Nieuporządkowane życie planetTekst

0
Recenzje
Oznacz jako przeczytane
Czcionka:Mniejsze АаWiększe Aa

Tytuł oryginału: The Secret Lives of Planets

Projekt okładki: Paweł Panczakiewicz/PANCZAKIEWICZ ART.DESIGN

Przekład z angielskiego: Jolanta Sawicka

Redaktor prowadzący: Bożena Zasieczna

Redakcja techniczna: Sylwia Rogowska-Kusz

Skład wersji elektronicznej: Robert Fritzkowski

Korekta: Bogusława Jędrasik,

Lena Marciniak-Cąkała/Słowne Babki


Copyright © Paul Murdin 2019

© for the Polish edition by MUZA SA, Warszawa 2020


Wszelkie prawa zastrzeżone.

Żadna część niniejszej publikacji nie może być reprodukowana, przechowywana jako źródło danych i przekazywana w jakiejkolwiek formie zapisu bez pisemnej zgody posiadacza praw.


ISBN 978-83-287-1389-5


MUZA SA

Wydanie I

Warszawa 2020

Inżynierom i naukowcom, którzy ukazali nam odległe światy



ROZDZIAŁ 1
Porządek, chaotyczność i niepowtarzalny charakter Układu Słonecznego


Jeżeli wierzyć powieściom kryminalnym, życie wsi angielskiej jest na ogół spokojne i uregulowane. Ciąg następujących po sobie według ustalonego porządku drobnych i nieistotnych zdarzeń przerywają czasami dramaty, które ujawniają sekrety kryjące się za koronkowymi firankami przesłaniającymi okna w domach ludzi z pozoru godnych szacunku. Zgodnie z grafikiem wioskę w określone dni regularnie odwiedzają listonosz oraz pracownik elektrowni odczytujący liczniki; w każdym miesiącu według planu odbywają się spotkania klubu brydżowego i chóru kościelnego; rokrocznie odbywają się wystawa kwiatów i płodów rolnych oraz jasełka. A potem nagle pułkownik zostaje znaleziony we własnym łóżku, zadźgany nożem przez, jak się okazuje, swojego dawnego partnera w podejrzanych interesach na Dalekim Wschodzie. Zakrystiana znajdują powieszonego na linach kościelnego dzwonu, po czym wychodzi na jaw, że tym sposobem usunął go z listy spadkobierców kochanek jego byłej żony. Naczelniczka poczty tropi autora obrzydliwych anonimów, aż wreszcie topi się w studni, pozostawiając rower nieopodal na wiejskich błoniach. Spokojne życie wioski ulega zaburzeniu, a tajemnice spoczywające tuż pod powierzchnią codzienności zostają obnażone.

Tego rodzaju powieści, autorstwa na przykład Agathy Christie, są zbeletryzowaną wersją rzeczywistości. Chcielibyśmy uważać życie za spokojne i zorganizowane, ale docierają do nas informacje o zdarzeniach rodzących chaos, takich jak wypadki samochodowe, choroby, huragany, powodzie i ataki terrorystyczne; czasami w nich uczestniczymy.

Na tej samej zasadzie możemy mieć wrażenie, że Układ Słoneczny jest tworem stałym i doskonale wyregulowanym, jak zegarek czy instrumenty w planetarium. W krótkiej skali czasowej rzeczywiście tak jest. Ale kiedy wydłużymy perspektywę, zobaczymy, że planety i ich satelity mają pasjonujące, pełne dramatycznych wydarzeń życie. Zmiany w życiu planet, tak jak w życiu ludzi, mają zwykle charakter ewolucyjny i zachodzą stopniowo, co odpowiada naturalnym procesom dojrzewania człowieka. Czasami jednak, podobnie jak katastrofy przeobrażające życie ludzkie, zmiany bywają przełomowe i siłą wprowadzają planetę na nową trajektorię, dosłownie i w przenośni. Takie wstrząsające wypadki pozostawiają po sobie ślad na planetach, wpływając na ich wygląd i strukturę, a jednym z zadań planetologii jest wysnuwanie na tej podstawie wniosków, dociekanie, co wydarzyło się w czasach zamierzchłych. „Teraźniejszość jest kluczem do przeszłości”, napisał o Ziemi dziewiętnastowieczny szkocki geolog Archibald Geikie. To, co odnosi się do Ziemi, dotyczy też wszystkich innych planet.

