Chcę opowiedzieć wam o prawdziwym poszukiwaniu obcych.
Nie o małych zielonych ludzikach w błyszczących statkach,
choć byłoby to miłe,
ale o poszukiwaniu planet okrążających gwiazdy daleko stąd.
Każda gwiazda na niebie jest słońcem.
Skoro Słońce ma planety:
Merkury, Wenus, Ziemię, Marsa, itd.,
to zapewne inne gwiazdy, powinny posiadać swoje,
i tak też jest.
Przez ostatnie dwie dekady,
astronomowie odnaleźli tysiące egzoplanet.
Nasze niebo jest dosłownie nimi przepełnione.
Statystycznie,
każda gwiazda ma przynajmniej jedną planetę.
Dzięki poszukiwaniu planet,
w przyszłości także planet podobnych do Ziemi,
możemy znaleźć odpowiedzi
na niektóre z największych, tajemniczych pytań,
które trapią ludzkość od stuleci.
Dlaczego tutaj jesteśmy?
Dlaczego nasz wszechświat istnieje?
Jak powstała Ziemia i jak ewoluowała?
Jak powstało i rozwijało się życie na naszej planecie?
Drugie pytanie, o którym często myślimy, to:
Czy jesteśmy sami?
Czy jest gdzieś tam życie?
Kto tam jest?
Te kwestie nurtują nas od tysięcy lat,
przynajmniej od czasów greckich filozofów.
Chcę opowiedzieć wam, jak blisko jesteśmy
udzielenia na nie odpowiedzi.
Pierwszy raz w historii jest to możliwe.
Myśląc o prawdopodobnym istnieniu życia gdzieś w kosmosie,
wiem, że Słońce jest jedną z wielu gwiazd.
Oto zdjęcie prawdziwej galaktyki.
Sądzimy, że Droga Mleczna wygląda podobnie.
Jest to zbiór powiązanych gwiazd.
Ale Słońce jest jedną z setek miliardów gwiazd,
a nasza galaktyka jedną z setek miliardów galaktyk.
Wiedząc, że małe planety są powszechne,
możecie sami to policzyć.
Jest tak wiele gwiazd i tak wiele planet,
że z pewnością gdzieś tam musi być życie.
Biolodzy wściekają się na mnie za te słowa,
ponieważ nie nie mamy żadnych dowodów na istnienie życia poza Ziemią.
Jeżeli bylibyśmy w stanie popatrzeć na naszą galaktykę z zewnątrz,
i przybliżyć obszar Słońca,
ujrzymy prawdziwą mapę gwiazd.
Zaznaczone gwiazdy, to te ze znanymi nam egzoplanetami.
To dopiero wierzchołek góry lodowej.
Ta animacja przybliża Układ Słoneczny.
Zobaczycie tutaj planety,
jak również statki kosmiczne, orbitujące wokół Słońca.
Wyobraźmy sobie podróż na Zachodnie Wybrzeże Ameryki Północnej.
Spoglądając w niebo,
oto, co zobaczylibyśmy w wiosenną noc.
Możemy dostrzec tak rozłożone konstelacje,
oraz tak wiele gwiazd z planetami.
Oto pewien fragment nieba z tysiącami gwiazd.
Tu Teleskop Keplera koncentrował się przez wiele lat.
Przybliżmy i zobaczmy jedną z ulubionych egzoplanet.
Gwiazda nosi nazwę Kepler-186f.
Jest to system około 5 planet.
Warto wspomnieć, że o większości egzoplanet nie wiemy za wiele.
Znamy ich rozmiar, orbitę oraz podobne informacje.
Ale oto bardzo wyjątkowa planeta, znana jako Kepler-186f.
Znajduje się w strefie, będącej niedaleko gwiazdy,
więc temperatura może być tam idealna dla życia.
Oto koncepcja artystyczna, która przybliża obraz tej planety
i pokazuje jak może ona wyglądać.
Wiele ludzi ma romantyczne wizje astronomów,
idących do teleskopu na samotną górę
i patrzących na spektakularne niebo poprzez ogromny teleskop.
Ale tak naprawdę, pracujemy na komputerach, tak jak inni.
Dostajemy nasze informacje w e-mailach, albo ściągając je z baz danych.
Więc zamiast opowiadać wam tutaj
o żmudnej naturze danych, ich analizie,
złożonych modelach komputerowych,
opowiem wam w inny sposób
o aspektach, które rozważamy przy egzoplanetach.
Oto plakat wycieczki:
"Kepler-186f:
Tam, gdzie trawa jest czerwieńsza po drugiej stronie."
