Ziemia nie powinna mieć wody, a planety coś przemieściło - POP Science #120

Hej, hej POP Science maniaku lub POP Science maniaczko! Jeśli nie chcesz przegapić kolejnych odcinków, to koniecznie zajrzyj na naszą stronę astrofaza.pl i zapisz się na darmowy newsletter. Dwa razy w tygodniu otrzymasz podsumowanie tego, co robimy w ramach Astrofazy, a warto, bo dzieje się naprawdę dużo. A teraz już zapraszam na odcinek. Dzień dobry moi drodzy, witamy bardzo serdecznie w kolejnym POP Science. Dzisiaj można powiedzieć trochę nietypowo, bo będziemy odpowiadać na pytania. Pytania dotyczące Układu Słonecznego, kosmiczne pytania, które pojawiały się bardzo często i gęsto. No i tak stwierdziliśmy, że dlaczego by nie odpowiedzieć właśnie w formie takiego POP Science. Także cóż, dzisiaj Układosłoneczno.

Układ słoneczny ma to do siebie, że jest, że jest obserwowany od praktycznie od zawsze, dlatego że słońce obserwujemy, powoduje, że w ogóle są pory dnia i pory roku i wszystko i zwracamy uwagę na to, że ta Ognista kula na niebie powoduje, że jest dzień. Nie wszystkie, ale kilka planet obserwowano. Przezwano je planetami, dlatego że planetę to gwiazda błądząca. Nasze poglądy na temat Układu Słonecznego zmieniały się w miarę upływu czasu od starożytności, poprzez wielką rewolucję,

Której początkiem była publikacja Mikołaja Kopernika. Badaliśmy to wszystko dosyć skrupulatnie w epoce lotów kosmicznych, gdy Zaczęliśmy konstruować rakiety, gdy poleciał w przestrzeń kosmiczną pierwszy sputnik, rakieta R-7, pierwszy sputnik. Dosyć szybko zaczęto wysyłać pojazdy, sondy kosmiczne w kierunku Księżyca i innych planet Układu Słonecznego. Oczywiście wcześniej Odkryto nieznane, bo niewidoczne gołym okiem planety, odkryto księżyce Jowisza, także się okazało, że niektóre z planet mają księżyce.

O Marsie wcześniej napisano, że ma księżyce, niż te księżyce odkryto. To też jest jedna z ciekawostek. Tak, to jest coś niezwykłego. W każdym razie nasza wiedza o Układzie Słonecznym rośnie i to rośnie w zasadzie z każdym rokiem, z każdą kolejną misją. Czasami skupiamy się bardziej na Marsie i był taki okres parę lat temu, że tam tych łazików po kolei ileś tam po Marsie jeździło. Teraz troszkę ten Mars jakby przygasł i ta nasza euforia związana z Marsem troszkę opadła. Natomiast mimo tego, że mamy coraz lepszy sprzęt, coraz więcej jest obserwacji, coraz bardziej rozbudowany aparat

Już nie powiem matematyczny, bo tutaj to wszystko co jest potrzebne w Układzie Słonecznym zostało zbudowane w czasach newtonowskich, te poprawki relatywistyczne powstały i dużo więcej nie trzeba. Ten nasz wzrost wiedzy rodzi wciąż pytania i Im więcej wiem, tym bardziej zdaję sobie sprawę z tego, jak mało wiem. I apetyt rośnie w miarę wiedzenia. Wiedzenia, tak. Gdy wciągamy wiedzę, to chcemy jej wciągnąć coraz więcej i nagle się okazuje, że jest kres i to nie wiadomo, czy jest to kres rzeczywiście wszystkiego, czy też może jakby kres kolejnego etapu, tak jak w programie o