Wyobrażenie, że Układ Słoneczny działa jak zegarek, osiągnęło szczyt popularności w osiemnastym wieku. Swoje domniemania co do podstaw geometrii Układu Słonecznego jako układu planet krążących po orbicie wokół Słońca przedstawił w 1543 roku polski duchowny Mikołaj Kopernik, a ich słuszności dowiódł włoski fizyk Galileusz, dokonując w 1610 roku odkryć przy użyciu teleskopu. Prawa empiryczne opisujące matematyczne własności orbit planetarnych, na przykład fakt, że są one elipsami, zostały sprecyzowane przez niemieckiego astronoma Johannesa Keplera w latach 1609–1619. Łącząc wszystkie te odkrycia, matematyk Isaac Newton zdefiniował w 1687 roku podstawowe fizyczne zasady ruchu planet, opisując je w dziele znanym dziś jako Principia, w którym zaprezentował genialnie proste i dokładnie sformułowane prawo powszechnego ciążenia.

Zgodnie z modelem Newtona Układ Słoneczny stanowi przemyślane dzieło matematyczne. W 1726 roku Newton stwierdził, że „cudowne rozmieszczenie Słońca, planet i komet może być tylko dziełem Istoty wszechpotężnej i inteligentnej”. Według Newtona to Bóg zarządza ruchami obiektów Układu Słonecznego i poprzez prawo powszechnego ciążenia kontroluje przemieszczanie się planet w ich wędrówce ku przyszłości.

Ten model wszechświata rozwinęli niebawem następcy Newtona, a zwłaszcza francuski fizyk Pierre Simon Laplace. Dowiódł on matematycznie, opierając się na zasadach Newtona, że Układ Słoneczny jest stabilny. Planety krążą wokół Słońca po płaskich orbitach i będą to robiły bez końca. Uważał zatem, że Układ Słoneczny, raz stworzony, pozostanie niezmienny na zawsze. Układ Słoneczny jest tworem wiecznym, w którego rozwój od samego początku wpisana była nieodwracalność.

Laplace potrafił przeświadczenie odnośnie do praw fizyki wyrazić z przekonaniem opartym na wierze:

Powinniśmy traktować obecny stan Wszechświata jako rezultat jego wcześniejszego stanu i przyczynę stanu, który dopiero nastąpi. Inteligentny byt znający wszystkie siły działające w naturze w danym momencie, jak również chwilowe pozycje wszystkich obiektów we Wszechświecie, potrafi zawrzeć w jednej prostej formule ruchy największych w świecie ciał oraz najlżejszych atomów, jego intelekt jest bowiem dostatecznie potężny, aby poddać analizie wszystkie dane; nie ma dla niego rzeczy niepewnych, przyszłość i przeszłość są teraźniejszością w jego oczach.

A oto, jak w wybitnym dziele zatytułowanym Natural Theology or Evidences of the Existence and Attributes of the Diety [Teologia naturalna albo dowody istnienia i przymioty Boga], opublikowanym w początkach osiemnastego wieku, budowę układu planetarnego opisał teolog William Paley:

Siłą sprawczą w tych [planetarnych] układach jest przyciąganie, które jest odwrotnie proporcjonalne do kwadratu odległości: to znaczy po podwojeniu odległości ma czterokrotnie mniejszą siłę; po zmniejszeniu odległości o połowę działa z poczwórną siłą; i tak dalej… Jeżeli potrafimy te twierdzenia uzasadnić, możemy mówić, jak sądzę, o dowodzie na wybór i uporządkowanie; wybór z bezgranicznej różnorodności i uporządkowanie tego, co ze swej natury było pod względem porządkowanej własności obojętne i nieokreślone.

