Ozyrys wraca na Ziemię

Wyprawa po garść regolitu

Od razu uprzedzam – w tym tekście nie chodzi mitologię egipską, konkretnie o boga śmierci i odrodzonego życia, który nauczył ludzi uprawiać rolę. Tym razem chodzi o coś bardziej rzeczywistego i kosmicznego – dosłownie. Sonda NASA nosząca nazwę OSIRIS-Rex (ang. Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer – sonda do badania pochodzenia, interpretacji widm, rozpoznania zasobów, bezpieczeństwa i regolitu) jest elementem jednej z najbardziej spektakularnych misji, jaką podjęli badacze kosmosu.

Sonda OSIRIS-Rex, wizja artystyczna
źródło: Wikimedia, licencja: domena publiczna

Jeszcze do niedawna tego typu misje były domeną literatury SF. Na początku XXI wieku, po skrupulatnych analizach badaczy Układu Słonecznego zaproponowano wysłanie w kosmos sondy, której głównym zadaniem miało być dotarcie do jednej z asteroid, pobranie próbek z jej powierzchni i dostarczenie ich z powrotem na Ziemię. Kosmiczna sprawa! Dla porządku: nie jest to pierwsza misja tego typu. W maju 2003 roku Japończycy wystrzelili sondę Hayabusa (jap. sokół wędrowny), która w listopadzie 2005 roku dotarła do planetoidy 25143 Itokawa i pobrała z powierzchni próbki. 13 czerwca wylądowały one na Ziemi, a sama sonda spłonęła zgodnie z planem w atmosferze.

Ale wróćmy do OSIRIS-a. Pamiętam dokładnie start z przylądka Canaveral na Florydzie – 8 września 2016 r. Przez kolejne cztery lata sonda wędrowała przez kosmos w kierunku asteroidy Bennu.

Asteroida Bennu – filmowana przez sondę z odległości 80 km
źródło: Wikipedia, licencja: domena publiczna

Dlaczego właśnie ta asteroida? Jest to niewielki (w skali kosmicznej) obiekt, mierzący niecałe 500 m. Okrąża Słońce w ciągu nieco ponad roku, a jej orbita nie przecina orbity Marsa, natomiast co jakiś czas przecina orbitę Ziemi. Istnieje więc pewne prawdopodobieństwo, że kiedyś może trafić w Ziemię (spokojnie, nie prędzej niż za sto lat z hakiem). Bennu odkryto we wrześniu 1999 r. Przez kilkanaście lat asteroida była obserwowana z obserwatorium Arecibo oraz Deep Space Network – sieć stacji nadawczo-odbiorczych NASA, której głównym zadaniem jest komunikacja z sondami kosmicznymi.

Na orbicie asteroidy oraz krótka wizyta

W pierwszym etapie OSIRIS-Rex wszedł na orbitę Bennu. Było to bardzo precyzyjne zadanie – niełatwo jest wykonać taki manewr, ponieważ naprawdę trudno wejść na orbitę aż tak małego ciała niebieskiego. Udało się tego dokonać w sylwestra, 31 grudnia 2018 roku. Rozpoczęła się seria okrążeń i mapowania powierzchni asteroidy. Na początku odległość od powierzchni wynosiła 6,5 km, a po pewnym czasie sonda zbliżyła się do Bennu na odległość zaledwie 1 km. Pozwoliło to na bardzo dokładne zmapowanie powierzchni i wybór miejsca pobrania próbek.

Sama procedura pobierania próbek wymagała specjalnych przygotowań. Podstawowym było ustawienie paneli słonecznych w kształt litery Y. Chodziło o to, żeby w trakcie kontaktu z powierzchnią Bennu pył, który pokrywał powierzchnię asteroidy, nie osiadł na panelach, co spowodowałoby zmniejszenie efektywności produkcji energii elektrycznej. 20 października 2020 sonda z powodzeniem dotknęła ramieniem powierzchni Bennu.

