Tähtitiede

Onko maailmankaikkeus kuin maa?

Onko maailmankaikkeus kuin maa?

Onko maailmankaikkeus samanlainen kuin maa, siinä mielessä, että jos matkustaisin yhteen ja vain yhteen suuntaan, päädyin lopulta siihen, mistä aloitin?


En ole astrofyysikko, mutta annan sille kuvan. Otan tämän enimmäkseen Hawkingin "Lyhyt historian historiasta" ja omista henkilökohtaisista tutkimuksistani.

Ensinnäkin maailmankaikkeus ei ole kuin maa. Sikäli kuin tiedän, tämä analogia toimii vain, kun otetaan huomioon kuvitteellisen ajan käsite. Hawkingin mukaan, kun tarkastellaan suhteellisuusteoriaa kuvitteellisella ajalla (joka matemaattisesti on aika paljon ottaen huomioon vain aika mielikuvitusluvuna eikä todellisena), avaruutta kuvaavat yhtälöt ovat matemaattisesti samanlaisia ​​kuin palloa kuvaavat yhtälöt. Tämä on temppu, jolla yritetään saada kvanttimekaniikan käsite (Feynmanin summa historian yli) toimimaan suhteellisuusteorian kanssa.

Tämä ei kuitenkaan tarkoita, että voimme kokea avaruuden (tai maailmankaikkeuden) kuin pallo, koska emme pysty kokemaan kuvitteellista aikaa. Koemme vain reaaliaikaisen. Jos kokisimme ajan kuvitteellisen ajan määrittelemällä tavalla, pystyisimme matkustamaan tulevaisuuteen ja menneisyyteen yhtä helposti kuin matkustaisimme leveyspiiriltä -25º - + 25º, ja me kaikki tiedämme, että näin ei ole.

Ja tässä vastauksessa en edes ota huomioon maailmankaikkeuden laajenemista, mikä vaikeuttaisi asioita entisestään jollekin, joka yrittää kiertää maailmankaikkeutta. Kuvittele vain argumentin vuoksi kiertävän palloa, joka kasvaa yhä enemmän. Vaikka valitsisitkin lyhyimmän mahdollisen polun, tehtävä laajenemisnopeudesta riippuen tulee joko mahdottomaksi tai vaikeasti sanottuna.

Toivottavasti tämä auttaa.


Itse asiassa se tekee on järkevää sanoa, että univere voi olla kuin maan (pinta). "Yhtenäisellä" (ts. Homogeenisella ja isotrooppisella) universumilla voi olla kolme erillistä geometriaa. Katso tämä viesti universumin muodosta. Tärkeintä on, että maailmankaikkeuden 2D-analogia voi olla joko tasainen (kuten ääretön pöytä), pyöreä (kuten maa) tai hyperbolinen (kuten satula).

Mikä kolmesta meidän Universumi on, riippuu sen keskimääräisestä tiheydestä, ja havainnot viittaavat siihen, että se on tasainen. Tämä tarkoittaa, että voit lentää ikuisesti suoralla linjalla, ikuisesti kasvatat etäisyyttäsi maapalloon.

Jos tiheys olisi vain hieman suurempi, se olisi "pyöreä". Tämä ei tarkoita tarkalleen kuten palloa, mutta se tarkoittaa, että matkustaminen suoralla linjalla pois maapallolta lopulta teoriassa tuo sinut takaisin maapallolle, aivan kuten suoralla linjalla matkustaminen maan pinnalla tuo sinut lopulta takaisin kotiin. Tai Roomaan, olen kuullut.

Sanon teoreettisesti, koska normaalin ja pimeän aineen omaavan maailmankaikkeuden se lopettaisi laajentumisen ja romahtamisen ennen kuin palaat. Vain jos matkustetaan valon nopeudella ja aloitetaan Suuren räjähdyksen aikaan, on mahdollista palata täsmälleen Big Crunchilla.

Jos maailmankaikkeus sisältäisi myös pimeää energiaa, aineen ja pimeän energian välillä on useita suhteita, jotka tekisivät tällaisen matkan mahdolliseksi, mutta jos pimeää energiaa olisi liikaa, tämä universumi laajenisi nopeammin kuin maailmankaikkeuden läpi olisi mahdollista .


(Hyper) pallomaisen spatiaalisen geometrian omaava maailmankaikkeus on realistinen, vaikka emme näe siitä mitään todisteita, mutta sitä ei voida myöskään sulkea pois. Kiinnostuskohteena hyperpallogeometria ei välttämättä tarkoita hyperpallomaista topologiaa, vaikka se tarkoittaa, että maailmankaikkeuden on oltava kompakti eli rajallinen.

Nyt käsitellään kuitenkin perusteellisemmin, onko mahdollista kiertää pallomaista (sekä geometrisesti että topologisesti) universumia:

Mikään ei voi kulkea valoa nopeammin, joten saadaksesi selville, onko mahdollista kiertää maailmankaikkeudessa, meidän on tiedettävä, saapuuko säteittäisesti ulospäin jossakin avaruuspisteessä kulkeva valo samaan avaruuspisteeseen myöhemmin. Jos $ R (t_1) $ on maailmankaikkeuden kaarevuussäde ajankohtana $ t_1 $, niin jotta kiertäessäsi universumia tuohon aikaan, valon on oltava kulkenut vähintään sopivan etäisyyden $ 2 pi R (t_1) $ päässä sen lähtökohta. Tai toisin sanoen havaittavan maailmankaikkeuden säteen on oltava vähintään $ 2 pi R (t_1) $ ajan mittaan $ t_1 $, jotta mikään kiertäisi maailmankaikkeutta.

