Κίμων Χατζημπίρος: Αστρική κουλτούρα

Από το Book's Journal

Αστρική κουλτούρα

Δεν φοβόμαστε την κρίση αν έχουμε καλά πανεπιστήμια, και μάλιστα καλές τεχνολογικές σχολές. Το νεωτερικό θετικό πνεύμα της έρευνας και του πειράματος καθοδηγεί τους ανθρώπους προς την επιτυχημένη λογική της υποβολής των φαινομένων στη βάσανο της αντικειμενικής παρατήρησης και της κριτικής. Δυστυχώς, στην Ελλάδα απέχουμε από την επισταμένη κατανόηση των νέων επιτευγμάτων της γνώσης και την παραδοχή της σημασίας της θετικής μεθοδολογίας. Στην εκπαίδευση, πιο εύκολα θα βρεθεί χρόνος για θρησκειολογία παρά για εκλαϊκευση προσεγγίσεων π.χ. στην αστροφυσική, τη χημεία των υλικών, τη γενετική μηχανική, τις επιστήμες της Γης και του περιβάλλοντος, την πειραματική ψυχολογία κ.λπ. Και όμως, το πού πάει η ανθρωπότητα εξαρτάται πρωτευόντως από επιστημονικές και τεχνολογικές εξελίξεις και λιγότερο από πολιτικούς και κοινωνικούς παράγοντες. Το έλλειμμα θετικότητας στον τρόπο σκέψης μας για την αρχή, την πορεία και το μέλλον του κόσμου δεν προωθεί τον πολιτιστικό εκσυγχρονισμό της κοινωνίας, χωρίς τον οποίο όμως δύσκολα θα ξεπερασθεί η κρίση.

Φωτεινά πνεύματα στους αρχαίους πολιτισμούς, βλέποντας και παρατηρώντας με ακρίβεια τον ουρανό, ήτοι το ευρύτερο σπίτι πέρα από το κτίσμα ή τον οικισμό όπου ζούσαν, ανέπτυξαν την αστρονομία. Η τεχνολογία του τηλεσκοπίου, η αναγνώριση και η συστηματική κατανόηση του πεπερασμένου σφαιρικού πλανήτη οδήγησαν σταδιακά την  ανθρωπότητα να συνειδητοποιήσει τις διαδοχικές ζώνες της αστρικής αυλής της: το Ηλιακό Σύστημα, τον Γαλαξία, το Σύμπαν. Οι σχετικές επιστημονικές γνώσεις μεγεθύνονται ταχύτατα στην εποχή μας, αναπτύσσοντας στις προηγμένες κοινωνίες μια νέα αστρική κουλτούρα, προωθώντας μια εναργέστερη αντίληψη της προέλευσης και των προοπτικών του ανθρώπου.

Η μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία

Η αστροφυσική βιώνει στα χρόνια μας συναρπαστική φάση. Μια από τις θεμελιώδεις νέες έννοιες είναι οι μαύρες τρύπες, που ναι μεν δεν παρατηρούνται άμεσα αλλά η ύπαρξή τους θεωρείται σχεδόν βέβαιη, είχαν δε προβλεφθεί από τη Θεωρία της Σχετικότητας. Απασχολούν έντονα τα τελευταία 50 χρόνια την επιστημονική κοινότητα, οι επιδράσεις τους αποτελούν σημαντική παράμετρο σε κάθε ανάλυση της δομής και λειτουργίας του Σύμπαντος και οι ενδείξεις παρουσίας τους πολλαπλασιάζονται συνεχώς. Πρόκειται για άστρα με εξαιρετικά πυκνή μάζα αλλά αόρατα, επειδή η ισχυρή βαρυτική έλξη τους εμποδίζει την εκπομπή ύλης ή ακτινοβολίας που θα επέτρεπε να τα δούμε. Είναι διεσπαρμένα σε ολόκληρο το Σύμπαν. Ο Γαλαξίας όπου βρίσκεται το Ηλιακό μας Σύστημα πιθανώς περιέχει  πολλά εκατομμύρια από αυτά, το καθένα με μάζα μέχρι και 10 φορές τη μάζα του Ηλίου. Επιπλέον, σύμφωνα με τις υπάρχουσες εκτιμήσεις, στο κέντρο καθενός από τους περισσότερους γαλαξίες βρίσκεται μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα. Θεωρείται λοιπόν πολύ πιθανό ότι μια μαύρη τρύπα, η μάζα της οποίας έχει υπολογισθεί σε 4.1 εκατομμύρια ηλιακές μάζες, εδρεύει και στην καρδιά του Γαλαξία μας, σε απόσταση περίπου 25000 ετών φωτός από τη Γη, προς την κατεύθυνση του αστερισμού του Τοξότη. Η ύπαρξή της τοποθετείται στο διαστημικό χώρο μιας σφαίρας με ακτίνα 15 ωρών φωτός, ήτοι 3 φορές την απόσταση μεταξύ Ηλίου και  πλανήτη Ποσειδώνα.    

