O muzyce psychodelicznej, ciemnym niebie i hobby astronomicznym

Posted by on in | 205 Views

Amatorska astronomia to nie tylko obszar zarezerwowany dla tzw. ‘geek’ków nauk ścisłych. Poznałem zapalonych amatorów astronomii będących prywatnie kierowcami autobusów miejskich, śpiewakami operowymi lub właścicielami firm budowlanych.

Był początek lat siedemdziesiątych XX wieku, gdy pewnego dnia kolega pożyczył mi na kilka dni rarytas młodzieżowej kultury tamtych lat PRL:  podwójny longplay znanego zachodniego rockowego zespołu. Był to album „Umma Gumma” zespołu Pink Floyd, którego styl określano w owym czasie jako „progressive rock”, choć kolega reklamował mi ją jako muzykę głęboko psychodeliczną, co w owym czasie szarej rzeczywistości tzw. realnego socjalizmu było rekomendacją szczególnie atrakcyjną. Pink Floyd nie było wtedy tak dobrze znane. Dopiero później pojawić się miała najbardziej znana płyta tego zespołu „The Dark Side of the Moon”.

Rys. 1. Pryzmat na okładce płyty „The Dark Side of the Moon” Pink Floyd z 1973 roku, z rozszepieniem światła symbolizującym analityczną stronę ludzkiego umysłu

Położyłem pierwszą płytę albumu „Umma Gumma” na gramofonie i ostrożnie opuściłem igłę na jej początek. A tu niespodzianka: pierwszy utwór zatytułowany był „Astronomy Domine”. Po odwróceniu wielkiej, czarnej płyty na początku drugiej strony pojawił się kolejny utwór o intrygującym tytule „Set the Controls for the Heart of the Sun”.

W stereofonicznych słuchawkach zaczęły się ukazywać piękne i tajemnicze dźwiękowe pejzaże.

Little by little the night turns around
Counting the leaves which tremble at dawn
Lotuses lean on each other in yearning
Under the eaves the swallow is resting

Zatem płyta „Umma Gumma” zawierała nie tylko hippiesowsko brzmiący utwór „Grantchester meadows” z powodu, którego zainteresowałem się tym albumem, ale także kompozycje o dziwnych i z pozoru niezrozumiałych klimatach, wykraczających poza typową hippiesowską narrację tamtych czasów. Zaraz, zaraz – zacząłem się zastanawiać – czy to możliwe, że uprawiane przez mnie od dzieciństwa astronomiczne hobby polegające głównie na systematycznym uczęszczaniu dwa razy w tygodniu na dach Młodzieżowego Domu Kultury i raz do roku na astronomiczne obozy PTMA[1] w podkrakowskich Niepołomicach i Lanckoronie, może się jakoś wiązać z kontrkulturą hippiesowską i z młodzieżową muzyką pieczołowicie nagrywaną przez mnie na szpulowy magnetofon z radiowej „Trójki”?  

Czym zatem jest astronomiczne hobby?

  • Początkiem przygody z tzw. naukami ścisłymi młodego człowieka?
  • A może ciekawym spędzaniem wolnego czasu na świeżym powietrzu?
  • Poszukiwaniem odpowiedzi na podstawowe pytania filozofii przyrody o sensie i pochodzeniu świata, na którym żyjemy?
  • Wyszukiwaniem i podróżowaniem do oddalonych miejsc w poszukiwaniu tzw. ciemnego nieba?
  • Kolekcjonowaniem instrumentów obserwacyjnych?
  • Czy może bardzo wymagającą pasją fotografowania obiektów astronomicznych?

Wiele wskazuje na to, że może być każdą z wyżej opisanych aktywności. Rozważmy je po kolei. Odbywające się co roku Olimpiady Astronomiczne w których uczestniczą uczniowie szkół średnich dobrze oddają tą pierwszą okoliczność. Podobnie świadczą o tym losy moich kolegów i koleżanek z dawnego kółka astronomicznego, którzy w większości trafili do pracy na uczelniach wyższych. Jednak dla mnie, wtedy, jak i teraz, szczególnie frapujące były kosmologiczne rozważania o początku Wszechświata, wyjątkowości życia i człowieka (lub jego typowości) podnoszone przez tzw. zasadę antropiczną i jej przeciwieństwo to jest zasadę zwana kopernikańską. Pytania te, choć bardzo ogólne, mają walor sprawdzalności w przeciwieństwie do różnych innych wielkich pytań filozoficznych dotykających zagadnień religijnych lub wymagających deklaracji wiary lub postaw ateistycznych. Bardzo ciekawie sprawy te porusza wydana w 2016 roku książka Caleba Scharpa, Kompleks Kopernikański [1]. Dostępny jest także w Internecie wykład jej autora na te same tematy.

