Πώς θα μπορούσαμε να φτάσουμε στους επτά «αδελφούς» της Γης που ανακάλυψε η NASA.
Η ανακοίνωση της NASA περί εντοπισμού του πρώτου γνωστού συστήματος με επτά εξωπλανήτες - «αδελφούς» της Γης (εννοώντας ίδιου μεγέθους), τρεις εκ των οποίων βρίσκονται στην κατοικήσιμη ζώνη (την περιοχή γύρω από ένα άστρο όπου ένας βραχώδης πλανήτης είναι πιθανό να έχει νερό σε υγρή μορφή)- προκάλεσε ενθουσιασμό στον επιστημονικό και μη κόσμο. Πολλοί είναι αυτοί που εκτιμούν ότι οι πιθανότητες να υπάρχει κάποια μορφή ζωής εκεί δεν είναι καθόλου αμελητέες- ωστόσο, όπως και να έχει, για να διαπιστωθεί πέρα από κάθε αμφιβολία εάν ισχύει ή όχι κάτι τέτοιο, πρέπει να φτάσει εκεί διαστημόπλοιο, και κάτι τέτοιο δεν θα ήταν καθόλου εύκολο, δεδομένου πως το εξωπλανητικό σύστημα TRAPPIST-1 (από το Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope στη Χιλή) είναι σε απόσταση περίπου 40 ετών φωτός από τη Γη: Κοινώς, εάν κάποιος ταξίδευε με την «άπιαστη» ταχύτητα του φωτός, θα χρειαζόταν 40 χρόνια για να φτάσει εκεί.
Οπότε, από τη στιγμή που οι νόμοι της Φυσικής φαντάζουν (τουλάχιστον, για την ώρα) απαγορευτικοί για ένα τέτοιο ταξίδι, τίθεται το ερώτημα: Πώς θα ήταν δυνατόν να φτάσει ένα σκάφος εκεί; Σε αυτό το πλαίσιο, αξίζει να δούμε ξανά τέσσερις μεθόδους «επιστημονικής φαντασίας» για το μεγάλο ταξίδι στα άστρα, τις οποίες είχαμε παρουσιάσει σε παλαιότερο αφιέρωμα της HuffPost Greece με αφορμή την ανακάλυψη του πλανήτη Kepler-452b από τη NASA το 2015- ενός πλανήτη ο οποίος είχε χαρακτηριστεί «Γη 2.0», λόγω των διαφαινόμενων ομοιοτήτων του με το λίκνο της ανθρωπότητας. Επίσης, αξίζει να αναφέρουμε πως, στην περίπτωση των εξωπλανητών του TRAPPIST-1, τα πράγματα φαίνονται λίγο πιο...«βατά», από την άποψη πως ο Kepler-452b βρίσκεται σε πολύ μεγαλύτερη απόσταση (1.400 έτη φωτός).
Χωρίς να επιχειρούμε να «παραβιάσουμε» τη Σχετικότητα, λοιπόν, σας παρουσιάζουμε (ξανά) τέσσερις τρόπους με τους οποίους θεωρείται πως γήινα διαστημόπλοια θα μπορούσαν να φτάσουν στο σύστημα που ανακαλύφθηκε.
Εάν πάντως δεν μπορείτε να περιμένετε μέχρι να υλοποιηθούν όλα αυτά τα «εξωτικά» σχέδια, η NASA φρόντισε να δώσει μια δυνατότητα περιήγησης στην επιφάνεια του ενός από τους εξωπλανήτες που ανακαλύφθηκαν, τον TRAPPIST-1d, μέσω βίντεο 360 μοιρών- βάσει των υπαρχόντων μέχρι τώρα στοιχείων.
Κρατήστε πατημένο τον κέρσορα στην οθόνη και κινήστε τον για να κοιτάξετε γύρω (κάντε το ίδιο με το δάχτυλό σας στην οθόνη εάν είστε από κάποια φορητή συσκευή) και απολαύστε ελεύθερα!
Για το ταξίδι στο TRAPPIST-1 λοιπόν, έχουμε και λέμε:
Σκάφος με ταξιδιώτες σε νάρκη
Η κρυονική αποτελεί ένα από αυτά τα «όνειρα» της επιστημονικής φαντασίας που μοιάζουν να βρίσκονται πάντα «τόσο κοντά, αλλά τόσο μακριά». Η κεντρική ιδέα είναι το «πάγωμα»/ νάρκη του πληρώματος, το οποίο παραμένει σε αυτή την κατάσταση καθ'όλη τη μακροχρόνια διάρκεια του διαστημικού ταξιδιού. Οι επιβάτες ξυπνούν όταν το σκάφος -που κινείται με «συμβατική» (από άποψης Φυσικής, επειδή και πάλι, εν συγκρίσει με τα σημερινά δεδομένα, θα απαιτούνται καινοτόμες τεχνολογίες προώθησης, όπως η πυρηνική προώθηση, τα ηλιακά ιστία κ.α.- καθώς και φυσικά αντίστοιχες πηγές ενέργειας, όπως η πυρηνική σύντηξη) προώθηση έχει φτάσει στον προορισμό του.
