Stan wszechświata

Apr 24 2023

Wyobraź sobie, że prezydent Biden wygłasza orędzie o stanie Unii z dodatkowym komentarzem na temat stanu wszechświata otaczającego Unię. Trudno to sobie wyobrazić, biorąc pod uwagę skupienie się polityki na kwestiach wpływających na reelekcję w perspektywie czterech lat, co powoduje, że politycy ignorują kosmiczne wydarzenia, które trwają miliardy lat. To uczucie odzwierciedla sposób, w jaki żyjemy, ignorując „słonia w pokoju”, naszą nieuchronną śmierć na dłuższą metę. Jest to również sposób myślenia, który pozwala ekologom skupić się na zmianach klimatu w krótkim okresie, ignorując ostateczny astronomiczny los, że niezależnie od tego, jak czysta będzie nasza energia - Słońce rozjaśni i zagotuje wszystkie oceany na Ziemi w ciągu miliarda lata .

Najnowsza ważna aktualizacja stanu wszechświata została dostarczona przez kosmologów dziesiątki lat temu. Naiwnie można by oczekiwać, że ekspansja kosmiczna zwolniła z czasem z powodu przyciągania grawitacyjnego materii kosmicznej. Wynika to z obserwacji, że piłka rzucona w górę zwalnia z czasem w drodze do góry. Grawitacja jest atrakcyjna, jak stwierdził Isaac Newton , obserwując jabłko spadające na ziemię w jego rodzinnym sadzie. Ale Albert Einstein zasugerował ćwierć tysiąclecia później, że grawitacja jest zakrzywieniem czasoprzestrzeni i nie musi być atrakcyjna. Zainspirował go spostrzeżenie Galileo Galilei , że wszystkie przedmioty spadają w ten sam sposób pod wpływem grawitacji. Ta „zasada równoważności” została potwierdzonaprzez dowódcę Davida Scotta, który pod koniec ostatniego spaceru Apollo 15 po Księżycu upuścił młotek geologiczny i pióro, które spadły dokładnie w tym samym tempie. Z równań Einsteina wynika, że dodatnia gęstość energii próżni, tak zwana stała kosmologiczna, indukuje odpychanie grawitacyjne. Potem pojawiła się obserwacja, za którą w 2011 roku przyznano Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki , że ekspansja kosmosu przyspiesza, co sugeruje, że próżnia jest największym składnikiem dzisiejszego budżetu masy Wszechświata. Ale tak bardzo, jak ta kosmiczna wiadomość z ostatniej chwili jest zaskakująca i ma poważne implikacje dla naszej długoterminowej przyszłości, prezydent Obama — rzecznik nauki — nadal nie wspominał o tym w swoich orędziach o stanie Unii. Po raz kolejny długa skala czasowa związana z kosmologią spycha każdą taką realizację na dno zakresu uwagi prezydenta.

Nie ma wątpliwości, że astronomia zyska większą widoczność, jeśli ludzkość rozwinie się i stworzy zrównoważone społeczności ludzi na Księżycu, Marsie lub poza nim. Stosunki handlowe z odległymi społecznościami będą zasługiwały na uwagę ekonomiczną, a wartość aktywów pozaziemskich będzie wymagała uwagi agencji obrony i wywiadu. Będziemy musieli martwić się uszkodzeniami spowodowanymi uderzeniami asteroid nie tylko w pobliżu Ziemi , ale także w pobliżu Księżyca, Marsa i dalej. Przestrzeń pojawi się w widocznym miejscu w orędziu o stanie Unii, gdy pojawi się tam znaczna populacja z Unii.

Ale ta powolna ewolucja zmieni się gwałtownie, jeśli odkryjemy produkty technologiczne pozaziemskiej cywilizacji w Układzie Słonecznym. Rozważmy, jak teleskop kosmiczny Webba uzyskuje obraz obiektu międzygwiezdnego w wysokiej rozdzielczości po ostrzeżeniu z Obserwatorium Rubina , które pokazuje metalowe płytki i gigantyczną etykietę „Made by SpaceY on Exoplanet Z”. Ponieważ zarówno obserwatoria Webb, jak i Rubin, oddalone od siebie o milion mil, były finansowane przez agencje federalne NASA i NSF, Biały Dom zostanie powiadomiony. Jednak wiedza naukowa o kosmosie nie powinna być tajna dla prezydenta Stanów Zjednoczonych, ale zamiast tego powinna być dzielona ze wszystkimi ludźmi

To jest uzasadnienie Projektu Galileo w poszukiwaniu anomalnych obiektów w pobliżu Ziemi, które mogły zostać wyprodukowane przez pozaziemską cywilizację technologiczną. Wczoraj obliczyłem, że obserwacja termicznej emisji w podczerwieni z obiektu międzygwiezdnego typu `Oumuamua za pomocą teleskopu Webba w połączeniu z odbitym światłem słonecznym od obiektu przez teleskop naziemny może pozwolić nam na mapowanie trójwymiarowej struktury obiekt.