Πώς μπορεί να εντοπισθεί αυτό το εμβληματικό άστρο; Η άμεση παρατήρησή του είναι αδύνατη αφού δεν εκπέμπει φως. Οι αστρονόμοι πρέπει πρώτα να ανακαλύψουν άλλα άστρα (ήλιους) που περιστρέφονται γύρω από το γαλαξιακό κέντρο και στη συνέχεια να παρακολουθήσουν λεπτομερώς την κίνησή τους, ώστε να υπολογίσουν την έλξη της μαύρης τρύπας και να κάνουν εκτίμηση του μεγέθους της. Χρειάζεται γι’ αυτό να επιστρατευθούν τα ισχυρότερα υπάρχοντα τηλεσκόπια και να κατασκευασθούν ακόμα ακριβέστερα επίγεια ή δορυφορικά όργανα τα επόμενα χρόνια. Με ανάλογο τρόπο θα μπορούσε, ακόμα και αν ο Ήλιος δεν ακτινοβολούσε, να εντοπισθεί η ύπαρξή του και να υπολογισθεί η μάζα του, με βάση τις τροχιές των πλανητών του Ηλιακού Συστήματος. Τα πρώτα χρόνια της δεκαετίας του ’90 πραγματοποιήθηκε η πρώτη παρατήρηση άστρων κοντά στο κέντρο του Γαλαξία, εστιάζοντας στο υπέρυθρο μέρος του φάσματος της ακτινοβολίας που εκπέμπουν, αφού το ορατό φως τους απορροφάται από την ενδιάμεση διαστημική σκόνη. Μετά από προσπάθειες 20 ετών, έχουν συγκεντρωθεί σήμερα αρκετά πλήρεις πληροφορίες για τις ελλειπτικές τροχιές 45 φωτεινών άστρων που περιστρέφονται γύρω από την πιθανολογούμενη μαύρη τρύπα στο γαλαξιακό κέντρο. Το πιο κοντινό σ’ αυτήν φωτεινό άστρο εκτελεί πλήρη περιστροφή σε 15 χρόνια και πλησιάζει το κέντρο σε απόσταση 15 ωρών φωτός. Υπάρχει η προσδοκία ότι τα επόμενα 2-3 χρόνια τα νέα δεδομένα θα παγιώσουν τη θεωρία της κεντρικής μαύρης τρύπας.

Το τεράστιο αυτό άστρο έχει καθορίσει την ιστορία και την εξέλιξη του Γαλαξία. Είναι το πλησιέστερο στη Γη υπερμέγεθες αστρικό σώμα και η μελέτη του θα δώσει σημαντικές πληροφορίες για τη συγκρότηση του Σύμπαντος. Θα βοηθήσει στην κατανόηση των ισχυρών πεδίων βαρύτητας που δημιουργούν ακραίες φυσικές συνθήκες και των εκπεμπόμενων βαρυτικών κυμάτων, καθώς και της τοπικής παραμόρφωσης του χωροχρόνου πίσω από τον ορίζοντα των γεγονότων, η οποία προβλέπεται από τη Θεωρία της Σχετικότητας. Αν θεωρήσουμε ότι ο πλανήτης είναι το σπίτι μας και το Ηλιακό Σύστημα η εσωτερική αυλή του, η ύπαρξη αυτού του άστρου αποκαλύπτει σαφέστερα τη διαστρική δομή της εξωτερικής αυλής, δίνοντας στην ανθρώπινη συνείδηση ένα νέο πλαίσιο ιστορίας και εξέλιξης.