Jednak dla mnie, wtedy, jak i teraz, szczególnie frapujące były kosmologiczne rozważania o początku Wszechświata, wyjątkowości życia i człowieka (lub jego typowości).

Paradoks Fermiego – albo „Gdzie oni są?”

Wieść gminna, potwierdzana wspomnieniami [2, 3], niesie, że słynny włoski noblista Enrico Fermi zadał to pytanie swoim kolegom fizykom Emilowi Konopińskiemu, Edwardowi Tellerowi oraz Herbertowi York’owi w 1950 roku w porze lunchu podczas spotkania w Los Alamos. Pytanie miało żartobliwy kontekst dowcipu z New Yorker’a, w którym znikanie komunalnych koszy na śmieci w Nowym Jorku przypisywano interwencjom załóg latających talerzy, których istnienia nie można było przekonująco udowodnić.

Podczas tej rozmowy, wbrew ogólnemu nastrojowi rozbawienia, jaki udzielił się fizykom, Enrico Fermi stwierdził, że poruszony problem jest poważny, bo biorąc pod uwagę liczbę potencjalnych planet podobnych do Ziemi w naszej, liczącej 100 mld gwiazd Galaktyce i szacowanemu jej wiekowi liczba wysokorozwiniętych cywilizacji podróżujących aktualnie po Galaktyce powinna być na tyle duża abyśmy już dawno to stwierdzili. A cywilizacje te mogły mieć wiele milionów lat na swój rozwój, czyli znacznie więcej niż nasze 3-5 tysięcy lat na Ziemi.

Rozejrzyjmy się wokół siebie. Jak bardzo zmieniło się nasze otoczenie w ciągu 30-40 lat? Co zatem myśleć o obcych cywilizacjach, które na technologiczny rozwój miałyby mieć miliony lat? Skoro żadnych wielkoskalowych śladów obcych cywilizacji nigdzie nie widać, więc pytanie Fermiego wydaje się zasadne. Wniosek, jaki Fermi wyprowadził był taki, że chyba jako ludzkość jesteśmy sami w Galaktyce, a może nawet sami w całym Wszechświecie.

Podobny sceptycyzm wyraził swego czasu znany polski astrofizyk Marek Abramowicz w rozmowie z Tygodnikiem Powszechnym [4]. Rozmowa ta wniosła ciekawe implikacje do tej dyskusji, jako że dotknęła problemu wpływu ewentualnego istnienia „obcych” („aliens”) na wewnętrzną spójność wiary religijnej, w szczególności wiary chrześcijańskiej.

Czy zatem patrząc w piękną, bezchmurną letnią noc na niebo usiane gwiazdami patrzymy na kompletnie bezludne i niezawierające śladów życia światy? Czy może jednak Wszechświat tętni życiem, które spontanicznie powstaje i rozwija się w wielu miejscach, a jedynie jakieś nieznane nam jeszcze bariery nie pozwalają innym, bardzo od nas zaawansowanym cywilizacjom na kontakty i podróże międzygwiezdne [5]. Obie możliwości są równie fascynujące i w przeciwieństwie do pytań o charakterze religijno-filozoficznym, są rozstrzygalne w sensie popperowskiej falsyfikowalności hipotez na ten temat. Takie właśnie, transcendentne, choć bardzo konkretne pytania mogą przyjść nam do głowy, gdy uprawiamy astronomiczne hobby.

Czy zatem patrząc w piękną, bezchmurną letnią noc na niebo usiane gwiazdami patrzymy na kompletnie bezludne i niezawierające śladów życia światy? Czy może jednak Wszechświat tętni życiem, które spontanicznie powstaje i rozwija się w wielu miejscach, a jedynie jakieś nieznane nam jeszcze bariery nie pozwalają innym, bardzo od nas zaawansowanym cywilizacjom na kontakty i podróże międzygwiezdne?