Moment pobierania próbki przez sondę – wizja artystyczna
źródło: Wikimedia, licencja: domena publiczna

Całość procedury była oczywiście transmitowana na Ziemię, dzięki czemu mogliśmy obserwować to niezwykłe wydarzenie w czasie niemal rzeczywistym (biorąc pod uwagę czas transmisji oczywiście). Próbki pobrane w czasie krótkiego kontaktu zostały wciągnięte do specjalnego pojemnika, który został następnie szczelnie zamknięty i przygotowany do lotu na Ziemię. Masa kapsuły, która właśnie podróżuje w kierunku nasze planety, wynosi ok. 46 kg. Jest wyposażona w elektronikę sterującą (awionikę) oraz spadochron. Przednia część to warstwa, której zadaniem jest ochrona całości przed nadmiernym wzrostem temperatury podczas podróży przez atmosferę. Procedura lądowania rozpocznie się na wysokości 31 km nad Ziemią, gdzie uruchomi się tzw. pilocik, natomiast na wysokości 3 km przy pomocy ładunków pirotechnicznych zostanie zwolniony główny spadochron hamujący.

Czekamy na lądowanie

Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, 24 września 2023 roku nastąpi lądowanie kapsuły z próbką z asteroidy Bennu – będzie to miało miejsce na poligonie wojskowym Utah Test and Training Range, 130 km na zachód od Salt Lake City.

Naukowcy z całego świata oczekują na szczęśliwe lądowanie kapsuły. Badania próbek zapewne potrwają jakiś czas, ale dadzą nam odpowiedzi na wiele pytań dotyczących powstawania Układu Słonecznego. Materia asteroid jest bowiem bardzo stara. Można powiedzieć, że to drobiny posklejane z resztek z „placu budowy Drogi Mlecznej”. Ot, takie resztki cegieł, zaprawy, dachówek.

Naukowcy bardzo poważnie traktują ten ostatni etap podróży Ozyrysa. 30 sierpnia 2023 roku NASA testowała procedurę przejęcia próbki wracającej z kosmosu. Kopia zasobnika została zrzucona z samolotu dokładnie w tym miejscu, w którym 24 września odbędzie się prawdziwe lądowanie. Wszystko odbyło się bez żadnych problemów. Po zabraniu próbki zostanie ona finalnie dostarczona do Houston.

Lecimy dalej

A co dalej z OSIRIS-Rex? 1,5 roku temu NASA podjęła decyzję o przedłużeniu misji i jednocześnie zmianie nazwy sondy na OSIRIS-APEX (APophis Explorer). Zostanie ona skierowana w stronę asteroidy 99942 Apophis. Jest to obiekt zbliżony rozmiarami do Bennu. Dlaczego właśnie ta asteroida? Obserwacje wskazywały, że istnieje szansa, iż właśnie ona może zagrozić Ziemi 13 kwietnia 2029 roku. Dziś już wiemy, że tak nie będzie, ale… kolejne bliskie spotkanie nastąpi dokładnie 7 lat później – 13 kwietnia 2036 roku. Spokojnie – obecne wyniki badań trasy Apophis sugerują, że co najmniej przez najbliższe 100 lat zderzenie nie nastąpi. Zgodnie z planem sonda ma się zbliżyć do asteroidy i wejść na jej orbitę. Co dalej? Na razie nie postanowiono, jest jeszcze trochę czasu, aby wszystko zaplanować.

Jak “wyrównać” czarną dziurę?

Czarna dziura przyciąga materię, ale i uwagę: w kolejnym tekście po Kwantowa Teoria Grawitacji – część druga chciałem wyjaśnić pokrótce diagramy Feynmana, jednakże otrzymałem pytanie od jednego z czytelników za pośrednictwem Twittera. Pytanie dotyczyło czegoś, co jest szerzej znane jako promieniowanie Hawkinga, dzięki któremu czarne dziury mogą zniknąć. Odpowiedź obiecałem w formie dłuższego wpisu, więc spróbujmy się wgryźć w ten temat. Purystów z góry przepraszam za uproszczenia i pozorny brak spójności w opisie – jest to zjawisko bardzo złożone, którego pełen opis wymaga dość zaawansowanej matematyki.

