Uśmiech świnki morskiej

Wiosną świat obiegło pierwsze w historii zdjęcie czarnej dziury i wdarło się trium­falnie do masowej wyobraźni. Od publikacji fotografii minęło nieco czasu, więc to chyba dobry moment, aby poddać ją interpretacji i odpowiedzieć na pytanie: co my tu właściwie widzimy? Oto trzy niewykluczające się propozycje do wyboru:

1. To jest świnka morska

Fotografia czarnej dziury jest jak świnka morska – tzn. ani to fotografia, ani czarnej dziury. Jest to złożenie ośmiu obrazów uzyskanych z ośmiu ziemskich radioteleskopów. A to, co na obrazku widzimy, to nie sama czarna dziura, ale materia wokół niej. Materia emituje promieniowanie, bo grawitacja czarnej dziury ściska ją do postaci plazmy, rozpędza do olbrzymiej prędkości i pędzące atomy wskutek tarcia (o siebie nawzajem) rozgrzewają się.

Oczywiście to, że nie widzimy tu czarnej dziury bezpośrednio, że obraz jest złożeniem kilku i że nie rejestrowano światła widzialnego, lecz fale radiowe, nie obniża wartości osiągnięcia. W astronomii takie wybiegi są zupełnie normalne. „Zdjęcie czarnej dziury” to po prostu potoczna nazwa tego obrazu – jak nazwa „świnka morska”.

Informacja

Z ostatniej chwili! To druga z Twoich pięciu treści dostępnych bezpłatnie w tym miesiącu. Słuchaj i czytaj bez ograniczeń – zapraszamy do prenumeraty cyfrowej!

Subskrybuj

2. To jest dziura po ego

Żadne pojedyncze obserwatorium nie byłoby w stanie wykonać tego zdjęcia – trzeba było ośmiu radioteleskopów, idealnie zsynchronizowanych za pomocą zegarów atomowych. Jak to skomentował dla portalu Space.com szef Wydziału Astronomii Harvard University Avi Loeb: „Chyba największym sukcesem tego przedsięwzięcia było skoordynowanie wielu obserwatoriów z wielu krajów. Astronomowie uwielbiają konkurować i przekonanie kilkuset z nich, aby pracowali razem, ustalili, kto jest szefem, dlaczego ta właśnie osoba ma być szefem i jak każdy z nich zostanie uhonorowany, to niemałe wyzwanie”.

3. To jest uśmiech

Naukowcy tłumaczą, że jasny rogalik pod czarną dziurą na zdjęciu jest wynikiem tego, że materia okrążająca dziurę w tym rejonie przesuwa się w naszą stronę. Gdybyśmy jednak chcieli doszukiwać się w tym uśmiechu czegoś więcej, to wypada stwierdzić, że jest to raczej uśmiech Ziemi niż kosmosu. Do obserwacji użyto fal radiowych długości około 1 mm, które słabo prze­bijają się przez wodę w atmo­sfe­rze: deszcz lub śnieg (fale tej długości to już właściwie mikrofale). Potrzebne było czyste niebo w ośmiu punktach globu jednocześ­nie: w Hiszpanii, Chile, Kalifornii, Arizonie, Meksyku, na Grenlandii, Hawajach i biegunie południowym. Astronomowie musieli mieć odpowiednią pogodę, podobnie jak kiedyś odkrywcy żeglarze. I w kwietniu 2017 r. Ziemia uśmiechnęła się do nich.

A po wielu miesiącach obliczeń uśmiechnęła się główna autorka algorytmu przetwarzającego dane – Katie Bouman.

Fuzja na nasze problemy

Chińska maszyna zbawicielka jest jeszcze malutka, ale prace nad nią postępują szybko. W roku 2050 ma już być gotowa, żeby zacząć nas wreszcie zbawiać. Na razie wygląda niepozornie: przyozdobiona chińską flagą plątanina rur, metalowych pojemników i kabli w jaskrawo oświetlonej, brzydkiej sali.