Rys. 2. Wielka Galaktyka w Andromedzie (M31) bliźniaczo podobna do naszej Drogi Mlecznej, odległa o 2.1 mln lat świetlnych od nas. To najdalszy obiekt widoczny gołym okiem z Ziemi. W ciepłe wrześniowe noce jej widok z blisko zenitu przez lornetkę, z ciemnego miejsca zapiera dech w piersiach. Czy możliwe, że wśród 150mld gwiazd wchodzących w jej skład nie ma ani jednej wokół której krążyłaby planeta będąca, tak jak Ziemia, kolebką inteligentnego życia? (zdjęcie autora)

Ciemne niebo i ochrona środowiska przed „zanieczyszczeniem” światłami

Większość tych najciekawszych obiektów na niebie szczególnie zyskuje, gdy oglądać je można w miejscach oddalonych od łuny miejskich świateł. Przyjmuje się, że dana lokalizacja reprezentuje idealne warunki do obserwacji wtedy, gdy najbliższe skupiska miejskich świateł znajdują się nie bliżej niż w odległości 200 km. Nietrudno wydedukować, że takich miejsc jest w Europie bardzo niewiele. Co więcej proces „zaświetlania” nieba nocnego sztucznym światłem postępuje coraz bardziej. Coraz więcej dzieci, a niekiedy i dorosłych nigdy nie widziało z tego powodu tak pięknego zjawiska jak Droga Mleczna. Jeśli spojrzeć na mapę tzw. „zanieczyszczenia światłem” całej kuli ziemskiej a w szczególności Europy, to widać jak poważny jest to problem (por.: hasła „light pollution” oraz „zanieczyszczenie światłem” na Wikipedii).

Rys. 3. Mapa rozświetlenia światłami Europy (źródło: https://en.wikipedia.org/wiki/Light_pollution)

Aktualnie nie tylko amatorzy astronomii biją na alarm. Czynią tak także przyrodnicy i ekolodzy wskazujący na groźne dla ekosystemów uboczne skutki nadużywania sztucznego światła nocą.

Pewną nadzieję daje spostrzeżenie, że jest możliwe takie przekonstruowanie latarni ulicznych że nie tylko następuje zmniejszenie rozświetlenia nieba ale także znaczna oszczędność energii elektrycznej. Z powodu tej oszczędności energii tematyka optymalnego konstruowania świateł ulicznych jest już przedmiotem szczegółowych badań. Powstała międzynarodowa organizacja „International Dark Sky Association”, napisano bestselerową książkę o „kurczącej się” nocy [6]. Obecność zanieczyszczenia światłem powoduje, że w centrach dużych miejskich metropolii dostrzeżemy w nocy jedynie kilka najjaśniejszych gwiazd podobnie, jak gdyby w ciemnym miejscu na niebie pojawił się Księżyc w pełni. Jednak najwięcej szkód zanieczyszczenie światłem czyni obserwacjom rozproszonych struktur takich jak mgławice i galaktyki w tym oczywiście największej z nich Drodze Mlecznej będącej obrazem naszej galaktyki. Najpopularniejsze wśród amatorów astronomii obiekty ciemnego nieba zostały uporządkowane w tzw. Katalog Messier’a.

https://pl.wikipedia.org/wiki/Katalog_Messiera

Proces „zaświetlania” nieba nocnego sztucznym światłem postępuje coraz bardziej i coraz więcej dzieci, a niekiedy i dorosłych nigdy nie widziało z tego powodu tak pięknego zjawiska jak Droga Mleczna.

Jest to ponad 100 obiektów mgławicowych usystematyzowanych w XIX wieku przez francuskiego astronoma Messier’a którego główną inspirację było odróżnianie tych „mgławic” od komet, głównych obiektów jego badań.

Później okazało się część z nich to stosunkowo bliskie obiekty gazowo mgławicowe.