Τα αποκαλούμενα «sleeper ships» αποτελούν ένα δημοφιλές μοτίβο της επιστημονικής φαντασίας- ωστόσο για το διάστημα που διαρκεί το ταξίδι, κάποιος θα πρέπει να αναλαμβάνει τη συντήρηση του σκάφους: είτε συστήματα τεχνητής νοημοσύνης/ ρομποτικής, είτε ένα επίλεκτο πλήρωμα το οποίο θα ξυπνά τακτικά (θυμηθείτε το σχετικά πρόσφατο κινηματογραφικό «Passengers») για να ελέγχει τα πράγματα, ή που θα είναι ταγμένο να παραμένει «ξύπνιο» για πολλές διαφορετικές γενεές, όσο διαρκεί το ταξίδι. Και αυτό οδηγεί στο επόμενο σενάριο.
Σκάφη γενεών (generation ships)
Είναι ακόμα πιο «συμβατικού» χαρακτήρα από ό,τι τα sleeper ships, αλλά, με τον τρόπο του, είναι πιο φιλόδοξων/ επικών διαστάσεων. Η κεντρική ιδέα είναι ότι δεν θα είναι οι αρχικοί επιβάτες που θα φτάσουν στον προορισμό, αλλά οι απόγονοί τους. Το «generation ship», το οποίο κινείται με ταχύτητα μικρότερη του φωτός στο Διάστημα (ακόμα και αν την πλησιάζει) αποτελεί ένα κλειστό, αυτάρκες οικοσύστημα- μια ζωντανή, λειτουργούσα αποικία, με έναν πληθυσμό ο οποίος ζει εκεί, εξελίσσεται, αναπαράγεται για χρόνια, ίσως και για αιώνες και για χιλιετίες: Φανταστείτε μία πόλη σε ένα διαστημόπλοιο που ταξιδεύει στο Διάστημα. Οι κάτοικοί της έχουν την καθημερινή ζωή τους, κάνουν παιδιά, γερνούν, πεθαίνουν και κάποια στιγμή, μια από τις επόμενες γενεές, οι απόγονοί τους, θα φτάσουν στον προορισμό τους.
Πρόκειται για ένα εξαιρετικά μεγαλόπνοο όραμα, το οποίο μπορεί να μην «σκοντάφτει» στη Φυσική, αλλά έχει τεράστιες τεχνολογικές απαιτήσεις. Το πλοίο θα πρέπει να είναι γιγαντιαίων διαστάσεων, προκειμένου να μπορεί να φιλοξενεί και συντηρεί ένα πλήρες, αυτόνομο και ανανεούμενο οικοσύστημα (αέρας, νερό, γεωργία, κτηνοτροφία, ενέργεια), που με τη σειρά του θα μπορεί να συντηρεί έναν πληθυσμό επαρκούς μεγέθους ώστε να διασφαλιστεί (από γενετικής, αλλά και κοινωνικής άποψης) η υγιής εξέλιξη και επιβίωσή του ανά τους αιώνες που θα διαρκέσει το ταξίδι.
Κινητήρας στρέβλωσης ή δίνης (Warp Drive)
Μπαίνοντας στο «βασίλειο» αυτών που προσπαθούν να παρακάμψουν τη Σχετικότητα, οι φίλοι του Star Trek γνωρίζουν σίγουρα την έννοια του Warp Drive (ελληνιστί, κινητήρας στρέβλωσης ή δίνης) – ή, βάσει των ιδεών του Μεξικανού φυσικού Μιγκέλ Αλκουμπιέρε, Alcubierre drive. Η κεντρική ιδέα είναι ότι, αντί το διαστημόπλοιο να επιταχύνει το ίδιο τον εαυτό του σε υψηλές ταχύτητες για να κινηθεί στον χώρο...αλλάζει τον χώρο, προκειμένου, τρόπον τινά, να «κόψει δρόμο». Στην ουσία, το διαστημόπλοιο (μέσω κάποιου είδους κινητήρων/ γεννητριών παραγωγής βαρύτητας), στρεβλώνει τον χωροχρόνο γύρω του (φέρνει πιο μπροστά το «εμπρός» και στέλνει πιο μακριά το «πίσω»), φέρνοντας πιο κοντά το σημείο προορισμού. Γύρω από το σκάφος δημιουργείται μια «φυσαλίδα», μέσα στην οποία οι αποστάσεις είναι «μικρότερες»: φανταστείτε δύο σημεία πάνω σε ένα φύλλο χαρτί, τα οποία, όταν το χαρτί είναι απλωμένο σε ένα τραπέζι, έχουν μια απόσταση μεταξύ τους. Εάν το φύλλο διπλωθεί, τότε η απόσταση μεταξύ τους μειώνεται. Αυτή είναι η φιλοσοφία του Warp Drive, και έχει το ευφυές χαρακτηριστικό ότι δεν παραβιάζει τη σχετικότητα, αλλά την παρακάμπτει.