Havaittavan maailmankaikkeuden säde saadaan:

$ r_ {obs} (t_1) = R (t_1) { SUURI { int}} ^ {t_1} _ {t_ {int}} frac {cdt} {R (t)} $

Missä $ t_ {int} $ on, kun maailmankaikkeus alkaa (esim. Iso bang)

Siksi ehto sille, että pallomaisessa maailmankaikkeudessa voidaan kiertää rakettialuksella, on:

$ { LARGE { int}} ^ {t_ {fin}} _ {t_ {int}} frac {cdt} {R (t)}> 2 pi $

Missä $ t_ {fin} $ on aika, jolloin maailmankaikkeus päättyy (huomaa maailmankaikkeudessa alkamatta $ t_ {int} = - infty $ ja maailmankaikkeudessa ilman loppua $ t_ {fin} = infty $).

Yksinkertaisissa malleissa, joissa on pallomainen avaruusgeometria, tämän integraalin arvo on helppo laskea:

$ begin {array} {| l | l |} hline mathbf {MODEL} & mathbf {VALUE} hline mbox {Aineiden hallitsema suljettu RW} & 2 pi hline mbox {Säteily -valvottu suljettu RW} & pi hline mbox {De Sitter suljettu viipalointi} & pi hline mbox {Einstein static} & infty hline mbox {Eddington-Lemaitre} & infty hline end {array} $

Tämä tarkoittaa, että Robertson-Walkerin suljetun maailmankaikkeuden valo voi vain kiertää maailmankaikkeuden kerran isosta räjähdyksestä suureen murskaukseen niin kauan kuin paine on nolla. De Sitterin suljetussa viipaloinnissa se voi tehdä sen vain puolivälissä kehän ympärillä, vaikka ei ole isoa rytmiä tai suurta murskausta. Einsteinin staattisessa maailmankaikkeudessa voit kiertää niin monta kertaa kuin haluat, koska sinulla on ääretön määrä aikaa liikkua kiinteän pituuden kehällä. Eddington-Lemaitre-mallissa laajentuminen varhaisina aikoina on niin hidasta, että voit kiertää maailmankaikkeutta niin monta kertaa kuin haluat.


Galaksissamme on vain yksi muu planeetta, joka voi olla maan kaltainen, sanovat tutkijat

Taiteellinen esitys mahdollisesti asuttavasta planeetasta Kepler 422-b (vasemmalla) verrattuna. [+] Maa (oikealla).

Ph03nix1986 / Wikimedia Commons

Mitä ulkomaalaisen eksoplaneetan tarvitsee isännöidä elämää sellaisena kuin me sen tunnemme? Paljon, kuten käy ilmi.

Tämä uusi tunnettujen eksoplaneettojen analyysi keskittyy fotosynteesiin, kun ehdotetaan, että maapallon kaltaiset olosuhteet mahdollisesti asuttavilla planeetoilla voivat olla paljon harvinaisempia kuin aiemmin ajateltiin.

Tähtitieteilijät ovat toistaiseksi löytäneet 4422 eksoplaneetta, mutta vain kourallista pidetään mahdollisesti asuttavina.

Fotosynteesi on, kuinka kasvit käyttävät auringonvaloa, vettä ja hiilidioksidia hapen ja energian luomiseen.

Ottaen huomioon, että fotosynteesi on ollut kriittinen maapallon tyyppisten monimutkaisten biosfäärien mahdollistamiseksi, eksoplaneettan olevan mahdollisesti asuttava tarkoittaa siis, että se kehittää happipohjaisen ilmakehän.

29 älykästä ulkomaalaista sivilisaatiota on saattanut jo huomata meidät, sanovat tutkijat

Kuvissa: ”Super Strawberry Moon” syttyy kesän ensimmäisenä, suurimpana ja kirkkaimpana täysikuu roikkuu matalana

Suodattamaton totuus ihmisen magnetismin, rokotteiden ja COVID-19 takana

James Webbin avaruusteleskooppi (JWST), jonka on tarkoitus tulla markkinoille myöhemmin tänä vuonna, voi tutkia eksoplaneettojen ilmakehää, kun ne kulkevat tähtensä läpi. Heidän ilmakehänsä läpi tuleva valo paljastaa, mitä kaasuja ne sisältävät.

Fotosynteesi vaatii kuitenkin nestemäistä vettä. Ainoastaan ​​oikean lämpötilan eksoplaneettat - ei liian kuumat, eivät liian kylmät - voisivat isännöidä tällaista asiaa pinnallaan.

Joten kuinka monta kivistä, maapallon kokoista eksoplaneetta on tällä niin sanotulla "Goldilockin vyöhykkeellä"?

Ei monet, ehdottaa tätä tutkimusta.

Itse asiassa jopa kourallisissa kivisissä ja mahdollisesti asuttavissa olevissa eksoplaneettoissa ei millään ole teoreettisia olosuhteita ylläpitää maapallon kaltaista biosfääriä, joka toimii fotosynteesillä.

Tutkimus, jossa tutkittiin jokaisen lupaavan eksoplaneettan tähdeltään saaman säteilyn (auringonpaisteen) määrää, paljastaa yhden planeetan, joka on lähellä saamaansa riittävästi auringonpaistetta ylläpitääkseen suuren biosfäärin, jonka JWST - Kepler − 442b pystyi havaitsemaan.

Elävä ulkomaalainen maapallon ulkopuolinen planeetta


Google Earth ja # 8230 tähtitiedettä varten

Selvä, tämä on kaikkien aikojen hienoin asia. Tunnet Google Earthin, hienon ohjelmistosovelluksen, jonka avulla voit tutkia koko planeetan satelliittikuvia. Jotkut älykkäät Google-insinöörit ovat kääntäneet ohjelmiston nurinpäin ja antaneet sinun tutustua maailmankaikkeuteen samanlaisella käyttöliittymällä.

Tätä uutta lisäystä Google Earthiin kutsutaan nimellä Google Earth & # 8220Sky & # 8221. Sen avulla voit zoomata taivaan ympärillä korostamalla erilaisia ​​Hubble-avaruusteleskooppikuvia. Voit napsauttaa erikoiskohteita, kuten Orionin sumua, ja nähdä sitten Hubble-valokuva alueesta.