Natomiast pytanie pierwsze z brzegu. Jak powstał Układ Słoneczny? Teraz powinienem jak przy tablicy stać taki, no układ słoneczny powstał. On powstał. Powstał. Tak. Powstań wyklęty ludu Ziemi. Dokładnie. Słuchaj, no jakby nie wiemy oczywiście jak To znaczy nie wiemy jak, nie widzieliśmy jak powstał, no bo siłą rzeczy ciężko zobaczyć coś, co wydarzyło się 4,5 miliarda do 5 miliardów lat temu, kiedy żyjemy wewnątrz tego układu, bo możemy sobie to obserwować oczywiście gdzieś daleko, tak, przez to, że światło leci ze skończoną prędkością, ale możemy obserwować inne układy, które są podobne, mają podobną gwiazdę, mają podobny skład planetarny, a znajdujemy takie układy i dzięki temu

No mniej więcej na zasadzie ekstrapolacji danych stwierdzić, że podobnie miało to miejsce w przypadku naszego Układu. No tutaj tym jakby Immanuel Kant, Wyspy Wszechświata, ale też Układy Planetarne, czy nasz Układ Planetarny, jako takie odniesienie do tego wyspowego jakby kształtu płaskiego, rotującego kształtu galaktyk, Będących mgławicami spiralnymi. Zresztą kiedyś wierzono, że te mgławice spiralne, jeszcze zanim Hubble pokazał, że to są odległe galaktyki, że to są jakieś tam mgławice takie, z których być może powstają jakieś planety. Tak samo mgławice protoplanetarne, które

Nie mają nic wspólnego z planetami, ale jednak tak zostały nazwane, bo te niedostatki wiedzy były. Rzeczywiście dzisiaj Immanuel Kant jakby pokazał ten model taki mgławicowy, że najpierw jest mgławica w środku Słońce, potem jakieś tam coraz większe paprochy się ze sobą łączą i tworzą ten układ planetarny i to wszystko z grubsza Koncepcyjnie wygląda dobrze, tylko że jest to układ, który jak przypuszczamy liczy sobie około 5 miliardów lat, czyli mniej więcej 5 miliardów, a liczy sobie więcej ten układ, dlatego że 5 miliardów lat temu

Słońce tak się narodziło, rozbłysło słońce. Potem jeszcze około pół miliarda trwało, no mówi się, że Ziemia to jest jakieś 4,5-4,6 miliarda lat, kiedy ukształtowała się w takiej właśnie postaci, ale Te mechanizmy, które doprowadzały do sklejania, te mechanizmy związane z propagacją momentu pędu w Układzie Słonecznym. Jeszcze jakiś czas temu pole magnetyczne było czymś, też odwołujemy się do odcinka o polu magnetycznym, było czymś, co Obarczano odpowiedzialnością za te procesy, co do których nie mamy pewności.

Dzisiaj Magnetohydrodynamiczne modelowanie pewnych jakby procesów fizycznych jest bardzo dokładne. Dzisiaj komputery są bardzo szybkie. Ich moce obliczeniowe są takie, że my możemy te cząsteczki brać bardzo małe i na bazie znanych praw fizycznych nakładać na nich jakieś obwarowania. I wprowadzać w ruch, rozwiązując układy równań różniczkowych, czyli tworząc jakąś ewolucję z uwzględnieniem bardzo wielu procesów. Natomiast my nie wiem, czy będziemy w stanie kiedykolwiek zasymulować wszystkie cząstki, które są w Układzie Słonecznym, zasymulować to nie z grubsza, bo my cały czas modelujemy wszystko z grubsza.

To fajnie, to się pokrywa z tym jakie mamy o tym wyobrażenie, pokrywa się tak W dosyć dużym stopniu ze stanem obecnym, czyli jak weźmiemy na początku tam jakąś chmurę, puścimy ją w ruch, to w momencie, gdy nadamy jej tym składnikom tej chmury w pamięci komputera odpowiednie parametry początkowe, no to po jakimś czasie, który będzie symulował ten upływ tam ilość miliardów lat, my dostaniemy z grubsza to, co mamy w tej chwili. Natomiast cały czas ten stopień naszego zrozumienia nie do końca jest taki oczywisty, bo my nie wiemy jak różne formacje w ramach Układu Słonecznego się narodziły.

