Znajdź zawartość

Inżynierowie NASA odpowiedzialni za znajdującą się w przestrzeni międzygwiezdnej sondę Voyager 1, próbują rozwiązać zagadkę nietypowych danych, jakie pojazd przysyła. Voyager 1 pracuje normalnie, odbiera i wykonuje komendy z Ziemi, prowadzi badania naukowe, zbiera dane i wysyła je na Ziemię. Jednak odczyty z systemu AACS (attitude articulation and control system) nie oddają tego, co dzieje się na pokładzie sondy. AACS od 45 lat odpowiada za prawidłową orientację pojazdu. Do jednego z zadań systemu należy dopilnowanie, by antena Voyager 1 była skierowana dokładnie na Ziemię. Wszystko wskazuje na to, że AACS działa, ale coś jest nie tak z danymi telemetrycznymi. Czasami wyglądają tak, jakby były generowane losowo, innym razem nie oddają żadnego stanu, w jakim AACS może się znaleźć. Co interesujące, problem z AACS nie uruchomił żadnego z zabezpieczeń, odpowiedzialnych za wprowadzenie Voyagera w stan bezpieczny. W stanie tym pojazd przeprowadzałby tylko niezbędne operacje, dając inżynierom czas na zdiagnozowanie usterki. Jednak nic takiego się nie stało. Co więcej, sygnał z sondy nie stracił na mocy, co wskazuje, że jej antena jest skierowana precyzyjnie w stronę naszej planety. Inżynierowie analizują sygnały, próbując się dowiedzieć, czy niezwykłe dane pochodzą bezpośrednio z AACS czy też z innego układu zaangażowanego w wytwarzanie i przesyłanie danych telemetrycznych. W tej chwili specjaliści nie potrafią powiedzieć, czy obserwowane problemy mogą w większym zakresie wpłynąć na Voyagera i czy skrócą czas jego pracy. Tajemnice takie jak ta, to na tym etapie część misji Voyager, mówi Suzanne Dodd, odpowiedzialna za Voyagera 1 i Voyagera 2. Oba pojazdy mają niemal 45 lat, pracują znacznie dłużej, niż planowano. Znajdują się też w przestrzeni międzygwiezdnej, w miejscu o wysokim promieniowaniu, w którym nigdy wcześniej nie latał żaden pojazd. Dla zespołu inżynieryjnego to olbrzymie wyzwanie. Myślę jednak, że nasz zespół poradzi sobie z problemem z AACS. Pani Dodd nie wyklucza, że problemu nie uda się rozwiązać i trzeba będzie się do tego przyzwyczaić. Jeśli jednak uda się znaleźć jego przyczynę, być może trzeba będzie wprowadzić zmiany w oprogramowaniu lub też użyć jednego z systemów zapasowych Voyagera. Jeśli tak się stanie, to nie będzie to pierwszy raz, gdy Voyager 1 używa systemów zapasowych. W 2014 roku główne silniki pojazdu zaczęły wykazywać oznaki degradacji, więc włączono silniki zapasowe, które wcześniej wykorzystywano podczas przelotów w pobliżu planet. Okazało się, że silniki te działają bez zakłóceń, mimo że nie były używane przez 37 lat. Voyager 1 znajduje się obecnie w odległości 23,3 miliarda kilometrów od Ziemi. Światło pokonuje tę drogę w ciągu 20 godzin i 33 minut. By uświadomić sobie, jak olbrzymia to odległość wystarczy pamiętać, że światło ze Słońca na Ziemię biegnie 8 minut. Voyager 2 działa normalnie. Znajduje się w odległości 19,5 miliarda kilometrów od Ziemi. Oba Voyagery zostały wystrzelone w 1977 roku. Pracują znacznie dłużej niż planowano. Są jedynymi pojazdami wysłanymi przez człowieka, które dotarły do przestrzeni międzygwiezdnej. Dostarczyły nam bezcennych informacji na temat heliosfery, bariery za pomocą której Słońce chroni Układ Słoneczny. Wcale nie było pewne, czy tam dotrą. Przed 12 laty opisywaliśmy obawy związane z dotarciem Voyagera 1 do heliopauzy i spotkaniem z łukiem uderzeniowym. Każdego roku możliwość produkcji energii pojazdów zmniejsza się o około 4 waty. Dlatego też przez lata stopniowo wyłączano poszczególne podzespoły, by zapewnić energię dla najważniejszych instrumentów naukowych i niezbędnych systemów. Dzięki przemyślanym działaniom nie wyłączono dotychczas żadnego urządzenia naukowego. Inżynierowie z NASA chcą, by Voyagery pracowały jeszcze w roku 2026. « powrót do artykułu

W 2018 roku amerykańscy astronomowie pracujący przy radioteleskopie EDGES w Australii poinformowali o odkryciu sygnału radiowego o szczególnej częstotliwości. Był on znacząco słabszy od innych sygnałów. Wyniki swoich badań opublikowali na łamach Nature, gdzie ogłosili, że znaleziony sygnał pochodzi z narodzin pierwszych gwiazd po Wielkim Wybuchu. Co więcej, dane były inne, niż przewidziane przez teoretyków. Wskazywały one, że wczesny wszechświat był zadziwiająco chłodny. Teoretycy siedli do pracy, by to wyjaśnić, a inne zespoły ruszyły do teleskopów, by potwierdzić istnienie sygnału. Wśród tych, którzy postanowili zarejestrować sygnał zauważony przez Amerykanów byli naukowcy z Raman Research Institute w