Koko taivaan kuvat koostuvat Digitized Sky Survey ja Sloan Digital Sky Survey. Digitoitu taivas -tutkimus kattaa melkein koko taivaan, sisältää noin miljoonan kohteen. Sloan Digital Sky Survey -tutkimus kattaa vain noin 25% taivasta, mutta paljon yksityiskohtaisemmin, käsittäen satoja miljoonia kuvia.

Kaikista Hubbleen ottamista kuvista näet suuremmat versiot kuvista ja linkität ne sitten lehdistötiedotteisiin ja muihin verkkoresursseihin.

Minun on sanottava, olen todella vaikuttunut siitä, miten tämä projekti on aloitettu. Voin kuvitella tulevaisuuden, jossa ohjelmaan laitetaan yhä enemmän taivastutkimuksia ja ehkä jopa erilaisia ​​observatorioita, joten voit nähdä miltä taivas näyttää röntgensäteissä, infrapunassa jne.

Mielestäni tämä auttaa myös korostamaan, kuinka vähän taivasta on todellisuudessa vangittu yksityiskohtaisesti. Ehkä tämä kannustaa kehittämään uusia robottitaivastutkimuksia jatkamaan maailmankaikkeuden kaappaamista yhä yksityiskohtaisemmin. Silti se on upea alku ja # 8211 mukavaa työtä Google.


Soikoako maailmankaikkeus kuin kristallilasi?

Vakiokuva laajenevasta maailmankaikkeudesta.

Monet tietävät lauseen "big bang -teoria". Siellä on jopa huipputelevisio-komediasarja, jonka otsikko on. Tutkijoiden mukaan maailmankaikkeus alkoi "isolla räjähdyksellä" ja laajeni nykyiseen kokoonsa. Kaiken tämän aineen, tähtien, kaasun, galaksien ja salaperäisen pimeän aineen vakavuus yrittää kuitenkin vetää maailmankaikkeuden takaisin yhteen hidastamalla laajenemista.

Kaksi eteläisen Mississippin yliopiston fyysikkoa, Lawrence Mead ja Harry Ringermacher, ovat huomanneet, että maailmankaikkeus ei vain laajene, vaan myös heilahtaa tai "soi" samanaikaisesti. Heidän asiaa koskeva artikkeli on julkaistu huhtikuussa 2015 julkaistussa Tähtitieteellinen lehti.

Vuonna 1978 Arno Allan Penzias ja Robert Woodrow Wilson saivat Nobelin palkinnon löytäneensä vuonna 1964 tämän teorian avaimen allekirjoituksen, varhaisen maailmankaikkeuden alkuperäisen säteilyn, joka tunnetaan nimellä "kosminen mikroaaltotausta" (CMB).

"Sitten vuonna 1998 havainto, että maailmankaikkeus ei vain laajene, vaan kiihtyi tai kiihtyi laajentumisessaan, oli järkytys, kun itärannikon ja länsirannikon tähtitieteilijät ja fyysikot löysivät sen samanaikaisesti", Mead kertoi. "Uusi aineen muoto, tumma energia, luonteeltaan vastenmielinen, oli vastuussa nopeutuksesta. Saul Perlmutterin, Adam Riessin ja Brian Schmidtin johtamat joukkueet voittivat vuoden 2011 fysiikan Nobel-palkinnon tästä löydöksestä."

Meadin ja Ringermacherin mukaan tämä muutos hidastumisesta nopeuttamiseen (siirtymäaika) tapahtui noin 6–7 miljardia vuotta sitten. Siitä lähtien Mead ja Ringermacher sanovat, että suuri joukko korkean teknologian tietoja on vahvistanut teorian erittäin tarkasti.

Kuva 1 on NASA: n kaavio, joka kuvaa Suuren räjähdyksen tapahtumia ajan alusta nykypäivään, kuvattu nykyisellä, hyväksytyllä mallilla, joka tunnetaan nimellä "Lambda CDM" tai Lambda Cold Dark Matter, jossa Kreikan Lambda tarkoittaa Einsteinin " kosmologinen vakio ". Tämä kosmologinen vakio on vastuussa maailmankaikkeuden kiihtyvyydestä. "Kellomaisen" universumin ääriviivat edustavat sen laajenevaa kokoa. Siirtymäaika on ajankohta, jolloin kellon muoto siirtyy siirtymästä sisäänpäin ulospäin vasemmalta oikealle.

Maailmankaikkeus soi laajenemisen aikana.

"Uusi havainto viittaa siihen, että maailmankaikkeus on hidastunut ja kiihtynyt, ei vain kerran, vaan seitsemän kertaa viimeisten 13,8 miljardin vuoden aikana, emuloiden keskimäärin prosessissa pimeää ainetta", Mead sanoi. "Soitto on ollut rappeutuvaa ja on nyt hyvin pieni - aivan kuten lyödä kristallilasia ja kuulla sen soivan."

Kuvio 2 esittää uuden havainnon päällekkäin kuvan 1 Lambda CDM -mallilla. Värähtelyamplitudi on voimakkaasti liioiteltu, mutta taajuus on suunnilleen oikea. Ringermacher ja Mead ovat todenneet, että tämä värähtely ei ole universumin läpi liikkuva aalto, kuten gravitaatioaalto, vaan pikemminkin "maailmankaikkeuden aalto".

Ringermacher sanoo, että löytö tehtiin vahingossa, kun he löysivät yhteistyönsä avulla galaksien pimeän aineen mallinnuksessa uuden tavan piirtää klassinen oppikirjakaavio, joka kuvaa maailmankaikkeuden mittakaavaa sen ikää (tarkasteluaikaa) vastaan, joka ei riippunut ihmisen aikaisemmasta maailmankaikkeuden mallien valinta - kuten oli perinteistä.

