Jakie stwory kryje wszechświat?

Przez polską bramę do „Galaktycznego zoo” zagląda coraz więcej internautów. - To wciąga - mówią uczestnicy tego ogromnego projektu badawczego, którego celem jest stworzenie trójwymiarowej mapy kosmosu.

<!** Image 2 align=right alt="Image 81837" sub="Dr Lech Mankiewicz Fot. Archiwum ">Naszą Drogę Mleczną czeka megakatastrofa. Znajduje się na kursie kolizyjnym ze swoją większą sąsiadką - Galaktyką Andromedy. Zderzenie nastąpi za kilka miliardów lat, więc dla ludzkości mieć będzie to znaczenie raczej drugorzędne - do tego czasu nasze Słońce i tak zdąży się już wypalić. Po życiu na Ziemi nie zostanie prawdopodobnie nawet wspomnienie.

Gigantyczne karambole

Szkoda, bo widok z całą pewnością będzie urzekający. Pewnego pięknego dnia dwie „chmury” złożone z miliardów gwiazd zbliżą się do siebie na wyciągnięcie ręki. A później zaczną się ścierać. Mijające się gwiazdy będą nawzajem zaburzać swoją grawitację, rozrywać układy planetarne, czasem zderzać w gigantycznych karambolach. W wyniku tarcia międzygwiezdnej materii powstaną nowe słońca i nowe planety. Po stu, dwustu, może trzystu milionach lat burzliwy proces zakończy się - Andromeda i Droga Mleczna utworzą nową, połączoną, dostojną galaktykę.

<!** reklama>- Zjawisko zderzania się galaktyk jest we wszechświecie dość powszechne. Takie łączące się układy gwiazd astronomowie nazywają mergerami. Mają nieregularne, czasem przedziwne kształty. Udało mi się wytropić już siedem takich dziwolągów - cieszy się Michał Witek, astronom amator, jeden z trzech tysięcy polskich uczestników międzynarodowego projektu „Galaktyczne zoo”.

<!** Image 3 align=right alt="Image 81837" sub="Wszechświat to prawdziwe zoo z galaktykami, które mają najróżniejsze kształty i własności. Mogą być wielkie lub małe, stare lub młode, czerwone lub niebieskie, błyszczące lub blade, obracające się lub statyczne, okrągłe lub o kształcie dysku, żyjące w izolacji albo w gromadach... Fot. Galaktyczne zoo">Galaktyczne zoo to zakrojone na szeroką skalę przedsięwzięcie internetowe, mające wspomagać naukowy program badawczy „Sloan Digital Sky Survey” - najambitniejszy przegląd astronomiczny w historii. Podstawowym celem SDSS jest stworzenie trójwymiarowej cyfrowej mapy milionów galaktyk, obejmującej czwartą część widocznego z Ziemi nieba, a pośrednio również zgłębienie praw rządzących ewolucją galaktyk.

W programie SDSS wykorzystywany jest specjalny teleskop, pracujący w stanie Nowy Meksyk w USA. Instrument wykonuje automatycznie ogromną liczbę zdjęć nieba, które trafiają następnie do pojemnej bazy danych. Fotografie przepuszczane są przez specjalistyczne programy analityczne. I tu właśnie zaczynają się schody.

- To jak próba odróżnienia męskich i kobiecych twarzy - żaden komputerowy algorytm nie zrobi tego tak precyzyjnie, jak człowiek - wyjaśnia Daniel Thomas z Portsmouth University, członek zespołu „Galaktycznego zoo”.

Naukowcy nie są jednak w stanie przejrzeć wszystkich zdjęć osobiście, bo materiału jest po prostu zbyt dużo. Właśnie dlatego w lipcu ubiegłego roku poproszono o pomoc internautów.

- To nie tylko zabawa - zaznaczył Kevin Schawinski z Uniwersytetu w Oksfordzie, gdzie analizowane są dane. - Ludzki mózg lepiej sobie radzi z zadaniami wymagającymi rozpoznawania wzorów niż komputer. Wasz wkład będzie bezcenny, niezależnie od tego, czy spędzicie w serwisie piętnaście minut, czy pięć godzin.

- W ciągu ostatnich lat naukowcy często prosili użytkowników Internetu o udostępnianie im mocy obliczeniowej ich komputerów, by zwiększyć szanse na rozwiązanie złożonych zagadnień. Było tak, między innymi, w przypadku projektu SETI@Home, który poszukiwał cywilizacji pozaziemskich czy Folding@Home, którego celem było badanie procesów zwijania białek. Tym razem astronomowie potrzebują jednak nie tylko komputerów internautów, ale przede wszystkim spostrzegawczości użytkowników globalnej sieci - zauważa Jan Pomierny, jeden z koordynatorów „Galaktycznego zoo” w Polsce.

Odzew internautów przekroczył najśmielsze oczekiwania naukowców. Po miesiącu od chwili uruchomienia „Galaktycznego zoo”, liczba zalogowanych uczestników przekroczyła 80 tysięcy.

- Ruch okazał się 20 razy większy niż zakładaliśmy - podkreślił Alex Szalay z John’s Hopkins University, kolejny członek zespołu. - Dowodzi to, że ludzie są naprawdę zainteresowani nauką, gdy czują, że mogą wnieść w nią konstruktywny wkład.