Paley przyrównał Układ Słoneczny (a także anatomię człowieka i inne zjawiska naturalne) do skomplikowanego, dobrze skonstruowanego zegarka. Wywnioskował na tej podstawie, że tak jak zegarek został stworzony w określony sposób przez zegarmistrza, tak zjawiska naturalne zostały stworzone przez Boga, czyli Boskiego Zegarmistrza. Jest to tak zwany argument teologiczny na istnienie Boga (znany też jako argument z projektu). Krótko mówiąc, argumentacja jest następująca: zjawiska naturalne przebiegają w sposób właściwy; są do siebie misternie dopasowane, tak jakby ktoś to zaprojektował; musiał więc istnieć projektant; projektantem jest Bóg. Paley argumentował, że kiedy znajdujemy zegarek leżący na ziemi,

wniosek jest naszym zdaniem oczywisty: zegarek musiał mieć swojego twórcę; w takim czy innym czasie i w takim czy innym miejscu musiał istnieć rzemieślnik (rzemieślnicy), który nadał mu taki kształt, aby służył określonemu, zrozumiałemu dla nas celowi; rzemieślnik, który rozumiał jego budowę i zaprojektował jego zastosowanie.

Był to pokrzepiający model wszechświata: w naszym życiu panuje harmonia, tak jak zaprojektowała to Istota Najwyższa. Paley zastosował tę koncepcję do planet Układu Słonecznego, ale odniósł ją również do anatomii człowieka – ludzkie oko, podobnie jak wszystko inne, wydaje się wykonane według określonego projektu, a projektantem był Bóg. Model zaproponowany przez Paleya przetrwał do czasów współczesnych, a jego książka jest wciąż cytowana.

Wiek dziewiętnasty zaprezentował alternatywną teorię naturalną wyjaśniającą budowę ludzkiego ciała. Była to teoria ewolucji Darwina. U istot żywych projekt istnieje tylko pozornie, jako że naturalne różnice odziedziczone po którymś z rodziców są przekazywane kolejnemu pokoleniu pod warunkiem, że różnice te sprzyjają osiągnięciu sukcesu biologicznego. Zachodzi zatem powtarzający się, ewolucyjny proces, w którym struktura organu biologicznego udoskonala się, aby lepiej służyć swemu przeznaczeniu. To tylko wrażenie, że dany organ został zaprojektowany celowo. W dzisiejszych czasach argumenty z dzieła Paleya są wykorzystywane głównie w celu poparcia poglądów przeciwnych teorii ewolucji Darwina, często na rzecz kreacjonizmu, koncepcji, zgodnie z którą wszechświat, a w szczególności rodzaj ludzki, został stworzony raz na zawsze przez Boga.

Biologia przedstawia argumenty dowodzące w sposób naukowy, że stworzenia żywe najwyraźniej ewoluują w kierunku przewidzianego modelu poprzez stopniowe, dziedziczne zmiany, których rezultatem jest doskonalenie funkcji w wyniku doboru naturalnego. W fizyce postęp, jaki dokonał się w dziedzinie mechaniki kwantowej w wieku dwudziestym, podał w postmodernistyczną wątpliwość bazujące na teologii naturalnej przekonania Paleya dotyczące zjawisk fizycznych. Mechanika kwantowa wprowadziła definitywnie zasadę nieoznaczoności: wynik danego procesu w fizyce jest z natury niepewny i nie istnieje coś takiego jak nieuchronność rezultatu naturalnych zmian fizycznych, a jedynie wiele różnych możliwości, przy czym niektóre z nich są bardziej pożądane od innych.

