Eksploracja Kosmosu

„Więc astrolog* wziąwszy lupę,

wreszcie wrócił z horoskopem(...)"

Aleksander Fredro „Baśń o trzech braciach i królewnie"

* Kiedyś nie było rozróżnienia między astronomem i astrologiem używano powszechnie formy astrologia (z łac. nauka o gwiazdach).

Dawniej obserwacje nieba kojarzyły się z romantyzmem sytuacji oraz nierzadko z dziwactwem naukowca. Typowy człowiek kojarzył astronomię i astronoma tak, jak przedstawił to w cytowanym powyżej fragmencie wiersza Fredro. Jednakże już od początku XVII wieku astronomia zaczęła być nauką niezwykle ścisłą i nastawioną na badania doświadczalne – głównie obserwacje. Rozwijano metody badawcze, konstruowano coraz większe i coraz precyzyjniejsze teleskopy. Osiemdziesiąt lat temu zaczęto też eksplorację innych, poza optycznymi, obszarów widma fal elektromagnetycznych, co doprowadziło do prawdziwego rozkwitu tej dziedziny wiedzy i dzisiejszej mnogosci instrumentów badawczych. Czy stan dzisiejszy i realizowane już projekty są kresem? A jeśli nie, to jak mogą potoczyć się losy odkrywania Kosmosu w przyszłości bliższej i dalszej – trudniejszej do przewidzenia.

•1. Obserwacje teraz i w najbliższej przyszłości (2012 – 2040)

W chwili, gdy piszę te słowa na powierzchni Ziemi ulokowanych jest kilka teleskopów optycznych o średnicach zwierciadeł w okolicach dziesięciu metrów; kilkadziesiąt wielkich radioteleskopów oraz teleskopów podczerwonych z niedokończonej jeszcze sieci ALMA (ang. Atacama Large Millimeter Array). Zarówno przyrządy optyczne, jak i radiowe łączone są w sieci interferometryczne, przy czym technologia interferometrów radiowych, licząca przeszło pół wieku, jest opanowana na tyle dobrze, że wirtualny przyrząd tak uzyskiwany ma rozmiary całej planety. Tylko 5% danych rejestrowanych przez te urządzenia jest analizowana. Reszta po zapisaniu czeka na swoją kolej.

Ale astronomowie chcą więcej, szczególnie jeśli idzie o czułość przyrządów, która zależy od powierzchni zbierającej promieniowanie. Dlatego rozwija się europejski radioteleskop LOFAR (ang. LOw Frequency ARray), którego elementy w 2012 roku umieszczone zostają w trzech miejscach na terenie Polski.

SKA (ang. Square Kilometers Array), po oddaniu do użytku w roku 2022 ma łączną powierzchnię zbierającą jednego kilometra kwadratowego. Zarówno LOFAR, jak i SKA to odejście od typowego wizerunku radioteleskopu; to przyrządy cyfrowe nie przypominające gigantycznej anteny satelitarnej.

Budowane są też nowe teleskopy optyczne. W 2017 roku zaczynają służbę dwa kolosy: TMT (ang. Thirty Meter Telescope) oraz EELT (ang. European Extremly Large Telescope) o średnicach luster 30 i 42 metry, odpowiednio. Chociaż optyka aktywna i adaptatywana pozwalają na uzyskiwanie ostrych obrazów, niezależnie od zaburzeń atmosferycznych, nie rezygnuje się z budowy teleskopów kosmicznych, pozwalających zupełnie uwolnić się od wpływu atmosfery. Do teleskopu Herschela – następcy teleskopu Hubble'a – dołącza w 2018 roku wyniesiony na orbitę Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba. Oczywiście Kosmos to nie tylko te słynne, wielkie przyrządy, to setki mniej lub bardziej zaawansowanych obserwatoriów operujących w całym zakresie widma fal elektromagnetycznych.

W roku 2035 ziszczają się dwa projekty obserwatoriów: gigantyczny, stumetrowy orbitalny teleskop optyczny ulokowany w punkcie libracyjnym L2 układu Ziemia – Słońce oraz zaawansowany interferometr radiowy na odwrotnej stronie Księżyca.

Kluczowym i ogromnym skokiem jest pierwsza detekcja fal grawitacyjnych, co ma miejsce w 2016 roku, a także znaczne zwiększenie czułości obserwatoriów neutrin.

Niestety, nowe instrumenty i metody badań nie niosą w uzyskanych wynikach nić rewolucyjnego. Już od dawna bowiem wiadomo, że istnieje olbrzymia liczba planet (np. wyniki z orbitalnego obserwatorium Kepler). Obserwujemy coraz więcej detali, mnożymy ilość obiektów dokładając nowe szczegóły do puzzli naszego obrazu Wszechświata, a Ciemna Materia i Ciemna Energia pozostają wciąż pojęciami pełnymi niepotwierdzonych hipotez. W 2023 roku dostrzegamy egzoplanety, na których istnienie cywilizacji jest bardziej niż prawdopodobne.

Księżycowe radioteleskopy rejestrują w 2036 roku sygnały, których pochodzenie jest bez wątpienia sztuczne, ale wywołuje to jedynie krótkotrwałą globalną ekscytację. Bariera praw fizyki sprawia, że te odkrycia wynikające z astronomicznych obserwacji nie wnoszą, poza samym poznaniem, żadnych istotnych zmian.