Ale tutaj mamy pewne podejrzenia, właśnie wynikające z obserwacji tych innych układów. Tak. Więc wydaje się, że odpowiadając na to pytanie, no bo nie możemy też zostawić widza z jeszcze workiem innych pytań, nie odpowiedziawszy na to główne, czyli jak Układ Słoneczny mógł powstać. Wydaje się, że podobnie jak w przypadku innych układów, mieliśmy do czynienia najpierw z nagromadzeniem gazu pyłu w jakimś obłoku molekularnym, których pełno jest. W przestrzeniach galaktycznych, międzygwiazdowych. No i jakieś być może wybuchy supernowych. Coś musiało popchnąć te masy pyłu i gazu, przez co one koncentrując się, zaczęły ze sobą elektrostatycznie, ale też grawitacyjnie coraz bardziej oddziaływać, zlepiając się w jakieś tego typu różne

Więc być może taka panspermia dotyczy także układów całych. Tak, no bo tutaj główne pytanie nie jest o to, w jakim aktualnie stanie jest układ słoneczny, tylko, nie wiem, to jest taka wiedza przysłowiowemu Kowalskiemu, przepraszam, Kowalskich, to Nowakowi, też przepraszam. Teraz do końca kaleszek będzie kolejne nazwiska i przepraszam. Tak, coraz mniej popularny. W każdym razie my nic nie wiemy właśnie na temat tych zjawisk takich jakby to powiedzieć granicznych. Cały czas nie wiemy nic na temat tych zjawisk, które były jakby w momencie pewnych niestabilności, w które wchodził.

To jest to bardzo skomplikowany układ. Każdy taki skomplikowany układ wchodzi w takie momenty, gdzie przestaje być stabilny. I oczywiście są takie niestabilności lokalne, które w ramach całego układu może nie są bardzo znaczące, ale lokalnie są istotne. No i mogą być raz na jakiś czas te wskazówki w zegarze się spotykają. Więc są jakieś rezonanse, one doprowadzają do pewnych zjawisk. My dzisiaj wiemy, jak wytłumaczyć te przerwy Kirkwooda, przerwy w pierścieniach, natomiast takie grubsze zdarzenia, które być może w przeszłości spowodowały, że wszystko się ułożyło tak, jak powinno, a nie rozpadło.

I tutaj rzeczywiście mówisz jakieś pobliskie gwiazdy, które przechodziły, które mogły wpłynąć na dynamikę tego wybuchu. Albo wybuchy supernowych. My to dzisiaj odkrywamy tak naprawdę w izotopach, w pokładach różnych znaki, że faktycznie promieniowanie z takiego wybuchu supernowej docierało do powierzchni Ziemi. To jest jakby pytanie też o życie, ale myślę, że te pytania o życie to zostawimy sobie na odcinek dodatkowy dla Patroniątek. W każdym razie to jest jedna rzecz. My dalej obserwujemy też ewolucję układów planetarnych, więc widzimy, że faktycznie ta hipoteza o dysku protoplanetarnym, czyli że to się faktycznie wypłaszcza przez ten ruch obrotowy, spiralny wokół tej gwiazdy, która w pewnym momencie zaczyna

Przetwarzać ten wodór na hel, zapłoną tam, jeżeli masa jest odpowiednia, te właśnie reakcje termojądrowe, no to zostaje ta reszta. W przypadku Układu Słonecznego ponad 99% masy to jest Słońce. Na planety zostało tak naprawdę niewiele masy, a i tak wystarczyło. Jedna tysięczna. Z czego i tak większość Jowisz zgarnął. Zachłanny. W każdym razie my to obserwujemy, bo są już zdjęcia, dzisiaj bezpośrednio zrobione zdjęcia dysków protoplanetarnych z zagęszczeniami, które sugerują, że tam powstaje planeta. Oczywiście to może być coś zupełnie innego, no ale jakby szansa na to, że to jest coś innego jest dużo mniejsza niż szansa na to, że obserwujemy właśnie ten proces. Ale to właśnie obserwacje innych systemów planetarnych,

