Jupiter by NASA Juno

Co by było, gdyby… (6)

Jowisz zniknął z naszego układu słonecznego lub go nigdy nie było?

Jedna z najpiękniejszych planet, ogromny Jowisz. Gazowy olbrzym, który gości na naszym niebie tak wyraźnie, że można go oglądać gołym okiem, choć znajduje się aż 5,9 au od nas. Jego złożona głównie z wodoru i helu atmosfera zachwyca pięknymi chmurami z… wody i amoniaku, które przesuwają się po gazowej powierzchni planety o masie ponad dwa razy większej niż masa wszystkich pozostałych planet łącznie.

Według teorii „zwrotu przez sztag” planeta uformowała się w odległości około 3,5 au od Słońca, a następnie zaczęła migrować w kierunku centrum Układ Słonecznego, by – pod działaniem Saturna – zawrócić. Z tego powodu nasz układ słoneczny nie ma ani gorącego Jowisza, ani ogromnych skalistych planet, a po orbicie dalszej od Ziemi wędruje mniejsza od niej planeta (Mars). Ale gdyby tak Jowisza nie było nigdy lub nagle zniknął? Zróbmy mały eksperyment myślowy.

Zacznijmy od tego, że gdyby ktoś nagle zabrał nam Jowisza, na nas samych miałoby to niewielki natychmiastowy wpływ, jeśli chodzi o orbitę: oddziaływanie grawitacyjne planety na Ziemię wynosi 1/25 000 oddziaływania Słońca, w naszej części układu wiele by się nie zmieniło. Oczywiście ogromna różnica zaistniałaby przede wszystkim w otoczeniu księżyców Jowisza i pasie planetoid, pozbawionych przyciągania planety. Jak już wiemy, czym dalej od Słońca, tym ważniejsze jest przyciąganie obiektów w pobliżu, więc zaburzenie to raczej spowodowałoby wyrzucenie samotnych księżyców na zewnątrz układu. Z czasem jednak w stronę Ziemi trafiałoby więcej kosmicznych „śmieci”, których po drodze nie zebrałyby pozostałe lodowe olbrzymy i Saturn. Trzeba jednak przyznać, że czasami Jowisz popełnia błędy i zdarza się, że popycha w naszą stronę na przykład komety lub asteroidy, które bez niego wcale nie trafiłyby w naszą okolicę (dlatego właśnie nie mamy dinozaurów). Ziemia zatem by przetrwała, nieco bardziej zagrożona, ale cały nasz układ zmieniłby się nieco: obserwatorzy z innych galaktyk zauważyliby, że Słońce mniej się „chyboce”. Widoczna byłaby też drobna, postępująca z czasem, dysharmonia orbit (zwłaszcza planet zewnętrznych), jednak nagły brak Jowisza nie spowodowałby jej od razu. Z czasem planety zbliżyłyby się do gwiazdy, a orbity uległyby skróceniu (urodziny mielibyśmy każdego roku coraz wcześniej).

A tak przy okazji, zauważylibyśmy brak tej planety po ponad 32 minutach, bo tyle czasu światło wędruje z Jowisza na Ziemię.

A gdyby nasz układ słoneczny uformował się bez wielkiej gazowej planety? Wiemy już, że według teorii zwrotu przez sztag, Jowisz powędrował w kierunku Słońca: dzięki temu mocno przerzedził kosmiczne otoczenie, trochę tak, jakby wziąć maczetę i przedrzeć się przez fragment dżungli: cofając się, również „odkurzył po sobie”. Bez tego manewru Ziemia byłaby znacznie częściej poddawana kolizjom ze znajdującymi się w pobliżu obiektami, a dodatkowo narażona na zderzenia z tymi przypadkowo skierowanymi do wnętrza układu słonecznego (choć takie sytuacje byłyby rzadsze, bo brakłoby napędzającego je Jowisza, jakiś plus w tym wszystkim jest).

Ostatnio naukowcy stwierdzili też, że być może bez obecności Jowisza skaliste planety w ogóle by się nie uformowały w takim kształcie, jak obecnie: mielibyśmy ich być może więcej, byłyby większe i niespecjalnie nadające się do zamieszkania, bo tzw. strefa Złotowłosej mogłaby nie istnieć w obecnym kształcie.

