Esej 

Następny artykuł
Poprzedni artykuł
Strona główna

 

Bartłomiej Zakrzewski

Do czego nie-astronomom może być potrzebna astronomia?

 

Czy ktoś z Czytelników potrafi wskazać bardziej niepraktyczną dyscyplinę nauki niż astronomia? Najmniejszy problem w tym, że z poważnego uczonego potrafi zrobić nocnego stróża (w końcu to przecież jego prywatna sprawa, kiedy będzie spał, a kiedy pracował). Gorzej, że takim „nocnym stróżom” do pilnowania nieba niezbędne są ogromne fundusze

Można się o tym przekonać śledząc najnowsze programy badawcze, firmowane przez międzynarodowe stowarzyszenia astronomiczne, albo badania prowadzone za pomocą sond kosmicznych lub obserwatoriów satelitarnych. Przykładowo - całkowity koszt jednego tylko międzynarodowego projektu badawczego Atacama Large Millimeter Array, realizowanego wspólnie przez Stany Zjednoczone, Japonię i Europejską Unię Astronomiczną, został wstępnie oszacowany na 750 mln dolarów. Bilansując nakłady i wyniki, łatwo dochodzimy do wniosku, że pożytek z takich prac wygląda bardziej niż mizernie. Cóż bowiem przeciętnemu zjadaczowi chleba przyjdzie z odkrycia następnego kwazara, dzięki któremu rozszerzą się rozmiary dostrzeganego przez nas Wszechświata? Czy przez potwierdzenie istnienia czarnych dziur albo odkrycie pozasłonecznych układów planetarnych rozwiążemy któryś z problemów, jakie gnębią naszą cywilizację? Odpowiedzi wydają się być jednoznaczne. Co więcej, astronomia przegrywa w tym miejscu z pozostałymi naukami przyrodniczymi. Osiągnięcia fizyków, chemików czy biologów mogą dość szybko przełożyć się na wymierne korzyści materialne. Astronomia może bardziej sprawiać wrażenie sztuki niż dyscypliny naukowej w nowoczesnym rozumieniu, a jej jedynym utylitarnym zadaniem byłoby wtedy dawanie zatrudnienia astronomom.
 
Jeżeli już przedstawiłem tak ponury obraz tej profesji, to czy warto kontynuować dalsze rozważania? Mimo wszystko spróbujmy jeszcze przez moment pozostać przy tym temacie. Astronomię można zdefiniować najszerzej jako sposób poznawania Wszechświata. W różnych okresach historycznych określenie „poznawanie Wszechświata”, jak i sam „Wszechświat”, było rozumiane w sposób różny, często odmienny od obecnego. W początkach swego istnienia astronomia bardzo dobrze spełniała warunki zawarte w tytule niniejszego artykułu. Pierwszymi badaniami astronomicznymi, jakie wykonywali nasi praprzodkowie, były obserwacje wschodów i zachodów ciał niebieskich, faz Księżyca czy zmian położenia Słońca w różnych porach roku. Stanowiły one podstawę do wprowadzania rachuby czasu. Na przykład: wyznaczona na ich podstawie data letniego lub zimowego przesilenia była świętem całego plemienia. Znajomość nieba umożliwiała także plemionom koczowniczym orientację w terenie.
 
Około 5 tys. lat temu narodziła się astronomia we współczesnym rozumieniu. Metody, jakimi egipscy kapłani prowadzili obserwacje, mogą być uznane za w pełni naukowe. Uzyskane wieki temu wyniki można obecnie weryfikować i oceniać dokładność ich wykonania. Z drugiej strony przynajmniej część tych prac miała praktyczne zastosowanie. Uczeni tamtych czasów posiadali umiejętność konstruowania kalendarza i zegara słonecznego. Dokładnie poznali metody orientacji astronomicznej (wyznaczania stron świata), niezbędne do prawidłowego skonstruowania piramid. O bardzo dobrej znajomości nieba świadczy umiejętność połączenia okresowych zjawisk astronomicznych (położenia Słońca względem jasnych gwiazd) z terminami wylewów Nilu. Zjawisko to miało ogromne znaczenie gospodarcze i polityczne dla Egiptu, a jego wcześniejsza zapowiedź umacniała autorytet władzy. Jeszcze bardziej wszechstronni byli Grecy. Nie dość, że odkryli precesję osi ziemskiej, zestawili pierwszy katalog gwiazd, a gwiazdozbiorom nadali nazwy używane do chwili obecnej, to spuścizna po ich obserwacjach i filozoficznych przemyśleniach w sposób decydujący wpłynęła na rozwój poznawania świata w kilkunastu kolejnych stuleciach.
 