Το σκάφος, όσον αφορά στον εαυτό του και τη «φυσαλίδα», δεν κινείται με την ταχύτητα του φωτός- αλλά, όσον αφορά σε έναν εξωτερικό παρατηρητή (εκτός σκάφους και «φυσαλίδας»), το σκάφος κινείται με ταχύτητες κατά πολύ μεγαλύτερες του φωτός.
Σκουληκότρυπες/ «πύλες» (wormholes)
Η «σκουληκότρυπα» είναι μια υποθετική τοπολογική ιδιότητα του χωροχρόνου: Ένα «τούνελ» το οποίο συνδέει δύο συγκεκριμένα σημεία του, επιτρέποντας σε ένα σκάφος να «κόψει δρόμο», παρακάμπτοντας την «κανονική» απόσταση- φανταστείτε, χάριν ευκολίας ένα βουνό. Εάν θέλετε να πάτε από ένα σημείο στη μία πλευρά σε ένα σημείο στην άλλη, τότε πρέπει να περπατήσετε/ σκαρφαλώσετε όλη την απόσταση πάνω στην επιφάνειά του...ή να βρείτε ένα τούνελ το οποίο συνδέει απευθείας τα δύο σημεία.
Μέχρι τώρα, δεν έχουν βρεθεί παρατηρησιακές αποδείξεις για την ύπαρξη σκουληκοτρύπων (Einstein-Rosen Bridge), αλλά οι εξισώσεις της Γενικής Σχετικότητας αφήνουν «περιθώρια» για την ύπαρξή τους. Χαρακτηριστικά παραδείγματα είναι οι σκουληκότρυπες Scwarzschild, το Casimir effect κ.α. Σημειώνεται ότι η Γενική Σχετικότητα προβλέπει ότι, εάν υπάρχουν σκουληκότρυπες μέσα από τις οποίες είναι δυνατόν να περάσει ένα σκάφος, θα επιτρέπουν και ταξίδι στο χρόνο. Κάποιες θεωρίες «θέλουν» τις σκουληκότρυπες και ως πύλες προς διαφορετικά σύμπαντα.
Κώστας Μαυραγάνης
23/02/2017
http://www.huffingtonpost.gr/2017/02/23/eidhseis-tech-epta-planhtes-pws-ftanoume_n_14952420.html?utm_hp_ref=greece
ΣXETIKA KEIMENA
This artist's concept shows what the TRAPPIST-1 planetary system may look like, based on available data about the planets’ diameters, masses and distances from the host star. Credit: NASA-JPL/Caltech
NASA telescope reveals largest batch of Earth-size, habitable-zone planets around single star
NASA's Spitzer Space Telescope has revealed a new exoplanet discovery: the first known system of seven Earth-size planets around a single star. Three of these planets are firmly located in the habitable zone, the area around the parent star where a rocky planet is most likely to have liquid water.
The discovery sets a new record for greatest number of habitable-zone planets found around a single star outside our solar system. All of these seven planets could have liquid water–key to life as we know it–under the right atmospheric conditions, but the chances are highest with the three in the habitable zone.
“This discovery could be a significant piece in the puzzle of finding habitable environments, places that are conducive to life,” said Thomas Zurbuchen, associate administrator of the agency’s Science Mission Directorate in Washington. “Answering the question ‘are we alone’ is a top science priority and finding so many planets like these for the first time in the habitable zone is a remarkable step forward toward that goal.”
At about 40 light-years (235 trillion miles) from Earth, the system of planets is relatively close to us, in the constellation Aquarius. Because they are located outside of our solar system, these planets are scientifically known as exoplanets.