Przetrwanie najsilniejszych w przestrzeni międzygwiezdnej wymaga przystosowania się do kosmicznego sąsiedztwa. Długowieczność gatunku ludzkiego będzie zależeć nie tylko od tego, jak dobrze złagodzi egzystencjalne ryzyko wojny nuklearnej na Ukrainie lub niezamierzonych konsekwencji GPT-5 w ciągu 4-letniego cyklu wyborczego, ale także od tego, czy wyruszymy w przestrzeń międzygwiezdną, jak nakreślono w mojej nadchodzącej książce, Interstellar .

Nawet jeśli opóźnimy natychmiastową gratyfikację z wizji Elona Muska „ Uczynienia człowieka gatunkiem wieloplanetarnym ”, powinniśmy sprawdzić, czy na podwórku wewnętrznego układu słonecznego są jakieś paczki od kosmicznych sąsiadów.

Bez szukania nic nie znajdziemy. Parafrazując przemówienie Johna F. Kennedy'ego na Rice University: „Projekt Galileo wybiera poszukiwanie naszych kosmicznych sąsiadów w tej dekadzie nie dlatego, że jest to łatwe, ale dlatego, że jest trudne”. Wyrażenie opinii lub życzenia jest łatwe. Używanie najnowocześniejszych kamer i teleskopów do znajdowania pozaziemskich CubeSatów na orbicie Ziemi wokół Słońca jest trudne. Jak się okazuje, miniona dekada przyniosła pewne nowości z poszukiwań. Pierwsze obiekty międzygwiezdne odkryto w latach 2014-2023, a trzy z czterech z nich okazały się anomalne, w tym dwa międzygwiezdne meteory IM1 i IM2 – które były twardsze niż wszystkie inne meteory w katalogu kul ognistych CNEOS NASA, oraz `Oumuamua— który miał płaski kształt i był napędzany przyspieszeniem niegrawitacyjnym, nie wykazując żadnych śladów parowania kometarnego.

Naukę należy uprawiać bez uprzedzeń. Jeśli na podstawie przyszłych danych dojdziemy do wniosku, że wszystkie obiekty międzygwiezdne są naturalnymi skałami, aczkolwiek typu, którego nigdy wcześniej nie widzieliśmy, niech tak będzie. Możemy wtedy zdecydować się ruszyć dalej, biorąc większą kosmiczną odpowiedzialność za kształtowanie naszego samotnego kosmicznego sąsiedztwa.

Ale jeśli nadchodząca ekspedycja projektu Galileo , mająca na celu wydobycie fragmentów IM1 z Oceanu Spokojnego, ujawni, że IM1 był urządzeniem technologicznym, wówczas ta wiedza naukowa zostanie udostępniona wszystkim ludziom. Jeśli tak się stanie, byłoby właściwe, aby prezydent Biden dodał proste zdanie do swojego następnego orędzia o stanie Unii: „Moi rodacy Amerykanie i wszyscy ludzie, jak wszyscy już wiecie – nie jesteśmy sami!”

O AUTORZE

Avi Loeb jest szefem projektu Galileo, dyrektorem-założycielem inicjatywy Black Hole Initiative na Uniwersytecie Harvarda, dyrektorem Instytutu Teorii i Obliczeń w Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics oraz byłym przewodniczącym wydziału astronomii na Uniwersytecie Harvarda (2011 –2020). Przewodniczy radzie doradczej projektu Breakthrough Starshot i jest byłym członkiem Prezydenckiej Rady Doradców ds. Nauki i Technologii oraz byłym przewodniczącym Rady ds. Fizyki i Astronomii Akademii Narodowych. Jest autorem bestsellera „ Extraterrestrial: The First Sign of Intelligent Life Beyond Earth ” oraz współautorem podręcznika „ Life in the Cosmos ”, oba opublikowane w 2021 roku. Jego nowa książka zatytułowana „ Interstellar ”, ma ukazać się w sierpniu 2023 roku.