W ciągu wieków osiągnięcia i potknięcia astronomów miały związek z wieloma innymi, często odległymi dziedzinami ludzkiej działalności. Niewątpliwie duży wpływ astronomia wywarła na powstanie i rozwój fizyki. Nauka ta zawsze była mocno związana z filozofią. Rozszerzanie granic poznawalnego Wszechświata stawało się w wielu okresach bodźcem do lepszego poznawania człowieka. Wnioski płynące z nauki o ciałach niebieskich bardzo długo miały silny związek z religią i władzą. Osoby, które posiadały dostęp do takiej wiedzy, były często odpowiednio doceniane, ale - równie często - prześladowane i karane, czasem w sposób niezwykle surowy.
 
W ciągu ostatnich kilkuset lat astronomia kilka razy „odsuwała” ludzi, wraz z ich problemami i osiągnięciami, coraz dalej od centrum Wszechświata (centrum rozumianego w tym wypadku antropocentrycznie, a nie astronomicznie). Najpierw - w XVI w. - Kopernik „ruszył Ziemię”, publikując swoje argumenty w słynnym De revolutionibus. Około 250 lat po nim, dzięki poznaniu kształtu naszej Galaktyki, „ruszony” został cały Układ Słoneczny. Znaleźliśmy wtedy swoje prawdziwe miejsce - gdzieś na jej peryferiach. Miało to w przyszłości duży wpływ na rozwój nauki. Stwierdzenie, że Ziemia nie jest wyróżnionym miejscem we Wszechświecie, umożliwiło przedstawicielom nauk przyrodniczych sformułowanie tezy, że te same prawa przyrody obowiązują na Ziemi i poza nią. Jednocześnie przekonaliśmy się, jak niezwykle skromną rolę odgrywamy w teatrze Wszechświata. Ponownie szarpnięto nami w XX w. Najpierw Albert Einstein (tym razem fizyk) przedstawił światu ogólną teorię względności, będącą jednym z rozwiązań jego równań, dopuszczając tym samym istnienie niestabilnego (rozszerzającego się) Wszechświata. W kilka lat później amerykański astronom Edwin Hubble sformułował znane prawo o „poczerwienieniu” galaktyk. Nowym pojęciem okazał się wówczas „wiek Wszechświata”, a co za tym idzie, jego początek. Jeszcze ciekawsza sytuacja powstała w drugiej połowie XX w., gdy odkryte zostało tzw. „promieniowanie reliktowe”, tj. chłodna pozostałość po Wielkim Wybuchu - prapoczątku całej otaczającej nas rzeczywistości.
 
Z powyższego mogłoby wynikać, że astronomia spełniła już swoją najważniejszą rolę. Znamy swoje miejsce i swój czas w historii Wszechświata, po cóż więc tracić siły, czas i pieniądze na szlifowanie szczegółów? Mimo to prace badawcze trwają nadal, a fundusze na nie płyną dość szerokimi strumieniami. Specjaliści od ich podziału to przecież ludzie, którzy twardo stoją na Ziemi i raczej nie można ich podejrzewać o chęć wyrzucania pieniędzy w kosmos. Mają bowiem świadomość, że ciągłe podglądanie Wszechświata ma jakiś sens, a obserwacja zjawisk zachodzących poza Ziemią pozwala na badanie materii w warunkach, jakich nie da się uzyskać w naszych laboratoriach. To m.in. na podstawie takich badań fizycy mają możliwość „zaglądania” do miejsc, gdzie temperatura, ciśnienie i gęstość materii wielokrotnie przewyższają to, co kiedykolwiek będzie można osiągnąć w ziemskich laboratoriach. W ten sposób odkrywane są nowe cząstki elementarne, które weryfikują pomysły fizyków-teoretyków na budowę podstawowych składników materii. Specjaliści zajmujący się zjawiskami zachodzącymi we wnętrzach gwiazd umożliwili fizykom i chemikom poznanie sposobu, w jaki powstały pierwiastki chemiczne (także te, z których my sami jesteśmy zbudowani). Okazało się, że w pobliżu miejsca, gdzie obecnie znajduje się Układ Słoneczny, znajdowała się bardzo masywna i gorąca gwiazda. Z materii, która pozostała po jej wybuchu (astronomowie nazywają takie zjawisko supernową) powstało Słońce i wszystkie planety w obecnym składzie chemicznym. Gdyby nie jej ówczesna obecność, układ okresowy pierwiastków zakończyłby się na żelazie. Tylko dzięki wybuchom supernowych powstają pierwiastki, których jądra atomowe są cięższe od żelaza. „Naszej” supernowej zawdzięczamy, że małżonkowie zakładają sobie złote obrączki, a chłopcy bawią się, lub raczej bawili, ołowianymi żołnierzykami. Niestety, dzięki niej da się również zbudować bombę atomową.
 
