Nedelja, 18. 9. 2016, 15.59
7 let, 2 meseca
Bi lahko videli dinozavre, če bi Zemljo pogledali zelo od daleč?
Termometer prikazuje, kako vroč je članek.
Termometer prikaže, kako vroč je članek.
2,93
Ko opazujemo zvezde na nočnem nebu, pravzaprav gledamo v preteklost. Njihova svetloba do nas namreč potuje tisoče, desettisoče, v primeru galaksij tudi milijone let. Bi lahko torej zelo hitro odpotovali dovolj daleč v vesolje, s super zmogljivim teleskopom pogledali Zemljo in na njej videli dinozavre? V teoriji da, v praksi pa bolj težko.
Na kratko o svetlobi, zvezdah in potovanju v preteklost
Sonce je od Zemlje oddaljeno okrog 150 milijonov kilometrov. Svetloba potuje s hitrostjo približno 300 tisoč kilometrov na sekundo, kar pomeni, da sončni žarki potrebujejo okrog osem minut, da dosežejo naš planet. Če bi Sonce nenadoma izginilo, tega na Zemlji torej ne bi vedeli vsaj osem minut.
Ena največjih znanih zvezd, ki je tudi ena najsvetlejših na nočnem nebu, Betelgeuse, je od Zemlje oddaljena 640 svetlobnih let. To pomeni, da njena svetloba potrebuje toliko časa, da nas doseže. Ko gledamo zvezdo Betelgeuse, jo torej vidimo takšno, kakršna je bila pred 640 leti.
Betelgeuse, ena največjih do zdaj odkritih zvezd, spada v razred rdečih super-orjakinj. Če bi zamenjala naše Sonce, bi pogoltnila Merkur, Venero, Zemljo in Mars, njena površina pa bi se začela nekje v pasu asteroidov med orbitama Marsa in Jupitra.
Svetlobno leto nam pove, kolikšno razdaljo svetloba, ki jo oddaja neko telo, prepotuje v enem letu. Svetlobno leto je zato enota za dolžino in ne čas.
Zemlji najbližja velika galaksija je Andromeda. Oddaljena je 2,5 milijona svetlobnih let. Ko jo pogledamo s teleskopom, vidimo kar 2,5 milijona let v preteklost. Toliko časa za pot do nas potrebuje svetloba njenih tisoč milijard zvezd.
Pred 2,5 milijona leti so se po Zemlji že potikali avstralopiteki, evolucijski razvoj človeka pa še ni dosegel stopnje Homo, na primer.
Kako daleč bi morali biti, da bi v teoriji lahko videli dinozavre
Zadnji dinozavri so se po Zemlji potikali pred približno 65 milijoni let. To pomeni, da bi jo morali danes pogledati z oddaljenosti 65 milijonov svetlobnih let, da bi Zemljo videli takšno, kakršna je bila pred toliko časa.
Splošno sprejeto znanstveno dejstvo je, da je izumrtje dinozavrov pred približno 65 do 66 milijoni let povzročil trk večjega meteorita ali asteroida, ki je ob Zemljo udaril na območju današnjega Mehiškega zaliva na stičišču severne in srednje Amerike.
Razdalja med Zemljo in teoretično točko, s katere so vidni dinozavri, je z vidika celotnega vesolja, ki se po ocenah znanstvenikov razprostira prek 45 milijard svetlobnih let v vsako smer od našega planeta (meja je postavljena pri robu vidnega vesolja, točke, do katere še lahko vidimo z našimi instrumenti), majhna. V lokalnem kontekstu pa je razdalja gromozanska.
Premer naše galaksije Rimske ceste, v kateri je med 200 in 400 milijardami zvezd, znaša vsega sto tisoč svetlobnih let. Rimski cesti najbližja pritlikava galaksija, ki je od nje manjša desetkrat, je oddaljena 70 tisoč svetlobnih let.
Že omenjena Andromeda, nam najbližja velika galaksija, je oddaljena 2,5 milijona svetlobnih let.
Kako velik teleskop bi potrebovali, če bi želeli z oddaljenosti 65 milijonov svetlobnih let videti Zemljo
Predpostavimo torej, da smo se znašli 65 milijonov svetlobnih let stran od Zemlje ali pa da tam živijo nezemeljski znanstveniki s tehnologijo opazovanja vesolja, ki je zelo podobna naši. Da bi lahko razločili naš planet, bi potrebovali zelo velik teleskop.
Vsi planeti zunaj našega Osončja, ki smo jih odkrili do zdaj – okrog 3.500 jih je – so v naši galaksiji. To pomeni, da noben ni oddaljen več kot sto tisoč svetlobnih let. Nekaj kandidatov za planete v drugih galaksijah je, a njihov obstoj še ni potrjen.
Z večanjem razdalj v vesolju potrebujemo vedno večjo lečo, če želimo opazovane predmete videti enako podrobno kot prej. Zmožnosti optične naprave (mikroskop, fotoaparat, teleskop ali kar človeško oko), da razloči podrobnosti na opazovanem predmetu, pravimo kotna ločljivost.
Največjo zrcalno lečo na Zemlji ima optični teleskop Gran Telescopio Canarias (GTC) na Kanarskih otokih, njen premer znaša 10,4 metra.
