Idegen csillagok bolygói - 2. rész

3. 1940 után a csillagászok más színben kezdték látni a dolgokat. Kiderült, hogy a körülbelül 15-50 fényévnyi távolságban levő csillagoknak mintegy fele nem magányos csillag, hanem kettős vagy többes rendszert alkotnak. A csillagászok kimondták, hogy a csillagok többes keletkezése alapjában véve olyan, mint a "bolygórendszer keletkezése". Hasonlattal élve: az új csillag úgy keletkezik (gravitációs összehúzódás által), mint ahogy a régi falusi háziasszony a kenyeret készíti. A megkelt tésztából csinált egy nagyobb kenyeret, két kisebbet, és tucatnyi gombóckát meghagyott lángosnak. A hasonlat szerint a nagyobb darabokból csillagok lettek, a kisebbekből pedig bolygók, így azután mindenki megnyugodott. Elfogadást nyert az az elképzelés, hogy a távoli csillagok jelentős része olyan, mint a mi Napunk (ez biztosan igaz!), körülötte pedig olyan bolygók keringenek, mint amilyenek a mi Napunk bolygórendszerét alkotják. (Ez nem biztos.)

Idegen csillagok bolygói - 1. rész

A dolog akkor válik igazán érthetővé, ha végigtekintjük a kérdés történetét.

 1. Úgy az 1930-as évekig nem nagyon törődtek a sci-fi-írók meg a csillagászok azzal a kérdéssel, hogy az "idegen csillagoknak" vannak-e bolygóik, s ha vannak, azok milyenek. Az "idegenek" egyértelműen a "marslakók" voltak. Az a kép élt az emberekben, hogy a mi Napunknak van bolygórendszere, a csillagok pedig magukban álló tüzes gömbök. Jórészt a Jeans-féle "bolygókeletkezési elmélet" volt az oka annak, hogy a csillagokkal jórészt csak a csillagászok törődtek.

 2. Az 1930-as évek után világossá vált, hogy a Mars bolygón, meg a Vénuszon nincs élet, a szomszédságunkban tehát nincsenek értelmes lények. Ha valahol vannak értelmes lények, akkor azok csak az idegen csillagok körül keringő bolygókon lakozhatnak. Ekkortájt azonban világossá vált, hogy a csillagászoknak fogalmuk sincs arról, hogy a távoli, idegen csillagoknak vannak-e bolygóik? És ha vannak, akkor száz vagy ezer, esetleg tízezer csillag közül hány rendelkezik bolygórendszerrel? A bizonytalanság teljes volt.

csillagok körül keringő bolygók

Az idegen csillagok körül keringő bolygókat (ha vannak?) távcsővel nem látjuk. A bolygónak ugyanis viszonylag kis fénye van, az, amit a csillagja (napja) sugároz rá, ezt veri vissza. A bolygó fénye - több fényévnyi távolságban - összeolvad csillagjának fényével. Meg azután a mi légkörünknek zavaró hatása is van. Az idegen csillag körül keringő bolygót azonban - szerencsére - más úton is felfedezhetik a csillagászok. Ha nem is látják a bolygót, létét elárulja a csillagjának (napjának) a mozgása. Erre jó példa a Barnard-csillag esete. Történt ugyanis, hogy az Amerikában élő hollandus csillagász, Van de Kamp mintegy 25 esztendőn keresztül fényképezte a tőlünk mindössze 2,8 pc (egy pc = 3,6 fényév) távolságban lévő csillagot, amely egyébként az Alfa Centauri után a legközelebbi szomszédunk, igen gyenge vörös törpe. A Barnard-csillagnak a környezetében levő csillagokhoz viszonyított mozgása hullámszerű. A csillag saját mozgásának ilyen jellegű váltakozása csakis egy láthatatlan kísérő jelenlétével magyarázható. A csillagászok megörültek: a Barnard-csillagnak bolygója van! És ebből talán arra lehet következtetni, hogy nemcsak a mi Napunknak van bolygórendszere, hanem más csillagoknak is vannak bolygói. Később azonban sok csillagász azt mondta, hogy a Barnard-csillagnak talán még sincsenek bolygói, vitatták Van de Kamp vizsgálatainak eredményeit.

ismeretlen bolygó felfedezése

A 2000. év táján gyakran arról értesülünk, hogy szorgalmas csillagászok egy addig ismeretlen bolygót fedeztek fel; és ez a most megismert bolygó nem a mi Naprendszerünk tagja. Egy tőlünk talán 4 - vagy 150 - fényévnyire levő csillag, azaz nap körül kering. A hírt általában a napilapok is közlik mint tudományos szenzációt.
 A dologban persze az az érdekesség, hogy a bolygó nem a Nap körül keringő bolygórendszer tagja. Hiszen a Merkúrt, Vénuszt, Marsot, Jupitert vagy a Szaturnuszt régóta és igen jól ismerjük; a Vénusz meg éppenséggel a Nap és a Hold után a legfényesebb égitest. Csakhogy a Vénusz viszonylag közel van hozzánk, amikor kedvező a helyzete, csak 41 millió kilométerre van tőlünk.