 

W najbardziej oczywisty sposób widać to w zachowaniu mikrocząstek – elektronów, atomów, kwarków itd. Również w astronomii przyszłość makroobiektów, takich jak Układ Słoneczny, nie jest pewna – w tym wypadku pozostaje to w zgodzie z teorią chaosu – co odkryto przy okazji stosowania teorii grawitacji w astronomii. Oświeceniowe przekonanie Laplace’a, że – bazując na teorii grawitacji – można z zasady przewidzieć wszystko, co stanie się w przyszłości, jest nieprawdziwe. Nie ma żadnej pewności co do przyszłości, jedynie prawdopodobieństwo. To odwrotność tego, co wynika z modelu zegarka.

Mówiąc z dumą o tym, co może przewidzieć potężna inteligencja, Laplace wnioskował na podstawie dokonanej przez Newtona analizy dwóch ciał, z których jedno krąży po orbicie wokół drugiego: Słońca i planety, dwóch gwiazd czy dwóch galaktyk. Orbity są w tych wypadkach rzeczywiście określone raz na zawsze, to powtarzane bez końca elipsy. Ale Układ Słoneczny składa się przecież z więcej niż dwóch ciał – wokół Słońca krąży po orbitach osiem głównych planet i niezliczone mniejsze obiekty. Na pewnym poziomie niemożliwe jest ignorowanie oddziaływania poszczególnych planet na inne, orbity planet są więc w rzeczywistości znacznie bardziej skomplikowane niż powtarzalne elipsy, o których mowa w prostym przypadku dwóch ciał.

Rozszerzenie teorii Newtona z dwóch ciał o choćby tylko jedno, do zaledwie trzech ciał, okazało się trudne, de facto niezmiernie skomplikowane. W 1887 roku król Szwecji zaoferował nagrodę za rozwiązanie problemu nazwanego później problemem trzech ciał; chodziło o wyznaczenie orbit trzech poruszających się ciał oddziałujących na siebie wzajemnie zgodnie z prawem grawitacji. Jednym z rywalizujących o nagrodę był Henri Poincaré; zwyciężył, ponieważ jego analiza okazała się najbardziej imponująca, ale nie znalazł precyzyjnego rozwiązania matematycznego, jakiego poszukiwano.

Poincaré zdołał wyliczyć orbity trzech ciał numerycznie – dziś zrobiłyby to komputery; on musiał wykonać mozolne obliczenia na papierze – ale orbity były „tak zagmatwane, że nie byłem nawet w stanie zacząć ich wykreślać”. Ponadto Poincaré stwierdził, że kiedy trzy ciała startowały z nieznacznie zmienionych pozycji początkowych, orbity były zupełnie inne. „Jest rzeczą prawdopodobną, że niewielkie różnice w pozycjach początkowych mogą prowadzić do ogromnych różnic w ostatecznym kształcie zjawisk. Przewidywanie staje się niemożliwe”.

Badania Poincarégo zostały potwierdzone za pomocą nowoczesnych technik matematycznych. Matematycy, opisując dziś orbity planetarne, określają je jako „chaotyczne”. Kiedy zaczynamy od konkretnej konfiguracji planet, możemy wyliczyć, gdzie będą się one znajdowały za, powiedzmy, 100 milionów lat. Kiedy przesuniemy jedną z planet o zaledwie jeden centymetr w stosunku do jej pozycji początkowej, można by oczekiwać, że efekt, jaki będzie to miało na pozycję planet po tym samym czasie, czyli po upływie 100 milionów lat, będzie podobnych rozmiarów, a więc całkowicie nieistotny. W rzeczywistości planety mogą dosłownie być prawie wszędzie, w granicach możliwości, wynik może zatem być całkowicie różny od poprzedniego. Przesunięcie pozycji, które powstaje w rezultacie nieznacznego przesunięcia początkowego, narasta w sposób niekontrolowany.