Nas zanima, kako veliko lečo bi potrebovali, če bi želeli z oddaljenosti 65 milijonov svetlobnih let razločiti Zemljo. Lahko tudi kot eno samo piko. Uporabimo lahko enačbo za izračun kotne ločljivosti, iz katere lahko izpeljemo premer leče:
kotna ločljivost = 1,22 x (valovna dolžina svetlobe / premer leče)
Kotna ločljivost je v tem primeru količnik polmera Zemlje (okrog šest tisoč kilometrov) in razdalje med Zemljo ter našo teoretično točko v vesolju, s katere želimo videti dinozavre, se pravi 6,15 x 1014 kilometrov (oziroma 65 milijonov svetlobnih let. Spomnimo, svetlobna leta so enota za dolžino.). Kotna ločljivost nam bo povedala, kako velik del opazovanega področja bi Zemlja predstavljala z oddaljenosti 65 milijonov svetlobnih let.
Valovna dolžina svetlobe – izbrati moramo takšno, v kateri bo Zemlja vidna kar najbolje. Valovna dolžina namreč določa barvo svetlobe. 500 nanometrov bo kar prav, saj je ravno nekje vmes med modro in zeleno, barvama našega planeta.
Število 1,22 je matematična konstanta, ki se uporablja pri izračunih kotne ločljivosti.
Z nekaj računanja lahko iz enačbe izluščimo podatek, da bi moral biti premer leče za naš teleskop približno 58 milijonov kilometrov, kar je malce več od tretjine razdalje med Zemljo in Soncem. A to ni vse. Videti namreč ne želimo samo Zemlje, temveč tudi dinozavre.
Predpostavimo, da je dinozaver dolg deset metrov. S teleskopom ga želimo razločiti kot eno samo pičico. Znova lahko uporabimo zgornjo enačbo, le da tokrat namesto polmera Zemlje v izračun kotne ločljivosti vnesemo dolžino dinozavra.
Premer leče bi moral biti 4,4 svetlobna leta oziroma 4,16 x 1013 kilometrov, kar je več, kot znaša razdalja do nam najbližje zvezde Proxime Centauri.
Čeprav je Zemlji najbližja zvezda, Proxime Centauri ne moremo videti s prostim očesom, ker je premalo svetla. Znanstveniki so pred enim mesecem sicer oznanili odkritje planeta v orbiti Proxime Centauri, poimenovali so ga Proxima b. To je pogled s površine tega planeta, kot si ga predstavlja umetnik ameriške vesoljske agencije Nasa.
Naredili bi črno luknjo, ne teleskopa
Preden bi z našim teleskopom videli Zemljo in dinozavre, bi se sicer najverjetneje spremenil v črno luknjo.
Ko se v vesolju na enem mestu pojavi objekt z zelo veliko in skoncentrirano maso, na primer po supernovi oziroma eksploziji zvezde, po kateri ostane le še zvezdino jedro, začne njegov gravitacijski privlak ukrivljati prostor okrog sebe. Ko to dogajanje doseže kritično točko in če je objekt dovolj masiven, se sesuje sam vase in postane črna luknja.
Ko zvezda eksplodira in se nato zgrudi sama vase, za njo ostane zelo gosto jedro, ki mu pravimo nevtronska zvezda (na fotografiji). Nevtronske zvezde so zelo majhne, počez merijo le malce več kot deset kilometrov, a lahko zaradi neznanske gostote delcev tehtajo toliko kot dve Sonci. Če masa nevtronske zvezde presega tri Sončeve, se bo še naprej sesuvala vase, dokler ne bo postala črna luknja, objekt s tako močno gravitacijo, da ji ne more uiti niti svetloba.
V primeru leče za naš teleskop, s katerim želimo videti dinozavre, bi se to zgodilo razmeroma hitro. Leča je narejena iz stekla, ki ima povprečno gostoto nekje okrog 2,5 toni na kubični meter.
Leča z dovolj veliko maso in potencialom, da postane črna luknja, bi morala imeti premer vsega 14 svetlobnih minut oziroma okrog 252 milijonov kilometrov.
Ponovimo vprašanje iz naslova: Bi lahko videli dinozavre, če bi Zemljo pogledali zelo od daleč? V teoriji da, v praksi pa bolj težko.
Dokler ne izumimo časovnega stroja, bomo dinozavre gledali samo v filmih.
Če vas zanima znanost, preberite tudi:
Bi preživeli skok z mosta na Krk?
Deset dejstev o vesolju, ki jim je težko verjeti #fotozgodba
Zakaj bi morali vsi lulati pod prho
Sedem matematičnih zanimivosti, ki vas jih v šoli niso naučili
Če nafto skurimo do zadnje kaplje, bo Zemlja postala pekel
Razčistimo za vedno: Je Coca-Cola brez sladkorja res slabša od navadne?
Mož, ki je svet rešil pred tretjo svetovno vojno
Fizikalni pojav, ki ste ga zagotovo že opazili
Kako v jedrski elektrarni nastaja elektrika?
Zanimivosti o Zemlji, ki jih morda niste vedeli #fotozgodba
Vsi ga poznajo, koliko pa jih ve, kako in zakaj nastane?