Po drugie, no może tak być, bo u nas jest dużo takich poszlak, które wskazują na to, że nasze duże planety migrowały. Tak, no jest właśnie jest sporo, bo jakby migracja planet olbrzymich na zewnątrz Układu Słonecznego, ona z jednej strony jest wielką jakby tajemnicą, chociaż pewne modelowania jakby Pokazują, że tak mogło się stać. Natomiast one by wyjaśniły inną sprawę, sprawę chociażby pasa Kuipera, przerzucenia dużej ilości tego gruzu. Z drugiej strony też w trakcie migracji też przerzucanie tego gruzu do środka, szafowanie tym gruzem powodowało

Symulacji, w których my w komputery wkładamy Pewien model, on jest z gruntu uproszczony, bo my nie jesteśmy w stanie wszystkiego włożyć, wszystkich cząstek i jakby wziąć pod uwagę wszystkich zależności, a czasami ten drobiazg, gdy jest właśnie układ, powiedzmy takie wahadło, stanie na sztorc. I czasami drobne dmuchnięcie powoduje, że ono leci dalej i tak jak El Nina i El Nino czasami w jakimś tam opowiadaniu właśnie było, że El Nina i El Nino one powodują te okresy klimatyczne jakieś tam takie drobne, że się rozkładają, energia się rozkłada i w jednym z opowiadań pokazano, że przyczyną był człowiek, który

Co więcej, modele polegają i modelowanie polega na tym, że ty najpierw wymyślasz sobie koncepcję. To znaczy, a co jeśli planety migrowały? I zaczynasz ustawiać model. To nie jest tak, że nagle trafiłeś niczym Sherlock Holmes na jakiś Po szlakę na jakiś dowód na to, nie wiem, że gdzieś tabliczka sumeryjska została zapisana i w przestrzeni kosmicznej się unosiła, zaraz za czajniczkiem Russella leciała. Na ten czas Jowisz spakował swe rzeczy i wyemigrował. I razem z Wolskim wyemigrował w dalsze rejony, rubieży Układu Słonecznego. Nie. Mam koncepcję, czy tak mogło być i zaczynam konstruować model. I w ten model wpycham wszystkie teorie, które dotyczą, że tak powiem, zachowań tego, co chcę modelować i sprawdzam, czy mi nie wywali to teorii np. względności, albo czy mi to praw Keplera jakoś nie złamie, dotyczących orbit planetarnych.

Wielkie bombardowanie, tak żeby nakreślić temat, to jest jeden z pierwszych etapów po powstaniu Układu Słonecznego, kiedy już się gdzieś tam te planety zaczęły zawiązywać, ale wciąż nie wyczyściły jeszcze do końca swoich orbit. Było mnóstwo gruzu, który co chwila spadał. Stąd też te kratery, które możemy obserwować na Księżycu, czy na przykład na Kalisto, to jest w ogóle bardzo pradawna powierzchnia, jeżeli chodzi o Księżyce Jowisza. Merkury, tam widzimy mnóstwo kraterów, krater na kraterze, jeden krater i 50 kraterów w tym kraterze, bo po prostu cały czas właśnie obrywały. I pytanie tutaj nie jest, czy był taki okres, bo oczywiście kiedyś tej drobnicy było więcej i mocniej jakby bombardowała, tylko że Zawsze jak, zawsze, no ja pamiętam ze swojej młodości, jak czytywałem jakieś książeczki o Układzie Słonecznym, to było stwierdzenie, był okres na początku Układu Słonecznego, gdy Ziemia i planety już się uformowały, drobnica była jakby wyczesywana i przyciągana i był ten okres wielkiego bombardowania.