We współczesnej fizyce do opisania tego rodzaju zachowań używa się słowa „chaos”; chodzi o zachowania, które są przewidywalne w krótkim okresie, zaś w długim okresie są tak bardzo uzależnione od stanu początkowego, że w tymże długim okresie nie można ich prawidłowo oszacować. Meteorologowie potrafią zazwyczaj przewidzieć pogodę, mniej lub bardziej dokładnie, na dzień albo tydzień do przodu. Jednak, jako że nikt nie umie ocenić, jakie zakłócenia parametrów powietrza powoduje trzepot skrzydeł każdego pojedynczego motyla w Brazylii, meteorologowie nie potrafią przewidzieć, kiedy i w którym miejscu w następnym roku huragan uderzy we Florydę – drobny, nieznany efekt łopotania skrzydłami całkowicie zmienia przyszłość. Ta okoliczność dotycząca prognozowania pogody została odkryta w 1963 roku przez Edwarda Lorenza, meteorologa z Massachusetts Institute of Technology. Kiedy zmienimy choć odrobinę dane początkowe, wzorce pogodowe niezbędne do prognozowania mogą ulec całkowitemu przeobrażeniu. Lorenz nazwał to efektem motyla; James Yorke ukuł termin „chaos”. Pojęcie meteorologicznego chaosu współgrało z wcześniej odkrytą przez Poincarégo cechą orbit planetarnych.

Dla Układu Słonecznego „chaos” oznacza, że w ciągu ostatnich 4 miliardów lat, od czasu uformowania się naszego systemu planetarnego, zaszły niedające się oszacować, gwałtowne zmiany w pozycjach planet. Wstrząsy te, które byłe zdarzeniami jedynymi w swoim rodzaju, zadecydowały o charakterze każdej z planet Układu Słonecznego. Jeszcze bardziej zaskakujące i jak dotychczas niewyjaśnione jest to, że, o ile nam wiadomo, Układ Słoneczny jako całość również wydaje się jedyny w swoim rodzaju.

W roku 2019, kiedy piszę tę książkę, znanych jest około 3800 planet krążących wokół gwiazd innych niż Słońce (to tak zwane planety pozasłoneczne). Planety są najwyraźniej czymś pospolitym. Na jedną gwiazdę w naszej galaktyce przypada średnio jedna planeta – połowa gwiazd nie ma żadnych planet, połowa ma ich, przeciętnie biorąc, dwie. Badania nie są zakończone, ponieważ odkrycie planet krążących wokół gwiazd oddalonych od nas o lata świetlne albo o tysiące lat świetlnych jest trudne; astronomowie mają możliwość namierzenia jedynie najłatwiejszych przypadków, ale wykorzystując posiadaną wiedzę, potrafią, umiejętnie wszystko rozważywszy, dostrzec pewne ogólne własności planet i układów planetarnych.

Wydaje się, że najbardziej pospolite planety w naszej galaktyce są podobne do Ziemi, ale dwukrotnie od niej większe – to tak zwane superziemie. Układ Słoneczny ma cztery planety ziemiopodobne, z których Ziemia jest największa. Nie mamy superziemi – możliwe, że nigdy takowej nie mieliśmy albo może mieliśmy, ale przestała istnieć. Nie wiadomo, co sprzyja formowaniu się superziemi, ale niewykluczone, że nasz Układ Słoneczny przeoczył taką okazję. A może Układ Słoneczny wytworzył supeziemię, która z jakiegoś powodu została wyrzucona w przestrzeń międzygwiezdną? Co takiego zaszło w historii naszego układu planetarnego? Jakie zdarzenie było ewidentnie na tyle katastrofalne, aby skazać superziemię na zagładę, a naszej Ziemi pozwolić przetrwać?