Miért nerm lett gázgömb a Föld is?

Ahogy mondani szokták: a mi Napunk igen átlagos csillag. Csakhogy van egy érdekes sajátossága. A mi Napunk keletkezésekor ugyanis tekintélyes mennyiségű "szilárd anyag" jött létre. Azaz jelentős mennyiségű "nehéz elem" is volt a keletkezés idejében. Hiszen a Merkúr, a Vénusz, a Föld meg a Mars nem gázgömb, hanem szilíciumból, vasból stb. álló kemény kis bolygó. És ebben a golyóban arany is van, meg ezüst is, meg alumínium is. A Napban ugyan a "nehéz elemek" aránya állítólag 2% - a mi Földünk meg szinte tisztán nehéz elemekből áll! Ezzel szemben a Jupiter meg a Szaturnusz szintén gázgömb. Csak nem gyulladtak be, nem indult meg bennük a hidrogén fúziója héliummá. Nos, a kérdés az, hogyan került a mi Naprendszerünk keletkezése idejére és helyére a világegyetemben szokatlanul sok nehézelem? A csillagászok azt mondják, hogy éppen a megfelelő időben és a megfelelő helyen - tehát a Naprendszer keletkezési helyén és kezdetén - szupernóva-robbanás következett be. A szupernóva-robbanás során pedig a csillagrobbanás nagymennyiségű salakot, azaz nehézelemet szór ki a csillagközi térbe. A tudósok jórészt azt mondják, hogy nem is egy, hanem két szupernóva-robbanás volt - a legjobbkor. A nehézelem-megoszlás azonban igen különösen alakult. A Napban a nehézelemek aránya körülbelül 2%, ezzel szemben a bolygókon más a helyzet. A Merkúr, a Vénusz, a Föld meg a Mars szinte tisztán nehézelemből áll. A kijjebb eső Jupiter és a Szaturnusz pedig a Naphoz hasonlóan hidrogén-hélium gázgömb, a Jupiter holdjai, meg a Szaturnusz holdjai, a Plútó és mások pedig - hogy a kisbolygókról ne is beszéljünk - szilárdak, nehézelemekből állnak. A nehézelemek és a könnyű hidrogén-hélium megoszlására van magyarázat: állítólag a napszél kifújta a gázokat.

a Föld nem átlagos bolygó

A Nap - kétségkívül - átlagos csillag, de a Föld nem nagyon átlagos bolygó. Mert a világegyetem vagy Galaxisunk sok táján egyáltalán nincsenek szilárd talajú bolygók, csak gázgombócok lehetnek. És ahol lehetnek szilárd talajú bolygók, ott se lehet túlságosan sok olyan, mint amilyen a mi Földünk. Mert a Mars is lehetne melegebb, a Vénusz is lehetne hűvösebb, de csak a Föld bolygó lett igazán kellemes, ami megfelel az élet színterének. Azután meg arról se feledkezzünk meg, hogy Földünk légkörében csak azért van oxigén, mert a növények ezt bocsátották ki. Meg hogy azért nincs túlzottan sok üvegházhatást, felmelegedést okozó szén-dioxid, mert azt meg a növények fogyasztják. Közbevetőleg jegyezzük meg, hogy a "középszerűség elvét" a csillagászok hangsúlyozzák. Azt akarják bizonygatni, hogy sok olyan bolygó van, mint a Föld, tehát sok bolygón lehet "élet", méghozzá értelmes lények által képviselt élet. Le kell szögeznünk, hogy jelenleg szinte semmit sem tudunk arról, hogy sok vagy kevés "Föld-típusú" bolygó van-e Galaxisunkban. A dolog azért olyan érdekes, mert ha kiderül, hogy Föld bolygónk tényleg megfelel a "középszerűség elvének", akkor sok, az "élet bölcsője" szerepére alkalmas bolygó van Galaxisunkban. De ha így áll is a dolog, akkor az még nem jelenti azt, hogy ott "szükségszerűen megjelent az élet".