Pozostaje nam cieszyć się widokiem Jowisza, na przykład obrazami serwowanymi regularnie przez sondę Juno.

Co by było, gdyby… (5)

Ziemia była większa?

Zagłosowaliście w kolejnej sondzie, zaczynamy więc drugą odsłonę cyklu eksperymentów!

Wiemy już, jak wyglądałaby mniejsza Ziemia, zastanówmy się więc nad tym, jak to jest mieszkać na Ziemi, która jest większa.

Dzięki coraz lepszym możliwościom umiemy już odkrywać skaliste planety w innych układach słonecznych, a nie tylko gorące Jowisze: najpierw, jeszcze zanim zaczęliśmy dobrze rozpoznawać i modelować takie układy, jak TRAPPIST-1 (poniżej), nauczyliśmy się odkrywać tzw. super-Earths, czyli planety przypominające Ziemię, ale znacząco od niej większe. Najbliższa z nich to Proxima Centauri b.

Układ TRAPPIST-1 porównany do naszego Układu Słonecznego. Strefa Złotowłosej oznaczona na zielono. Źródło: NASA/JPL-Caltech. Licencja Creative Commons.

Niewiele jednak wiemy o takich planetach, bo nie bardzo mamy z czym je porównać: możemy jedynie spekulować, czy może na nich istnieć życie, ponieważ z reguły warunki w ich układach słonecznych znacznie odbiegają od znanych nam, swojskich, z okolic Słońca. Spróbujmy jednak powiększyć Ziemię i sprawdzić, czy dałoby się na niej żyć i czy nadal znajdowałaby się na swojej orbicie.

Wyobraźmy sobie więc Ziemię o masie 10x masy obecnej Ziemi (czyli 10*5,98*1024kg), ale o tej samej gęstości. Jak zapewne się domyślacie, duża masa = większe oddziaływanie siły grawitacji. Wpłynęłoby ono na wiele aspektów naszego życia: od latania samolotem i podróży kosmicznych po układ krążenia, chodzenie i tak dalej: każdy z nas „ważyłby” ponad dwa razy więcej – gdyby Ziemia urosła nagle przez noc, spora część populacji nie byłaby w stanie się przemieszczać w ogóle, bo mięśnie nie byłyby wystarczająco silne na dźwiganie takiej masy ciała. A szybkie uciekanie bardzo by się przydało, ponieważ wszystkie obliczenia konstrukcyjne, które obecnie wykonujemy dla budynków mostów, tuneli itd. można by było wyrzucić do kosza (z ogromnym wysiłkiem). Nowoczesne wieżowce zaczęłyby się składać jak domki z kart.

Era koszykarzy też dobiegłaby końca, bo wystąpiłby efekt odwrotny do tego, którego doświadczają kosmonauci i astronauci na ISS: troszeczkę byśmy się skurczyli ze względu na większy nacisk na kręgosłup i kończyny.

Bardziej poważną konsekwencją byłoby jednak zwiększenie ciśnienia pod skorupą ziemską, które w teorii mogłoby nawet doprowadzić do utraty płynności jądra. Oznaczałoby to zanik pola magnetycznego Ziemi, którego (zgodnie z teorią dynama magnetohydrodynamicznego) źródłem w głównej mierze są prądy konwekcyjne właśnie w ciekłej części jądra graniczącej z płaszczem (czyli tej bardziej „zewnętrznej”). Utrata magnetosfery miałaby dla nas katastrofalne skutki: dzięki niej jesteśmy częściowo osłonięci przed działaniem promieniowania kosmicznego i wiatru słonecznego – bez tej osłony atmosfera uległaby szybszej dezintegracji (patrz Mars), a promieniowanie powodowałoby zwiększenie mutacji u żywych organizmów.

Według naukowców wzrosłaby również aktywność wulkanów, a sama skorupa Ziemi miałaby wyższą temperaturę. Dodatkowo na pewno zmieniłaby się charakterystyka płyt tektonicznych. Wszystko to mogłoby wpłynąć na możliwość rozwoju życia na Ziemi, nawet gdyby miało ono miliardy lat na dostosowanie się do takiej planety.