Bangalore w Indiach. Wykorzystali oni radioteleskop SARAS-3. Niewielkie urządzenie pływa na dwóch jeziorach w odległych regionach Indii. Indyjscy naukowcy zebrali dane i przez ostatnie dwa lata szczegółowo je analizowali. Właśnie poinformowali na łamach Nature Astronomy, że w danych nie znaleziono żadnego śladu sygnału, o którym pisali Amerykanie. Jeśli tam by coś było, to by to zauważyli, mówi radioastronom Aaron Parsons z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley. Nie ma tutaj zbytnio miejsca na wątpliwości, dodaje uczony, który nie był zaangażowany w żadne z opisywanych badań. Judd Bowman, który stoi na czele zespołu badawczego teleskopu EDGES i kierował badaniami sprzed 4 lat dodaje, że konieczne są dalsze prace, by rozstrzygnąć, kto ma rację. Biorąc pod uwagę, jak trudne są tego typu obserwacja, czeka nas sporo pracy. Musimy włączyć te badania w te wciąż prowadzone. Zarówno EDGES jak i SARAS usiłowały wykryć emisję pochodzącą z wodoru. Pierwiastek ten w sposób naturalny absorbuje i emituje fale radiowe o długości 21 centymetrów. Na trasie swojej podróży w kierunku Ziemi fale te coraz bardziej się rozciągają. Fale z bardziej odległych chmur wodoru są rozciągnięte bardziej, niż te z chmur bliższych. A topień ich rozciągnięcia świadczy o tym, z jakie odległości – czyli i z jakiego czasu – pochodzą. Astronomowie już od ponad 50 lat wykorzystują emisję wodoru do badania pobliskich galaktyk. Jednak dzięki postępowi technologicznemu takie instrumenty jak EDGES i SARAS mogą rejestrować też fale pochodzące z większych odległości, bardziej rozciągnięte, które trudniej jest badać, gdyż zakłócają je naturalne i sztuczne sygnały z Ziemi. Gdy atomy wodoru dopiero powstawały po Wielkim Wybuchu, absorbowały i emitowały tyle samo promieniowania o długości fali 21 centymetrów. Przez to chmury wypełniającego wszechświat wodoru były niewidoczne. Później zaś nastąpił kosmiczny świt. Promieniowanie ultrafioletowe z pierwszych gwiaz wzbudziło atomy wodoru, przez co mogły one absorbować więcej promieniowania niż pochłaniały. Zjawisko to, obserwowane obecnie z Ziemi, powinno objawiać się nagłym spadkiem jasności fal o określonej długości. Ten spadek wyznacza moment powstania pierwszych gwiazd. Z czasem te pierwsze gwiazdy zapadły się w czarne dziury. Gorący gaz z dysków wokół czarnych dziur emitował promieniowanie rentgenowskie. Podgrzało ono wodór, zwiększając jego emisję w paśmie 21 centymetrów. To zaś objawia się zwiększeniem jasności fal o minimalnie mniejszej długości niż wcześniejsze fale. Wynik netto tych zmian, to spadek jasności w wąskim zakresie fal. Taki właśnie spadek spodziewali się wykryć naukowcy pracujący przy EDGES. Znaleźli jednak coś innego. Spadek dotyczyły fal o długości 4 metrów. Analiza takich danych wskazywała, że pierwsze gwiazdy powstały zadziwiająco szybko i szybko doszło do pojawienia się promieniowania X. Co więcej, dane pokazywały też, że wodór we wczesnym wszechświecie był chłodniejszy niż przewidywały teorie. Pojawiły się różne próby wyjaśnienia tego zjawiska. Wiadomo też było, że zakłócenia do sygnału może wprowadzać sam radioteleskop i jego konstrukcja. Edges otoczony jest przez duży, 30-metrowy metalowy ekran, który ma blokować emisję radiową pochodzącą z gruntu. Amerykański zespół uwzględnił w swojej pracy możliwość pojawienia się zakłóceń pochodzących z krawędzi tego ekranu. Jednak specjaliści zwracają uwagę, że wystarczy niewielki błąd w korekcie, by w analizie pojawiły się dane nie do odróżnienia od danych rzeczywistych. Naukowcy z Bangalore zaprojektowali swój radioteleskop tak, by był on bardziej odporny na zakłócenia. Dodatkowo umieścili go na jeziorze, dzięki czemu zyskali pewność, że w promieniu 100 metrów od teleskopu nie pojawią się żadne odbicia horyzontalne. Sama zaś woda jeziora powodowała, że odbite od dna sygnały biegły wolniej, a dzięki jednorodnej gęstości wody łatwiej modelować całe otoczenie teleskopu i wyławiać z danych fałszywe sygnały. Dzięki temu naukowcom pracującym przy SARAS udało się dokładnie przeanalizować całe spektrum wokół fal o długości 4 metrów i stwierdzić, że nie widać w nim żadnego spadku jasności zarejestrowanego przez EDGES. Cynthia Chiang, radioastronom z kanadyjskiego McGill University stwierdziła, że oba zespoły naukowe – amerykański i indyjski – bardzo dobrze i ostrożnie przeprowadziły wszelkie prace nad kalibracją urządzeń i analizą danych, dlatego też jest obecnie zbyt wcześnie, by orzekać, który z nich ma rację. « powrót do artykułu