Chińczycy uruchomili ostatnio swoją maszynę zbawicielkę na 10 sekund i zbawiała jak należy. Za pomocą mikrofal wytworzyli w jej wnętrzu rozgrzaną do temperatury 100 000 000°C plazmę – sześć razy gorętszą niż we wnętrzu Słońca – którą utrzymywali w ryzach dzięki polu elektromagnetycznemu. Stłoczone i rozpędzone atomy wodoru (deuteru i trytu) zderzały się i powstawały hel, energia oraz wyrzucane z wielką prędkością neutrony. To dzięki tym neutronom maszyna zbawicielka może wytwarzać energię. Wielkie ilości energii.

Cały proces nazywany jest fuzją lub syntezą jądrową i stanowi odwrotność tego, co odbywa się w zwykłych elektrowniach atomowych, które rozszczepiają ciężkie pierwiastki na lżejsze. W wyniku syntezy nie powstają (lub niemal nie powstają) radioaktywne odpady, a za paliwo wystarcza trochę wody. Teoretycznie można wytworzyć tą metodą 10 razy więcej energii, niż włożyło się w proces. Podstawowym problemem jest jednak stabilność plazmy – chodzi o to, żeby maszynę można było uruchomić nie na 10 sekund, ale na znacznie dłużej.

Eksperymentalne reaktory fuzji jądrowej konstruowane są w różnych miejscach świata. Najbardziej zaawansowane to międzynarodowe przedsięwzięcia ITER we Francji oraz Wendelstein 7-X w Niemczech. Naukowcy z ITER twierdzą, że w 2035 r. ich prototyp będzie mógł pracować bez przerwy przez 1000 sekund, wytwarzając 500 MW mocy. To wielki krok naprzód, ale dopiero początek drogi. 500 MW to z grubsza tyle, ile zużywają mieszkańcy Krakowa. Zanim jednak krakowianie zaczną się cieszyć, zaznaczmy, że 1000 sekund to niecałe 17 minut. W takim czasie nie zdążymy zrobić prania nawet na najszybszym programie i zostaniemy z pełną wody i brudów pralką z zablokowanymi drzwiczkami. Niewesoła perspektywa.

Od uruchomienia prototypu do wprowadzenia fuzji jądrowej do powszechnego użytku droga niestety daleka. Trudno dziś powiedzieć, jak długo to potrwa, ale na pewno dziesiątki lat. Niektórzy złośliwcy kpią nawet, że fuzja jądrowa zawsze jest pół wieku przed nami. Czy maszyny zbawicielki będą gotowe, zanim Ziemia zupełnie pogrąży się w klimatycznej apokalipsie? Czy zdążą nas zbawić – od nas samych?

Cierpliwa Walentyna

Walentyna Tierieszkowa nie nazywa statku Wostok 6 inaczej niż „mój kochany” lub „mój stary przyjaciel”. Rzeczywiście, przeżyli razem niejedno. Kiedy misja Wostok 6 dobiegała końca i pojazd miał wrócić na Ziemię, zamiast tego zaczął się od Ziemi oddalać. Kosmonautka zgłosiła nieprawidłowość i od Siergieja Korolowa, szefa radzieckiego programu kosmicznego, dostała nowe, prawidłowe koordynaty trasy powrotnej. Ustalili od razu, że nie pisną ani słówka, żeby chronić osobę odpowiedzialną za błąd. Był rok 1963.

Czas mijał – Chruszczowa zastąpił Breżniew, potem nastali Andropow, Czernienko, Gorbaczow, Jelcyn – a Tierieszkowa wciąż trzymała traumatyczne przeżycie w sekrecie. Dopiero po 30 latach, kiedy osoba winna błędu (nie znamy jej nazwiska) umarła, kosmonautka uznała, że może bezpiecznie wyjawić tajemnicę. Dobra przyjaciółka z tej Tierieszkowej.