O tym, jak powstaje czarna dziura, wspominałem w poprzednim wpisie. Nasz Wszechświat jest mniej więcej stabilnym miejscem z uwagi na liczne przeciwstawiające się sobie siły; w tym wypadku chodzi o grawitację, która ściąga wszystko ku centrum masy, i ciśnienie związane z fuzją. Gdy gwiazda wypala paliwo, jej pozostałością może być np. biały karzeł, którego dalsze zapadanie powstrzymuje zakaz Pauliego: elektrony nie mogą zajmować tych samych stanów energetycznych. Pozostałością po gwiazdach o większych masach jest gwiazda neutronowa. Większość z budującej ją materii to neutrony, które powstały z połączenia elektronów i protonów budujących wcześniej jądra atomowe.

Neutrony również podlegają zakazowi Pauliego, więc dalsze zapadanie się gwiazdy zostało znów powstrzymane – oczywiście i tu jest granica. Tą granicą jest tzw. limit Tolmana-Oppenheimera-Volkoffa albo limit TOV od pierwszych liter nazwisk autorów tej koncepcji. Wynosi on około 2,16 masy Słońca; powyżej tego limitu gwiazda neutronowa przestaje być stabilna i zapada się jeszcze bardziej, co powoduje powstanie czarnej dziury, i tu chciałbym to mocno zaznaczyć: czarna dziura to nie jest obiekt materialny, ale obszar czasoprzestrzeni, z którego nic nie może się wydostać. Każda masa ściśnięta do odpowiednio małej objętości powoduje powstanie czarnej dziury. Nie ma znaczenia, czy mówimy o materii budującej gwiazdy neutronowe, czy cebule. Tak, nawet z cebuli da się zrobić czarną dziurę, jeśli ścisnąć ją do objętości mniejszej niż ta wynikająca z pewnej wartości, która jest stowarzyszona z każdą masą, a mowa tu o promieniu Schwarzschilda, który można obliczyć za pomocą następującego równania: Rschw = 2GM/c2, gdzie G jest wartością stałej grawitacji, M masą obiektu, a c to oczywiście prędkość światła. Łatwo dzięki temu obliczyć, że taki promień dla naszej planety wynosi około 9 mm, a dla ludzkiego ciała około 0,1*10-24 m. Promień ten można interpretować jako horyzont zdarzeń – obszar, który jest poza naszym obserwowalnym wszechświatem, który zdradza swoje istnienie za pomocą efektów grawitacyjnych i którego nie da się opuścić, gdyż wszystkie trasy wewnątrz niego prowadzą do jego centrum. Nawet światło ulega tam mocy grawitacji. Obiekt taki z założenia powinien móc jedynie zwiększać swoją masę i trwać.

Tymczasem jednak mówi się o tym, że czarne dziury “parują” i emitują jakieś promieniowanie! No to o co w tym chodzi? Albo nic nie może ich opuścić, albo jednak coś emitują – trzeciej opcji nie ma. Albo ktoś tu kłamie, albo popsuł się Wszechświat, albo my nie rozumiemy czegoś oczywistego. Popularne wyjaśnienie tego zjawiska, które można napotkać w różnych artykułach, opiera się na zjawisku, które jest konsekwencją zasady nieoznaczoności. W próżni mają cały czas powstawać wirtualne pary cząstka-antycząstka, które natychmiast anihilują. Sumarycznie energia takiego układu wynosi zero, stąd można powiedzieć, że cząstka ma energię dodatnią, a jej antycząstka ujemną. Jeśli brzmi to dziwacznie to przypominam że mowa o cząstkach wirtualnych gdzie nie wszystkie reguły obowiązują, nie ma żadnych przeszkód aby np. wytworzony wirtualny foton był masywny itp. Gdy para taka powstanie w obszarze odpowiednio blisko horyzontu zdarzeń, jeden z składników miałby zostać wciągnięty pod jego powierzchnię, a drugi stać się częścią takiego promieniowania, unosząc z układu energię dodatnią. Stąd czarna dziura miałaby tracić swoją masę, jeśli ubytek nie byłby uzupełniany przez wciąganą materię.