Dziwny powtarzający się sygnał radiowy dobiegający z okolic centrum Drogi Mlecznej nie przypomina żadnego innego znanego sygnału. Ma zupełnie inną sygnaturę. Jak wynika z wyników badań zaakceptowanych do publikacji w The Astrophysical Journal i udostępnionych na arXiv [PDF], źródło sygnału przez wiele tygodni jest bardzo jasne w paśmie radiowym, a następnie zanika w ciągu jednego dnia Takie zachowanie się sygnału radiowego nie pasuje do żadnego znanego obiektu niebieskiego. Dlatego też naukowcy z Australii, USA, Niemiec, Kanady, Hiszpanii, Francji i RPA, którzy badali to zjawisko za pomocą Australian SKA Pathfinder, przypuszczają, że mogli odkryć nową klasę obiektów kosmicznych. Tajemniczy sygnał ASKAP J173608.2−321635 jest wysoce spolaryzowany i wysoce zmienny. Na potrzeby badań obserwowano go pomiędzy kwietniem 2019 a sierpniem 2020 roku. W tym czasie pojawił się 13 razy. Nigdy nie trwał dłużej niż kilka tygodni. Źródło jest bardzo zmienne, pojawia się i znika nagle, bez żadnego wzorca, który udałoby się odczytać. Badacze próbowali dopasować ten sygnał do danych z wielu innych teleskopów, w tym do Chandra X-ray Observatory, Neil Gehrels Swift Observatory czy Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy. W żadnym nie znaleziono niczego, co przypominałoby ASKAP J173608.2−321635. Wygląda więc na to, że źródło nie emituje niczego w innych częstotliwościach spektrum elektromagnetycznego. Naukowcy nie potrafią wyjaśnić takiego zjawiska. Autorzy badań piszą, że co prawda gwiazdy o małej masie mogą okresowo generować rozbłyski w paśmie radiowym, jednak zwykle towarzyszy im emisja w paśmie promieniowania rentgenowskiego. Nic nie wskazuje też na to, by źródłem mogły być pulsary lub magnetary. Pulsary emitują silne sygnały radiowe, ale jest to emisja o przewidywalnym okresie i nie trwa całymi tygodniami. Z kolei magnetary charakteryzuje też silna emisja w zakresie rentgenowskim. Z wszystkich znanych źródeł emisji sygnał ASKAP J173608.2−321635 najbardziej przypomina tajemnicze GCRT (Galactic Center Radio Transient). Dotychczas znamy trzy tego typu obiekty. Również i one znajdują się w kierunku centrum naszej galaktyki, wszystkie nagle rozpoczynają emisję w paśmie radiowym i równie gwałtownie ją kończą. Mają też podobną jasność i nigdy nie towarzyszy im promieniowanie rentgenowskie. Jednak pojawiają się i znikają szybciej niż ASKAP J173608.2−321635.  Niewykluczone zatem, że źródło ASKAP J173608.2−321635 jest w jakiś sposób powiązana z GCRT, a być może również jest takim obiektem. « powrót do artykułu

Naukowcy z Breakthrough Listen Project, który bazuje ne Berkeley SETI Research Center, a jego celem jest poszukiwanie sygnałów radiowych wysłanych przez obcą cywilizację, poinformowali o zarejestrowaniu nietypowej transmisji nadchodzącej z kierunku Proxima Centauri, gwiazdy najbliższej Słońcu. Wiemy, że gwieździe tej towarzyszą co najmniej dwie planety. Sygnał został zarejestrowany przez 64-metrowy radioteleskop z obserwatorium Parkes w Nowej Południowej Walii. To drugi – po DSS-43 – największy na półkuli południowej radioteleskop z ruchomą czaszą. Specjaliści zwracają uwagę, że sygnał „dryfuje”. Jego częstotliwość wydaje się nieco zmieniać, raz jest wyższa, raz niższa, co ma związek albo z ruchem orbitalnym Ziemi, albo źródła sygnału. Na tej podstawie wnioskują, że nie pochodzi on z anteny umieszczonej na Ziemi. Zatem sygnał jest pozaziemski. Co nie oznacza, że pochodzi od obcej cywilizacji. Jeśli rejestrujemy taki sygnał i wiemy, że nie pochodzi on z powierzchni Ziemi, wiemy, że to sygnał pozaziemski. Niestety, ludzie wystrzelili w przestrzeń kosmiczną wiele źródeł pozaziemskich sygnałów, stwierdza Jason Wright z Penn State University. Może to być bowiem transmisja danych telemetrycznych z satelity. Ruch satelitów wokół Ziemi powoduje, że dochodzi do zmian częstotliwości ich sygnału. Faktem jest, że prawdopodobieństwo, iż teleskop przypadkowo odbiera transmisję z satelity jest niewielkie, ale nie można go wykluczyć. W końcu nad naszymi głowami krąży około 2700 działających satelitów. Kolejna możliwość jest taka, że sygnał pochodzi z obiektu znajdującego się poza Proximą Centauri. Obiekt ten musiałby znajdować się w prostej linii za gwiazdą z punktu widzenia Ziemi. Jeśli rzeczywiście tak jest i źródłem sygnału jest naturalny obiekt, którego nie widzimy, to byłoby to również interesujące odkrycie. Wiemy, że sygnały radiowe są emitowane np. przez kwazary czy pulsary, ale emisja ze źródeł naturalnych obejmuje znaczną część spektrum. I to właśnie fakt, że emisja jest w tak wąskim