"Vakiokaavion, Hubble-kaavion, rakentavat tähtitieteilijät tarkkailemalla tyypin 1A Supernovien etäisyyksiä, jotka toimivat" vakiokynttilöinä "maailmankaikkeuden laajenemisen mittaamiseksi", Ringermacher sanoi. "Analysoimalla tätä uutta kaaviota maailmankaikkeuden siirtymäajan löytämiseksi havaitsimme, että tällaista aikaa oli enemmän kuin yksi - itse asiassa useita värähtelyjä, joiden taajuus oli noin 7 sykliä maailmankaikkeuden eliniän aikana. Itse avaruus on ollut ylinopeutta. sen laajentumista ja hidastamista seitsemän kertaa luomisen jälkeen. "

Mead ja Ringermacher sanovat, että tämä havainto on viime kädessä todennettava riippumattomilla analyyseillä, mieluiten uusilla supernoovatiedoilla, sen todellisuuden vahvistamiseksi. Sillä välin heidän työnsä maailmankaikkeuden "soittoäänen" parissa jatkuu.


Uusi tutkimus paljastaa, että Venus on "maamaisen" kuin tiedemiehet eivät koskaan tienneet

Uudet tutkimukset viittaavat siihen, että vaikka planeetta on edelleen geologisesti aktiivinen, Venus on enemmän & # 8220maata muistuttava & # 8221 kuin tutkijat ajattelivat.

Yllättävä analyysi maapallon lähimmästä naapurista, jonka koko ja tiheys ovat samanlaisia ​​kuin oman planeettamme, on antanut todisteita tektonisesta liikkeestä.

Maankuoren lohkot, joita Pohjois-Carolinan osavaltion yliopiston tutkijat vertaavat & # 8220murtuneisiin pakkasjääpalikoihin, viittaavat siihen, että Venuksella on aiemmin tuntematon tektonisen muodonmuutoksen kuvio, jota ohjaavat samanlaiset sisäiset voimat kuin Maan. Vaikka tektoniikka eroaa siitä, mitä näemme tällä hetkellä maapallolla, on silti todiste sisäisen liikkeen ilmaisemisesta planeetan pinnalla, # # 8221 sanoi planeettatieteen apulaisprofessori Paul Byrne.

Tutkijat olettivat aiemmin, että Venuksella oli liikkumaton litosfääri (kiinteä ulkokuori) kuin Marsin tai Kuun kaltainen, eikä liikkuva maa. Kuitenkin NASAn & # 8217s Magellan -matkan tutkakuvilla Venuksen pinnan kartoittamiseksi he havaitsivat alueita, joissa litosfääri pyöri ja pyöri toistensa ohitse.

Nämä havainnot kertovat meille, että sisäinen liike ajaa pinnan muodonmuutoksia Venuksella samalla tavalla kuin maapallolla, & # 8221 Byrne sanoi. Maan päällä olevaa levytektoniikkaa ohjaa vaipan konvektio. Vaippa lämpenee tai jäähtyy eri paikoissa, se liikkuu ja osa liikkumisesta siirtyy maan pinnalle levyn liikkeenä.

& # 8220Variaatio tästä aiheesta on meneillään myös Venuksella. Se ei ole levytektoniikkaa, kuten Maan, eikä # 8211 muodostuisi valtavia vuorijonoja, tai valtavia subduktiojärjestelmiä & # 8211, mutta se on todiste sisäisen vaippavirtauksen aiheuttamasta muodonmuutoksesta.

Nämä vääristymät viittaavat siihen, että Venus muuttuu edelleen geologisesti - mahdollisen viimeaikaisen toiminnan myötä. Tämä voisi antaa tiedemiehille lisätietoja paitsi muiden aurinkokunnan planeettojen geologiasta ja maailmankaikkeudesta, myös maapallon menneisyydestä.

& # 8220 Nuoren maapallon sisäpuolelta tuleva lämpövirta oli kolme kertaa suurempi kuin nyt, joten sen litosfääri voi olla samanlainen kuin mitä näemme Venuksella tänään: ei tarpeeksi paksu muodostaakseen levyn, mutta tarpeeksi paksu, joka hajottaa lohkot joita työnnetään, vedetään ja työnnetään, & # 8221 Byrne sanoo.

esiintyy tutkimuksessa Kansallisen tiedeakatemian julkaisut, mutta lisää tietoja Venuksesta kerätään, kun NASA ja Euroopan avaruusjärjestö käynnistävät kaksi tehtävää outolle planeetalle vuosina 2028-2030.

DaVinci + mittaa Venuksen ilmakehän ymmärtääkseen sen kehittymisen ja tutkiakseen Venerian valtameren mahdollisuutta.

Sillä välin Veritas kerää tietoa planeetasta ymmärtääkseen, kuinka se kehittyi maapallon ulkopuolella, huolimatta siitä, että se on & # 8216sisar planeettamme & # 8217.

& # 8220Se on hämmästyttävää, kuinka vähän tiedämme Venuksesta, mutta näiden tehtävien yhdistetyt tulokset kertovat meille paljon planeetasta taivaan pilvistä tulivuoriin, & # 8221 sanoi Tom Wagner. NASA & # 8217s Discovery Program -tutkija sanoi. Näyttää siltä, ​​että olemme löytäneet planeetan uudelleen. & # 8221


Maailmankaikkeus: Kosminen osoitteesi

HUOMAUTUS: Universe-projekti muuttui äskettäin. Vanhempi versio on edelleen saatavana.

Missä sinä asut? Kotisi tai koulusi osoite on: katu, kaupunki tai maa. Kun joku haluaa lähettää sinulle kirjeen, hän antaa osoitteesi, jotta postioperaattorisi tietää, että kirjeen pitäisi mennä sinulle. Esimerkiksi Johns Hopkinsin yliopiston tähtitieteellisen rakennuksen osoite on:

3701 San Martin Drive
Baltimore, Maryland 21218
Yhdysvallat

Kysymys 1. Mikä on koulusi osoite?

Mutta onko tämä osoite Todella kuvaile missä olet? Kuvittele, että laajennat osoitteen yhä suurempiin jakoihin, kunnes siitä tulee "kosminen osoite", joka sisältää mantereesi, planeettasi, galaksisi ja universumisi. Joten Johns Hopkinsin tähtitieteellisen rakennuksen "kosminen osoite" olisi:

3701 San Martin Drive
Baltimore, Maryland 21218
USA
Pohjois-Amerikka
Maa
Aurinkokunta
Linnunradan galaksi
Universumi

Kysymys 2. Mikä on koulusi kosminen osoite?