Jest tak, ponieważ Kepler-186f okrąża czerwoną gwiazdę,
sądzimy, że mogą tam być rośliny.
Jeżeli jest tam wegetacja i fotosynteza,
to ma inny pigment i jest czerwona.
"Ciesz się grawitacją
na Super Ziemi HD 40307g."
To planeta masywniejsza od Ziemi, z większą grawitacją powierzchniową.
"Zrelaksuj się na Kepler-16b,
gdzie Twój cień zawsze ma towarzystwo."
(Śmiech)
Wiemy o tuzinie planet orbitujących wokół dwóch gwiazd,
prawdopodobnie jest ich znacznie więcej.
Gdybyśmy mogli odwiedzić jedną z nich,
zobaczylibyśmy dwa zachody słońca
i dwa cienie.
Science fiction zawiera w sobie ziarenko prawdy.
Tatooine z Gwiezdnych Wojen.
Mam kilka innych ulubionych egzoplanet,
o których opowiem.
Oto Kepler-10b,
to bardzo, bardzo gorąca planeta.
Okrąża swoją gwiazdę około 50 razy bliżej
niż Ziemia Słońce.
Jest tak gorąca,
że nie możemy ich odwiedzić, nawet gdybyśmy mogli,
stopilibyśmy się przed dotarciem tam.
Powierzchnia jest tak gorąca, że stopiłaby skały
i ma płynne jeziora lawy
Gliese 1214b.
To planeta, której znamy wagę i rozmiar,
a która ma dość niską gęstość.
Jest dość ciepła.
Tak naprawdę, nic o niej nie wiemy,
ale możliwe, że jest to wodny świat,
jakby przeskalowana wersja jednego z lodowych księżyców Jowisza,
który może składać się w 50% z wody.
W tym przypadku miałaby ona gęstą, parową atmosferę,
otaczającą ocean,
nie z płynnej wody,
lecz z egzotycznej formy wody, super-fluidu,
nie całkiem gazu ani nie całkiem płynu.
Pod spodem nie byłoby skał,
ale forma skompresowanego lodu,
jak lód IX.
Spośród wszystkich tych planet,
których różnorodność jest zadziwiająca,
chcemy znaleźć planety Goldilocks, tak je nazywamy.
Nie za duże, nie za małe,
nie za ciepłe, nie za zimne,
ale idealne do życia.
By to zrobić, musielibyśmy zaobserwować atmosferę planety,
ponieważ działa jak koc zatrzymujący ciepło,
to tzw. efekt cieplarniany.
Musimy wiedzieć jak ocenić gazy cieplarniane
na innych planetach.
Science fiction popełnia też kilka błędów.
Star Trek Enterprise
musiał pokonywać ogromne dystanse w niesamowitych prędkościach,
by okrążać inne planety,
i Pierwszy Oficer Spock mógł przeanalizować atmosferę,
czy planeta nadaje się do zamieszkania
i czy są tam inne formy życia.
Nie musimy podróżować z prędkością warp,
żeby dostrzec atmosfery innych planet.
Choć nie chcę zniechęcać młodych inżynierów,
od wymyślenia, jak tego dokonać.
Możemy badać atmosfery planet nawet stąd,
z orbity Ziemi.
Oto zdjęcie Teleskopu Hubble'a,
wykonane przez wahadłowiec Atlantis, kiedy powracał
po ostatnim ludzkim locie do Hubble'a.
Zainstalowani oni nową kamerę,
do obserwacji atmosfery egzoplanet.
Przestudiowaliśmy już kilkanaście atmosfer egzoplanet,
około sześć z nich z dużą dokładnością.
Nie są to małe planety jak Ziemia.
To duże, ciepłe planety, łatwe do obserwacji.
Nie jesteśmy gotowi,
nie posiadamy niezbędnej technologii do obserwacji małych egzoplanet.
Pomimo to,
chciałabym wytłumaczyć, jak analizujemy atmosfery egzoplanet.
Wyobraźcie sobie tęczę.
Spoglądając na nią z bliska,
zauważycie, że brakuje niektórych ciemnych linii.
Oto Słońce,
jego białe światło ulega dyfrakcji
nie poprzez krople deszczu, a spektrograf.
Widzicie te ciemne poziome linie.
Niektóre są cienkie, inne szerokie,
inne zamazane na krawędzi.
W ten właśnie sposób, astronomowie analizowali wszechświat,
przez ponad stulecie.