zakresie, jest najbardziej interesujący. Nie znamy żadnego naturalnego źródła takiego sygnału, mówi Andrew Siemion z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley. Być może istnieją nieznane nam zjawiska związane z fizyką plazmy, które powodują powstawanie takiego sygnału, ale obecnie, jedyne źródła, jakie znamy, to źródła techniczne, dodaje Siemion. Nie można też wykluczyć, że zarejestrowany sygnał pochodzi z naturalnego źródło o silnym polu magnetycznym. W Układzie Słonecznym źródłem takich sygnałów radiowych jest Jowisz. Być może wokół Proxima Centauri krąży duża planeta o silnym polu magnetycznym. To możliwe, jednak trzeba zwrócić uwagę, że gdyby taka podobna do Jowisza planeta tam istniała, to emitowane przez nią sygnały byłyby około 1000-krotnie zbyt słabe, żeby mogły je zarejestrować ziemskie radioteleskopy. Musielibyśmy przyjąć, że naturalne sygnały radiowe emitowane przez tę hipotetyczną planetę są znacznie silniejsze niż emisja radiowa z Jowisza. Jest to mało prawdopodobne, ale nie niemożliwe. Zawsze też istnieje możliwość, że sygnał pochodzi z... bezpośredniego sąsiedztwa radioteleskopu. Dość przypomnieć, że przed pięciu laty naukowcy z obserwatorium Parkes zarejestrowali sygnały świadczące o tym, że głęboko w kosmosie dzieje się coś niezwykłego. Analiza danych wykazała, że radioteleskop złapał sygnał z... kuchenki mikrofalowej w obserwatorium. Historia naszego sygnału rozpoczęła się w kwietniu ubiegłego roku, kiedy to naukowcy pracujący przy Breakthrough Liten obserwowali Proxima Centauri. Chcieli zarejestrować pochodzące z gwiazdy rozbłyski, by badać, jak wpływają one na krążące planety. W październiku jeden z naukowców analizujących uzyskane dany trafił na nietypowy sygnał o częstotliwości 982,002 MHz. Szybko okazało się, że to najbardziej ekscytujący sygnał, jaki znaleziono w ramach projektu Breakthroug Listen. Zyskał on miano BLC1 od Breakthroug Listen Candidate 1. Na początku przyszłego roku ma ukazać się pierwsza praca naukowa dotycząca BLC1. Przed specjalistami prawdopodobnie jeszcze wiele miesięcy analiz, zanim jednoznacznie stwierdzą, co jest źródłem tajemniczego sygnału. « powrót do artykułu

W czerwcu informowaliśmy, że najczulszy detektor ciemnej materii – XENON1T – zarejestrował niezwykłe sygnały. Jak wówczas pisaliśmy, możliwe są trzy interpretacje tego, co zauważono. Najmniej interesująca z nich to zanieczyszczenie urządzenia. Drugim możliwym wyjaśnieniem jest zarejestrowanie aksjonu, hipotetycznej cząstki tworzącej ciemną materię, a trzecim – równie interesująca możliwość wchodzenia neutrin w niezwykłe interakcje z wypełniającym detektor ksenonem. Na łamach Physical Review D i Physical Review Letters ukazało się właśnie 5 artykułów, których autorzy dokonują niezwykle interesujących interpretacji sygnałów. Fuminotu Takahashi, Masaki Yamada i Wen Yin uważają, że zarejestrowane sygnały świadczą o zauważeniu cząstek podobnych do aksjonów. Mają mieć one masę kilku keV/c2 i wchodzić w interakcje z elektronami. Ich zdaniem cząstki o takich właściwościach tłumaczą zarejestrowany sygnał, stanowią ciemną materię i wyjaśniają pewne anomalie obserwowane w białych karłach i czerwonych olbrzymach. Z kolei niemiecki zespół naukowy, Andreas Bally, Sudip Jana i Andreas Trautner, pisze, że sygnał może pochodzić od nieznanego bozonu cechowania, który pośredniczy w interakcjach pomiędzy pochodzącymi ze Słońca neutrinami a elektronami. Jeszcze inny pomysł ma Nicole F. Bell z University of Melbourne i jej koledzy z USA. Uważają oni, że źródłem sygnału jest cząstka ciemnej materii o relatywnie niskiej masie. Ich zdaniem cząstka taka można trafiać do detektora w "lekkim stanie" i rozpraszać się do "stanu ciężkiego", który rozpada się z towarzyszącą emisją fotonu. I to właśnie ten foton wchodzi w reakcje z elektronem, dając obserwowany sygnał. Bartosz Fornal z University of Utah oraz naukowcy z Pekinu i Hongkongu również uważają, że mamy do czyeniania z cząstką ciemnej materii. Ma ona pochodzić z centrum galaktyki. Sygnał zaś bierze się z jej interakcji z elektronami w XENON1T. Autorami ostatniego artykułu są Joseph Bramante i Ningqiang Song z Kanady. Naukowcy sądzą, że źródłem sygnału są rozpraszające się cząstki ciemnej materii będącej termicznym reliktem wczesnego wszechświata. Na ostateczne rozstrzygnięcie zagadki będziemy musieli jeszcze poczekać. Uda się to pod warunkiem, że podobny sygnał zostanie zarejestrowany w kolejnych eksperymentach związanych z poszukiwaniem ciemnej materii. « powrót do artykułu