Kosmisen osoitteen viimeinen vaihe on suurin jako: maailmankaikkeus. Maailmankaikkeus on itse asiassa kaikkea ja kaikkialla. Jokainen tähti ja kaikki näkemämme galaksit ovat osa samaa universumia. Maailmankaikkeus on todella iso paikka!


Professori: Meillä on 'moraalinen velvollisuus' kylvää maailmankaikkeus elämän kanssa

Suunnatut panspermiaoperaatiot voivat kohdistaa tähtienvälisiin pilviin, kuten Rho Ophiuchus -pilvikompleksiin, joka sijaitsee noin 500 valovuoden päässä. Tämä näkymä ulottuu noin viidelle valovuodelle. Väärä väri on otettu Spitzer-avaruusteleskoopista. Luotto: NASA.

(PhysOrg.com) - Lopulta tulee päivä, jolloin elämä maapallolla loppuu. Olipa huomenna vai viiden miljardin vuoden päästä, joko ydinsodan, ilmastonmuutoksen tai auringon polttaman polttoaineen takia, maan viimeinen elävä solu jonain päivänä kuihtuu ja kuolee. Mutta se ei tarkoita, että kaikki on menetetty. Entä jos meillä olisi mahdollisuus kylvää maanpäällisen elämän siemeniä kaikkialle maailmankaikkeuteen, sijoittaa nuoret planeetat kehittyvien aurinkokuntien sisälle monien valovuosien päästä ja antaa näin pitkälle evoluutiojohdollemme mahdollisuuden jatkaa loputtomiin?

Virginian kansainyhteisön yliopiston kemian tutkimusprofessorin Michael Mautnerin mukaan maailmankaikkeuden kylväminen elämään ei ole vain vaihtoehto, se on moraalinen velvollisuutemme. Tämän planeetan menagerien jäseninä ja lähes neljän miljardin vuoden evoluution seurauksena ihmisillä on tarkoitus levittää elämää. Loppujen lopuksi, mitä muuta elämä onkin, sillä on väistämättä jatkuva halu itsensä pysymiseen. Ja ajatus ei ole vain fantasia: Mautner sanoo, että "suunnattu panspermia" -tehtävät voidaan suorittaa nykyisellä tekniikalla.

"Meillä on moraalinen velvollisuus suunnitella elämän etenemistä ja jopa ihmisen elämän siirtämistä muihin aurinkokuntiin, jotka voidaan muuntaa mikrobitoiminnan avulla, valmistelemalla näin näitä maailmoja kehittymään ja ylläpitämään monimutkaista elämää", Mautner selitti PhysOrg.com. "Tämän elämän tulevaisuuden turvaaminen voi antaa ihmiseksistenssillemme kosmisen tarkoituksen."

Kuten Mautner selittää tutkimuksessaan, joka julkaistiin Journal of Cosmology, strategiana on sijoittaa joukko alkeellisia organismeja mahdollisesti hedelmällisille planeetoille ja protoplaneetoille kaikkialla maailmankaikkeudessa. Kuten varhaisimman elämän maan päällä, organismit, kuten syanobakteerit, voisivat kylvää muita planeettoja, sulattaa myrkyllisiä kaasuja (kuten ammoniakki ja hiilidioksidi maapallon alussa) ja vapauttaa tuotteita, kuten happea, jotka edistävät monimutkaisempien lajien kehittymistä. Menestymismahdollisuuksiensa lisäämiseksi mikrobien hyötykuormien tulisi sisältää erilaisia ​​organismeja, joilla on erilaiset ympäristötoleranssit, ja kestäviä monisoluisia organismeja, kuten rotiferimunia, nopeamman evoluution aloittamiseksi. Nämä organismit voidaan vangita vasta muodostuvien aurinkokuntien asteroideiksi ja komeeteiksi ja kuljettaa sieltä iskujen vaikutuksesta planeetoille isäntäympäristöjen kehittyessä.

Mautner on tunnistanut potentiaaliset lisääntymisalueet, joihin kuuluvat aurinkopaneelit, nuoria tähtiä ympäröivät kasvatuslevyt, jotka pitävät tulevien planeettojen kaasua ja pölyä, ja - vielä aikaisemmassa vaiheessa - tähtienväliset pilvet, jotka pitävät materiaalia tähtien luomisessa. Hän selittää, että Kepler-operaatio saattaa tunnistaa satoja biologisesti yhteensopivia aurinkokennoja, ja tähtitieteilijät ovat jo tietoisia useista kiinnityskiekoista ja tähtienvälisistä pilvistä, jotka voisivat toimia kohteina. Nämä potentiaaliset elinympäristöt vaihtelevat muutamasta valovuodesta 500 tai useamman valovuoden päähän.

Mikro-organismien kuljettamiseksi Mautner ehdottaa purjealusten käyttöä. Nämä alukset tarjoavat edullisen kuljetusmenetelmän aurinkopurjeilla, jotka voivat saavuttaa suuret nopeudet käyttämällä valon säteilypainetta. Mikro-organismit voitaisiin niputtaa pieniin kapseleihin, joista kukin sisältää noin 100 000 mikro-organismia ja painaa 0,1 mikrogrammaa. Mautner ennustaa, että prosessin haastavin osa olisi tarkka kohdentaminen, jota tarvitaan, jotta operaatio saapuisi määränpäähän satojen tuhansien tai jopa miljoonien vuosien matkan jälkeen.