•2. Podróże do innych planet (2020 – 2050)

W 2022 roku zaczyna się wielki powrót na Księżyc – wspólne przedsięwzięcie Ameryki, Europy i Chin, od dekady poważnego gracza w dziedzinie eksploracji Kosmosu. Na początku priorytetami są: założenie stałej bazy i budowa obserwatorium radiowego.

W 2036 roku wyrusza pierwsza załogowa wyprawa na Marsa, a w następnych latach kolejne – w sumie siedem.

Astronauci znajdują na Marsie życie, co potwierdza wcześniejsze wyniki automatycznych próbników. Życie na Marsie, choć prymitywne w swej formie, okazuje się znacznie bardziej różnorodne niż sądzono. Jednak nie jest to duża sensacja. O beztlenowcach z Marsa wiemy od 2018 roku, zaś w 2027 roku automatyczny próbnik odkrywa istnienie drobnoustrojów w pokrywie lodowej jowiszowego księżyca Europa.

Entuzjazm „nowego otwarcia" w podboju Układu Słonecznego w połowie lat 30tych szybko się kończy. Wyprawy załogowe dalej niż do Marsa są nieopłacalne, zbyt niebezpieczne, zaś kolonizacja Marsa, choć staje się sloganem reklamowym i ambicją Chińczyków nadal jest poza zasięgiem ludzi.

•3. Transfer świadomości do świata wirtualnego (2030 – 2100)

Postęp informatyki jest ogromny, a zastosowanie grafenu, nowych metod litografii i przetwarzania danych sprawia, że prawo Moore'a ma się dobrze nawet po 2030 roku. W tym czasie do powszechnego użycia wchodzą pamięci oparte o kropki kwantowe, wypierając powszechnie stosowane pamięci holograficzne czasem dostępu i rozmiarami. Pojawiają się też wydajne komputery molekularne, wykorzystujące kwantyzację stanów energetycznych.

Furorę robią firmy udostępniające moc obliczeniową i przestrzeń dyskową. Duże zyski notują też firmy kreujące byty wirtualne i działające tylko w przestrzeni świata wirtualnego (VR), a także te, które dostarczają infrastruktury podtrzymującej życie ludzi przebywających w VR. Powszechny, globalny dostęp do szerokopasmowego Internetu i taniego sprzętu jest powodem zbytniego zaangażowanie w sprawy VR. W roku 2035 około 8% ludzi w krajach rozwiniętych prawie wcale nie opuszcza rzeczywistości wirtualnej.

Po roku 2040 dostępne zaczynają być nanotechnologie, a komputery o klasycznej architekturze zastępują maszyny modułowe, złączone z wielu (nawet miliardów) mikrokomputerów.

Postęp w informatyce pociąga rozwój algorytmów samouczących i owocuje powstaniem pierwszego, a następnie, w 2043 roku, drugiego pokolenia sztucznych inteligencji (AI 2.0). W tym samym roku pojawia się możliwość przenoszenia do pamięci obrazu stanu układu nerwowego. Największym problemem nie jest pojemność pamięci komputerów, ale metody skanowania kwantowych stanów molekuł w komórkach.

Dopiero w roku 2086 ma miejsce pierwsza udana próba skanowania świadomości człowieka i przeniesienia jej do przestrzeni cyfrowej. Automatycznie rodzi się konieczność przedefiniowania podstaw prawa, socjologii oraz ekonomii.

•4. Podróże do gwiazd (2100 – )

Po opanowaniu technologii zaczyna się migracja świadomości ludzi do świata wirtualnego. Dotyczy to głownie wybitnych umysłów i ludzi bogatych. W 2107 roku ma miejsce konflikt AI 2.2 z postludźmi w VR. Wynikiem jest przyznanie pewnych praw dla AI oraz nakaz likwidacji nośnika pierwotnego przy kopiowaniu, by nie namnażać bytów. Nie ma w tym okresie możliwości powrotu do ciała biologicznego, za to zawansowane są próby transferu do komputera umieszczonego w androidach.

Kilkanaście lat później, by zapobiec przeludnieniu i głodowi zaczyna się proces przymusowej cyfryzacji społeczeństwa w krajach ubogich, zwany Wielka Migracją.

Nieskrępowane niczym w VR umysły tworzą TOE, Teorię Wszystkiego. Wynika z niej jasno, że podstawę czasoprzestrzeni stanowi piana Wheelera – fluktuacje mikroskopijnych czarnych dziur i wormholi egzystujące na poziomie parametrów Plancka. Jako, że wormhole łącza dwa asymptotyczne obszary czasoprzestrzeni, powstaje pomysł natychmiastowej komunikacji, bez względu na odległość. Pierwsze próby potwierdzają przydatność takiej metody.

Opanowanie nowego i rewolucyjnego sposobu wymiany informacji odradza dyskusję dotyczące podróży międzygwiezdnych i prowadzi do ich praktycznej realizacji.

Statki kosmiczne są tanie i szybkie; kupują je nawet nieduże korporacje. Wynika to z braku konieczności zapewniania odpowiednich warunków ludziom, którzy podróżują w postaci cyfrowej.

Na początku XXII wieku rusza wielka fala wypraw.

Kilkadziesiąt lat później do ziemi docierają informacje o pierwszych kontaktach...

•5. Homo Galacticus (2150 – )

Ludzie zaczynają stopniowo włączać się do wirtualnej społeczności galaktycznej obejmującej tysiące cywilizacji.

Astronomia staje się martwą dziedziną wiedzy.