Rys. 4. Mgławica „Płomień” (NGC 2024) oraz (po prawej) słynna, ciemna mgławica „Koński Łeb” (Barnard 33) w gwiazdozbiorze Oriona (zdjęcie Autora)

Jednak większość to bardzo odległe zbiorowiska liczące po 100 i więcej miliardów gwiazd, lecz znajdujących się w odległościach od kilku do kilkuset milionów lat świetlnych od naszej galaktyki – Drogi Mlecznej. Odkrycie przez Edwina Hubble’a tego zróżnicowania obiektów mgławicowych ciemnego nieba (tzw. DSO, „Deep Sky Objects”) na początku XX wieku rozszerzyło widzialny Wszechświat i było wielkim przewrotem myślowym porównywalnym jedynie z przewrotem kopernikańskim i teorią ewolucji Darwina.

Tak jak dla zachowania nienaruszonej przyrody istnieją wielkie parki narodowe tak ostatnio pojawiły się także parki ciemnego nieba,

https://pl.wikipedia.org/wiki/Park_ciemnego_nieba

często na obszarach parków przyrodniczych i rezerwatów. W Polsce są dwa takie miejsca: polsko-czeski Izerski Park Ciemnego Nieba oraz Park Gwiezdnego Nieba „Bieszczady” uzupełniający się ze słowackim Parkiem Ciemnego Nieba „Połoniny”. Takim specyficznym miejscem jest także chorwacka wyspa Lastovo, która stworzyła specjalny program ochrony ciemnego nieba zachęcający do jej odwiedzin nie tylko amatorów nurkowania, ale także innych turystów. A jest to to bardzo odległe miejsce na Adriatyku. Dodatkową zaletą wyspy Lastovo są dobre statystyki pogodowe gwarantujące wiele bezchmurnych nocy w miesiącach letnich.

Rys. 5. Krótki „time-lapse” przedstawiający fragment letniej Drogi Mlecznej widocznej z Polski (film autora)

Tak, jak dla zachowania nienaruszonej przyrody istnieją wielkie parki narodowe, tak ostatnio pojawiły się także parki ciemnego nieba.

Instrumentarium astronoma amatora

Gdy już jednak znajdziemy ciemne miejsce oddalone od miasta to pozostaje nam wybór sposobu uprawiania naszego hobby

  1. Własne oczy wzbogacone o wygodny leżak. Choć może się to wydać dziwne to jednak takie obserwacje także dają dużo satysfakcji. Oprócz obserwacji wielu obiektów ciemnego nieba (w tym nawet niektórych galaktyk) mogą one być prostą realizacją pięknej wypowiedzi Immanuela Kanta:   Dwie rzeczy napełniają umysł coraz to nowym i wzmagającym się podziwem i czcią, (…) niebo gwiaździste nade mną i prawo moralne we mnie [7]. Co więcej takie obserwacje mogą mieć nawet walory naukowe. Jest tak np. w odniesieniu do obserwacji meteorów. Przez wiele lat takie wizualne obserwacje meteorów były wykonywane przez zespoły amatorów astronomii a opracowywane przez specjalistów. Połączone to było z prowadzeniem stosownej rysunkowej dokumentacji.
  2. Lornetka. „Każdy teleskop ma swoje niebo”. Tą wypowiedź pochodzącą od znanego niemieckiego producenta amatorskich instrumentów Clausa Baadera usłyszałem kiedyś w jego firmie w Bawarii. Oznacza to, że niezależnie przez jaki instrument będziemy patrzeć na niebo zawsze będzie jakiś obiekt poza zasięgiem jego powiększenia oraz inny, być może zbyt duży ze względu na wymagane pole widzenia. Przez dobrą niekoniecznie dużą i ciężka lornetkę widok słynnej wielkiej mgławicy w Andromedzie (M31) może pozostawić niesamowite wrażenie wielkiego, spiralnego dysku. Ta najbliższa nam galaktyka jest także widoczna gołym okiem jako bardzo słaba mgiełka. Jednak dopiero jej widok przez dobrą lornetkę uświadamia nam, że jest to obiekt składający się z wielu miliardów gwiazd. Gołym okiem widzimy jedynie najjaśniejsze, centralne jądro tej galaktyki. Aby M31 zmieściła się cała w polu widzenia lornetki potrzebne jest pole widzenia o średnicy co najmniej około 3.5 do 4 stopni. Jest to rozmiar obejmujący 6 do 8 tarcz Księżyca. Tylko niektóre teleskopy i część lornetek mają tak duże pole widzenia.
  3. Teleskop. Dzisiaj wybór teleskopów do amatorskich obserwacji nieba jest bardzo duży. Są wśród nich refraktory i teleskopy zwierciadlane (reflektory). Należy pamiętać, że powiększenie przyrządu obserwacyjnego to parametr drugorzędny, ważniejsza jest średnica obiektywu która decyduje o ilości światła wpadającego do oka. Amator astronomii powinien także pamiętać, że najlepszy instrument to taki który jest używany a nie zalega gdzieś na strychu. Należy zatem wybierać instrument stosowny ciężarem i gabarytami do naszych możliwości. Są instrumenty proste w obsłudze jak i instrumenty mocno skomputeryzowane, wybór jest więc bardzo szeroki.