Jokaisen vaiheen vaikeuksien huomioon ottamiseksi Mautner on laskenut, kuinka monta mikrobikapselia tarvitaan kohtuullisen onnistumisen todennäköisyyden varmistamiseksi. Hän päättelee, että muutama sata tonnia mikrobibiomassaa "voi kylvää kymmeniä uusia aurinkokuntia tähtienväliseen pilviin, jonka elämä kestää eoneja". Kun käynnistyskustannukset ovat 10000 dollaria / kg, tämän määrän biomassaa käynnistäminen maksaa noin miljardi dollaria. Jos voimme kohdistaa tarkalleen läheisten aurinkokuntien planeetoihin, tehtävä edellyttäisi huomattavasti vähemmän kapseleita, pienempää biomassaa ja alhaisempia kustannuksia. Mautner ennustaa, että vaikka tekniikkaa on tällä hetkellä saatavilla, tällainen aloite on helpompi toteuttaa, kun avaruusinfrastruktuuri kehittyy ja laukaisukustannukset pienenevät.

Kuten Mautner toteaa, useat tutkijat ovat aiemmin ehdottaneet tapoja siementää planeettoja (erityisesti Venusta ja Marsia) omaan aurinkokuntaamme mikro-organismeilla ilmakehän muuttamiseksi ja mahdollisesti ihmisten asuttamiseksi. Jotkut teoriat viittaavat myös siihen, että maapallolla elämää tukevat ravinteet ja materiaalit - tai jopa elämä itse - ovat saattaneet tulla jostain muualta maailmankaikkeudesta ja saapuneet tänne meteoreilla, asteroideilla ja komeeteilla. Tavallaan Mautnerin ehdotus yksinkertaisesti auttaisi elämän planeetan hyppäämistä jatkamaan.

Jotkut kriitikot saattavat kuitenkin kysyä, entä jos maan ulkopuolinen elämä on jo olemassa muualla, ja me tartutamme sen omalla invasiivisella geenimateriaalillamme? Ensinnäkin Mautner selittää, että voimme minimoida nämä mahdollisuudet kohdistamalla hyvin alkeellisiin paikkoihin, joissa elämä ei olisi vielä kehittynyt. Lisäksi hän väittää, että koska maapallon ulkopuolista elämää ei tällä hetkellä tiedetä olevan olemassa, meidän tulisi ensisijaisesti huolehtia orgaanisen geeni / proteiini-elämän perheemme säilyttämisestä, jonka tiedämme olemassa olevan.

Pitkällä aikavälillä Mautner toivoo, että elämä voi jatkua olemassaolon koti-planeettamme ulkopuolella. Tähtien energiantuotantoon perustuvien astroekologian tekniikoiden avulla hän laskee, että kestävän elämän määrä voi olla merkittävä maailmankaikkeuden muilla naapurustoilla. Tietysti on mahdotonta tietää varmasti, miten kaikki sujuu, kun olemme kauan poissa.

"Voiko elämä kestää loputtomiin?" hän kirjoittaa. "Galaksin asuttava elinikä voi riippua pimeästä aineesta ja energiasta. Näitä voimia voidaan joutua tarkkailemaan vielä monien eonien ajan tulevaisuuden käyttäytymisen ennustamiseksi. Noina kosmologisina aikoina jälkeläisemme voivat ymmärtää luontoa syvemmin ja pyrkiä pidentämään elämää loputtomiin. "


Tätä emme tiedä maailmankaikkeudesta

Viime päivinä olen käynyt mielenkiintoisissa keskusteluissa. Siellä on uupumus, joka liittyy tieteellisen rakkauden vuodattamiseen & # 8211 sellainen, jonka saat presidentti Obamalta TV-tiedeohjelmien esittelyyn, sellainen, jolla on upeat visuaaliset ominaisuudet, mutta joka on hyvin hieno yksinkertainen (synti, joka kukaan meistä ei voisi koskaan, koskaan olla [.]

Saatat kokea jonkin verran pettymystä

Viime päivinä olen käynyt mielenkiintoisia keskusteluja. Siellä on uupumus, joka liittyy tieteellisen rakkauden vuodattamiseen - sellainen, jonka saat presidentti Obamalta TV-tiedeohjelmien esittelystä, sellainen, jolla on upeat visuaalit, mutta joka on hyvin hieno yksinkertainen (synti, jota kukaan meistä ei pystyisi koskaan, koskaan syytetään luonnollisesti). Kaikki on erittäin positiivista, kiitettävää ja täysin kohtuullista. Mutta se saa minut tuntemaan itseni hieman vinoon. Näet, asia on, että on suhteellisen helppoa keskittyä siihen, mitä tiedämme, mutta minusta kosmoksen ihme, mahtavuus, ei ole koskaan suurempi kuin silloin, kun mietimme kaikkea, mitä emme tiedä.

On totta, että kun otamme huomioon mahdottomasti lyhyen ajan, jonka koko lajimme on asuttu verrattuna edellisiin miljardeihin vuosiin, ja lukemattomat miljardit eteenpäin, voi tuntua virkistävän pieneltä. Tai jos ajattelemme miljardeja biljoonia muita maailmoja, joiden on oltava olemassa havaittavissa olevassa maailmankaikkeudessa, voimme tarttua hetkeksi siihen, kuinka pieni päivittäinen olemassaolomme on. Mutta minulle mikään ei ole verrattavissa perspektiiviin, shokiin tai innostukseen siitä, että muistutetaan siitä, mitä me älä tietää.

Emme tiedä miksi maailmankaikkeus on olemassa: Tämä on oikeastaan ​​melko epäoikeudenmukaista, ja se voi olla syytä epäillä, että kosmos tietää mitä tekee. Mutta fysiikan osalta, vaikka on olemassa joitakin todella houkuttelevia, hyvin lupaavia, teoreettisia puitteita, jotka alkavat vastata kysymykseen, yksinkertainen totuus on, että emme ole varmoja siitä, mikä saattaa olla oikea. Voi olla, että maailmankaikkeus syntyy luonnostaan ​​epävakaasta "tyhjästä". Tyhjimmät kaltaiset tyhjät, altis spontaanille aineen ja energian muodostumiselle suhteissa, jotka tasapainottavat aina nollan (jep, lue todella Lawrence Kraussin suuri kirja tästä). Tämä ei myöskään voi olla ainoa maailmankaikkeus (kauhea kielellinen epäonnistuminen, tiedän), vaan pikemminkin yksi laajasta joukosta, osa yli 10: n - 10: n - 10: n - 16: n erotettavissa olevan todellisuuden voiman - moninaisuutta. Mutta iso osa ongelmaa on, että odotamme edelleen seuraavan sukupolven kosmisten mittausten piiloutumista malleihin, ja odotamme edelleen teorioita, jotka tarjoavat helpommin testattavia hypoteeseja, ei pelkästään matemaattista eleganssia. Joten emme tiedä miksi hitto kaikki tämä on olemassa. Anteeksi.

