---------------------------
Na czym stoi żółw?
Więcej jest gwiazd we Wszechświecie niż ziaren piasku na Ziemi, ale w jednym ziarnku piasku jest więcej atomów niż gwiazd we Wszechświecie.
Jesteśmy najbardziej rozwiniętym gatunkiem na Ziemi. Umiemy chwytać, myśleć logicznie, rozszczepiliśmy atom i wysłaliśmy sondę poza Układ Słoneczny. Zdominowaliśmy życie na swojej planecie i śmiało zerkamy w otaczającą nas przestrzeń i czas. Nasza droga do tego miejsca trwała tysiące lat, a przed nami wciąż nieznane. Jak tu dotarliśmy i co nas czeka w przyszłości?
Te zasadnicze pytania od wieków pozostały podobne. Jaka jest natura otaczającego nas świata? Jakie jest nasze w nim miejsce? Początkowo jeszcze niezwerbalizowane, miały prawdopodobnie charakter przede wszystkim praktyczny. Poznanie otoczenia dawało szansę znalezienia schronienia, albo pożywienia. Ich sens naukowy, filozoficzny czy religijny przyszedł dopiero z czasem.
Dla naszych odległych przodków świat składał się z dwóch sfer. Na ziemi były lasy, góry i morza, a na niebie słońce, księżyc, gwiazdy i chmury. Obie łączyły się na horyzoncie. Ziemska była namacalna i to w niej toczyło się codzienne życie, za to sfera niebieska była odległa i niemożliwa do zbadania. Zjawiska astronomiczne i atmosferyczne mieszały się ze sobą, a dla człowieka pierwotnego większym zagrożeniem była susza czy huragan niż zderzenie z asteroidą. Przynajmniej subiektywnie, bo o asteroidach nie wiedział jeszcze nic.
W tamtym okresie arsenał narzędzi poznawczych był mocno ograniczony, sprowadzał się głównie do wzroku i umysłu. Pierwszym przełomem było zejście z drzewa. Poznawanie świata ziemskiego zyskało nowe możliwości, a człowiek czy z ciekawości, czy w poszukiwaniu jedzenia, mógł ruszyć w kierunku nieznanego. Barierą okazywała się granica między lądem a wodą. Ważnym odkryciem, które można wiązać z tamtym okresem było to, że niezależnie od tego jak daleko pójdziemy, nie da się dotrzeć do horyzontu. Jego waga przez tysiące lat była niezrozumiała, ale mówiła bardzo wiele o naturze świata.
Wiele miejsc na ziemi było dostępnych i możliwych do zbadania osobiście, ale do badania zjawisk niebieskich musiał wystarczyć wzrok. Mimo to próbowano udzielić odpowiedzi na pytania o naturę świata i rolę człowieka. Jako gatunek znajdujący się na szczycie piramidy ewolucyjnej uznaliśmy się za wybrańców żyjących w centrum wszechrzeczy. Wedłóg rożnych dawnych teorii Ziemia była zazwyczaj płaska, czemu akurat trudno się dziwić. Bezpośrednich dowodów na to, że jest inaczej jeszcze nie było, a pośrednie były niezrozumiałe. Uznanie Ziemi za centrum Wszechświata również można zrozumieć. Niemal wszytskie obiekty na niebie przesuwały się po nim, sprawiając wrażenie wirowania wokół naszej planety. Sama Ziemia zaś czasem pływała w nieskończonym oceanie, a czesem spoczywała na wielkim żółwiu, słoniach czy ramionach boskiej istoty. Niezmierzony ocean łatwo jest zaakceptować. Przez tysiąclecia granica lądu była granicą świata, a znane nam przypadki odkrywania innych kontytnentów miały miejsce dopiero w ostatnich wiekach. Jakie były natomiast dowody na to, że ziemia spoczywa na żółwiu lub słoniach, nie udało się ustalić.
Dawne teorie opisujące budowę naszego świata często miały uwarunkowania kulturowe i stanowiły podstawę funkcjonowania systemów społecznych. Zdarzało się jednak, że niektóre ich elementy doczekały się argumentacji naukowej, oczywiście zgodnej ze stanem ówczesnej nauki.
