujące szakale, małpy czepiaki, pszczoły, bakterie wyposażone w witki, lecz również - kutry rybackie i banknoty wydawane przez podróżujących ludzi. Na łamach prestiżowych pism Nature i Science toczy się na przykład zawzięty spór pod hasłem „Do wandering albatrosses care about math? ” - o to, czy również loty albatrosów są tak naprawdę lotami Levy'ego...

Właściwie ciekawe, dlaczego dopiero teraz? Przecież już dobrych kilkadziesiąt lat temu znaleziono również takie matematyczne prawo, które mówi, że gdy złożyć losowe, lecz jednak jakoś od siebie zależne zdarzenia - to dostaniemy właśnie ową krzywą z grubymi ogonami. Najciekawsze, że jest ono jeszcze ogólniejszym prawem obowiązującym przyrodę: Twierdzenie mówiące o rozkładzie Gaussa jest jego jednym, bardzo szczególnym przypadkiem - gdy grube ogony chudną do zera. W ostatnich latach fizycy i inni naukowcy zaczęli sobie o tym wszystkim przypominać. I ruszyło polowanie: wszyscy rzucili się tropić w przyrodzie „grube ogony” i loty Levy'ego. Pewnie jeszcze nieraz o nich usłyszymy.

01:03, anuszka_ha3.agh.edu.pl , Aktualności
Link Dodaj komentarz »
wtorek, 04 marca 2008
Powitanie

 

Jak to działa?

Silna grupa fizyków z Krakowa przystępnie objaśni, jak to wszystko właściwie działa.
17:32, anuszka_ha3.agh.edu.pl , Cel tego bloga
Link Dodaj komentarz »
1 ... 11