Jest to jakiś obraz, można sobie tak to wyobrazić, biorąc pod uwagę, o jak ekstremalnych warunkach mówimy. Problem tkwi w tym, że to wcale tak nie działa. Nie ma nic złego w używaniu różnych porównań i uproszczeń, tylko nie powinny one bardziej zaciemniać i tak czarnej powierzchni, pod którą skrywa się omawiany obiekt. Gdyby tak było, to powinniśmy obserwować promieniowanie o różnych długościach fali, bo przecież w próżni powstają różne cząstki. Tymczasem tak nie jest.

Sama koncepcja promieniowania Hawkinga zrodziła się z wcześniejszych dyskusji fizyków. Bez wchodzenia w szczegóły, przedmiotem sporu było to, czy czarne dziury mają entropię, a więc i temperaturę różną od zera absolutnego. Można spytać: a jakie to ma znaczenie, czy czarna dziura ma temperaturę, czy nie? Ma, i to niebagatelne. Przypominam, że każdy obiekt, który posiada temperaturę różną od zera absolutnego, emituje promieniowanie – jeśli wydaje się to abstrakcją, to chciałbym zapytać: na jakiej zasadzie działa termowizja? Jeśli czarne dziury mają temperaturę, to również muszą emitować takie promieniowanie w postaci fotonów. Jakby te obiekty nie były wystarczająco dziwne: nic nie może ich opuścić, lecz jednocześnie muszą takie promieniowanie emitować, jeśli tylko mają temperaturę.

Hawking był głęboko przekonany, że czarne dziury są pozbawione tej cechy, i postanowił to udowodnić. Ku własnemu zdziwieniu Hawking nie tylko potwierdził, że czarne dziury mają temperaturę, ale także dokładnie ustalił wielkość entropii czarnej dziury. Hawking założył, że skoro do czarnej dziury wpada obiekt, a jej masa rośnie wraz z jej entropią. Wyprowadził również wzór pozwalający tę sytuację opisać:

Logiczną konsekwencją jest więc, że powierzchnia czarnej dziury powinna wytwarzać promieniowanie takie jak ciało doskonale czarne o temperaturze, którą da się obliczyć z wzoru, który można bardzo łatwo znaleźć, bo widnieje na nagrobku tego wielkiego naukowca:

Ciekawą konsekwencją jest to, że im czarna dziura mniejsza, tym szybciej “paruje”, a proces ten przyśpiesza, dążąc do nieskończoności, co oznacza, że końcem będzie efektowna eksplozja! Zjawiska tego jednak nie zaobserwujemy, jeśli nie znajdziemy odpowiednio małych czarnych dziur – czas trwania takiego procesu dla czarnej dziury o masie podobnej do masy znajdującej się w centrum naszej galaktyki znacznie przekracza czas życia wszechświata. Tak więc istnieje proces, dzięki któremu czarna dziura traci masę, nie emitując materii. Z tym, że znów nie należy rozumieć, iż jakikolwiek foton jest emitowany z powierzchni horyzontu zdarzeń lub, o zgrozo, tuneluje spod jego powierzchni. Ścisły opis jest bardzo skomplikowany, ale spróbujmy sobie wyjaśnić, jak to się dzieje, choć w żaden sposób nie powinno, a obydwa wyjaśnienia są co najwyżej przybliżeniem tego fenomenu.

Przede wszystkim nie ma żadnych cząstek: są pola i ich wzbudzenia, tak mówi kwantowa teoria pola, o której więcej w tekście O polach które łączą – nie tylko ludzi. Przestrzeń w każdym miejscu i czasie jest wypełniona polami kwantowymi o różnych cechach, które przekazują pomiędzy sobą energię, odpowiednia porcja energii powoduje wzbudzenie takiego pola które obserwujemy jako pełnoprawną fizyczną cząstkę. Pole nawet w najniższym stanie energetycznym nie jest płaskie choć, mówiąc językiem prezesa pewnego banku, nieustanie się wypłaszcza, gdyż stale powstają tam pary cząstek, które natychmiast anihilują tak, by ogólny bilans pozostał na zero. Jak wspominałem wielokrotnie, cząstek tego rodzaju, tj. wirtualnych, nie obserwujemy, ale mamy pośrednie dowody na ich istnienie w postaci jak najbardziej namacalnych zjawisk typu efekt Casimira itp. Pole takie przypomina taflę wody, na której cały czas powstają drobne fale, które natykając się na siebie, wygaszają się wzajemnie.