elegendő nehézelem a csillagközi térben

Egyáltalán nem biztos, hogy világegyetemünkben sok olyan bolygó van, mint a mi Földünk. Mert a csillagászok már tucatnyi csillagról megállapították, hogy "bolygója van". De ezek a bolygók mind nagyon mások, mint a mi Földünk. Egy részük elnyúlt pályán kering, mint valami üstökös, de az is furcsa, hogy van olyan exobolygó, amelyik nagyobb, mint a mi Jupiterünk, és a keringési ideje csak négy nap, míg a mi Jupiterünk keringési ideje 11 év. Meg azután ma már azt is tudjuk, hogy a csillagok jelentős részének azért nem lehet keménytalajú bolygója, mert amikor keletkeztek, 6-10 milliárd évvel ezelőtt, még nem volt elég nehézelem a csillagközi térben. Azt mondják, hogy a mi Napunk születése előtt - éppen a megfelelő időben és helyen - nem is egy, hanem két szupernóva lángolt fel, és teleszórta a tért nehézelemmel. Almár Iván kitűnő könyvének sorait szó szerint idézzük: "Erre a feldúlásra valóban szükség is lehetett az életet hordozó bolygó megszületésekor. Ez az érvelés sem csökkenti azonban lényegesen annak a megállapításnak a hitelét, hogy a Nap átlagos csillag."

A középszerűség elve

A csillagászok gyakran mondják, hogy helyzetünk a világmindenségben átlagos. Ebben bizony sok igazság van. Mert nagyon nehezen találnánk "átlagosabb" csillagot, mint amilyen a mi Napunk. Se nem kicsi, se nem nagy, ilyenből van talán a legtöbb a világmindenségben. Mert egy csillag nem lehet akármilyen nagy, vagy akármilyen kicsiny. A csillagok a csillagközi gáz (főként hidrogén és kevesebb hélium) gravitációs összeomlása révén jönnek létre; ha nagyon nagyra - mondjuk 20 naptömegűre - sikerült egy csillag, akkor az nagyon hamar elhasználja hidrogén-tüzelőanyagát, és többnyire fekete lyukként eltűnik az égről. Ha meg kicsire sikeredik, mint a mi Jupiter-bolygónk, akkor meg nem indul be a hidrogén héliummá égése, s akkor barna törpeként sötétlik a térben. A csillagászok azt mondják, hogy a mi Földünk, a mi bolygónk, amelyen élünk - igen átlagos bolygó. Annyiból igazuk van, hogy Naprendszerünkben, a Naptól kifelé számolva a harmadik, két Föld-típusú bolygó között helyezkedik el. Belül van a Vénusz, kívül pedig a Mars. Az óriásbolygók meg kijjebb vannak.

a Drake-formula - 4.rész

A kérdés kiváló szakértője, a néhai Sklovszkij professzor, a rádiócsillagász hosszú éveken keresztül azon a véleményen volt, hogy Galaktikánkban sok értelmes lény által lakott bolygó van. Azután megváltoztatta nézetét, és azt vallotta, hogy egyedül vagyunk a Galaktikánkban. Hogy mikor volt igaza Sklovszkijnak? Ez se most, se a későbbiekben nem szögezhető le. A Drake-formula páratlanul népszerű lett. Talán minden könyvben megtalálható, ha az a földönkívüliekkel foglalkozik. Pedig ma már talán senki se próbál a nevezetes formula alapján számolni. Ennek aligha lenne értelme. A Drake-formula csak arra jó, hogy segítsen - mint valami tartalomjegyzék - végiggondolni a problémát. Azaz mindent.

a Drake-formula - 3.rész

Ha végignéztük a sorokat, érdekes megállapításokat tehetünk. Kezdjük azzal, hogy a tényezők közül csupán az első és az utolsó becsülhető meg pontosabban. Ugyanis a becslések szerint mintegy 150 milliárd csillag van a mi Galaktikánkban, a Galaktikánk kora pedig 10 milliárd év körül lehet. Persze arról se feledkezzünk meg, hogy a világegyetemben összesen körülbelül 150 milliárd galaktika van; így tehát a mi Napunkhoz hasonlító csillagok száma olyan nagy, hogy az már szinte végtelennek tekinthető. És ha ez így van, akkor szinte minden megtörténhet. Az is, hogy valahol hozzánk hasonló értelmes lények technikai civilizációt alkottak. Ha azonban azok úgy 4-5 milliárd fényévnyi távolságra vannak tőlünk, akkor az olyan, mintha nem is lennének.

a Drake-formula - 2.rész

A kérdés azért olyan érdekes, mert ha sok bolygón élnek értelmes lények, akkor előbb-utóbb esetleg találkozhatunk, vagy legalábbis rádiókapcsolatba kerülhetünk velünk. Ha pedig nagyon kevés az értelmes lények által lakott bolygó, akkor mi a Galaktikánk Robinsonjai vagyunk. És persze ne feledkezzünk meg arról, hogy ha irdatlan távolság választ el bennünket, akkor sohasem tudunk majd róluk.
 Írjuk fel tehát a nevezetes egyenletet, melyről oly sok szó esett a világirodalomban:

 N = n • P1 • P2 • P3 • P4 • t1 / T.