Ostatnim niepożądanym efektem większej i cięższej Ziemi była prawdopodobna zmiana orbity (wiecie to już z opowieści o tym, co i jak wokół czego krąży), a także większe prawdopodobieństwo przyciągania wszelkiego rodzaju kosmicznych gości i ponowne przyciągnięcie Księżyca, który obecnie się od nas oddala. Zmianie uległaby nasza strefa Roche’a (zwana strefą Hilla), czyli strefa (obecnie dla Ziemi ok. 1,5 mln km), w której przyciąganie ziemskie jest silniejsze niż przyciąganie większego, lecz dalszego obiektu (np. Słońca, Jowisza).

Wygląda na to, że na kosmicznej loterii życia wygraliśmy główną nagrodę!

Ziemia, Ziemianie, staroangielski człowiek guma i ucieczka żmii przed mazurzeniem

Słowo oznaczające ‘ziemię’ w języku praindoeuropejskim rekonstruuje się w następującej postaci:  mianownik/biernik *dʰéǵʰōm (dopełniacz *dʰǵʰmés, miejscownik *dʰǵʰém. Pierwotna forma z samogłoską między * a *ǵʰ znana jest tylko z języków anatolijskich, czyli grupy, która jako pierwsza odłączyła się od wspólnego przodka. W języku hetyckim ziemia nazywana była dēgan i miała rodzaj nijaki. Na ogół uważa się, że ta hetycka nijakość jest wtórna, a praindoeuropejska ‘ziemia’ od początku należała do rodzaju ożywionego, ale nie ma co do tego pewności. Rzeczownik ożywiony mógł zostać utworzony od hipotetycznego nijakiego *dʰéǵʰm̥. Tak czy owak w języku, który był wspólnym przodkiem całej reszty rodziny indoeuropejskiej, słowo ‘ziemia’ zostało zaliczone do rodzaju żeńskiego, który wyewoluował wskutek podziału dawnego rodzaju ożywionego. Jego mianownik i biernik przybrały przy tym nową formę, *dʰǵʰṓm, która, bądźmy szczerzy, była łamańcem językowym, choć nie naruszała żadnych reguł fonologii indoeuropejskiej. Trójspółgłoskowa zbitka nagłosowa w przypadkach zaczynających się na *dʰǵʰm- straciła pierwszy element, więc np. dopełniacz uprościł się do ǵʰmés. Oprócz starego miejscownika *dʰǵʰém, który mógł być rozszerzany o partykułę *-i (*dʰǵʰémi), tworzono też inne formy o funkcji przysłówkowej, np. *dʰǵʰém-en ‘na ziemi’.

Blue Marble, czyli najbardziej znany portret Ziemi. Foto: załoga Apollo 17 (1972). Źródło: NASA (domena publiczna).

Trudna do wymówienia zbitka *dʰǵʰ rozwijała się w szczególny sposób w różnych językach potomnych. Na przykład w linii prowadzącej do języka greckiego spółgłoski przydechowe uległy ubezdźwięcznieniu, a przy okazji zamieniły się miejscami, stąd starogreckie kʰtʰṓn ‘ziemia’, wchodzące w skład takich słów zapożyczonych z greki jak autochton ‘tubylec’ albo chtoniczny ‘związany z ziemią, zrodzony z ziemi’. W językach indoirańskich głoska *ǵʰ rozwinęła się w miękkie zwartoszczelinowe *dźʰ, a cała zbitka nagłosowa w słowie ‘ziemia’ ewoluowała następująco: najpierw *dʰdźʰ > *džʰ, następnie w języku praindoaryjskim nastąpiła dziwna, ale regularna zmiana *džʰ > *gžʰ, a w dialekcie wedyjskim języka staroindyjskiego *gžʰ ubezdźwięczniło się i straciło przydech, dając kṣ (wymawiane jak polskie ksz). Mamy zatem wedyjskie kṣam- ‘ziemia’. Jednak dopełniacz *ǵʰmés rozwinął się w wedyjskie jmás (z j wymawianym jak polskie ). Po wszystkich zmianach, jakie się dokonały, staroindyjska deklinacja ‘ziemi’ stała się zdecydowanie nieregularna: mianownik kṣā́s, biernik kṣā́́m, dopełniacz jmás (że o innych przypadkach nie wspomnę).