Jakie ma to znaczenie w kontekście czarnej dziury? No, skoro grawitacja robi tam takie straszne rzeczy z materią i tak ekstremalnie wygina przestrzeń, to co musi dziać się z wypełniającymi ją polami kwantowymi? Jeśli macie pod ręką jakąś gumkę lub sprężynkę, to napnijcie ją i wprawcie w drgania; może drgać na różne sposoby, na nieskończenie wiele różnych sposobów, tak jak pola kwantowe w próżni. To teraz wygnijcie sprężynkę lub złapcie gumkę w połowie i spróbujcie powtórzyć to doświadczenie – pewne sposoby drgań nie są już możliwe, tak jak dla pól kwantowych w takiej przestrzeni. Czarna dziura nie “paruje” w żadnym konkretnym miejscu. Jest to proces, który ujawnia się dopiero globalnie, gdy z równań widać jak bilans energetyczny czarnej dziury zmienia się na korzyść otaczającej ją przestrzeni. Skąd ta energia, zapytacie? No, jedyne, co mamy pod ręką w tej okolicy, to czarna dziura, czyli właśnie z niej. Energia promieniowania Hawkinga pochodzi właśnie z tego zakrzywienia czasoprzestrzeni, które zmniejsza się w czasie, a jak pamiętacie z równania pola Einsteina, im mniejsze zakrzywienie, tym mniejsza masa:

Czarna dziura nie emituje materii; spod jej powierzchni nie tunelują żadne fotony. Utrata masy jest wynikiem właściwości pól kwantowych poddanych ekstremalnym warunkom. Nie dzieje się to w żadnym konkretnym miejscu, a zmiana bilansu energetycznego jest widoczna dopiero na dużą skalę.

(c) by Lucas Bergowsky
Jeśli chcesz wykorzystać ten tekst lub jego fragmenty, skontaktuj się z autorem
.

Kosmiczne laboratorium chemiczne – część 2

Część pierwszą znajdziecie tutaj.

Kosmiczna retorta

Wszechświat składa się z atomów, takich samych na Ziemi, a atomy lubią się ze sobą łączyć. Naturalnym pytaniem, które od dawna nurtowało uczonych, było: czy tam, w kosmosie, są takie same związki chemiczne? Z jednej strony właściwości chemiczne atomów są niezależne od tego, gdzie one się znajdują, ale z drugiej wiadomo było, że w kosmicznej retorcie możemy napotkać warunki inne niż w ziemskich laboratoriach. Wewnątrz gwiazd mamy ekstremalnie wysokie temperatury i ciśnienia, z kolei w przestrzeni międzygwiezdnej temperatura jest zbliżona do zera absolutnego, a do tego panuje tam próżnia, jakiej nie da się uzyskać na Ziemi. Dlatego też chemicy z dużym zaciekawieniem zaczęli współpracować z astronomami przy analizie danych otrzymywanych z przestrzeni kosmicznej.

Najpierw jednak badano meteoryty. Nie znaleziono w ich składzie żadnych egzotycznych pierwiastków, których nie ma na Ziemi (co jest dość oczywiste), ale już badania składu izotopowego wykazały, że często różni się on od ziemskiego. Także minerały w meteorytach mają w wielu wypadkach inny skład.

W ostatnich latach wykazano obecność w meteorytach związków organicznych pochodzenia pozaziemskiego, takich jak uracyl, cytozyna czy tymina. Skąd wiadomo, że są spoza Ziemi, a nie stanowią zanieczyszczeń stąd? Sprawa jest dość prosta – kosmiczne mają nieco inny skład izotopowy. Niektóre meteoryty z grupy chondrytów węglistych (np. australijski Murchison) zawierają niezwykle dużo takich związków – aminokwasów, zasad nukleinowych, węglowodorów alifatycznych i aromatycznych, kwasów sulfonowych oraz związków fosforu.