Co przestaje generować nam ochronne pole magnetyczne. Więc nagle ten wpływ wiatru słonecznego zaczyna być dużo bardziej druzgoczący. Te rozpędzone cząstki promieniowania kosmicznego są w stanie rozbijać np. parę wodną, która nam się ...atmosfery dostaje, a potem wywiewać ją, więc ta atmosfera zaczyna być coraz rzadsza, nie mówiąc już o jakichś takich wolnych atomach, które znajdują się w atmosferze, tak? Więc tych też zaczyna być coraz mniej, a jak jest ich coraz mniej, to spada ciśnienie, a jak tam ciśnienie spada, no to przy niższym ciśnieniu woda wrze szybciej, tak? W niższych temperaturach, aż w końcu przy, no tam jest jedna setna tak naprawdę atmosfery ziemskiej. Więc z punktu widzenia wody to możemy to potraktować, że warunki są podobne do tych w próżni, a więc woda automatycznie będzie odparowywać.

Po pierwsze, mechanika niebieska jest dzisiaj nauką na tyle precyzyjną, że mając rozmiary, mając ruchy ciał w Układzie Słonecznym wzajemne, jesteśmy w stanie dokładnie policzyć Jesteśmy w stanie, nawet mając jakieś orbity, policzyć pewne niuanse i rozkłady mas, o czym tutaj mówiliśmy w przypadku Ziemi. Natomiast z punktu widzenia Układu Słonecznego to, czy masa rozłoży się tak albo inaczej, czy będzie bardzo gęste jądro i trochę rzadszy płaszcz, To nie do końca, jest takie oczywiste. My bardziej dywagujemy, bazując na jakichś przesłankach, jakimi jest fizyka i zdrowy rozsądek, który nam coś podpowiada oraz pomiary takie astronomiczne.

Nie wiemy nic na temat składu tej wody. Znowu, czy ta woda jest słona, czy niesłona, czy jakieś inne minerały są tam rozpuszczone. Jak gruba jest pokrywa lodowa? Jeżeli tam jest woda oczywiście pod tym lodem, to czy ta pokrywa lodowa ma 100 metrów grubości, czy może raczej 2 kilometry grubości albo 5? Też o tym nie wiemy. Ponownie modele wchodzą w grę. Tak, bo wchodzą w grę modele. My bazujemy na modelowaniu wpływu grawitacyjnego, w tym wypadku Jowisza, głównie na Europę.

Tak, ale masz dostępną energię też np. przy powierzchni, bo dość głęboko jesteś w stanie np. fotosyntezę przeprowadzać, potem masz tam fitoplankton, który jest potem zjadany przez jakieś większe organizmy itd. Natomiast na Europie Jeśli tam w ogóle, bo to też jest rzecz nieudowodniona, tylko modele nam pokazują, że mogą takie kominy występować jak przy dnie oceanów na Ziemi, to jeśli występują, to ta energia jest dostępna tylko tam. Na zewnątrz jest zbyt zimno, żeby mogło się wielopiętrowo coś tam pojawić. Oczywiście jakby nie mamy pewności. Różne mogą być procesy biologiczne, ale jeżeli prawdą jest wszędzie to, że potrzebujesz tej energii, żeby budować coraz bardziej skomplikowane układy, to wydaje się, że tam jednak jest za mało, żeby takie potwory i monstra jak w tym filmie mogły występować.

Nie wiem, bo nie przyznaję, nie poszukałem, a teraz już tutaj rozmawiamy, więc nie będziemy się rozpraszać, bo nie wiem, czy istnieją jakieś rachunki mówiące o tym, jak dużo tej energii w taki właśnie sposób jest przetwarzane w układzie Jowisz Europa. Bo z drugiej strony, zobacz, na dnie Rowu Mariańskiego też jest bogate życie. Tak, tylko że pamiętaj, że są łańcuchy trawiczne, no tak? I masz po prostu łańcuchy pokarmowe też. To, że tam na dnie sola pływa, to nie jest tak, że komin hydrotermalny stworzył solę, że jakby tam było wystarczająco dużo energii, żeby ta sola mogła być.