This exoplanet system is called TRAPPIST-1, named for The Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope (TRAPPIST) in Chile. In May 2016, researchers using TRAPPIST announced they had discovered three planets in the system. Assisted by several ground-based telescopes, including the European Southern Observatory's Very Large Telescope, Spitzer confirmed the existence of two of these planets and discovered five additional ones, increasing the number of known planets in the system to seven.
The new results were published Wednesday in the journal Nature, and announced at a news briefing at NASA Headquarters in Washington.
Using Spitzer data, the team precisely measured the sizes of the seven planets and developed first estimates of the masses of six of them, allowing their density to be estimated.
Based on their densities, all of the TRAPPIST-1 planets are likely to be rocky. Further observations will not only help determine whether they are rich in water, but also possibly reveal whether any could have liquid water on their surfaces. The mass of the seventh and farthest exoplanet has not yet been estimated–scientists believe it could be an icy, "snowball-like" world, but further observations are needed.
"The seven wonders of TRAPPIST-1 are the first Earth-size planets that have been found orbiting this kind of star," said Michael Gillon, lead author of the paper and the principal investigator of the TRAPPIST exoplanet survey at the University of Liege, Belgium. "It is also the best target yet for studying the atmospheres of potentially habitable, Earth-size worlds."
In contrast to our sun, the TRAPPIST-1 star–classified as an ultra-cool dwarf–is so cool that liquid water could survive on planets orbiting very close to it, closer than is possible on planets in our solar system. All seven of the TRAPPIST-1 planetary orbits are closer to their host star than Mercury is to our sun. The planets also are very close to each other. If a person were standing on one of the planet’s surface, they could gaze up and potentially see geological features or clouds of neighboring worlds, which would sometimes appear larger than the moon in Earth's sky.
The planets may also be tidally locked to their star, which means the same side of the planet is always facing the star, therefore each side is either perpetual day or night. This could mean they have weather patterns totally unlike those on Earth, such as strong winds blowing from the day side to the night side, and extreme temperature changes.
Spitzer, an infrared telescope that trails Earth as it orbits the sun, was well-suited for studying TRAPPIST-1 because the star glows brightest in infrared light, whose wavelengths are longer than the eye can see. In the fall of 2016, Spitzer observed TRAPPIST-1 nearly continuously for 500 hours. Spitzer is uniquely positioned in its orbit to observe enough crossing–transits–of the planets in front of the host star to reveal the complex architecture of the system. Engineers optimized Spitzer’s ability to observe transiting planets during Spitzer’s “warm mission,” which began after the spacecraft’s coolant ran out as planned after the first five years of operations.
"This is the most exciting result I have seen in the 14 years of Spitzer operations," said Sean Carey, manager of NASA's Spitzer Science Center at Caltech/IPAC in Pasadena, California. "Spitzer will follow up in the fall to further refine our understanding of these planets so that the James Webb Space Telescope can follow up. More observations of the system are sure to reveal more secrets.”
Following up on the Spitzer discovery, NASA's Hubble Space Telescope has initiated the screening of four of the planets, including the three inside the habitable zone. These observations aim at assessing the presence of puffy, hydrogen-dominated atmospheres, typical for gaseous worlds like Neptune, around these planets.
In May 2016, the Hubble team observed the two innermost planets, and found no evidence for such puffy atmospheres. This strengthened the case that the planets closest to the star are rocky in nature.
"The TRAPPIST-1 system provides one of the best opportunities in the next decade to study the atmospheres around Earth-size planets," said Nikole Lewis, co-leader of the Hubble study and astronomer at the Space Telescope Science Institute in Baltimore. NASA's planet-hunting Kepler space telescope also is studying the TRAPPIST-1 system, making measurements of the star's minuscule changes in brightness due to transiting planets. Operating as the K2 mission, the spacecraft's observations will allow astronomers to refine the properties of the known planets, as well as search for additional planets in the system. The K2 observations conclude in early March and will be made available on the public archive.
Spitzer, Hubble, and Kepler will help astronomers plan for follow-up studies using NASA's upcoming James Webb Space Telescope, launching in 2018. With much greater sensitivity, Webb will be able to detect the chemical fingerprints of water, methane, oxygen, ozone, and other components of a planet's atmosphere. Webb also will analyze planets' temperatures and surface pressures–key factors in assessing their habitability.
NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, California, manages the Spitzer Space Telescope mission for NASA's Science Mission Directorate. Science operations are conducted at the Spitzer Science Center, at Caltech, Pasadena, California. Spacecraft operations are based at Lockheed Martin Space Systems Company, Littleton, Colorado. Data are archived at the Infrared Science Archive housed at Caltech/IPAC. Caltech manages JPL for NASA.
For more information about Spitzer, visit:
NEWS | February 22, 2017
From NASA
ΠΗΓΗ: