Â

WIAT

N

AUKI

Wrzesieƒ 1999 91

S

∏oƒce i otaczajàce je planety sk∏a-
dajà si´ z tych samych cegie∏ek co
ca∏y nasz kwantowy Êwiat: elek-

tronów, nukleonów i fotonów. Niespo-
dziankà jest jednak fakt, ˝e Uk∏ad S∏o-
neczny i odleg∏e uk∏ady planetarne
uformowa∏y si´ z innych sk∏adników,
charakterystycznych tylko dla nich. Te
planetarne „cegie∏ki” nie sà maleƒkimi,
nierozró˝nialnymi czàstkami, lecz nie-
jednorodnymi zlepkami py∏u, ska∏, zw´-
glonej materii organicznej i lodu, przy-
pominajàcymi zawartoÊç rynsztoka
bostoƒskiej ulicy zimà. Hipotez´ doty-
czàcà ich istnienia wysun´li oko∏o roku
1900 dwaj profesorowie University of
Chicago: geolog T. C. Chamberlain i
astronom F. R. Moulton. Nawiàzujàc do
starego pi´knego s∏owa „infinitezymal-
ny”, opisujàcego coÊ nieskoƒczenie ma-
∏ego, wprowadzili oni termin „planeto-
zymal” na okreÊlenie najmniejszego
obiektu, który mo˝na uznaç za porusza-
jàcà si´ po orbicie planet´.

Gdy jest ich wiele, takie zlepki mate-

rii – o Êrednicy rz´du kilometra – b´dà
si´ przyciàgaç, zderzaç i ∏àczyç, stajàc
si´ przodkami pe∏nowymiarowych pla-
net. Podczas gdy planetozymale stajà
si´ coraz bardziej masywne, ich wza-
jemne przyciàganie grawitacyjne mi´-
dzy sobà i S∏oƒcem zaczyna wywieraç
wi´kszy efekt ni˝ zderzenia, które przy-
trafiajà im si´ w trakcie ruchu w s∏o-
necznym ob∏oku.

Wnikliwy czytelnik mo˝e w tym mo-

mencie zaprotestowaç. Gdyby kula
ziemska w swej ostatecznej postaci mia-
∏a powstaç w wyniku po∏àczenia wielu
planetozymali, wymaga∏oby to ustawie-
nia 10 tys. takich cia∏ wzd∏u˝ ka˝dego
z trzech wymiarów – d∏ugoÊci, g∏´bo-
koÊci i szerokoÊci – co da∏oby w sumie
oko∏o biliona planetozymali. Kilka kolej-
nych liczb pozwoli nam jeszcze lepiej
zorientowaç si´ w sytuacji. Przestrzeƒ
kosmiczna, którà mo˝emy badaç, po-
zwala nam oglàdaç mniej ni˝ bilion ga-
laktyk i mniej ni˝ pó∏ biliona gwiazd
sk∏adajàcych si´ na naszà Galaktyk´.
Ludzkie stado liczy zaledwie szeÊç mi-
liardów g∏ów, a spis uwzgl´dniajàcy

wszystkich naszych przodków ˝y-
jàcych w ca∏ej historii gatunku
cz∏owieka obejmowa∏by jednà
dziesiàtà biliona osób.

Czy mo˝emy uznaç tak Êmia∏y postu-

lat, zak∏adajàcy istnienie od poczàtku
bilionów planetozymalnych sk∏adni-
ków, których nikt nie widzia∏? Czy nie
powinniÊmy potraktowaç ich starà brzy-
twà Ockhama jako pi´knych przyk∏a-
dów hipotetycznych „bytów mno˝o-
nych ponad potrzeb´”? Z pewnoÊcià tak
– tyle tylko, ˝e nawet dzisiaj dysponu-
jemy dowodami na istnienie bilionów
podobnych do nich obiektów.

Komety zbli˝ajà si´ do nas, gdy ich

odleg∏oÊç od S∏oƒca spadnie poni˝ej jed-
nego roku Êwietlnego. Przez 5 mld lat
co rok coraz to nowe komety wy∏ania-
∏y si´ z odleg∏ej ciemnoÊci i w´drowa∏y
ku S∏oƒcu. Ju˝ z samego tego faktu wy-
nika∏oby, ˝e jest ich w zapasie dziesiàt-
ki miliardów, a wi´c mo˝na sobie po-
zwoliç na straty. D∏ugotrwa∏e badania
orbit komet wykaza∏y, ˝e zaburzenia
grawitacyjne wywo∏ane przez prze-
mieszczajàce si´ w pobli˝u nich gwiaz-
dy i ob∏oki py∏u bardzo rzadko wypy-
chajà komety z przechowalni, musi wi´c
ona ich zawieraç wiele bilionów. Tak
wielka liczebnoÊç stanowi potwierdze-
nie hipotezy planetozymali, poniewa˝
komety sà w∏aÊnie gatunkiem planeto-
zymali z rzadko obsadzonych, zimnych
orbit. Silnie podziurawione tarcze Ksi´-
˝yca i planet pozbawionych atmosfery
stanowià z kolei Êwiadectwo s∏abnàcych
bombardowaƒ, które towarzyszy∏y koƒ-
cowemu etapowi powstawania planet,
procesu b´dàcego obecnie w zaniku.

Przyjmijmy, ˝e biliony bry∏ o rozmia-

rach kilometra powstawa∏y w wielkiej
iloÊci z gazu i ziaren py∏u w wyniku nie-
elastycznych zderzeƒ, o których mamy
jedynie mgliste poj´cie. Reakcje che-
miczne stykajàcych si´ ze sobà cia∏
w miar´ wzrostu ich masy powoli ust´-
powa∏y grawitacji jako g∏ównemu czyn-
nikowi wià˝àcemu. Planetozymale mo-
gà oddzia∏ywaç wzajemnie, nie stykajàc
si´ ze sobà. W miar´ jak liczne przeka-
zy energii grawitacyjnej bywajà coraz

rzadsze, ich orbity powoli przybierajà
coraz prostsze kszta∏ty, a poczàtkowo
g´sto spleciona chmura orbit staje si´
bardziej ko∏owa i p∏aska. Zderzenia pla-
netozymali sà na porzàdku dziennym,
niektóre si´ rozpadajà, ale cz´Êciej w wy-
niku dzia∏ania grawitacji dochodzi do
po∏àczeƒ. W koƒcu du˝e zlepki przesta-
jà uczestniczyç w chaotycznych zderze-
niach, a˝ wreszcie najwi´ksze skupiska
po∏ykajà wi´kszoÊç pozosta∏ych ota-
czajàcych je satelitów. Szczegó∏owe sy-
mulacje numeryczne tego ciàgu wyda-
rzeƒ dajà w rezultacie sytuacj´ przy-
pominajàcà obecny wyglàd Uk∏adu S∏o-
necznego, w którym planety znajdujà-
ce si´ w du˝ych odleg∏oÊciach od sie-
bie krà˝à po niemal ko∏owych orbitach
wewnàtrz cienkiego, p∏askiego dysku
wÊród niejednorodnej, ale rozrzedzonej
chmury mniejszych cia∏.

Chocia˝ grawitacja nie zale˝y od sk∏a-

du chemicznego materii, wiàzania che-
miczne decydujà o wielu w∏asnoÊciach
planet. Planetozymale, które znacznie
zbli˝y∏y si´ do S∏oƒca i odczuwajà jego
ciep∏o, nie b´dà zawiera∏y lodu, nato-
miast w tych znajdujàcych si´ daleko
lód (najpowszechniejsze z czàsteczko-
wych cia∏ sta∏ych) b´dzie dominujàcym
sk∏adnikiem, a inne b´dà tylko domiesz-
kami. W pobli˝u S∏oƒca jest mniej miej-
sca, zderzenia wi´c b´dà szybkie i gwa∏-
towne. W du˝ej odleg∏oÊci miejsca jest
wi´cej i zderzenia wolniej orbitujàcych
cia∏ b´dà rzadsze. A zatem komety w
wi´kszoÊci pozostajà lodowatymi osob-
nikami. W po∏owie drogi znajduje si´
ch∏odny obszar masywnego Jowisza i je-
go gigantycznego gazowego krewnia-
ka. Lód i gaz wyst´pujà tam szczegól-
nie obficie, a silna grawitacja planety
mo˝e nawet schwytaç nie zwiàzane ato-
my helu i wodoru, które uciekajà z nie-
wielkiej Ziemi.

Planety rozpocz´∏y swoje istnienie ja-

ko zimne skupiska zestalonych plane-

ZADZIWIENIA

Philip Morrison

Kosmiczna awantura

KOMENTARZ

Ciàg dalszy na stronie 93

DUSAN PETRICIC

gdzie za∏o˝y∏ szko∏´ i uczy∏ w niej g∏u-
choniemych j´zyka migowego. By∏
w tym tak dobry, ˝e jeden z jego najlep-
szych uczniów w trakcie sprawdzia-
nu potrafi∏ odpowiedzieç w trzech j´zy-
kach na 200 pytaƒ. W 1789 roku dyrek-
torem szko∏y zosta∏ Roch-Ambroise Si-
card, który ukoƒczy∏ rozpocz´ty przez
L’Épée s∏ownik j´zyka migowego.

W 1815 roku pojawi∏ si´ tam pewien

Amerykanin, Thomas Gallaudet, pra-
gnàcy opanowaç technik´ uczenia. W
dwa lata póêniej za∏o˝y∏ w Hartford Za-
k∏ad Stanu Connecticut dla G∏uchonie-
mych. W 1872 roku w zak∏adzie tym od-
by∏ dwumiesi´cznà praktyk´ nauczy-
cielskà pewien emigrant ze Szkocji, któ-
ry nast´pnie zosta∏ profesorem fizjologii
wokalnej w Boston University. Tam w∏a-
Ênie w trakcie prób opracowania urzà-
dzenia majàcego pomóc nies∏yszàcym
w „czuciu” i „widzeniu” dêwi´ków, tak
by mogli je póêniej naÊladowaç, profe-
sor ów przyjrza∏ si´ dobrze pracy b´ben-
ków s∏uchowych i usilnie szuka∏ sposo-
bu sprawienia, by drgajàca membrana
powodowa∏a zmiany w wytwarzanym

przez magnes polu magnetycznym, co
indukowa∏o pràd elektryczny, który z ko-
lei mia∏ wprawiç w drgania innà mem-
bran´. Wynalazek profesora Alexandra
Grahama Bella znamy dziÊ jako telefon.
Poniewa˝ Bell nie twierdzi∏, ˝e zna si´
na elektrycznoÊci, rozsàdnie zasi´gnà∏
rady szacownego autorytetu naukowe-
go i sekretarza Smithsonian Institution,
Josepha Henry’ego.

Przez pewien czas na poczàtku swej

kariery Henry by∏ korepetytorem w do-
mu Van Rensselaerów, holenderskich
posiadaczy ziemskich, do których, po-
czàwszy od XVII wieku, nale˝a∏a spora
cz´Êç stanu Nowy Jork. W 1642 roku
w mieÊcie Rensselaer nad rzekà Hud-
son naprzeciwko ich domu rodzinnego
wybudowano dla ochrony osadników
Fort Crailo. Tradycja g∏osi, ˝e to w∏a-
Ênie w tym forcie angielski lekarz Ri-
chard Shuckburgh skomponowa∏ Yan-
kee Doodle – melodi´, o której wspom-
nia∏em na poczàtku tego felietonu.

No có˝. Czas wracaç do skali.

T∏umaczy∏a

Magdalena Pecul

tozymali. Ich atmosfery znajdujà si´ bli-
sko powierzchni (lub ca∏kowicie si´ ulot-
ni∏y). H

2

O, jeÊli jest obecna, wyst´puje

raczej ni˝ej. Utlenione ska∏y le˝à jeszcze
ni˝ej, pod nimi gruby p∏aszcz planety,
a najg∏´biej znajduje si´ g´ste ˝elazne jà-
dro, które musia∏o kiedyÊ sp∏ynàç w dó∏
ze stopionego ˝u˝lu i zebraç si´ w Êrod-
ku, dok∏adnie tak samo jak w piecu! Do-
wody wskazujàce na ognisty poczàtek
wewn´trznych planet sà zbyt silne, aby
je pominàç, i przemawiajà za nimi szcze-
gó∏owe badania. Ale oczywiÊcie lodo-
wate planetozymale mogà rozpaliç
i podtrzymywaç ogieƒ w tym piecu, je-
Êli tylko ∏àczà si´ wystarczajàco szybko.
Energia kinetyczna, jakà wnoszà dzi´-
ki zderzeniom, wystarczy∏aby do sto-
pienia Ziemi lub Wenus, nawet wielo-
krotnie w ciàgu kilku milionów lat.

Procesy narodzin olbrzymów (Jowisz

ma mas´ 300 razy wi´kszà od Ziemi) ro-
zumiemy znacznie gorzej – mogà one
byç w du˝ym stopniu wynikiem ∏àcze-
nia si´ gazów, poniewa˝ sk∏adajà si´
g∏ównie z wodoru i helu. Mogà te˝ byç
skupiskami, które zacz´∏y swoje istnie-
nie jako ch∏odne, z∏o˝one z planetozy-
mali jàdra. By∏y one jednak w stanie
przyciàgnàç zimny gaz, który potem
wype∏ni∏ wi´kszoÊç ich obj´toÊci. Przy-
pomnijmy, ˝e g∏ównymi sk∏adnikami
S∏oƒca i towarzyszàcego mu ob∏oku by-
∏y wodór i hel, które stanowià ponad
98% wszystkich jego atomów.

Czy nasz tak dobrze uporzàdkowany

Uk∏ad S∏oneczny sta∏ si´ taki tylko w wy-
niku starzenia si´? Wiele planet mog∏o
pojawiç si´ i zniknàç, po∏àczyç si´ ze
S∏oƒcem lub wydostaç w przestrzeƒ ko-
smicznà, podobnie jak gaz utracony
wczeÊniej przez molekularny ob∏ok,
z którego powsta∏o S∏oƒce. Wspania∏e,
nowo odkryte odleg∏e uk∏ady planetar-
ne ukazujà nam wiele „goràcych Jowi-
szy”. Nie wiemy obecnie, jak te obiekty
mog∏y utworzyç si´ tak blisko swojej
gwiazdy. Bardziej prawdopodobne jest,
˝e powsta∏y w zewn´trznym ch∏odnym
obszarze, a nast´pnie przemieÊci∏y si´ w
kierunku Êrodka uk∏adu w wyniku od-
dzia∏ywaƒ grawitacyjnych z gwiazdà,
pozosta∏oÊciami ob∏oku lub nawet ma-
sywnà planetà rywalkà.

Nasze mgliste poj´cie o pochodze-

niu planet jest mniej wi´cej tak pewne
jak przekonania botanika, który pró-
bowa∏by odtworzyç histori´ ˝ycia, ba-
dajàc jeden kwiat jedynej roÊliny, ja-
kà kiedykolwiek widzia∏. Ale wreszcie
jesteÊmy na dobrej drodze do wyja-
Ênienia rozmaitoÊci planetarnych gatun-
ków. KiedyÊ mo˝e wykryjemy oznaki
formowania si´ odleg∏ej planety: szale-
jàcà burz´ planetozymali, gwiazd´ po-
ch∏aniajàcà ca∏e planety, a nawet zde-
rzajàce si´ planety olbrzymy. Czy taka
awantura mo˝e pozostaç na zawsze
tajemnicà?

T∏umaczyli

Ewa L. ¸okas i Bogumi∏ Bieniok

ZADZIWIENIA

, ciàg dalszy ze strony 91

Europejski Konkurs
TwórczoÊci
Multimedialnej

Produkty multimedialne
sà niezwykle wa˝nym
elementem dla spo∏eczeƒstwa
epoki informatycznej
– zarówno dla producentów,
jak i konsumentów.

W 1998 roku konkurs
wy∏oni∏ 557 nowych
produktów z 26 krajów.

Organizatorzy tegorocznej
edycji konkursu czekajà
na nowe zg∏oszenia.

Szczegó∏y na stronie
http://www.europrix.org/

EuroPrix MultiMediaArt jest
organizowany z inicjatywy austriackiego
ministerstwa finansów
oraz Komisji Europejskiej pod patronatem
przewodniczàcego Unii Europejskiej.

W konkursie mogà braç udzia∏ producenci
z krajów nale˝àcych do UE,
z Europejskiej Strefy Ekonomicznej
oraz z krajów ubiegajàcych si´
o przyj´cie do UE,
a tak˝e z Cypru, Malty i Turcji.

Informacji udziela biuro konkursu:
Sekretariat EuroPrix
c/o Techno-Z FH Forschung & Entwicklung GmbH
A-5020 Salzburg, Jakob-Haringer-Str. 5,
tel: + 43-662-454-888 w. 714
fax: + 43-662-452-172
e-mail: [e-mail]