A co jeśli jedynym miejscem obserwacji może być balkon w centrum miasta? I tu sprawa nie wygląda jednak beznadziejnie. Można bowiem ograniczyć się do obserwacji szczegółów na tarczy Księżyca który jest bardzo wdzięcznym obiektem pierwszych obserwacji. Widok kraterów, szczelin i gór księżycowych należy do niezapomnianych zjawisk. Poza tym w taki sposób można obserwować plamy na Słońcu (za pomocą specjalnych filtrów) oraz Jowisza, Saturna, Marsa a także Wenus czy nawet Urana i Neptuna.

A co jeśli jedynym miejscem obserwacji może być balkon w centrum miasta? I tu sprawa nie wygląda jednak beznadziejnie. Można bowiem ograniczyć się do obserwacji szczegółów na tarczy Księżyca który jest bardzo wdzięcznym obiektem pierwszych obserwacji. Widok kraterów, szczelin i gór księżycowych należy do niezapomnianych zjawisk.

Do bardzo ciekawych należą obserwacje zjawisk w układzie czterech księżyców Jowisza, tzw. „galilejskich”. Przejścia cieni księżyców Jowisza na tle jego tarczy to bardzo interesująco wyglądające zjawiska których szczegółowa chronologia do tej pory służy szczegółowym badaniom mechaniki nieba.

Rys. 6. Częściowe zaćmienie Księżyca obserwowane obok wież Katedry Opolskiej. Czerwone zabarwienie cienia Ziemi na tarczy Księżyca to efekt refrakcji promieni słonecznych przechodzących przez atmosferę Ziemi. Podobno przybliżone porównanie średnicy cienia Ziemi widocznego na tle tarczy Księżyca skłoniło greckiego filozofa Arystarcha z Samos do stwierdzenia, że Słońce musi być dużym i bardzo odległym obiektem, 20 razy dalej od Ziemi niż Księżyc i 20 raz większym od niego. Dzisiaj wiemy, że są prawdziwe liczby są o rząd większe (zdjęcie Autora).

Astrofotografia amatorska

Jest to dziedzina która bardzo rozwinęła się w ciągu ostatnich 20 lat wraz z rozwojem elektronicznych technik fotografowania. Współczesne aparaty cyfrowe oferują nieporównywalną z dawnymi aparatami czułość, a od niedawna także większą rozdzielczość niż te używające tradycyjnego filmu. Kluczowym problemem fotografujących obiekty „niebieskie” jest ich słaba jasność wymagająca długich czasów naświetlania oraz ich pozorny ruch na niebie utrudniający zdjęcia o długich ekspozycjach. Jednak współczesne statywy wyposażone są w specjalne, zegarowe mechanizmu „śledzące” ruch nieba. Są to rozwiązania o różnej dokładności i, w związku z tym, różnej cenie. Fotografowanie nieba jest obecnie pasją wielu tysięcy ludzi na całym świecie.

Niektórzy osiągają ogromne mistrzostwo w tym obszarze okupione dużym czasem spędzanym nie tylko nocą podczas wykonywania zdjęć, ale także za dnia podczas komputerowej obróbki zdjęć. Zdaniem piszącego te słowa należy jednak zachować w tym umiar, o ile to ciągle ma być sposób spędzania wolnego czasu, czyli relaksujące hobby podobne do fotografowania ptaków, windsurfingu lub żeglarstwa, a nie wyniszczający wyścig, jaki można od pewnego czasu zauważyć wśród najbardziej zaawansowanych amatorów astronomii.