Na nasze nieszczęście byli wśród naszych przodków sceptycy, którzy na przekór ‘oczywistym faktom’ rozpoczęli marsz ludzkości z centrum wszechrzeczy w nieznane. W końcu ktoś musiał zapytać na czym stoi żółw.
Odkrycia archeologiczne w różnych częściach świata podpowiadają, że ludzie wiedzący całkiem sporo o naturze świata chodzili po naszej planecie już wiele tysięcy lat temu. Na kościach, których wiek szacuje się nawet na trzydzieści tysięcy lat znaleziono nacięcia, które interpretowane są dziś jako kalendarz księżycowy. Znajdujące się w angielskim Stonehenge, ułożone w krąg megality mają prawdopodobnie około pięciu tysięcy lat i przypuszczalnie również służyły do obserwacji Słońca i Księżyca. Żyjący około sześciu tysięcy lat temu Sumerowie pozostawili po sobie ślady sugerujące, że interesowali się zjawiskami na niebie, a być może nawet odkryli przynajmniej część planet naszego układu. Około trzech tysięcy lat temu Babilończycy obserwowali ruch Słońca i Księżyca, a także planety Wenus. Starożytni Egipcjanie badali niebo i opisywali jego zjawiska. W Grecji odkryto mechanizm pochodzący sprzed około dwóch tysięcy lat, zbudowany z drewna i wykonanych z brązu kół zębatych, który pokazuje ruch Słońca na tle konstelacji i fazy księżyca, a prawdopodobnie również ruch niektórych planet.
Być może w wielu przypadkach współczesne interpretacje różnych znalezisk przypisują im więcej znaczeń niż miały w rzeczywistości, niemniej jednak obserwacje Słońca i Księżyca są dość łatwe bez dodatkowych przyżądów i mogły mieć bardzo praktyczne znaczenie, związane choćby z okresami zasiewów i zbiorów. Obserwacje planet mogły pojawić się tu przez przypadek, jako anomali w ruchu gwiazd, które nieodmiennie pozostawyły w swoich stałych miejscach na sklepieniu.
Obserwacja gwiazd również miała praktyczne znaczenie. W rejonach Australi i Nowej Zelandii pierwsi żeglarze wypłyneli w morze prawdopodobnie jakieś pięćdziesiąt, a może nawet sześćdziesiąt tysięcy lat temu. Po Morzu Śródziemnym ktoś pływał w podobnym okresie, a według niektórych teorii nawet sto siedemdziesiąt tysięcy lat temu. Nawet jeśli te szacunki są niezbyt precyzyjne, to z pewnością odbyło się to w czasach, w których nie było jeszcze map i nawigacji satelitarnej. Na pełnym morzu nie było charakterysytcznych miejsc, które można wykorzystać do opisania trasy. Jedyne punkty odniesienia znajdowały się na niebie. Stałe, zawsze ułożone w tym samym porządku, nadawały się najlepiej do opisywania drogi.
Obiektem, który najtrudniej było obserwować, był ten najbliższy, namacalny, nasza planeta. Dawni badacze nie byli w stanie oderwać się od jej powierzchni i przyjrzeć się z dystansu. Przekonanie, że jest płaska i znajduje się w centrum Wszechświata utrzymywało się bardzo długo, a nawet bywało, że miało naukowe podstawy. Sądzono na przykład, że Ziemia jest okrągłym dyskiem, który się nie porusza, ponieważ jest w równej odległości od wszystkich innych ciał. Inna teoria głosiła, że Ziemia jest cylindrem, na końcu którego jest jej powierzchnia. Drugi koniec jest nieokreślony poniważ cylinder jest nieskończony. Według innych teorii stabilność ziemi gwarantowało jej położenie na powierzchni nieskończonego oceanu. Ci, którzy próbowali w sposób naukowy uzasadnić taki kształt, mierzyli się jednak z interpretacją różnych zjawisk i mozolnie szukali na przykład wyjaśnienia faktu, że Słońce w różnych miejscach wschodzi i zachodzi o różnym czasie.
Pierwsze znane świadectwa teorii, że Ziemia może być okrągła pojawiły się około VI i V wieku p.n.e. i pochodzą ze starożytnej Grecji. Znów sporą rolę odegrali tu żeglarze pływający po Morzu Śródziemnym. Podróże pomiędzy znajdującym się na północnym wybrzeżu Afryki Egiptem, a Morzem Czarnym pozwalały zaobserwować, że słońce czasem świeci w północnej części nieba, a gwiazdy zbliżają się, lub oddalają od horyzontu. Wyjaśnieniem tego zjawiska mógł być sferyczny kształt powierzchni Ziemi.
Jednym z pierwszych, któremu przypisuje się teorię o kulitym kształcie Ziemi jest nie kto inny, jak sam Pitagoras. Teorię tę uznawał równiez Platon, chociaż nie był w stanie przytoczyć, żadnych bezpośrednich dowodów. Arystoteles, uczeń Platona, stwierdził nawet, że skoro wystarczy odbyć podróż pomiędzy Ehiptem a Cyprem, aby zauważyć zmiany na nocnym niebie, to Ziemia musi być niewielkim ciałem względem całego Wszechświata. Także Archimedes wnioskował na podstawie kształtu powierzchni płynów, że Ziemie jest okrągła. Zadziwiające jest to, że nadal do wysnucia takich wniosków wykorzystywano jedynie wzrok i rozum.
Najbardziej spośród myślicieli tamtych czasów wyróżnił się Erastotenes, który w II wieku p.n.e. obliczył obwód ziemi. Jego obliczenia wykorzystywały wyłącznie podstawowe zasady geometrii i podobieństwo trójkątów. Mimo nie do końca trafnych założeń i wynikającego z tego braku precyzji, wynik różnił się od rzeczywistego co najwyżej o 15%. Aktualnie nie do końca wiadomo jak dawna miara odległości przekłada się na współczesne, możliwe jest więc, że różnica wynosi zaledwie 1%. Biorąc pod uwagę dostępne wówczas narzędzia, wynik musi budzić szacunek.
Na pierwszy znany nam dowód kształtu Ziemi trzeba było poczekać do XVI wieku, kiedy to Ferdynand Magellan wyruszył w poszukiwaniu zachodniej drogi do Indii. Podróż trwała trzy lata, a jej przywódca zginął w trakcie. Z pięcieu okrętów przetrwał tylko jeden, a z załogi liczącej około dwustu siedemdziesięciu ludzi, powróciło zaledwie około dwudziestu. Niemnie jednak był to empiryczny dowód na to, że Ziemię da się okrążyć.
Osobną kwestią dotyczącą Ziemi był jej obrót wokół włąsnej osi. Tu również pierwsze zasługi ma prawdopodobnie szkoła pitagorejska. To jej uczniowie zaczęli głosić ideę, że ruch gwiazd po niebie może być ruchem pozornym, wynikającym z ruchu obrotowego naszej planety. Nawet jednak wśród ówczesnych filozofów przekonanie to wzbudzało wątpliwości. Platon stworzył bardzo bogatą argumentację wyjaśniającą, dlaczego jest to niemożliwe. W kolejnych wiekach przekonanie o ruchu obrotowym Ziemi zdobywalo coraz więcej zwolenników. Jednym z odkrywców, który wniósł znaczący wkład w tym zakresie był oczywiście Mikołaj Kopernik.
Teoria o ruchu obrotowym Ziemi tłumaczyła część dotychczas niewyjaśnialnych zjawisk, ale wciąż brakowało potwierdzenia. Przełom nastąpił dopiero w 1851 roku. W tym czasie obserwowano już inne planety i wiadomo było o ich ruchu obrotowym. Należało więc założyć, że Ziemia nie jest wyjątkiem i ówczesna nauka uznawała ten fakt. Dowodu dostarczył Leon Foucault, który wykorzystał w tym celu wahdało zawieszone w Paryskim Obserwatorium Astronomicznym. Wahadło poruszające się w płaszczyźnie pionowej zachowuje kierunek ruchu. Skutkiem ruchu obrotowego Ziemi była więc pozorna zmiana płaszczyzny, w której się poruszało.