Kolejna rozbieżność dotyczy planet pozasłonecznych o masie bliskiej lub równej Jowiszowi. Są one pospolite: w Układzie Słonecznym mamy dwie takie planety, samego Jowisza oraz Saturna. Planety typu jowiszowego, czyli po prostu jowisze, są najczęściej odkrywanymi planetami pozasłonecznymi (co oczywiste, jako że są one największe i mają największą masę, a zatem najłatwiej je zaobserwować). Zaskakujące jest to, że pozasłoneczne jowisze krążą znacznie bliżej gwiazd macierzystych niż nasz własny Jowisz. Z tego powodu nagrzewają się i parują. Jowisze są wielkie, ponieważ uformowały się w dalekich, zimnych regionach swoich układów planetarnych. Jak więc pozasłoneczne jowisze dotarły do bliższych, gorętszych regionów? Jeżeli jest to zjawisko normalne w wielu układach planetarnych, dlaczego nie zdarzyło się w Układzie Słonecznym?

Konkluzja jest taka, że wśród znanych układów planetarnych nie ma porównywalnego z Układem Słonecznym. Jak dotąd astronomia nie znalazła w pełni akceptowalnego wyjaśnienia tej kwestii.

Astronomia potrafi jednak wyjaśnić wiele cech naszych planet i wywieść je od konkretnych zdarzeń. Pozostałe tajemnice trzeba będzie dopiero odkryć. W życiorysach postaci historycznych zdarzają się luki. Podobnie jest z planetami.

Zanim zaczniemy przyglądać się ich życiu, musimy wiedzieć, czym są planety. Kim/czym są bohaterowie tej książki?

Pojęcie planety ewoluowało wraz z rozwojem naszego rozumienia tematu, co wprowadzało pewne zamieszanie. Do jeszcze większego zagmatwania przyczynili się sami astronomowie, próbując to wszystko jak najlepiej wyjaśnić.

Początkowo, w czasach starożytnych, słowo „planeta” oznaczało błądzącą gwiazdę, w przeciwieństwie do gwiazdy stałej. Gwiazdy stałe były światełkami na niebie, które utrzymywały pozycje niezmienne względem siebie nawzajem (o ile możliwe było dostrzeżenie tego przy użyciu przyrządów dostępnych badaczom w tamtym okresie historii nauki); planety natomiast zmieniały pozycje względem gwiazd stałych. Zdefiniowanych w ten sposób zostało siedem planet: Merkury, Wenus, Mars, Jowisz, Saturn, Słońce i Księżyc.

Postrzeganie wszechświata uległo zmianie, kiedy w roku 1543 Kopernik zrozumiał, że Słońce jest gwiazdą, taką samą jak inne gwiazdy stałe, że Księżyc jest satelitą Ziemi krążącym po orbicie okołoziemskiej i że nasza Ziemia, obok Merkurego, Wenus, Marsa, Jowisza i Saturna, jest jedną z sześciu planet krążących wokół Słońca. Przyjęto, że orbity planet są prawie koliste i leżą w jednej płaszczyźnie. Niebawem odkryto kolejne satelity krążące wokół innych planet i wreszcie kolejne planety (Urana i Neptuna) krążące wokół Słońca po bardziej oddalonych od niego orbitach.

Definicja planety była w tym okresie historii jasno sprecyzowana i opierała się na pozycjach i ruchach ciał Układu Słonecznego. Zaczęło się to gmatwać, kiedy w kontekście tego słowa zabrano się do rozpatrywania kwestii dotyczących natury ciał niebieskich naszego układu. Wokół Słońca między innymi krążą komety, ale nie są one planetami. Przede wszystkim mają anormalne orbity. Ich orbity są ekscentryczne, a nie prawie koliste, i mogą być przechylone, a więc nie leżą w jednej płaszczyźnie, jak to się dzieje w przypadku planet. Co znamienne, komety mają inny wygląd, a to oznacza inną budowę. Planety i ich satelity są obiektami prawie kulistymi i albo mają stałą, twardą powierzchnię, albo są otoczone obłokami. Same utrzymują się w równowadze i w rezultacie uformowały się w kule o budowie warstwowej; wewnątrz występują warstwy stałe i płynne, na zewnątrz gazowe z atmosferą, przy czym każda kolejna warstwa podtrzymuje warstwę lżejszą leżącą powyżej. Komety są rozmyte (słowo kometa nawiązuje do kosmatego wyglądu) i mają warkocz; ich budowa w niczym nie przypomina budowy planet.