A co się stało w językach bałtosłowiańskich, do których należy polski? Podstawą dla dalszego rozwoju słowa ‘ziemia’ stał się tam miejscownik *dʰǵʰémi > *ddźemi (trochę podobnie jak w językach indoirańskich, ale z wczesną utratą przydechu) uproszczony do *dźemi. W prabałtosłowiańskim zrobiono z miejscownika/przysłówka rzeczownik przez dodanie pospolitej końcówki rodzaju żeńskiego *: *dźemi-ā. Dalszy rozwój przebiegał już niezależnie w językach bałtyjskich (np. litewskie žemė) i słowiańskich (prasłowiańskie *zemja). Na dużej części obszaru słowiańskiego *mj rozwinęło się w *mlj (w polskim tylko wyjątkowo w kilku wyrazach), dlatego polskiemu ziemia i czeskiemu země odpowiada rosyjskie czy ukraińskie zemljá (mamy też regionalne słowo ziemlanka ‘ziemianka’). Oprócz słowa powszechnego w całej grupie bałtosłowiańskiej języki słowiańskie zachowały też rzadszy wariant *zemь (również rodzaju żeńskiego). W języku słowackim mamy zem ‘ziemia’, a pod wpływem słowackim dialekt podhalański używa zwrotów na ziem ‘na ziemię’, o ziem ‘o ziemię’.

Słowo ‘ziemia’ jest tak pojemne znaczeniowo, że należałoby się zastanowić, co mieli na myśli Indoeuropejczycy, mówiąc *dʰǵʰṓm. Przede wszystkim chodziło o grunt pod nogami, czyli powierzchnię ziemi, a ogólniej świat, zwłaszcza dla podkreślenia, że chodzi o część uniwersum zamieszkaną przez ludzi oraz żywe istoty „z tego świata” (w odróżnieniu od duchów i bogów nieśmiertelnych). Istniały inne, bardziej wyspecjalizowane słowa określające ‘glebę’, ‘suchy ląd’ albo ‘region’, co nie oznacza, że nie można było użyć słowa ‘ziemia’ w tych znaczeniach. Ziemia występowała często jako bogini (matka wszelkiego życia i personifikacja przyrody), choć na ogół słowo *dʰǵʰṓm było w tej funkcji zastępowane jakimś poetyckim epitetem. Na przykład w religii wedyjskiej i mitologii starożytnych Indii bogini ziemi i natury nadano imię Pṛthivī́ (etymologicznie: ‘szeroka, rozległa’). Jako rzeczownik pospolity słowo pṛthivī́ było mniej więcej synonimem kṣam-.

Wiele oczywiście zależy od rozwoju semantycznego w poszczególnych językach. Grecy dla „ziemi matki” używali dość tajemniczego słowa , lub gaîa (także jako imienia odpowiedniej bogini – w wersji polskiej Gaja). Ten element występuje w słowach geologia, geografia, geometria, Pangea. itp. Łacińskie humus < *dʰǵʰom- (ze zmodyfikowaną fleksją) oznaczało grunt lub glebę, ale nie świat czy naturę. Jest to słowo ciekawe, bo należące do rodzaju żeńskiego mimo odmiany wg II deklinacji (jak lupus ‘wilk’). Jest to też jeden z bardzo nielicznych rzeczowników łacińskich, który zachował specjalną formę miejscownika humī ‘na ziemi’ (łacina w zasadzie utraciła ten przypadek). Rzymską personifikacją ziemi/natury/sił płodności była bogini Tellūs, dopełniacz Tellūris. Słowo tellūs (którego trudną etymologię pominę, a od którego w XIX w. urobiono nazwę pierwiastka telluru) mogło również oznaczać ląd (w odróżnieniu od oceanu), kraj albo część świata, a kiedy stało się jasne, że Ziemia jest jednym z obiektów Wszechświata – także kulę ziemską. Podobny zakres znaczeń miało słowo terra o pierwotnym znaczeniu ‘suchy ląd’ (z praindoeuropejskiego *ters- ‘wyschnąć, poczuć pragnienie’). We współczesnej terminologii naukowej, jeśli trzeba Ziemię nazwać po łacinie, najczęstszym wyborem jest właśnie Terra. Trzeba jednak pamiętać, że pogląd o kulistości Ziemi i wizja Ziemi jako obiektu kosmicznego podobnego typu jak Księżyc i pozostałe planety, upowszechnił się wśród filozofów greckich w VI/V w. p.n.e., trudno się zatem dziwić, że słowo praindoeuropejskie nie mogło mieć od początku konotacji astronomicznych.