Badając wpływ sejsmiki refleksyjnej na życie morskie, australijscy naukowcy odkryli, że air gun, źródło sejsmiczne wykorzystywane do obrazowania struktur geologicznych, uszkadza narządy zmysłowe i odruch postawy langust Jasus edwardsii. Badania sfinansował rząd australijski. Ich wyniki ukazały się właśnie w piśmie Proceedings of the Royal Society B. Dr Ryan Day z Uniwersytetu Tasmanii opowiada, że naukowcy wystawiali J. edwardsii na oddziaływanie sygnałów air guna podczas testów terenowych w Storm Bay. Badano ich wpływ na narząd równowagi - statocystę. O ile wpływ air gunów na walenie i ryby jest dość dobrze zbadany, oddziaływania na morskie bezkręgowce, np. na langustowate [...] czy kałamarnice, poznano o wiele słabiej. Zdecydowaliśmy, że będziemy badać J. edwardsii, bo mają one dużą wartość połowową i są ważną częścią ekosystemów morskich. Po wystawieniu langust na oddziaływanie odpowiednika sygnału komercyjnego air guna o zasięgu 100-500 m okazało się, że u zwierząt występowały znaczące i utrzymujące się uszkodzenia statocysty [wici komórek czuciowych] oraz odruchów prostowania. Do uszkodzenia dochodziło w czasie ekspozycji. Utrzymywało się ono co najmniej rok i nie ustępowało po linieniu. Nie wiadomo, jaki jest wpływ ekologiczny tego zjawiska, na pewno jednak zaburza ono funkcjonowanie J. edwardsii. Air gun jest źródłem impulsowym, niszczącym i głębinowym. Fala sejsmiczna jest generowania wskutek gwałtownej dekompresji sprężonego gazu. « powrót do artykułu

SpaceX wystrzeliła pierwsze własne satelity komunikacyjne. Start Falcona 9 z 60 satelitami komunikacyjnymi miał odbyć się 17 maja, jednak był ciągle przekładany ze względu na niekorzystne warunki pogodowe i konieczność aktualizacji oprogramowania. W końcu się udało. Godzinę po starcie, na wysokości 450 kilometrów, z rakiety zaczęto uwalniać satelity. Samodzielnie zajmą one orbitę na wysokości 550 kilometrów. Wspomnianych 60 satelitów to część konstelacji Starlink, która ma zapewnić łączność internetową na całym świecie. Starlink zostanie uruchomiona, gdy na orbicie znajdzie się 800 satelitów. SpaceX to niewielka firma, a margines zysku z jej obecnej działalności nie jest duży. Tymczasem przedsiębiorstwo ma wielkie ambicje, chce wysyłać ludzi w przestrzeń kosmiczną. Aby je zrealizować musi znaleźć dodatkowe źródła przychodu. Jednym z nich może być zapewnienie łączy internetowych w każdym miejscu na świecie. SpaceX wchodzi na rynek, na którym działa już konkurencja. Wiele firm oferuje już internet satelitarny. Ich urządzenia korzystają z orbity geostacjonarnej (GEO). Zaletą tego rozwiązania jest fakt, że satelita okrąża Ziemię w takim samym czasie, w jakim trwa obrót Ziemi dookoła własnej osi. Zatem satelita ciągle wisi nad tym samym punktem i zapewnia łączność na obszarze objętym swoim zasięgiem. Wadą umieszczenia satelity na GEO jest fakt, iż orbita ta znajduje się na wysokości około 36 000 kilometrów nad Ziemią. To zaś oznacza, że do praktycznej komunikacji dwustronnej sygnał musi przebyć ponad 70 000 kilometrów. Mogą więc pojawić się opóźnienia, które mogą być widoczne tam, gdzie potrzebna jest szybsza wymiana danych, jak np. podczas online'owych gier wideo. Ponadto obecnie satelity umieszczone na GEO nie pokrywają swoim sygnałem całego obszaru planety. Niska orbita okołoziemska znajduje się na wysokości od 200 do 2000 kilometrów. Sygnał ma więc do przebycia znacznie krótszą drogę i w praktyce opóźnienia nie powinny być większe, niż przy korzystaniu z sygnału nadawanego z Ziemi. Jednak, jako że satelity na LEO poruszają się znacznie szybciej względem Ziemi, to obszar, który jest pokryty sygnałem z danego satelity, ciągle się przesuwa. Zatem jeśli chcemy zapewnić nieprzerwaną łączność na danym obszarze, musimy mieć wiele satelitów, których ruch jest zsynchronizowany tak, by gdy jeden satelita opuszcza dany obszar, kolejny natychmiast wlatywał w jego miejsce. Mark Juncosa, wiceprezes SpaceX odpowiedzialny za kwestie inżynieryjne, mówi, że po 12 dodatkowych startach rakiet z satelitami Starlink jego firma obejmie swoimi usługami całe USA, po 24 startach będzie mogła zapewnić łączność na najgęściej zaludnionych obszarach, a po 30 startach ze Starlinka będzie można korzystać na całym świecie. Starlink to niezwykle ważne przedsięwzięcie w planach SpaceX. Jak już wspomnieliśmy, firma potrzebuje pieniędzy na realizację swoich podstawowych planów związanych z wysyłaniem ludzi w przestrzeń kosmiczną. Jak przyznał Elon Musk, przychody biznesu związanego z wynoszeniem ludzi i towarów na zlecenie mogą w przyszłości sięgnąć 3 miliardów dolarów rocznie, tymczasem potencjalne przychody z dostarczania internetu mogą być nawet 10-krotnie wyższe. Postrzegamy to jako sposób na wygenerowanie środków, które będziemy mogli użyć na tworzenie coraz bardziej zaawansowanych rakiet i statków kosmicznych. To kluczowy element planu budowy stacji na Księżycu i samowystarczalnego miasta na Marsie, mówi Musk. Pozostaje jeszcze jeden ważny problem. Obecnie na LEO znajduje się około 2000 działających satelitów. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, większość satelitów krążących wokół Ziemi będzie należała do SpaceX. To duża rzecz, przyznaje Musk. Możemy też przypuszczać, że konkurencja nie będzie zasypiała gruszek w popiele. W najbliższych latach wokół naszej planety może więc krążyć kilkakrotnie więcej satelitów niż obecnie. Tymczasem już obecnie kosmiczne śmieci są coraz większym problemem. Coraz więcej satelitów oznacza z jednej strony, że te, które się zepsują lub zakończy się czas ich pracy, staną się kolejnymi odpadkami, z drugiej strony im ich więcej, tym większe ryzyko kolizji z już istniejącymi śmieciami, a wskutek każdej z takich kolizji pojawia się olbrzymia liczba szczątków i znowu wzrasta ryzyko kolizji z działającymi satelitami. Musk mówi, że każdy z satelitów Starlink zostanie wyposażony w dane o orbitach wszystkich znanych odpadków kosmicznych i będzie mógł ich unikać. Ponadto zapewnia, że nieczynne satelity będą z czasem spadały na Ziemię i w 95% będą płonęły w atmosferze. To jednak oznacza, że z każdego satelity na powierzchnię spadnie kilkanaście kilogramów odłamków. Zgodnie z zapewnieniem SpaceX mają być one kierowane na Ocean Spokojny. Ryzyko, że ktoś na Ziemi zostanie zraniony lub zabity przez szczątki spadającego satelity jest minimalne. Jednak biorąc pod uwagę fakt, że szybko rośnie zarówno liczba satelitów jak i liczba ludzi, można się spodziewać, że w najbliższych latach przeczytamy doniesienia o osobach trafionych kosmicznymi śmieciami. « powrót do artykułu

W ramach pionierskich badań prześledzono aktywność pojedynczych neuronów znajdujących się głęboko w mózgu, a dokonane odkrycia mogą wyjaśnić, skąd się bierze ludzka inteligencja i dlaczego jesteśmy podatni na choroby psychiczne. Autorami wyjątkowych badań są Rony Paz z izraelskiego Instytutu Weizmanna, który specjalizuje się w badaniu dynamiki neuronów zaangażowanych w procesy uczenia się u makaków oraz neurochirurg Itzhak Fried z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles. Dzięki badaniom pojedynczych neuronów naukowcy byli w stanie, po raz pierwszy w historii, odkryć różnice pomiędzy „oprogramowaniem” ludzkiego i małpiego mózgu. Okazało się, że ludzki mózg potrafi wykorzystać stabilność sygnałów, czyli poziom im synchronizacji pomiędzy neuronami, do bardziej efektywnego przetwarzania informacji. Na łamach Cell odkrywcy sugerują, że to właśnie ta umiejętność przyczynia się zarówno do ludzkiej inteligencji, jak i do powstawania chorób psychicznych. Badacze wykorzystali dane na temat aktywności pojedynczych neuronów, które zbierali od ludzi z epilepsją w czasie, gdy ci przechodzili zabiegi neurochirurgiczne. Przeprowadzenie takich badań jest tak trudne, że jedynie kilka klinik na świecie mogło wziąć w nich udział. Dla porównania zebrano podobne, istniejące już wcześniej dane od trzech małp oraz pozyskane je od dwóch kolejnych. Przez ostatnich kilka dziesięcioleci naukowcy odnotowali wiele mniejszych i większych różnic w budowie mózgu człowieka i naczelnych. Teraz przeprowadzono pierwsze badania pokazujące różnice w sygnałach przebiegających w mózgu. Istnieje wyraźna różnica w zachowaniu i psychologii pomiędzy ludźmi a innymi naczelnymi. Teraz zaobserwowaliśmy te różnice w biologii mózgu i są to niezwykle ważne badania, mówi Mark Harnett z MIT, który specjalizuje się w badaniu, w jaki sposób biofizyka neuronów wpływa na ich zdolności obliczeniowe. Rony Paz w swoich badaniach skupia się na ciele migdałowatym, przetwarzającym podstawowe sygnały potrzebne do przetrwania, jak konieczność ucieczki przed drapieżnikiem, oraz zakręcie obręczy, który jest zaangażowany w bardziej złożone zadania, jak uczenie się. Izraelski uczony chciał wiedzieć, czy neurony z obu wymienionych obszarów różnią się u ludzi i u małp. O pomoc poprosił Frieda, który jest twórcą techniki rejestrowania aktywności pojedynczych neuronów u ludzi z epilepsją nie reagujących na leczenie. Metoda Frida polega na wszczepieniu do mózgu pacjenta wielu miniaturowych elektrod. Pacjent pozostaje w szpitalu do