Tutaj każdy atom i cząsteczka
ma swój specjalny zestaw linii,
odcisk palca, jak wolicie.
A oto jak studiujemy atmosfery egzoplanet.
Nigdy nie zapomnę początku mojej pracy
nad atmosferami egzoplanet 20 lat temu,
jak wiele osób mówiło:
"To nigdy nie nastąpi.
Nigdy ich nie zbadamy. Dlaczego się kłopoczesz?"
Dlatego milo mi opowiadać wam o atmosferach aktualnie badanych.
Jest to już osobna dziedzina.
Jeśli chodzi o inne planety, inne ziemie,
gdy będziemy je obserwować w przyszłości,
jakich gazów będziemy szukać?
Ziemia ma tlen w atmosferze,
około 20% objętości.
To ogromna ilość tlenu.
Ale bez roślin i fotosyntezy,
nie byłoby żadnego życia,
dosłownie zero tlenu w atmosferze.
Wiec tlen jest tutaj z powodu życia.
Naszym celem jest szukać gazów na innych planetach,
gazów które są tam nienaturalne,
które możemy przypisać jako ślady życia.
Ale jakich molekuł powinniśmy szukać?
Mówiłam wam, jak różnorodne są egzoplanety.
Chcemy to kontynuować w przyszłości,
gdy znajdziemy inne ziemie.
To jedna z głównych rzeczy, nad którymi pracuję.
Mam na ten temat teorię.
Przypomina mi się, że praktycznie każdego dnia
otrzymuję e-mail lub kilka
od kogoś ze zwariowaną teorią na temat fizyki grawitacji
albo kosmologii, albo coś w tym stylu.
Proszę, nie wysyłajcie mi swoich szalonych teorii.
(Śmiech)
Cóż, miałam swoją własną szaloną teorię,
ale do kogo może iść profesor MIT?
Napisałam więc do laureata Nagrody Nobla w fizjologii lub medycynie,
powiedział: "Pewnie, przyjdź, pogadamy".
Wzięłam dwóch kolegów biochemików,
opowiedzieliśmy mu o naszej szalonej teorii.
Według niej, życie produkuje wszystkie małe cząsteczki,
wiele cząsteczek.
Wszystko o czym mogłam pomyśleć, nie będąc chemikiem.
Pomyślcie o tym:
dwutlenek węgla, tlenek węgla,
molekularny wodór, molekularny azot,
metan, chlorometan,
tak wiele gazów.
Istnieją one też z innych powodów,
ale nawet życie produkuje ozon.
Opowiedzieliśmy mu o tym,
a on natychmiast zniszczył całą naszą teorię.
Znalazł przykład, który nie istnieje.
Zaczęliśmy od początku.
myślimy, że znaleźliśmy coś ciekawego w innej dziedzinie.
Ale wracając do egzoplanet,
chodzi o to, że życie wytwarza wiele rożnych gazów,
dosłownie tysiące.
Staramy się teraz rozgryźć,
na jakich rodzajach egzoplanet,
jakie gazy można przypisać do życia.
Kiedy znajdujemy gazy
w atmosferach egzoplanet
i nie wiemy, czy są produkowane
przez inteligentnych obcych, drzewa,
bagno,
czy może przez jednokomórkowe żyjątka.
Pracowanie nad modelami,
i myślenie nad biochemią
nie jest łatwe.
Naprawdę duże wyzwanie stoi przed nami i brzmi:
Jak mamy znaleźć te planety?
Jest wiele sposobów znajdowania planet,
kilka różnych metod.
Najbardziej skupiam się nad tym, jak stworzyć nową drogę,
abyśmy w przyszłości,
mogli znaleźć setki ziem.
Mamy duże szanse znalezienia śladów życia.
Właśnie skończyłam pracę nad dwuletnim projektem,
w bardzo ważnej fazie,
którą nazywamy starshade - cień gwiazdy.
Starshade to specjalnie ukształtowany ekran,
naszym celem jest ustawienie go,
by blokował światło gwiazdy,
aby teleskop widział planety bezpośrednio.
Tu widać mnie i dwóch innych członków załogi
trzymających jedną małą część starshade.
Ma kształt ogromnego kwiatu,
a to jeden z prototypowych płatków.
Według założeń, starshade i teleskop mają wystartować razem
z płatkami w pozycji złożonej.
Centralna część zacznie się rozwijać
z płatkami zajmującymi swoje pozycje.
Musi być to wykonane bardzo precyzyjnie,
dosłownie, płatki co do mikronów
muszą rozwinąć się z milimetrową dokładnością.