Odkrywanie tajników innych planet okazało się jeszcze trudniejsze. Bez dodatkowych przyżądów ich obserwacja jest mocno utrudniona, ale nie niemożliwa. Termin planeta pochodzi od greckiego słowa oznaczającego wędrowanie. Już starożytni zauważyli gwiazdy, które poruszały się po niebie i nadali im takie wspólne określenie. Początkowo termin ten mieścił w sobie równiez słońce i księżyc. Wzmianki o obserwacjach planet widocznych gołym okiem pochodzą nawet sprzed czterech tysięcy lat. Ponieważ zmieniały one swoje położenie względem nieruchomych gwiazd, powszechnie przyjmowano, że znajdują się bliżej Ziemi. Wśród znanych od tysiącleci planet są wszystkie tzw. wewnętrzne czyli Merkury, Wenus i Mars, a także dwa najbliżesze gazowe olbrzymy, czyli Jowisz i Saturn. Na odkrycie Urana i Neptuna trzeba było poczekać aż do XVIII i XIX wieku, kiedy to technika pozwalała już na dokonanie obserwacji tak odległych obiektów.
Cały ten odkryty wszechświat domagał się pewnego porządku. Teoria geocentryczna pozostawiała wiele pytań i odpowiedzi wymagały skomplikowanych rozwiązań. Pierwszym, który zakładał, że centrum znanego świata jest Słońce był żyjący w V wieku p.n.e. Anaksagoras. Jego pomysł w tamtych czasach nie doczekał się zbyt wielu zwolenników, ani obserwacji, które mogły by go uzasadnić. Mimo, że przez wieki pojawiali się zwolennicy, brakowało dowodów, a czasem prawdopodobnie odwagi. Model funkcjonowania świata był nie tylko obiektem zainteresowania myślicieli, ale również podstawą systemów społecznych i religii. Ten, kto kwestionował geocentrym, ryzykował bardzo wiele. Dopiero na początku XVI wieku Mikołaj Kopernik zdecydował się opisać swoją teorię ruchu planet po orbitach okołosłonecznych. Według jego teorii wszystkie sześć znanych planet, w tym Ziemia, krąży po orbitach wokół Słońca, a księżyc krąży wokół Ziemi. Planety zostały ułożone w prawidłowym porządku od Merkurego do Saturna.
Choć dzieło powstało około roku 1514, zostało opublikowane dopiero w 1534, tuż przed śmiercią autora. Powszehnie uznaje się, że autor obawiał się o swoje życie, ale przypuszcza się również, że sam był krytyczny wobec swojego dzieła i nie chciał narazić się na śmieszność. Dzieło nie wywołało natychmiastowej rewolucji. Zawierało bardzo techniczne informacje i analizy, które zrozumieć mogli tylko zaawansowani uczeni. Niektóre tezy zawarte w dziele były znane jeszcze przed jego publikacją. Odniósł się do nich sam inicjator reformacji, Martin Luther – nazwał Kopernika głupcem.
Siłą dzieła była wartość teorii, która pozwalała tłumaczyć znane zjawiska i przewidywać prawidłowo ich przyszłe wystąpienia, a przez to uparcie nie dawała się ignorować. Żyjący w drugiej połowie XVI wieku Giordano Bruno również głosił teorię, że Ziemia jest jedną z planet i razem z nimi krąży wokół Słońca. Był również jednym z pierwszych, który otwarcie głosił, że Słońce jest gwiazdą. Za głoszenie tych teorii został w 1600 roku spalony na stosie.
Sama idea jednak nie przepadła. Żyjący na przełomie XVI i XVII wieku Galileusz miał szczęście korzystać z przełomowego w dziejach astronomii wynalazku, czyli teleskopu. Podczas obserwacji Jowisza odkrył jego cztery księżyce. Był to pierwszy empiryczny dowód na to, że w kosmosie znajdują się obiekty, które nie krążą wokół Ziemi. Innym istotnym odkryciem było zaobserwowanie na Wenus faz podobnycj do księżycowych. Galileusz wnioskował, że Wenus musi krążyć po orbicie pomiędzy Słońcem a Ziemią. Zwrócił również uwagę, że gwiazdy obserwowane nawet przez teleskop nadal pozostają jedynie jasnymi punktami, a co za tym idzie prawdopodbnie znajdują się w bardzo dużej odległości od Ziemi.