czasu, aż dozna ataku epilepsji. Elektrody określają miejsce, które zapoczątkowało atak. Są one następnie usuwane, a obszar odpowiedzialny za epilepsje jest niszczony. Pacjenci w czasie pobytu w szpitalu często biorą udział w eksperymentach pozwalających na pogłębienie wiedzy o mózgu. Paz i Fried zebrali dane o niemal 750 neuronach z ciała migdałowatego i zakrętu obręczy z mózgów pięciu małp i siedmiu ludzi. W danych poszukiwali informacji o poziomie stabilności sygnałów rozumianym jako ich synchronizacja oraz o wydajności ich przetwarzania, rozumianych jako liczba różnych wzorców aktywności. Okazało się, że i u ludzi i u małp sygnały w ciele migdałowatym były bardziej stabilne niż w zakręcie obręczy. Jednak te w zakręcie obręczy były bardziej efektywne. U ludzi oba regiony były mniej stabilne i bardziej efektywne niż u małp. Tak więc wydaje się, że nasze mózgi poświęcają nieco stabilności na rzecz zwiększonej efektywności. Jak mówi Paz, takie odkrycie ma sens. Jeśli sygnał jest bardziej stabilny, jest on bardziej jednoznaczny i mniej podatny na błędy. Gdy widzę tygrysa, chcę, by wszystkie neurony w moim ciele migdałowatym dały mi sygnał do szybkiej ucieczki, mówi Paz. Jednak u wyżej zorganizowanych zwierząt, jak np. u naczelnych, w mózgu wyewoluowały bardziej elastyczne obszary, które dają możliwość pojawienia się większej liczby rozwiązań na widok zbliżającego się niebezpieczeństwa. U ludzi ta elastyczność poszła dalej niż u innych naczelnych. Jesteśmy dzięki temu bardziej inteligentni, ale i bardziej podatni na błędy w sygnałach pomiędzy neuronami, co wyjaśnia podatność ludzi na zaburzenia umysłowe. Co interesujące, jak zauważa Robert Knight z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, powyższe odkrycie zgadza się z już istniejącymi teoriami psychologicznymi, które mówią, że stopień synchronizacji aktywności neuronów w mózgu może być skorelowany z występowaniem psychoz i depresji. To bardzo ważne badania, gdyż większość eksperymentów neurologicznych jest prowadzonych na zwierzętach z założeniem, że podstawowe wzorce aktywności neuronów odnoszą się też do ludzi, mówi. Christopher Petkov z Newcastle University zauważa jednak, że w kolejnych badaniach konieczne jest potwierdzenie spostrzeżeń Paza i Frieda. Bezpośrednie porównanie danych pozyskanych od ludzi i małp jest trudne, gdyż trudno jest stwierdzić, czy oba badane gatunki znajdowały się podczas zbierania danych w tym samym stanie umysłu. Paz przyznaje, że może być to problem, a długi, liczony w godzinach, czas rejestrowania danych oznacza, iż prawdopodobnie pojawiło się wiele różnic w stanie umysłu ludzi i małp. Uczony mówi jednak, że już planuje kolejne eksperymenty, w czasie których małpy i ludzie będą wykonywali podobne zadania wprowadzające je w konkretny stan, jak na przykład w niepokój. Badania takie nie będą jednak proste. Jako, że elektrody umieszczane są u epileptyków tylko w tych obszarach, gdzie prawdopodobnie pojawiają się napady, to – jak zauważa Fried – w klinikach zdolnych do przeprowadzenia badań pojawia się w ciągu roku jedynie 10–15 odpowiednich pacjentów i trzeba ich namówić, by pozostali w szpitali i wzięli udział w nudnych eksperymentach. « powrót do artykułu

Przed dwoma laty nad Antarktyką zarejestrowano zjawisko, którego fizycy wciąż nie potrafią jednoznacznie wyjaśnić. Niewykluczone, że nie pasuje ono do Modelu Standardowego. W marcu 2016 roku należący do NASA Antarctic Impulsive Transient Antenna (ANITA), dryfujący nad Antarktyką balon z anteną wykrywającą promieniowanie kosmiczne, zarejestrował dwa impulsy promieniowania kosmicznego, które... pochodziły z Ziemi. Od tamtej pory zaproponowano szereg wyjaśnień tego zjawiska. Mówiono o sterylnych neutrino i o nietypowym rozkładzie ciemnej materii we wnętrzu Ziemi. Astrofizycy z Penn State University opublikowali artykuł, w którym informują, że to, co zarejestrowała ANITA nie jest jedynym zjawiskiem tego typu. Okazało się, że trzykrotnie podobne impulsy wykryło IceCube, umieszczone w lodzie Antarktyki obserwatorium neutrin. Z artykułu autorstwa Dereka Foxa, Steinna Sigurdsonna i innych dowiadujemy się też, że szansa, iż zaobserwowane zjawisko jest zgodne z Modelem Standardowym wynosi 1/3.500.000. Fox, Sigurdsson i ich koledzy sprawdzili dane z innych detektorów, poszukując w nich sygnałów podobnych do tych, jakie zarejestrowała ANITA. Gdy okazało się, że promieniowanie kosmiczne pochodzące z Ziemi zostało trzykrotnie zarejestrowane przez IceCube, naukowcy zdali sobie sprawę, że wpadli na trop czegoś, co