 A képletben

 N a Galaktikánkban velünk egyidejűleg létező magasan fejlett civilizációk száma (ezt a számot keressük),
 n a Galaktikában levő összes csillagok száma,
 P1 annak a valószínűsége, hogy a csillagnak bolygórendszere van,
 P2 az élet keletkezésének valószínűsége az adott bolygón,
 P3 annak a valószínűsége, hogy a keletkezett élet a fejlődés folyamán értelmes lényt hoz létre,
 P4 annak valószínűsége, hogy az értelmes lény technikailag fejlett civilizációt hoz létre,
 t1 a technikai korszak átlagos hosszúsága,
 T a Galaktika korának hosszúsága.

a Drake-formula - 1.rész

Francis Drake professzor csillagász, méghozzá a világ talán legelismertebb rádiócsillagásza. És a csillagászok matematikai képletei szinte kivétel nélkül bonyolultak. Megfelelő előképzettség nélkül emberfia nem birkózik meg velük. Világossá vált azonban, hogy a Drake-formula más, tulajdonképpen nincs is benne "matematika". Hogy akkor meg mire jó a Drake-formula? A Drake-formula segítségével (elvileg) kiszámíthatjuk, hogy hány "civilizált" bolygó van a mi Galaktikánkban. Hogy hány bolygón élnek értelmes lények.

a fekete lyuk nem átjáró

Sci-fi szerzők, de még komoly tudósok is sok nyilvánvaló sületlenséget hordanak össze a "fekete lyukak" rejtélyeivel kapcsolatban. No nem, amikor asztrofizikai kérdésekről van szó. Hanem olykor úgy tekintik a fekete lyukak létét, mintha az megoldaná a múltba való utazást, vagy lehetővé tenné az idegen világok meglátogatását, de még ennél fantasztikusabbakat is irkálnak. Ezeket a fantaziálásokat nem kell komolynak vennünk, még akkor sem, ha a legnagyobb és legismertebb tudósok állítják is. Elég fantasztikus a valóság, nem kell lódítani. A fekete lyuk - nem "átjáró egy másik világba". Vagy a másvilágba. Legfeljebb akkor, ha valakinek valóban sikerülne beugrani egy fekete lyukba. Mert akkor átkerülne a - másvilágra. De ez minden halandóval megesik előbb-utóbb.

Megjósolja-e az általános relativitáselmélet, hogy világegyetemünknek a Nagy Bummal kellett kezdődnie, s az időnek szükségképpen van kezdete?

A választ merőben új közelítés alapján Roger Penrose brit matematikus és fizikus adta meg 1965-ben. Megmutatta, hogy a saját gravitációja hatására összeroppanó csillag olyan tartományban záródik, melynek felülete végül nulla méretűre zsugorodik. S ha a tartomány felülete nullává válik, akkor a térfogata is eltűnik. A csillag anyagának teljes mennyisége zéró térfogatra nyomódik össze, az anyag sűrűsége és a tér görbülete tehát végtelenné válik. Más szavakkal, a téridő valamely tartományában szingularitást kapunk, melyet fekete lyuk néven ismerünk." Hawking megadja a definíciót is: "Szingularitás a téridő pontja, ahol a téridő görbülete végtelenné válik."

fekete lyuk - a nagy égi porszívó

Szupernóva-robbanás esetén előfordul, hogy a nagyméretű csillag fekete lyukká omlik össze. Ennek akkora a gravitációs ereje, hogy "égi porszívóként" működik, ami a közelébe kerül, azt beszippantja, s onnan nincs menekülés. Még a fény sem tudja elhagyni, ezért fekete a fekete lyuk. Mostanában sokat írnak a sci-fi-írók a "fekete lyukakról" - nem árt tehát, ha tudjuk, hogy a fekete lyukakról szóló ismeretek csaknem teljes egészében elméleti számítások, elgondolások, és matematikai modelleken alapulnak. Hogy mit higgyünk el és mit nem - arra nézve egyetlen útmutatást adhatunk. Higgyük el azt, amit a nagy, világszerte elismert tudósok írnak és mondanak. Főképpen akkor, ha nem tréfából mondják, amit mondanak. Mert az is előfordul.

végül mi lesz a csillagból?