Tak oto w XVI wieku dokonało się ostatecznie dzieło zniszczenia, zniszczenia wiary, że jesteśmy centrum Wszechświata, a wszystko krąży wokół nas. Przynajmniej w zakresie fizyki. Socjologia i psychologia nadal muszą mierzyć się z tym zagadnieniem. Praca niezliczonych umysłów doprowadziła nas do chwili w której Ziemia okazałą się jedną z planet krążących wokół Słońca. Pozostawała jeszcze nadzieja, że może przynajmniej Słońce jest centrum wszystkiego i nadal jesteśmy najbardziej rozwiniętym gatunkiem na jedynej znanej planecie, na której istniało życie.
Poznanie natury dalszych rejonow Wszechświata było o wiele trudniejsze. Jednym z pierwszych znanych myślicieli, który zakładał, że inne gwiazdy są podobne do naszego słońca i również wokół nich krążą planety był Anaksagoras. Arystarch w III wieku p.n.e. obliczył nawet średnićę Śłońca i jego odległość od Ziemi. Wynik był mocno niedoszacowany względem rzeczywistych wartośći, ale autor uznał obliczenia za nieprawidłowe, ponieważ wartości wydały mu się... zbyt duże. Rwónież Galileusz przyglądał się gwiazdom. Jego teleskop był zbyt mały, żeby badać ich naturę, ale udało się przy okazji odkryć nieco inną zagadkę. Biała smuga przecinająca niebo, którą nazywano Drogą Mleczną okazałą się być skupiskiem gwiazd zbyt słabych lub zbyt odległych, aby można je było obserwować gołym okiem. Gwiazdy nie rozkładały się nierównomiernie po nieboskłonie. Większość z nich zajdowała się właśnie w tym obszarze.
W 1838 roku Friedrich Bessel wykorzystał metodę paralaksy do mierzenia odległości do widocznych gwiazd. Pozwoliło to dokładniej określić nasze gwiezdne sąsiedztwo i opisać jego kształt. Kiedy w końcu na podstawie widma zbadano skład chemiczny odległych gwiazd można już było potwierdzić, że Śłońce jest jedną z nich. Wyjątkową dla nas, bo najbliższą Ziemi, ale jedną z ogromu, którym wypełniona jest przestrzeń.
Wielu astronomów w ostatnich wiekach zwracało uwagę na to, że niektóre gwiazdy mają nieregularny, nieco rozmyty kształt. Nazywano je początkowo mgławicami, a William Hershel pod koniec XVIII wieku opublikował katalog około 5000 takich obiektów. W pierwszej połowie lat dwudziestych XX wieku Edwin Hubble, korzystając z największego wówczas teleskopu optycznego, dowiódł, że owe mgławice znajdują się poza Drogą Mleczną i są w rzeczywistości osobnymi, odległymi skupiskami gwiazd. Innymi słowy, są to galaktyki podobne do naszej. Wydarzyło się to zaledwie 100 lat temu.
Od tego czasu galaktyki doczekały się katalogu, zostały usystematyzowane i opisane własną teorią ewolucji. Dla ludzkiego oka są zbyt odległe, aby można je obserwować. Najbliższa nam, albrzymia Andromeda, która pędzi na spotkanie Drogi Mlecznej z prędkością około 110km/s ma obecnei szerokość kątową około sześć razy większą niż księżyc, ale nawet z pomocą lornetki widać wyłącznie jej centrum, które ma postać ledwie widocznej plamki.
Szacuje się, że w samej Drodze Mlecznej jest około stu do czterystu miliardów gwiazd. A ile jest galaktyk? Tu szacunki mogą mieć jeszcze większy margines niedokładności. Nie da się zrobić jednego ‘zdjęcia’ wszechświata bo im dalej zaglądamy tym dawniej zaglądamy. A o jakości naszego kosmicznego wzroku niech świadczy wydarzenie z grudnia 1995 roku. Wycelowano wówczas na kilka dni przebywający na orbicie teleskop Hubbla w ‘zupełnie pusty’ rejon nieba w konstelacji Wielkiej Niedźwiedzicy. Na fotografii zamiast nicości odkrytu około 3000 odległych i do tej pory nie zaobserwowanych galaktyk.