Obraz, który zapiera dech

Galaktyki dzielą się na dwie główne kategorie: eliptyczne i spiralne (te mogą być z kolei prawo lub lewoskrętne). W galaktykach spiralnych, takich jak Droga Mleczna, większość gwiazd porusza się po kulistych orbitach w tym samym kierunku, co nadaje galaktyce spłaszczony kształt, przypominający frisbee. Z kolei w galaktykach eliptycznych gwiazdy poruszają się po losowo wybranych, wydłużonych trasach, co sprawia, że galaktyka ma kształt zbliżony do piłki. Zadanie odwiedzających „Galaktyczne zoo” polega na rozpoznaniu charakteru galaktyki utrwalonej na zdjęciu i zakwalifikowaniu jej do którejś z kategorii.

- Zajęcie może wydawać się monotonne, zwłaszcza że nie na wszystkich fotografiach widać galaktyki. W bazie danych znajduje się wiele nieudanych zdjęć. Wszelkie niedogodności rekompensują chwile, gdy trafiasz na obraz, który dosłownie zapiera dech w piersiach - zapewnia Michał Witek. - „Galaktyczne zoo” naprawdę wciąga. Nigdy nie wiadomo, jaka niespodzianka kryje się na kolejnym zdjęciu. Dodatkowym smaczkiem jest spore prawdopodobieństwo, że jesteś być może pierwszym człowiekiem na ziemi, który bada dany kawałek Wszechświata.

Liczba uczestników projektu cały czas rośnie. W pewnym momencie zespół SDSS nie był już w stanie odpowiadać na bieżąco na pytania związane z analizą obserwacji. Astronomowie postanowili zachęcić więc do tworzenia lokalnych stron internetowych w poszczególnych krajach i powołać specjalne zespoły ekspertów, którzy mogliby służyć internautom radami.

Pilotażowo pomysł zrealizowano... w Polsce. Dzięki determinacji naukowców z Centrum Fizyki Teoretycznej PAN oraz twórców portalu internetowego Astronomia.pl w styczniu ruszyła polska strona projektu.

- Staliśmy się tym samym pierwszym krajem z narodową bramą do Galaktycznego zoo - mówi Krzysztof Czart, doktorant na UMK w Toruniu i redaktor naczelny portalu Astronomia.pl.

Bramy pozazdrościli nam Francuzi i Chińczycy, którzy rozpoczęli prace nad swoimi wersjami językowymi. Tymczasem zoo sprawiło już kilka naukowych niespodzianek. Najgłośniejsza dotyczy dziwnej prawidłowości, którą zaobserwował po przeanalizowaniu próbki danych SDSS amerykański naukowiec - prof. Michael Longo. Wyszło mu, że w obserwowanej części wszechświata istnieje asymetria między liczbą galaktyk prawo i lewoskrętnych. Krótko mówiąc, że tych zakręconych w lewo jest więcej. To godziło w obowiązujący paradygmat kosmologiczny mówiący, że wszechświat jest w skali Makro (w tym wypadku przez bardzo duże M) jednorodny. Niezależnie więc, w którą stronę zerkamy, powinien wyglądać tak samo.

- Czyżby niektóre zakątki wszechświata były o wiele ciekawsze niż inne? - pyta dr Lech Mankiewicz z Centrum Fizyki Teoretycznej PAN, jeden z krajowych koordynatorów projektu. - Prawda, że intrygująca myśl?

Astronom zorientowany na lewo

Zespół „Galaktycznego zoo” uznał jednak, że w grę może wchodzić czynnik ludzki. Może to statystyczny internauta astronom amator jest zorientowany bardziej na lewo? Aby to sprawdzić, przeprowadzono mały eksperyment. Do puli zdjęć galaktyk domieszano ich lustrzane odbicia. I rzeczywiście, okazało się, że w uczestnikach projektu drzemie tajemnicza lewostronna skłonność. Sensacyjna prawidłowość prof. Longo rozpłynęła się w szumie błędu statystycznego.

- To dowodzi jednego. Że stąpamy po bardzo słabo znanym terytorium - uważa dr Mankiewicz. - Spodziewam się po „Galaktycznym zoo” kolejnych niespodzianek. To gigantyczne przedsięwzięcie dopiero się rozkręca. Zapowiadane są już kolejne etapy, uczestnicy zostaną teraz poproszeni o wychwycenie bardziej subtelnych własności sfotografowanych galaktyk. Na dobrą sprawę nikt nie wie dziś, jakie stwory kryją się w tym gigantycznym zoo.

Warto wiedzieć

Obserwacje prowadzone w klasie

• Dr Lech Mankiewicz (na zdjęciu) z Centrum Fizyki Teoretycznej jest polskim koordynatorem międzynarodowego programu edukacyjnego Hands-On Universe. Galaktyczne zoo jest w pewnym sensie jednym z elementów HOU.
• HOU bazuje na rzeczywistych obserwacjach naukowych prowadzonych przez uczniów, którzy za pomocą Internetu uzyskują dostęp do sieci skomplikowanych urządzeń badawczych.
• Obserwacje mogą być prowadzone w klasie za pomocą specjalnego oprogramowania komputerowego, które pozwala, m.in., zdalnie sterować automatycznymi teleskopami i radioteleskopopami, udostępnianymi dla celów HOU.