Emme tiedä mikä pimeä aine tai pimeä energia on: Suuri ongelma, iso ongelma. Normaalia ainetta, sinun tavaraa, minua, planeettoja, tähtiä ja juustovoileipiä, on vain noin 4,9% maailmankaikkeuden aine- ja energiasisällöstä. 26,8% aineesta on "pimeää", tiedämme sen olevan siellä, koska suurilla, kosmisilla vaa'oilla tavaraa liikkuu nopeammin kuin sen pitäisi ja koska tapa, jolla galaksit vetivät itsensä avaruuteen, on yhdenmukainen valtavien määrien hitaasti liikkuvan gravitaation kanssa 'kamaa', joka ei koskaan muutu tähdiksi, planeetoiksi tai muuksi, pysyy vain diffuuseina, näkymättöminä, uskomattoman antisosiaalisina hiukkasina. Paitsi että meillä ei todellakaan ole aavistustakaan, mitä nämä hiukkaset todella ovat - Mario Livio ja Joe Silk ovat äskettäin kauniisti tiivistäneet tilanteen. Se on ikävää, mutta ehkä pimeämpää on pimeä energia. Jotain saa universumin laajenemisen kiihtymään. Se ei tottunut. Noin 5–6 miljardia vuotta sitten avaruuden venytys Suuren räjähdyksen jälkeen oli laskussa, mutta sitten jotain alkoi torjua sitä, toinen näkymätön komponentti, ehkä eräänlainen tyhjiöenergiatiheys, joka täyttää avaruuden, kun avaruus itse kasvaa. Mitä tarkalleen onko se? Me emme tiedä. Meillä on kuitenkin paljon ideoita, mikä on hienoa, aina hyvä saada ideoita noin 68,3%: sta maailmankaikkeudesta.

Emme tiedä onko elämää missään muualla: Tämä on lähellä sydäntäni. Tässä me olemme, tuntevia olentoja planeetalla, joka virtaa elämästä (vaikkakaan ei ehkä niin kiihkeä kuin se voisi olla), joka on ollut kiireinen veistämällä ja muotoillessaan fyysistä ja kemiallista ympäristöä suurimman osan viimeisistä 5 miljardista vuodesta. Ja nyt olemme vakuuttuneita siitä, että siellä on paljon planeettoja, ja että monilla heistä voi olla tasa-arvoinen isku pelatessaan isäntää elämään. Mutta emme vieläkään tiedä, olemmeko yksin. Ei ole hajuakaan. Se on melko ongelma. Älä ymmärrä minua väärin, se on hyvä ongelma, mehukas ongelma, yksi parhaista. Mutta vaikka Yhdysvaltain presidentti esittelee ihanan kiiltävän TV-sarjan, joka koskee kaikkea tiedettä, tiedettä, joka käsittelee kysymystä maailmankaikkeuden elämästä, se ei tarkoita, että hallitukset tai teollisuus antavat kuvan ongelman ratkaisemisesta. Kuten Lee Billings kirjoittaa äskettäisessä, upeassa kirjassaan, kiireellisyyden puute on hieman hämmentävää. Joten jatkamme kimalaamista upeassa eristyksessä, vain pyyhkeemme mukavuuden vuoksi.

Emme todennäköisesti ole todellakaan selvittäneet kvanttimaailmaa: Mitä!? Vaikka on totta, että nykyinen kvanttimekaniikan matemaattinen kehyksemme voi tehdä ihmeitä, atomien ja molekyylien kuvaamisesta takertumisen ja kebittien outoon luonteeseen, se ei tarkoita, että olemme kynsineet tapauksen kiinni. Päinvastoin. Kirjallisuuteen on vain katsottava, että maailmankaikkeuden kvanttisen luonteen perustavanlaatuiset näkökohdat aiheuttavat edelleen päänsärkyä ja erimielisyyksiä. Ihmiset muotoilevat edelleen tavoilla jossa selviytymme todellisuuden kvanttiluonteesta (kyllä, ne ovat), joten on selvästi liian aikaista kutsua tätä täysin ymmärretyksi. Paitsi, että puhtaan kvanttiefektin mahdollisuus päästä pehmeän, märän ja lämpimän biologian maailmaan on myös nostanut päänsä (tosin tosin riippuu siitä, kuka puhuu) - melko ärsyttävä käsitys. . Voi, älä anna minun aloittaa mustia aukkoja ja kvanttipalomuureja.

Emme ymmärrä omaa biologiaamme: Ei ole liian radikaalia sanoa tätä loppujen lopuksi, jos me teki ymmärrämme jokaisen yksityiskohdan työskentelystämme, oletettavasti pystymme poistamaan taudin (olettaen, että se on meille todella parempi, mikä se selvästi on erikseen, mutta ehkä ei lajina). Voimme myös räätälöidä itsemme pääsemällä niihin noin 3 miljardiin DNA: n nukleiinihappoon ja tekemällä molekyylisuunnittelun paikan, saamalla ne purppurat korvanapat, joita olemme aina halunneet. Mutta emme ole lähellä tekemään tätä paremmin kuin pystymme keksimään `` suunniteltuja '' satoja - paljon epäonnistumisia ja muutama osuma. Haluatko hyvän esimerkin säälittävästä tiedon puutteestamme? Se on mikrobiomi. Our ten trillion human cells are augmented, exploited, nurtured, by a hundred trillion microbial cells - a couple of pounds of bacteria and archaea that we all carry around and can't live without. They're in our guts, our lungs, up our noses and in every other dank corner. We're just cruise ships for the ultimate microbial Club-Med, and we simply don't know what that all means.