Aktualnie zakłada się, że galaktyk jest około 200 bilionów. I w każdej miliardy gwiazd. Jeśli więc spotkalibyśmy kolejnego człowieka, chętnego do kruszenia mitologii o naszej wyjątkowości, to pewnie zadałby pytanie, czy są tam też planety i czy są nich ludzie? Albo chociaż małe niebieskie ludziki.
Planety są zdecydowanie trudniejsze do obserwacji, ponieważ nie emitują własnego światła, a jeśli nawet coś emitują, to w porównaniu do gwiazd, wokół których krążą, jest to aktualnie niewykrywalne. Z pomocą pospieszył kolejny Polak, Aleksander Wolszczan. Wykorzytsał teorię, że nawet jeśli planeta nic nie emituje, to może zakłucić emisję swojej gwiazdy i w 1992 ogłosił odkrycie pierwszych egzoplanet – planet orbitujących wokół gwiazdy innej niż nasze Słońce. W tym konkretnym przypadku chodziło o dwie planety wirujące wokół pulsara i zdecydowanie nie nadające się do życia w znanej nam postaci.
Dopiero w 1995 roku potwierdzono odkrycie egzoplanety orbitującej wokół gwiazdy. Do dnia dzisiejszego katalog egzoplanet obejmuje już ponad 4000 obiektów. Oczywiście nie wszystkie nadają się do życia. Są wśród nich gazowe olbrzymy i planety skaliste o orbitach zbyt ciasnych lub zbyt odległych od swojej gwiazdy. Ale są i takie, na których życie mogłoby zaistnieć.
W samej Drodze Mlecznej szacuje się, że liczba gwiazd podobnych do Słońca, to około cztery miliardy, a wokół nich krąży łącznie około trzysta milionów planet, na których potencjalnie mogłoby zaistnieć życie. Galaktyk w całym Wszechświecie jest dużo więcej, a pod uwagę można brać również inne typy gwiazd, być może inne formy życia.
Choć pytań rodzi się tu więcej niż odpowiedzi, straciliśmy niemal całą aurę wyjątkowości, którą można się było cieszyć przez tysiąclecia. Ziemia krąży wokół gwiazdy, podobnych gwiazd jest w kosmosie ogrom i też mają swoje planety.
Ale wciąż pozostaje otwarte pytanie: co z życiem?
Tu nie mamy jeszcze empirycznych metod badania. Gdybyśmy mieli użyć logiki, można by założyć, że skoro słońc jest więce i skoro planet jest więcej, to również życia powionno być więcej. Ale to tylko założenie, które w zależności od posiadanych przekonań (tym różniących się od twierdzeń naukowych, że nie wymagają dowodów), równie dobrze można popierać co negować. Wokół najbliższej Słońcu gwiazdy, czyli Proxima Centauri istnieje układ planetarny, jednak warunki, jakich można się w nim spodziewać dają niewielkie szanse na powstanie życia. Układ odległy jest od naszego o około 4 lata świetlne więc z całą pewności można stwierdzić, że jeszcze w 2017 nie nadawała tam żadna stacja radiowa.
Niemniej jednak w 2020 roku grupa naukowców z Uniwersytetu w Nottingham (opierając się na założeniach, które mogą być podstawą do długiej i bużliwej dyskucji) oszacowała, że w naszej galaktyce może być około 36 rozwiniętych cywilizacji. Biorąc pod uwagę rozmiar galaktyki, do najbliższej z nich mamy 17000 lat świetlnych. Szanse na wykrycie ewentualnych śladów w postaci wyemitowanych fal elektromagnetycznych istnieją. Szanse na nawiązanie łączności? Biorąc pod uwagę, że elementarna wymiana uprzejmości może trwać 34000 lat, należy uznać, że są czysto matematyczne.
Ale.
Zawsze może się wydarzyć coś, czego jeszcze nie przewidzieliśmy lub nie odkryliśmy. Mimo wszystko ten niespełna dwumetrowy człowiek, który jeszcze niedawno chuśtał się beztrosko na gałęzi, dał radę zajrzeć za kotarę czasu i przestrzeni. Może nie jesteśmy w samym centrum, ale mozna chyba uznać, że w jakiś sposób jesteśmy jednak wyjątkowi.
Szkoda tylko tego nieszczęsnego żółwia, który przez wieki dźwigał świat na swoich barkach.