Rezydencja Wenus

Punkt graniczny to 50 linijek. Poniżej tego rozmiaru wiersz jest krótki, a od niego poczynając – długi. Przynajmniej wedle zasad Nagrody Rhyslinga przyznawanej za najlepszy utwór poetycki z gatunku s.f., fantasy lub horroru. A wspominamy o tym dlatego, że aż dwa takie laury – i to za wiersz długi – dostał Geoffrey A. Landis.

Amerykanin ten otrzymał też in­ne ważne nagrody z dziedziny s.f.: Nebula, Hugo i Locus. Oprócz tego jest uznanym naukowcem pracującym dla NASA oraz właścicielem dziewięciu patentów z dziedziny fotowoltaiki. I wreszcie: ma śmiałą koncepcję kolonizacji planety Wenus.

Wenus świeci jasno na naszym niebie z tego samego powodu, dla którego jest na niej ciemno: otaczające ją chmury odbijają 90% światła słonecznego. Atmosfera, składająca się głównie z dwutlenku węgla, nie wypuszcza ciepła (w końcu CO2 to gaz cieplarniany), jest więc tam również gorąco – panuje stała temperatura około 460°C (choć zdarzają się też miejsca o 150° cieplejsze).

Poza dwutlenkiem węgla (96%) mamy tam nieco azotu, dwutlenku siarki, argonu, odrobinę pary wodnej, helu, neonu, chlorowodoru i fluorowodoru. Ale najbardziej nieprzyjemne jest to, że ciśnienie wynosi 95 atmosfer – mniej więcej takie panuje kilometr pod powierzchnią ziemskiego oceanu.

Jedyna pociecha, że wulkany, których Wenus ma więcej niż jakakolwiek inna planeta Układu Słonecznego, są najprawdopodobniej nieczynne. Cała jej powierzchnia pokryta jest gorącymi bazaltowymi nierównościami, tu i ówdzie rozpalonymi do czerwoności. Taki nasz lokalny Mordor.

Ale – jak utrzymuje Geoffrey A. Landis – jeśli nie zejdziemy w głąb tego piekła, lecz zatrzymamy się u jego wrót, aura okaże się znacznie bardziej sprzyjająca. Punktem granicznym jest pułap 50 km. Na tej wysokości Wenus staje się nawet przyjazna. Jesteśmy ponad chmurami, więc mamy do dyspozycji mnóstwo energii świetlnej nie tylko ze strony Słońca, ale także z dołu od odbijających światło chmur. Temperatura waha się między 0 a 50°C.

No i ciśnienie robi się normalne, ziemskie. Wystarczy – jak twierdzi Landis – zbudować wielki pojemnik wypełniony ziemskim powietrzem i on sobie będzie w wenusjańskiej atmosferze dryfował. W pojemniku można umieścić to, co nam do życia potrzebne: kawałek ogródka, sklep spożywczy, krowę, dwóch sąsiadów, trzy sąsiadki, rzeczkę, mostek – i taka osada nadal będzie się unosić dzięki powietrzu w zbiorniku. Może to być nawet całe miasto, jeśli oczywiście zapakujemy je do odpowiednio dużego, szczelnego pudła.

A najważniejsze jest to – jak podkreśla Landis – że grawitacja na Wenus okazuje się niemal taka jak na Ziemi. Na Marsie na przykład jest prawie trzy razy słabsza niż u nas. Taka wątła grawitacja może być zabawna przez dzień, dwa, jednak na dłuższą metę jest dla człowieka szkodliwa. Na Wenus nie byłoby tak śmiesznie jak na Marsie, ale przynajmniej zdrowo.