We don't know how the Earth works: Let's lurch back to a grander scale. No human, or robot, has ever physically traveled deeper than a few miles into the Earth's crust, everything else is extrapolation and interpolation from 'remote sensing' and clever physical analyses. It took us a ridiculously long time to figure out that the outer planetary skin is moving and sliding around plate tectonics was not generally accepted until the mid-20th century! We're still not sure exactly how the inner dynamo works, how rolls of convecting, conducting material in the outer core generate our planetary magnetic field. There's also so much mess after 4.5 billion years of geophysics that some of our best information about the planet's origins come from meteorites and the cratering of other worlds - outsourced. Speaking of other worlds, we're not even sure we understand where the Moon came from, maybe it was a giant impact, maybe not. For an allegedly clever species on a small rocky planet this is a bit of an epic fail.

We can't prove or solve many of our own mathematical conjectures and problems: Ouch. Lest mathematics thinks it can escape this festival of ignorance, just remind yourself that there's a long list of unproven, unsolved problems and unproven conjectures. Here, take a look. All in all, best kept firmly brushed under the carpet. Another glass of sherry professor?

We don't know how to make an artificial intelligence: I'm putting this here because it's a perennial problem, and one that speaks to both our desire to understand ourselves (if you can make an artificial being you may find the secret sauce behind your own intelligence, even if ultimately it's just an emergent phenomenon) as well as to understand what might be 'out there' in the vastness of the cosmos, wrought by billions of years of alien evolution, and really quite depressed by it all. Although we've come a long way with our machines, it's not clear that predictive text or automated suggestions for shopping and movie streaming are really assembling information in any way that resembles how our minds generate ideas. This is truly a frontier.

The conclusion? There's an awful lot we don't know (far more than just the examples here). But the point is not to get despondent, because this ignorance is a beautiful thing. It's what ultimately drives science, and it's what makes the universe truly awe-inspiring. After the hundreds of thousands of years that Homo sapiens has loped around, the cosmos can still elude our fidgety, inquisitive minds, easily outracing our considerable imaginations. How wonderful.

The views expressed are those of the author(s) and are not necessarily those of Scientific American.

TEKIJÄT

Caleb A. Scharf is director of astrobiology at Columbia University. He is author and co-author of more than 100 scientific research articles in astronomy and astrophysics. His work has been featured in publications such as New Scientist, Tieteellinen amerikkalainen, Tiedeuutiset, Cosmos Magazine, Physics Today ja National Geographic. For many years he wrote the Life, Unbounded blog for Tieteellinen amerikkalainen.


Lue lisää

And finding non-intelligent life is far more likely Earth existed for most of its history, 4.25 billion years, without a whisper of technological life, and human civilization is a very late-breaking development.

Is there life beyond Earth? So far, the silence is deafening.

&ldquoI hope it&rsquos there,&rdquo said Shawn Domagal-Goldman, a research astronomer at NASA&rsquos Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. &ldquoI want it to be there. I&rsquoll be planning a party if we find it.&rdquo

Domagal-Goldman co-leads a team of exoplanet hunters who, in the years and decades ahead, are planning to do just that. Working with scientists across NASA, as well as academic and international partners, his team and others are helping to design and build the next generation of instruments to sift through light from other worlds, and other suns. The goal: unambiguous evidence of another living, breathing world.

While the chances of finding life elsewhere remain unknown, the odds can be said to be improving. A well-known list of the data needed to determine the likely abundance of life-bearing worlds, though highly conjectural, is known as the &ldquoDrake equation.&rdquo

Put forward in 1961 by astronomer Frank Drake, the list remains mostly blank. It begins with the rate of star formation in the galaxy and the fraction of stars that have planets, leading step-by-step through the portion of planets that support life and &ndash most speculatively &ndash to the existence and durability of detectable, technological civilizations.

When Drake introduced this roadmap to life beyond Earth, all the terms &ndash the signposts along the way &ndash were blank.

Some of the first few items are now known, including the potential presence of habitable worlds, said researcher Ravi Kopparapu from Goddard, also a co-leader of Domagal-Goldman&rsquos team. He studies the habitability and potential for life on exoplanets.

If we develop and launch a powerful enough space telescope, &ldquowe could figure out if we have advanced life or biological life,&rdquo he said.


WELCOME TO COSMOS4KIDS

Thanks for visiting! Right now you're on COSMOS4KIDS.COM . If you are looking for astronomy basics and the science of the stars, stay on this site. You can start by choosing one of the sections above or if you're not sure what to click, try our site map. That will show you all of the space science topics we cover. If you surf the site and get lost in all of the information, use the search function on the side of the pages.

OKAY! Let's start here.

So you're asking, what is ASTRONOMY? Well. Here's our best definition. Astronomy is the study of the Universe and the changes that take place in and around all objects moving through space. It's more than just Earth and our Solar System. The study of astronomy covers every planet, object, and bit of energy flowing through the universe.

So where did the word cosmos come from? It's actually a Greek word that describes an orderly and interconnected universe. Astronomy is the study of that universe and as you learn more, you will discover how each part is connected to the others.

But where do you start? There are moons, planets, stars, systems, and galaxies. We'll start with the big picture and a general overview of the universe. Go take a look!

That's it for the introduction. Now its up to you to click and have fun! COSMOS4KIDS is one of many free science sites developed by our team. You may have also used Chem4Kids, Biology4Kids, Geography4Kids, or Physics4Kids. We also have a math site called NumberNut.com.

Now it's time for you to dive into our astronomy pages and start learning. Remember, the site offers an introduction to the science of space. If you're not into graphics like home page image above, check out the search tool (powered by Google) that will check our site for the astronomy information you need. Just type in a keyword or phrase and click the search button. The COSMOS4KIDS results will be highlighted on the results page.


Katso video: The Fermi Paradox Where Are All The Aliens? 12 (Tammikuu 2022).