Cała ta struktura miałaby przemierzyć
dziesiątki tysięcy kilometrów od teleskopu.
Ma ona dziesiątki metrów średnicy.
Celem jest zablokowanie promieniowania gwiazdy z niesamowitą precyzją,
żebyśmy mogli oglądać planety bez przeszkód.
Dlatego musi być w specjalnym kształcie,
z powodu fizyki dyfrakcji.
To prawdziwy projekt, nad którym pracowaliśmy,
nie uwierzylibyście jak ciężko.
Oto on nie tylko na filmie,
a na prawdziwej fotografii
starshade drugiej generacji rozwijany na testach w laboratorium.
Chciałabym, żebyście wiedzieli,
że centralna konstrukcja jest pozostałością
po wielkich kosmicznych komponentach radiowych.
Po tej ciężkiej pracy,
gdzie badamy wszystkie te gazy, które mogą tam być,
i budujemy bardzo skomplikowane teleskopy kosmiczne
które mogą tam być,
co właściwie znajdziemy?
Cóż, w najlepszym przypadku,
znajdziemy obraz kolejnej egzoziemi.
Oto Ziemia jako jasnoniebieska kropka.
Jest to prawdziwe zdjęcie Ziemi
wykonane przez statek Voyager 1,
cztery miliardy mil stąd.
Czerwone światło to tylko rozproszone światło na soczewkach kamery.
Co jest wspaniałe do rozważenia,
jeżeli istnieją inteligentni obcy,
okrążający na planecie jakąś gwiazdę niedaleko nas
i budują oni teleskopy kosmiczne,
podobne do tych, które my budujemy,
wszystko, co zobaczą, to ta blada maleńka kropka,
punkcik światła.
Czasami, kiedy pomyślę
o mojej naukowej walce i ogromnej ambicji,
jest ciężko o tym myśleć,
w porównaniu do bezmiaru wszechświata.
Mimo to, dedykuję resztę życia
odnalezieniu innej ziemi.
Zapewniam was,
że w następnej generacji teleskopów,
drugiej generacji,
będziemy w stanie odnaleźć i zidentyfikować inne ziemie.
Będziemy też mogli rozszczepić światło gwiazdy
w poszukiwaniu gazów
i zbadać gazy cieplarniane w atmosferze,
oszacować temperaturę powierzchni
i szukać śladów życia.
Co więcej,
w poszukiwaniu innych planet takich jak Ziemia,
tworzymy nowy rodzaj mapy
pobliskich gwiazd i planet, które je okrążają,
łącznie z tymi, które mogą być zamieszkane przez ludzi.
Zakładając, że nasi potomkowie
za kilka stuleci
wyruszą w międzygalaktyczną podróż do innych światów
to będą patrzeć wstecz na nas
na generację, która odnalazła planety podobne do Ziemi.
Dziękuję.
(Brawo)
June Cohen: Teraz odpowiedzi na pytania.
Manager Misji Rosetta, Fred Jansen.
W połowie wystąpienia wspomniałaś,
że technologia pozwalająca analizować spektrum egzoplanety
takiej jak Ziemia, jest jeszcze nieosiągalna.
Kiedy przewidujesz jej utworzenie
i czego ona wymaga?
Czekamy na teleskop Hubble'a następnej generacji.
To Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba,
zostanie uruchomiony w 2018 roku.
To właśnie zamierzamy zrobić,
poszukiwać specjalnego rodzaju planety,
zwanej wędrującą,
będzie to pierwsza próba badania małych planet
w poszukiwaniu gazów wskazujących, że można tam zamieszkać.
JC: Zadam ci ogólne pytanie, które mi się nasuwa Saro.
Jestem pod wrażeniem tego, co doświadczyłaś,
ten opór, z którym się zmierzyłaś, kiedy zaczęłaś badać egzoplanety.
Ten ekstremalny sceptycyzm środowiska naukowego,
wątpliwości, czy w ogóle istnieją. Udowodniłaś im, że się mylą.
Jak to zrobiłaś?
SS: Cóż, jako naukowcy
mamy być sceptyczni,
ponieważ naszym zadaniem jest upewnić się, czy dane twierdzenie
jest sensowne, czy też nie.
Ale bycie naukowcem,
myślę, że widzicie to po tej prelekcji,
to bycie odkrywcą.
Ma się tę ogromną ciekawość,
ten upór,
stanowczość, która powoduje, że przesz do przodu,
bez względu na to, co ludzie mówią.
JC: To wspaniałe. Dziękuje Saro.
(Brawa)