Kolejnych odkryć dokonano w wieku dziewiętnastym: zaobserwowano małe ciała niebieskie krążące wokół Słońca, z orbitami na ogół prawie kolistymi i współpłaszczyznowymi z głównymi planetami, stłoczone między Marsem a Jowiszem. W porównaniu ze znanymi wówczas planetami obiekty te wyglądały na zaskakująco małe. Niektóre, jak się okazało, były prawie kuliste, ale wiele miało kształty nieregularne. Początkowo uważano je za pomniejsze planety (planetki), później jednak zostały uznane za należące do samodzielnej klasy orbitujących obiektów, odrębnych w naturze od planet i nazwane oficjalnie planetoidami1.

Niedługo potem proces klasyfikowania ciał Układu Słonecznego zaczął stwarzać poważne problemy. W 1930 roku odkryto Plutona. Był to obiekt niemal kulisty, nieco podobny do Marsa, krążący wokół Słońca. Został odkryty w rezultacie poszukiwania planety, która, jak uważano, krąży poza orbitą Neptuna i którą uznano za planetę, zanim jeszcze dowiedziono jej istnienia. Orbita Plutona jest mocno nachylona względem orbit innych planet i ekscentryczna, na tyle, że przecina orbitę Neptuna. Pojawiły się wątpliwości co do statusu Plutona jako planety. Następnie, poczynając od roku 1992, zaczęto odkrywać kolejne, coraz liczniejsze ciała niebieskie krążące poza orbitą Neptuna. Przypominały planetoidy i miały różnorakie formy – po części były to obiekty prawie kuliste, a po części ciała o kształtach nieregularnych. Nadano im trafną, acz mało oryginalną nazwę: obiekty transneptunowe.

Wszystkie te własności nowo odkrytych ciał niebieskich zostały zestawione z coraz większą wiedzą o pochodzeniu planet, planetoid i obiektów transneptunowych. Planety są głównym rezultatem procesu, w którym duże ciała niebieskie pobierały materię z dysku otaczającego Słońce w początkowym stadium jego formowania się, z tak zwanej mgławicy słonecznej. Asteroidy, komety i obiekty transneptunowe to pozostałość tego procesu, kosmiczny detrytus, a także fragmenty materii powstałe w międzyczasie w wyniku zderzeń asteroid. Tego rodzaju podejście postawiło Plutona w nowym świetle: mógł być równie dobrze szczątkowym ciałem niebieskim, jak i planetą. Ściśle biorąc, był obiektem transneptunowym, zaś jego status planety budził wątpliwości. Taka ocena sytuacji doprowadziła do przedefiniowania Plutona, zdegradowania go, jeżeli w ogóle można mówić o istnieniu hierarchii statusu wśród ciał Układu Słonecznego.

 

Pluton jest rzeczywiście obiektem krążącym wokół Słońca, wystarczająco wielkim, aby wytworzyć kształt prawie kulisty, umożliwiający samodzielne utrzymywanie się w równowadze. Jednak do definicji planety wprowadzony został trzeci warunek, który wykluczył Plutona z tej klasy obiektów. Nowa definicja została przyjęta w 2006 roku przez Międzynarodową Unię Astronomiczną (IAU) reprezentującą środowisko astronomów z całego świata. Byłem jednym z setek zgromadzonych, którzy podnieśli rękę na sympozjum w Pradze, w Czechach, zwołanym w celu zatwierdzenia tej definicji. Była to decyzja kontrowersyjna, ponieważ odbierano ją jako pomniejszającą znaczenie Plutona. Sprawa zyskała spory rozgłos. Przeciwko decyzji zaprotestowały zastępy uczniów i różnych innych osób. To zadziwiające moim zdaniem, że miało to tak istotne znaczenie dla ogółu społeczeństwa, ale fakt, że tajemnicze zagadnienie astronomiczne zostało uznana za ważne, jest wielce satysfakcjonujący.