Jeżeli *dʰǵʰem-en oznaczało ‘na ziemi, na tym świecie’, to reguły słowotwórstwa indoeuropejskiego pozwalały utworzyć rzeczownik pochodny *dʰǵʰemon- ‘mieszkaniec świata ziemskiego, Ziemianin, śmiertelnik’ (mianownik *dʰǵʰemō, dopełniacz *dʰǵʰm̥nes, l.mn. *dʰǵʰemones). Po różnych wyrównaniach analogicznych redukujących oboczności występujące w odmianie powstało z tego praitalskie *xemō > starołacińskie hemō i klasyczne łacińskie homō. Końcowe *-n mianownika zanikło po długim *ō już w okresie praindoeuropejskim, ale pojawia się w innych formach deklinacyjnych (jak biernik hominem, dopełniacz hominis czy liczba mnoga hominēs). W łacinie homō mogło się odnosić także do kobiet (hominēs fēminae), natomiast dla (dorosłych) mężczyzn zarezerwowane było określenie vir,  Wszyscy wiemy, że Homo to łacińska nazwa rodzajowa człowieka w biologii, ale rzadziej zdajemy sobie sprawę, że łacińskie nēmō ‘nikt’ wywodzi się ze złożenia *ne-hemō (dosłownie ‘żaden człowiek’). Natomiast łacińskie hūmānus ‘ludzki’ było przymiotnikiem utworzonym prawdopodobnie od praitalskiego *xōm, czyli od dobrze już nam znanego *dʰǵʰōm ‘ziemia’. Nie pochodzi zatem wprost od homō, ale ma z nim wspólnego przodka.

W językach germańskich to samo słowo *dʰǵʰemō | *dʰǵʰm̥n- rozwinęło się w pragermańskie *gumô. Stąd mamy gockie guma (dopełniacz gumins, l.mn. gumans), staroangielskie guma (dopełniacz i l.mn. guman), staroislandzkie gumi. W odróżnieniu od łaciny języki germańskie zawęziły znaczenie *gumô do mężczyzn, a w późniejszym okresie słowo to pojawiało się głównie w poetyckim języku opowieści epickich. Podobną ewolucję przeszło później słowo mann, które w staroangielskim oznaczało człowieka dowolnej płci (choć gramatycznie było rodzaju męskiego). Dziś w języku angielskim, żeby abstrahować od płci, trzeba użyć słowa human zapożyczonego z łaciny. Dodać można, że również języki bałtyjskie zachowały derywat definiujący człowieka jako ‘Ziemianina’: starolitewskie žmuo ‘człowiek, mężczyzna’ < prabałtosłowiańskie *dźmô < *(dʰ)ǵʰmō. Choć słowo to zostało zastąpione w liczbie pojedynczej przez współczesne litewskie žmogus (pokrewne, ale o niejasnej budowie i nieodpowiadające dokładnie łacińskiemu homō), to liczba mnoga žmonės ‘ludzie’ przetrwała i jest używana także jako litewska nazwa gatunku Homo sapiens.

Wyrazy oznaczające człowieka w językach słowiańskich nie mają nic wspólnego z ziemią, ale mamy za to inną interesującą Ziemiankę: *(dʰ)ǵʰm- z sufiksem *-ijā rozwinęło się w prasłowiańskie *zmьja > staropolskie zmija (zwykle źmija z asymilacyjnym zmiękczeniem). Oznaczał on istotę „ziemną” (pełzającą po ziemi), podobnie jak rzadsze słowo rodzaju męskiego *zmьjь > źmij. Prasłowianie nie byli herpetologami, więc nie odnosili nazw *zmьja i *zmьjь do konkretnego gatunku węża (np. żmii zygzakowatej jak w języku polskim) natomiast obejmowali nimi także baśniowe lub mitologiczne stwory wężopodobne. Współczesna wersja polska, żmija, to forma hiperpoprawna, jeden ze skutków obawy Polaków z XVI/XVIII w. przed posądzeniem o ludową skłonność do mazurzenia (czyli wymawiania sz, ż, cz, jako s, z, c, dz).

Tym wpisem wywiązałem się z obietnicy, że omówię kolejno nazwy Słońca, Wenus i Ziemi. Do teminologii astronomicznej jeszcze powrócę, ale nie od razu, żeby nie zaniedbać innych tematów.