Hogy végül is mi lesz egy csillagból, ha bevégezte aktív létét, az jórészt attól függ, hogy kezdetben mekkora volt. A mi Napunkból előbb vörös óriás, majd fehér törpe lesz. A nagyobb csillagok szupernóva-robbanás után visszamaradó anyagából kicsiny, néhány kilométer átmérőjű, de rendkívül súlyos anyagú neutroncsillag lesz; eléri a százmilliárd kilogrammot - egyetlen köbcentiméterben.

a nehézelemek keletkezése

Amikor a hidrogén-tüzelőanyag fogyóban van, a csillag megkezdi a nehézelem-termelést, fúzióinak eredményeként nehézelemek jönnek létre. A nehézelemek valóban számottevő mennyiségben a nagyobb csillagok halálakor beálló szupernóva-robbanáskor jönnek létre. Az általuk kidobott gázfelhőben minden elem előfordul. A vason túli elemek jóval kisebb mennyiségben képződnek, mint a vas, a szén vagy a nikkel. Ezért drágább az arany, mint a vas. Kedves olvasónk vaslábasának és aranygyűrűjének anyaga egy olyan csillag gyomrában készült, amelyik mintegy 6 milliárd évvel ezelőtt szupernóvaként felrobbant, és anyaga jórészt beépült a Napba, valamint a Föld bolygóba. Ha ez a csillag nem teszi meg nekünk azt a szívességet, hogy éppen a megfelelő helyen és időben szórja ki a nehézelemeket, akkor talán a Nap körül is csak gázgombócok keringenek (amilyen a Jupiter), és akkor mi most nem elmélkedhetnénk a dolgon.

Mi a csillagok hosszú életének a titka?

A nyolcmilliárd évvel ezelőtt "összeállt" csillagok ott ragyognak az égbolton a mai napig. Persze, csak a viszonylag kisebbek, amelyek nem sokkal nagyobbak, mint a mi Napunk. Mert a nagyobbak már évmilliárdokkal ezelőtt befejezték létüket, kihűltek vagy szétrobbantak, vagy fekete lyuk lett belőlük. A kisebbek, a Nap-méretűek megmaradtak a mai napig, és esetleg vannak valamiféle "bolygóik". De azokon nem kereshetünk élőlényeket. Mert az öreg csillagok öreg bolygói csak gázból állnak, gázgombócok, mint a mi Napunk, vagy óriásbolygónk, a Jupiter. Nehézelem nélkül pedig nincs szilárd talajú bolygó, amilyen a mi bolygónk, a Föld.

és akkor van még 5 milliárd évünk hátra

A csillagok persze a meglevő anyagból álltak össze, nem volt bennük más, mint hidrogén és hélium. Csillag akkor keletkezik, mikor nagy mennyiségű gáz saját tömegvonzásának hatására sűrűsödik, majd önmagába roskad. Ettől a gáz felmelegszik, előbb-utóbb eléri azt a hőmérsékletet, melyen az összeütköző hidrogénatomok héliummá alakulnak. Ez a csillagokban történő reakció tulajdonképpen szabályozott hidrogénbomba-robbanás. A felszabaduló hő hatására világít a csillag. A gáz nyomása kiegyenlíti a gravitáció összehúzó erejét, s ekkor megszűnik a zsugorodás. Hawking szerint egy léggömbre, lufira emlékeztetnek, amit a belső gáz nyomása szétfeszíteni, a gumi rugalmassága pedig összehúzni igyekszik. A dologhoz hozzátartozik az, hogy minél nagyobb egy csillag, annál hamarabb ég ki. A mi csillagunk, a Nap, éppen középúton van: ötmilliárd évvel ezelőtt keletkezett, és még vagy ötmilliárd évre való tüzelőanyaga van.

az ősrobbanás utáni világegyetem

"Világképünk" szempontjából a legfontosabb tény, hogy az ősrobbanás utáni évmilliók során a világegyetem anyaga megdöbbentően egyhangú volt. Egész világegyetemünkben nem volt más, mint 75% hidrogén és 25% hélium. Azt mondják, hogy ehhez még egy kevés deutérium, és lítium is járulhatott, de ezek mennyisége elenyésző lehetett. Világegyetemünkben nem volt vas, nem volt szén, sem nikkel vagy arany. Csak hidrogén meg hélium. Az összes többi elem később készült el, és készül még a mai napig is, és készül majd a jövőben.