Πλανήτες εκτός Ηλιακού Συστήματος (εξωπλανήτες)

Τα παραπάνω προσφέρουν μια εικόνα του διαστημικού πλαισίου της γήινης ζωής, ωστόσο το ανθρώπινο πνεύμα στρέφεται και στην αναζήτηση άλλων ζωντανών ή και νοημόνων υπάρξεων. Εκτιμάται ότι μόνο ο Γαλαξίας μας περιέχει 200-400 δισεκατομμύρια άστρα, πολλά από τα οποία σχηματίζουν ηλιακά συστήματα, άρα υπάρχει και αντίστοιχο πλήθος πλανητών. Οι σχετικοί αριθμοί μεγεθύνονται αφάνταστα αν επεκτείνουμε τη σκέψη στο σύνολο του γνωστού Σύμπαντος, το οποίο περικλείει εκατοντάδες δισεκατομμύρια γαλαξίες. Τα τελευταία 20 χρόνια συμβαίνει μια σιωπηρή επανάσταση στην αστρονομία. Ξεσηκωμένη από την πιθανότητα ανεύρεσης άλλης ζωής, η επιστημονική κοινότητα έχει ριχθεί σε μια ξέφρενη αναζήτηση εξωπλανητών, με απώτερο στόχο τον εντοπισμό γύρω από κάποιο άστρο κάποιου πλανήτη που θα περιέχει ζωή και, ίσως, νοήμονα όντα. Έχουν ήδη εντοπισθεί χιλιάδες εξωπλανήτες στο χώρο του Γαλαξία και ο αριθμός τους πολλαπλασιάζεται ταχύτατα. Προς το παρόν, με τα σημερινά μέσα ανίχνευσης, εντοπίζονται κυρίως αέριοι γίγαντες σαν τον Δία, οι οποίοι δεν θεωρούνται κατοικήσιμοι. Πιθανολογείται όμως ότι το πολύ σε μερικά χρόνια θα έχει εντοπισθεί τουλάχιστον ένας βραχώδης πλανήτης με νερό σε υγρή μορφή στην επιφάνειά του. Η συλλογική ανθρώπινη συνείδηση προσεγγίζει στόχους αναζήτησης και γνώσης που ήταν απλησίαστοι μόλις λίγα χρόνια πριν.

Την 16/9/2016, η εγκυκλοπαίδεια των εξωπλανητών (exoplanet.eu) περιείχε 3527 αναφορές. Καταγράφει καθημερινά όλους τους ανακαλυπτόμενους εξωπλανήτες με μέγεθος μέχρι 60 φορές τη μάζα του Δία. Μέσα στο 2016, έχουν προστεθεί πολλές εκατοντάδες. Σύμφωνα με διαφορετική καταμέτρηση από τη NASA (exoplanetarchive.ipac.caltech.edu), μέχρι τα μέσα Σεπτεμβρίου έχουν ανακαλυφθεί 3388 εξωπλανήτες.

Η εξωγήινη ζωή, θεωρώντας την με μια πολύ ευρεία έννοια, εκτιμάται ότι θα ήταν δυνατή με διάφορους τρόπους, τους οποίους δεν μπορούμε καν να φαντασθούμε. Ζωή με τη μορφή οργανωμένης ύλης που μπορεί να αναπαράγεται πιθανώς περιέχεται σε πολλών ειδών ουράνια σώματα. Το μέγεθος του ηλίου καθορίζει το ρυθμό εκπομπής ακτινοβολίας, δηλαδή άστρα αρκετά μεγαλύτερα από τον Ήλιο εκπέμπουν πιο έντονα αλλά για μικρότερη διάρκεια, άρα διαμορφώνουν στους πλανήτες συνθήκες λιγότερο ευνοϊκές για τη δημιουργία ζωής που απαιτεί μακρύ χρονικό διάστημα. Ειδικότερα όμως, τι σημαίνει ένας πλανήτης κατοικήσιμος από τον άνθρωπο; Θα πρέπει να βρίσκεται σε κατάλληλη απόσταση από τον ήλιό του και να εμφανίζει ένα επαρκές φαινόμενο θερμοκηπίου, ώστε η μέση θερμοκρασία του να είναι παρόμοια με της Γής, όπως και η χημική σύσταση των πετρωμάτων και της ατμόσφαιράς του. Το νερό σε υγρή μορφή πρέπει κατά προτίμηση να εμφανίζεται στην επιφάνεια του πλανήτη, με μορφή ποταμών, λιμνών ή ωκεανών, ώστε να μπορούν υδρόβιοι μικροοργανισμοί να έρχονται σε επαφή με το φώς και να πραγματοποιούν φωτοσύνθεση, τη χημική διεργασία που συνθέτει οργανική ύλη. Ο πλανήτης πρέπει να είναι αρκετά βραχώδης ώστε να έχει στερεή επιφάνεια, η οποία προσφέρει ένα πεδίο σταθερότερο και ευνοϊκότερο για πολύπλοκες χημικές αντιδράσεις. Δεν πρέπει να είναι πολύ μικρός ή πολύ ελαφρός, διότι τότε η βαρύτητά του δεν θα αρκεί για να προκαλέσει αρκετή ατμοσφαιρική πίεση, η ηφαιστειακή δραστηριότητά του θα είναι ανεπαρκής για να εμπλουτίσει την επιφάνεια με πολλά διαφορετικά στοιχεία και το αδύναμο μαγνητικό πεδίο του δεν θα προστατεύει αρκετά την επιφάνεια από την κοσμική ακτινοβολία. Επίσης, η άφθονη παρουσία άνθρακα είναι σημαντικός παράγων. Το στοιχείο αυτό είναι το ικανότερο, αν και όχι το μοναδικό, για να φτιάχνει πολύπλοκα μόρια που θεωρούνται απαραίτητα για να σχηματίζουν και να μεταφέρουν το γενετικό κώδικα κάθε μορφής ζωής, ενώ, παράλληλα, η παρουσία διοξειδίου του άνθρακα παίζει ρόλο πλανητικού θερμοστάτη, προκαλώντας ένα μεταβαλλόμενο φαινόμενο θερμοκηπίου.  Λαμβάνοντας υπόψη τα παραπάνω, πιθανολογείται ότι, μόνο στο Γαλαξία, αναμένεται να υπάρχουν δισεκατομμύρια κατοικήσιμοι πλανήτες.