Australijski meteoryt Muchison (chondryt węglisty)
Źródło: Wikimedia, licencja: CC BY-SA 3.0

Z kolei w 2015 r. lądownik Philae zbadał powierzchnię komety 67/P i znalazł tam m.in. szesnaście związków organicznych.

Cały czas prowadzone są też badania zdalne. Jest to do pewnego stopnia praca detektywistyczna, polegająca na poszukiwaniu swoistych „odcisków palców”, czyli emitowanych przez konkretne molekuły fal elektromagnetycznych o konkretnym zestawie długości fali (zapoczątkowali to Bunsen i Kirchhoff). Jest to zadanie dość trudne. W pierwszym etapie poszukuje się sygnałów związków czy też rodników, które możemy wytworzyć tu, na Ziemi. Jednakże kosmiczny tygiel ze względu na specyficzne właściwości pozwala na powstanie niezwykłych połączeń, których tutaj nie ma albo też skrajnie trudno je wytworzyć.

Egzotyka chemiczna we Wszechświecie

Historycznie rzecz biorąc, pierwszym dwuatomowym indywiduum chemicznym, które zaobserwowano (już w roku 1937) w kosmosie był metylidyn (CH). Prawdopodobnie wszyscy znają najprostszy związek organiczny, metan, czyli CH4. Jeśli od tego związku oderwiemy trzy atomy wodoru, pozostanie właśnie dwuatomowy rodnik CH. Nie jest to typowa cząsteczka chemiczna, ale coś bardzo reaktywnego. Gdy próbujemy uzyskać metylidyn na Ziemi, musimy zadbać, aby w okolicy nie było niczego, z czym mógłby się związać. Jest to skrajnie trudne. Zupełnie inaczej jest w kosmosie. Choć my widzimy z daleka np. obłoki międzygwiezdne, musimy sobie zdawać sprawę, że panuje tam próżnia, jakiej nie damy rady wytworzyć na Ziemi. Dlatego też taki rodnik nie ma w pobliżu niczego, z czym mógłby w miarę szybko zareagować. I właśnie to pozwala mu istnieć bardzo długo. Dotyczy to oczywiście nie tylko metylidynu, ale wszystkich innych rodników oraz cząsteczek. Szacuje się, że średni czas pomiędzy zderzeniami cząsteczek w obłokach międzygwiezdnych to 2 tygodnie, w tym czasie muszą one przebyć nawet 100 tys. km.

Lista związków i rodników w przestrzeni kosmicznej rośnie. Dość szybko znaleziono takie rodniki jak CN (cyjan) oraz OH (rodnik hydroksylowy), a także dość reaktywny związek chemiczny – formaldehyd (HCHO), ale dotychczas wykryto ich już setki.

Co ciekawe, jedynym związkiem nieorganicznym o pięciu atomach jest analog metanu, krzemowodór SiH4. Większe są zawsze związkami węgla. Można więc powiedzieć, że kosmos jest po prostu organiczny.

Od początku XXI w. astrochemicy donoszą o coraz to nowych związkach identyfikowanych w rozmaitych miejscach. W 2004 stwierdzono, że mgławica protoplanetarna Czerwony Czworokąt w gwiazdozbiorze Jednorożca jest szczególnie bogata w wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA), takie jak antracen i piren (uwaga: jeśli znajdziecie się tam, nie wdychać, bo rakotwórcze!).

Mgławica protoplanetarna Czerwony Czworokąt (gwiazdozbiór Jednorożca)
Źródło: Wikimedia, licencja: domena publiczna

W ostatniej dekadzie WWA wykryto w wielu innych miejscach, w tym w atmosferze Tytana, największego księżyca Saturna.