Oprócz prowadzonych zdjęć nieba amatorzy wykonują także zdjęcia nocnych krajobrazów wzbogaconych o obiekty astronomiczne, tzw. „time-lapse” czyli sekwencje pokazujące przyspieszony ruch nieba oraz zdjęcia Słońca, często w specjalnym paśmie widma, które ukazuje zmienną strukturę tarczy słonecznej.

Skoro techniki fotograficzne dostępne amatorom są na tak wysokim poziomie to może szkoda czasu na wizualne obserwacje? Jednak wizualne obserwacje mają swój specyficzny urok. Niektóre obiekty ciemnego nieba mają jednak mocno zniekształcony widok na bardzo długo naświetlanych zdjęciach. Należą do nich w szczególności gromady kuliste (np. M13). Także teleskopowy widok pamiętnej supernowej w M82 zdecydowanie przewyższał powstałe w tamtym czasie fotografie.

W czasach gdy zaczynałem interesować się astronomią jedynym źródłem informacji były cotygodniowe spotkania w gronie kolegów z młodzieżowego kółka astronomicznego i czytanie popularnonaukowego miesięcznika „Urania” ukazującego się w Polsce od 1922 roku. Dzisiaj rolę popularyzatorską rolę Uranii przejęło czasopismo „Astronomia”, a „Urania” połączyła się z czasopismem „Postępy Astronomii” w profesjonalne czasopismo środowiska astronomów w Polsce. W USA (i na całym świcie) nieprzerwanie działa czasopismo  amatorskie „Sky & Telescope” oraz później powstały „Astronomy Magazine”. Jednak należy dodać, że w erze Internetu najważniejszą rolę pełnią tzw. fora internetowe pozwalające na dysponowanie ogromną wiedza zbiorową amatorów astronomii. Wymienię poniżej tylko dwa: polskie   https://astropolis.pl/ ,  http://www.astromaniak.pl/  oraz amerykańskie  https://www.cloudynights.com/

Na koniec należy zauważyć, że amatorska astronomia to nie tylko obszar zarezerwowany dla tzw. ‘geek’ków nauk ścisłych. Poznałem zapalonych amatorów astronomii będących prywatnie kierowcami autobusów miejskich, śpiewakami operowymi lub właścicielami firm budowlanych. Ci ostatni dysponując dużymi funduszami budują często własnym sumptem prawdziwe obserwatoria, aby oddawać się tej pasji w luksusowych wręcz warunkach.

Rys. 7. Zdjęcie dwóch galaktyk upiększających niebo półkuli północnej M81 oraz M82. Obie galaktyki odległe są od nas o około 12 mln lat świetlnych. Zatem widzimy je dzisiaj tak, jak wyglądały w czasach gdy na ziemi pojawiły się pierwsze istoty człekokształtne. W tej, bardziej wydłużonej galaktyce M82 (prawa strona), odkryto w roku 2014 tzw. gwiazdę supernową (SN2014J). Przez kilkadziesiąt dni jedna z gwiazd tej galaktyki świeciła równie jasno jak cała galaktyka. Zjawisko zostało przypadkiem odkryte przez wykładowcę Uniwersytetu Londyńskiego i jego 4 studentów i podziwiane później przez amatorów astronomii na całej półkuli północnej.

Literatura

  1. Caleb Scharf, Kompleks Kopernika, Prószyński i Spółka, Warszawa, 2016
  2. Jones E.M., “Where is Everybody?” An account for Fermi’s Question, Los Alamos Ntl. Laboratory report, LA-10311-MS, March, 1985 
  3. Hart H.M., An Explanation for the Absence of Extraterrestials on Earth, Wuarterly Journal of Royal Astronomical Society, vol. 16, 1975, pp. 128-135
  4. „Sami w kosmosie”, Marek Abramowicz w rozmowie z Arturem Sporniakiem, Tygodnik Powszechny, 15 stycznia 2017
  5. Seth Shostak: Our Galaxy Should Be Teeming With Civilizations, But Where Are They? (ang.). W: Space.com [on-line]. Internet Archive, 25 października, 2001. [dostęp 8 kwietnia, 2006].
  6. Bogart P., The End of Night: Searching for Natural Darkness in an Age of Artificial Light, Estate/HarperCollins, 2013. 
  7. Immanuel Kant, Krytyka praktycznego rozumu

Przypisy:

[1] PTMA = Polskie Towarzystwo Miłośników Astronomii