może zmienić współczesną fizykę. To skłoniło mnie do poważnego przyjrzenia się danym z ANITA. Właśnie po to jest się fizykiem. By łamać modele, ustalać nowe stałe, dowiadywać się o świecie czegoś, czego nie wiemy, mówi Fox. Nawet jeśli Model Standardowy świetnie wyjaśnia nam szereg zjawisk, to ma on wiele luk. Na przykład nie pasuje do niego istnienie ciemniej materii, masa neutrino czy asymetria materii i antymaterii we wszechświecie, mówi Seyda Ipek, fizyk cząstek z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine. Nadzieją na jakiś przełom w fizyce był Wielki Zderzacz Hadronów. Urządzenie wykryło bozon Higgsa, brakujący element Modelu Standardowego, i na tym się skończyło. Tymczasem fizycy na całym świecie szukają nowych idei, które pozwoliłyby lepiej zrozumieć wszechświat. Teraz część naukowców twierdzi, że artykuł fizyków z Penn State dostarcza solidnych podstaw dających nadzieję, że w końcu w fizyce wydarzy się coś nowego. Od samego początku było jasne, że jeśli wydarzenia zarejestrowane przez ANITA są spowodowane cząstkami, które przebyły tysiące kilometrów przez naszą planetę, to cząstki te z bardzo dużym prawdopodobieństwem nie należą do Modelu Standardowego, stwierdza Mauricio Bustamante, astrofizyk z Uniwersytetu w Kopenhadze. Opublikowany artykuł to pierwsze solidne wyliczenie prawdopodobieństwa, które pokazuje, jak mało możliwe jest, że mamy tu do czynienia z czymś, co zgadza się z Modelem Standardowym, dodaje. Podobnego zdania jest Bill Louis, fizyk neutrino z Los Alamos National Laboratory. Jeśli wspomniane sygnały pochodziłyby od cząstek z Modelu Standardowego, to cząstkami tymi byłyby neutrino. Żadne inna cząstka nie przedostałaby się przez cały przekrój naszej planety. Jednak, jak mówi Louis, neutrino zdolne do przelecenia przez przekrój Ziemi mają tak małą energię, że nie powinny zostać wykryte przez ANITA i IceCube. Te o większych energiach, które mogłyby zostać zarejestrowane, zostałyby wcześniej przechwycone przez Ziemię. Zdaniem Louisa artykuł z Penn State wskazuje, że to, co wywołało zarejestrowane sygnały jest zgodne z teorią o supersymetrii. Zdaniem autorów artykułu, najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem pojawienia się zarejestrowanych sygnałów jest istnienie sleptonów stau. Wedle teorii o supersymetrii są one supersymetrycznymi partnerami leptonów tau Modelu Standardowego. Louis dodaje, że na obecnym etapie badań tak dokładne wskazanie na konkretne cząstki jest nieco naciągane. Autorzy z Penn State dokonali solidnych obliczeń wskazujących, że najprawdopodobniej żadna znana cząstka nie mogła przebyć Ziemi w taki sposób, jak te zarejestrowane. Jednak wciąż nie ma całkowitej pewności. Na pewno zaś mamy za mało danych, by wskazywać na konkretną cząstkę. Fox zgadza się z tym, co mówi Louis. Jako obserwator nie mam możliwości definitywnego stwierdzenia,  że to stau. Analizowałem dane, próbując dowiedzieć się czegoś nowego o wszechświecie i trafiłem na dziwaczne zjawisko. Potem wraz z kolegami przejrzeliśmy literaturę fachową, by sprawdzić, czy ktoś już tego nie wyjaśnił. Znaleźliśmy artykuły, w tym jeden sprzed 14 lat, których autorzy przewidywali coś podobnego, dodaje. Okazuje się, że niektórzy fizycy teoretycy przewidywali, iż sleptony stau mogą dawać takie właśnie sygnały w detektorach neutrin. Jako, że prace te były pisane na długo zanim ANITA zarejestrowała sygnały, nie można wykluczyć, iż fizycy ci byli na dobrym tropie. Fox nie wyklucza, że jeśli naukowcy pracujący przy IceCube sięgną głębiej do swoich archiwów, to znajdą tam kolejne sygnały, których wcześniej nie zauważono. Louis i Bustamante uważają, że NASA powinna przeprowadzić więcej badań za pomocą ANITA i spróbować zarejestrować kolejne sygnały tego typu. Musimy być pewni, że zjawiska te nie są związane z jakimiś nieznanymi nam czynnikami, na przykład z nierozpoznanymi właściwościami lodu Antarktyki. Potrzebujemy kolejnych instrumentów, które wykryłyby podobne sygnały, mówi Bustamante. Jeśli dokonane dotychczas obserwacje się potwierdzą, może okazać się, że ANITA może mieć większy wkład w naukę niż Wielki Zderzacz Hadronów (LHC). Każdy przypadek zaobserwowania cząstek nienależących do Modelu Standardowego będzie przełomem, gdyż pokaże nam, gdzie mamy poszukiwać fizyki spoza Modelu Standardowego. W LHC bardzo trudno byłoby uzyskać i wykryć cząstki supersymetryczne, stwierdza Ipek. Naukowcy dodają, że dzięki danym z ANITA można będzie ewentualnie tak dostroić LHC by Zderzacz zaczął badań supersymetryczne cząstki. « powrót do artykułu