Wyobraźnię ludzi rozpalają czasem doniesienia o znalezieniu gigantycznych obłoków etanolu. Jego ilości są niewyobrażalne, ale potencjalni miłośnicy wysokoprocentowych napojów muszą zdawać sobie sprawę, że znajduje się on co najmniej 10 tys. lat świetlnych od Ziemi. Co gorsza, nie jest czysty – razem z nim zaobserwowano takie związki jak tlenek węgla (czad), amoniak (NH3) czy też cyjanowodór (HCN). Znacznie częściej obserwuje się jednak obłoki metanolu, który jest prostszą cząsteczką. Z drugiej strony dużym zaskoczeniem było odkrycie w kosmosie fullerenów, czyli cząsteczek składających się z 60 lub 70 atomów węgla ułożonych w kształt wielościanów półforemnych.

Jak więc widać kosmiczne laboratorium chemiczne jest pełne odczynników. Są one co prawda znacznie rozproszone (nie licząc atmosfery planet i księżyców), ale mimo to astrochemicy uważają, że wszędzie przebiegają reakcje chemiczne, czasami niezwykle egzotyczne. Tu istotnym czynnikiem jest czas. Izolowany rodnik czy cząsteczka prędzej czy później spotka się z inną, z którą będzie mogła zareagować. Jeśli nie nastąpi to w ciągu roku, to może się to zdarzyć za milion czy też miliard lat. Wszechświat jest cierpliwy.

Po co to wszystko?

Takie pytanie pada często, gdy toczone są rozmowy o dość wyrafinowanych badaniach. Faktycznie można się zastanawiać nad tym, co nas obchodzi, że gdzieś tam, miliony lat świetlnych od nas, znajdują się jakieś cząsteczki tlenku węgla, benzenu czy też glicyny. I tak ich tu nie sprowadzimy, aby sprzedać z zyskiem. I tu wyjaśnienia są dwa. Po pierwsze, jest to ludzka ciekawość naukowa. Chemicy teoretycy, korzystając z dostępu do superkomputerów, modelują nie tylko te związki / rodniki, które możemy obserwować w ziemskich pracowniach, ale też bardzo egzotyczne, których tu nigdy nie otrzymamy. Tego typu obliczenia pozwalają na uzyskanie informacji o tym, w jakich zakresach promieniowania elektromagnetycznego poszukiwać ich śladów. Po drugie – badanie kosmicznego tygla może nam pomóc zrozumieć chemiczną ewolucję Wszechświata. Tam, daleko, może być odpowiedź na podstawowe pytania o to, skąd się wzięło życie. Jak widać, kosmos jest pełen związków organicznych – są one zaskakująco trwałe nawet w warunkach skrajnie niskiej temperatury i bombardowania promieniowaniem kosmicznym. Oczywiście z faktu obecności wielu nawet całkiem złożonych związków chemicznych nie wynika wprost to, że gdzieś tam jest jakieś życie. Wszyscy pamiętamy klasyczny dziś już eksperyment Stanleya Millera, w którym w warunkach laboratoryjnych udało się zasymulować pierwotne warunki panujące na Ziemi. Uzyskano sporo aminokwasów i innych prostych związków organicznych, ale od takiej organicznej zupy do powstania życia jest jednak zdecydowanie daleka droga. Mimo wszystko współczesne odkrycia pozwalają na nowo przyjrzeć się hipotezie panspermii. Prawdopodobnie jako pierwszy wspominał o niej grecki filozof Anaksagoras, ale tak naprawdę więcej o tym mówili tacy uczeni, jak Berzelius czy lord Kelvin. W XX w. bardziej złożoną hipotezę panspermii przedstawił Svante Arrhenius. Zgodnie z jego koncepcją życie miało być przenoszone w kosmosie z wykorzystaniem ciśnienia światła. Hipotezę tę popierali tacy znakomici uczeni, jak Fancis Crick czy Nalin Chandra Wickramasinghe.

Jedno jest pewne: dalsze badanie kosmosu przyniesie nam zapewne wiele odpowiedzi, ale zrodzi też równie dużo pytań – nie tylko z zakresu chemii czy fizyki, ale i wielu innych nauk.