Γιατί ξοδεύεται οικονομικό και διανοητικό κεφάλαιο στην έρευνα των άστρων;

Εκφράζονται απόψεις αρνητικές για την εξερεύνηση του διαστήματος. Προβάλλουν κυρίως το υψηλό κόστος, που θα ήταν προτιμότερο να αξιοποιηθεί για να αντιμετωπισθούν σοβαρά επίγεια προβλήματα. Ισχυρίζονται επίσης ότι οι ειδικευμένες γνώσεις που αποκτώνται εξυπηρετούν μόνο στενούς τεχνοκρατικούς κύκλους. Από τα θετικά επιχειρήματα που διατυπώνονται στο διεθνή διάλογο, ξεχωρίζουμε ότι οι διαστημικές δραστηριότητες:       

1) Είναι μια ουσιαστική συμβολή στη συλλογική αυτογνωσία. Η συνειδητοποίηση του αστρικού κόσμου τακτοποιεί εμπεριστατωμένα τον άνθρωπο στον πραγματικό χώρο παρελθόντος, παρόντος και μέλλοντος.

2) Δίνουν μεγάλη τεχνολογική ώθηση. Χάρη στις απαιτήσεις μηδενικής αστοχίας που επιβάλλει η δριμύτητα του διαστημικού περιβάλλοντος, προκύπτουν με εκθετικό ρυθμό καινοτομίες και αποτελεσματικές εφαρμογές υψηλής τεχνολογίας που αντιμετωπίζουν σημαντικά επίγεια προβλήματα και οδηγούν στην ανάπτυξη νέων προϊόντων ακόμα και καθημερινής χρήσης, μέσω μεταφοράς τεχνογνωσίας.

3) Προσφέρουν μια μακροπρόθεσμη προοπτική στο ένστικτο αυτοσυντήρησης της ανθρωπότητας, προετοιμάζοντας δυνατότητες διαφυγής από ενδεχόμενη φυσική ή ανθρωπογενή καταστροφή της Γης. Όπως έγραψε ένας καλός σπουδαστής του ΕΜΠ, πρόκειται για έρευνες και τεχνολογίες με απώτερο στόχο: «τη διατήρηση του ανθρώπινου πολιτισμού σε ένα ή περισσότερα ουράνια σώματα».

Για να μάθετε περισσότερα:

Dossier με 5 άρθρα (2015). Terres en vue! La Recherche, 504, pp 32-49

Genzel Reinhard (2016). Les trous noirs massifs ont joué un rôle énorme dans l’évolution des galaxies. La Recherche, 512, pp 5-8

Jayawardhana Ray (2011). Strange New Worlds: The Search for Alien Planets and Life beyond Our Solar System. Princeton University Press, 280 p.

Melia Fulvio (2007). The Galactic Supermassive Black Hole. Princeton University Press, 344 p.

Yaqoob Tahir (2011). Exoplanets and Alien Solar Systems. Kindle Edition, 252 p.

Προφητηλιώτης Γιώργος (2016). Διαστημικά Συστήματα Υποστήριξης Ζωής Κλειστού Κύκλου. Μεταπτυχιακή εργασία, ΕΜΠ.

www.exoplanet.eu

www.exoplanetarchive.ipac.caltech.edu

Κίμων Χατζημπίρος