Trzeci warunek, którego Pluton nie spełnia, przez co nie można go zaliczyć w poczet planet, dotyczy nie jego orbity i nie jego struktury, lecz wcześniejszego stadium istnienia tegoż obiektu. Aby być planetą, oświadczyła IUA, ciało poza właściwą orbitą i właściwą strukturą musi mieć wystarczającą wielkość, aby oczyścić sąsiedztwo swojej orbity z innych obiektów albo wchłaniając je, albo umieszczając je na stałe na własnej orbicie w charakterze satelitów, albo wyrzucając je w przestrzeń. Planeta, stwierdziła IUA, musi dominować w zajmowanej przez siebie strefie orbitalnej. Pluton tego warunku nie spełnia: jego orbita przecina orbitę Neptuna i zapuszcza się też na obszar występowania innych obiektów transneptunowych. W rezultacie Pluton został uznany nie za planetę, lecz za planetę karłowatą2. Z podobnych powodów za planetę karłowatą uznawana jest również planetoida Ceres: ma podobną do Plutona budowę i jest mniej więcej takich samych rozmiarów, ale orbituje pośród innych planetoid, których nie udało się jej wchłonąć, a zatem nie jest planetą.

W Układzie Słonecznym słowo „planeta”, bez żadnych dodatkowych określeń, jest obecnie zarezerwowane przez naukowców dla Merkurego, Wenus, Ziemi, Marsa, Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna. Do planet karłowatych zalicza się największą asteroidę Ceres, Plutona i kilka innych dużych obiektów transneptunowych. Wokół planet krążą satelity. Wszystko poza tym określa się jako małe ciała Układu Słonecznego, co jest mianem równie neutralnym i niewyszukanym jak nazwa obiekty transneptunowe.

Na końcu książki znajduje się podsumowanie informacji o różnych ciałach Układu Słonecznego i przegląd związanego z nimi słownictwa. Jestem naukowcem i jak sądzę, powinienem bezwzględnie przestrzegać zaleceń formalnych i ograniczyć się w tej książce, z jej tytułem Nieuporządkowane życie planet, do ośmiu planet Układu Słonecznego uznawanych przez współczesną naukę. Ale zastanawiając się nad tym, o czym warto napisać, doszedłem do wniosku, że jeżeli będę zbyt wielkim formalistą, pominę część bardzo ważnych obiektów Układu Słonecznego, które na początku dwudziestego pierwszego wieku znajdują się w centrum zainteresowania pasjonatów astronomii. Tak więc przedstawiam w swojej książce osiem głównych planet, ale również dwie planety karłowate i kilka małych ciał Układu Słonecznego, takich jak planetoidy i meteoroidy, a także pewne satelity. Takiego dokonałem wyboru, właśnie te obiekty Układu Słonecznego uznałem za najważniejsze. To wyróżniające się ciała niebieskie, bohaterowie o najbarwniejszych osobowościach, których życiu, moim zdaniem, najbardziej warto się przyjrzeć.

1Autor posługuje się tu (i w dalszej części książki) słowem „asteroida”. W języku polskim używa się zarówno określenia „asteroida”, jak i „planetoida”. Terminy te funkcjonują jako synonimy, ale obszar między Marsem a Jowiszem, gdzie krąży mnóstwo tego rodzaju obiektów, nazywany jest oficjalnie pasem planetoid – przyp. tłum.
2Planety karłowate, wbrew nazwie, nie zaliczają się do planet, lecz tworzą oddzielną grupę – przyp. tłum.