Co do innych kwestii: doba na Wenus trwa 116 ziemskich dób, lecz dryfujące miasto byłoby gnane silnymi wiatrami i dzień zmieniałby się w noc raz na jakieś 120 godzin. Tak wyliczył naukowiec. Stwierdził też, że w przestworzach Wenus zmieściłby miliard dryfujących miast, a w każdym setki tysięcy mieszkańców. Zważywszy, że metropolie te pędziłyby jak szalone, można się spodziewać, że mieszkańcy nie narzekaliby na nudę. Ale nie samą rozrywką człowiek żyje – co z elementarnymi potrzebami, żywnością, surowcami? Landis twierdzi, że nie będzie z tym żadnego problemu: żywność wyhoduje się w dryfujących miastach, a po surowce wyprawi na jakiś asteroid Pasa Kui­pera. Wprawdzie z Wenus jest tam dalej niż z Ziemi, ale dolecieć można szybciej – przynajmniej według Geoffreya A. Landisa. Niczym rasowy deweloper naukowiec przekonuje, że Wenus to wspaniała lokalizacja, świetnie skomunikowana.

Zmagania kosmicznych kogutów

Najbogatszy człowiek świata Jeff Bezos zaprezentował swój plan podboju kosmosu. Chce w 2024 r. wysłać na Księżyc pojazd bezzałogowy Blue Moon, w dalszej perspektywie zaś założyć kosmiczne osady: zarówno na Księżycu, jak i na orbicie. W takich koloniach ludzie będą mogli żyć i pracować pośród gwiazd – roztaczał swoją wizję Bezos na majowej konferencji w Waszyngtonie.

Zatrudnieni w ziemskiej firmie Bezosa Amazonie nieustannie skarżą się na fatalne warunki pracy, ale miliarder uważa najwyraźniej, że potrzeba im po prostu więcej rozgwieżdżonego nieba. Bezos twierdzi również, że ludzkość musi ruszyć w kosmos ze względu na swoje ros­nące potrzeby energetyczne. Panele słoneczne umieszczone na Księżycu dostarczałyby prądu w bród. Nie byłoby tam wprawdzie drzew, jezior i łąk, ale napięcia w gniazdku nigdy by nie brakowało.

Nie pierwszy raz możemy podziwiać tego rodzaju plany – wyżej opisujemy projekt kolonizacji Wenus, a o zamiarze przebojowego biznesmena Elona Muska, by wysłać kolonistów na Marsa, słyszymy nieustannie. Ambicja dorównania Muskowi jest pewnie jednym z motywów kosmicznej aktywności Be­zosa. Musk musiał zaś poczuć się nieco zagrożony na pozycji gwiezdnego guru, bo po konferencji szefa Amazonu wystosował wątpliwej elegancji tweeta, sugerującego smutną jakoby kondycję genitaliów Bezosa. Takimi właśnie wizjonerami może poszczycić się ludzkość.

Jednak kogutów w tej awanturze jest więcej. Konferencja Jeffa Bezosa to odpowiedź na apel Donalda Trumpa, który zażądał od NASA, by Amerykanie jak najszybciej znów zaczęli latać na Księżyc. Prezydent chce pokazać amerykańską potęgę Chińczykom, którzy konsekwentnie realizują swój plan podboju kosmosu – w styczniu ich lądownik osiadł na niewidocznej z Ziemi stronie Księżyca (jako pierwszy w historii).

Izrael też wysłał na Księżyc swój pierwszy pojazd, w kwietniu, a ufundował go miliarder Morris Kahn. Misja zakończyła się fias­kiem, lądownik rozbił się i nie osiąg­nął swego celu, którym było wbicie w Srebrny Glob izraelskiej flagi. Izraelczycy zapowiadają, że nie odpuszczą, zbudują nowy pojazd i zatkną chorągiew.

Prosty, acz przekonujący pokaz kosmicznych możliwości dały pod koniec marca także Indie. Wystrzeliły rakietę balistyczną i bum! Ukatrupiły satelitę (własnego). Czegoś podobnego dokonały wcześniej tylko USA, Rosja i Chiny, więc premier Indii Narendra Modi mógł z dumą ogłosić, że jego ojczyzna dołączyła do elitarnego grona kosmicznych potęg. Podczas wystąpienia telewizyjnego powiedział: „Nasi naukowcy zestrzelili satelitę. Zrobili to w ciągu zaledwie 3 minut!”.