W dalszym ciągu trwa dyskusja na temat budowy i ewolucji Wszechświata - naszego wspólnego domu. Nowe argumenty dostarczane są z coraz lepszej jakości obserwacji naziemnych i satelitarnych. W ostatnich latach bardzo „modna” jest astrobiologia. Tematy, jakimi zajmują się specjaliści, to bynajmniej nie science fiction, ale poważne zagadnienia naukowe dotyczące możliwości istnienia życia pozaziemskiego. Chociaż w zespołach naukowych pracują głównie biolodzy, chemicy i specjaliści od geologii, to całość nie może się obejść bez dobrej znajomości astronomii. Wiedza na temat zagadnień i terminów astronomicznych może być także przydatna specjalistom zajmującym się innymi dyscyplinami, na co dzień słabo kojarzonymi z nauką o Wszechświecie. Tematyka astronomiczna pojawiała i pojawia się niemal w każdej dyscyplinie naukowej badającej dorobek duchowy i materialny ludzkiej cywilizacji. Jej znajomość może być przydatna specjalistom zajmującym się literaturą i językoznawstwem, religioznawstwem, historią, psychologią, i zapewne wielu innymi.
 
Niektóre zastosowania odkryć astronomicznych mają bardzo długą historię. To dzięki obserwacjom Słońca w 1869 r. odkryty został hel - lekki gaz szlachetny. W ziemskiej atmosferze helu jest tak mało, że jego w niej obecność dostrzeżono wiele lat później. W widmie słonecznym to zaledwie kilka słabych, ciemnych prążków. Dzisiaj trudno jest przecenić znaczenie tego gazu w różnych dziedzinach techniki. Jeszcze dawniej, w XVII w., miało miejsce podobne, z pozoru niewielkie odkrycie: duński astronom, Ole R]mer, jako wytłumaczenie opóźnień zakryć w układzie księżyców Jowisza zaproponował uznanie prędkości światła za wartość skończoną. W połączeniu z wynikami badań XIX--wiecznych fizyków zaowocowało to sformułowaniem przez Alberta Einsteina szczególnej teorii względności, praktyczne zaś zastosowanie znajduje choćby w kontroli prawidłowego funkcjonowania systemu nawigacji satelitarnej (GPS) - skonstruowanego dla celów militarnych, ale używanego też w wielu dziedzinach cywilnych, a nawet podczas wycieczek rowerowych czy zbierania grzybów.
 
Od wielu lat prowadzone są w sposób ciągły obserwacje satelitarne Słońca. Każda informacja o jego wzmożonej aktywności jest na bieżąco udostępniana w internecie. Efektem silnego „pobudzenia” Słońca są nie tylko piękne zorze polarne. Duża aktywność może mieć szkodliwy wpływ na pracę urządzeń satelitarnych i lotniczych, a także naziemnych, pracujących pod wysokim napięciem. Jej wszystkim negatywnym skutkom nie umiemy jeszcze zapobiec. Można jednak, wiedząc o nadchodzącym zjawisku, wyłączyć drogą aparaturę. Na podobnych zasadach funkcjonuje służba śledzenia obiektów astronomicznych (głównie małych planetoid) zbliżających się do Ziemi na niebezpiecznie małą odległość (Near Earth Object). Zbliżenia takie można wyliczyć odpowiednio wcześnie, nawet na kilkanaście lat naprzód, i w razie potrzeby podejmować próby przesuwania „intruzów” na inne, bezpieczniejsze orbity.
 
Począwszy od rachuby czasu i budowy piramid, poprzez pilnowanie grzybiarzy, kończę na zapobieganiu końcowi świata. Mam nadzieję, że choćby niektóre z przedstawionych argumentów przekonają Czytelników, iż uprawianie i propagowanie astronomii ma sens nie tylko dla samych astronomów.
 

Bartłomiej Zakrzewski

[Rozmiar: 7784 bajtów]
Do góry strony
Copyright © "Konspekt". Kraków, lipiec 2005 . Statystyka