Rivisitazione di una Mappa dei Misteri dello Spazio del 1958 / sistema solare

Un anno dopo che lo Sputnik si era lanciato nello spazio, nel 1957, la speculazione era frizzante. Sicuramente, gli umani sarebbero arrivati lassù troppo presto, il che a sua volta ci avrebbe finalmente messi nelle condizioni di rispondere alle nostre molte, molte domande sull'universo.

Nel 1958, l'American Oil Company (AMOCO) pubblicò una mappa illustrativa che delineava alcuni dei più inquietanti enigmi legati allo spazio dell'epoca e prevedeva cosa sarebbe potuto succedere quando gli esploratori dello spazio riuscirono a dare un'occhiata più da vicino.

Alcune di queste domande sono state bloccate abbastanza rapidamente. Un decennio dopo che il cartografo della mappa, Rudy de Reyna, rifletté sull'eventualità che gli umani orbitassero o atterrassero sulla Luna, facemmo entrambe le cose. Il Apollo 8 l'equipaggio ha volato entro 69 miglia dalla superficie irregolare della Luna alla vigilia di Natale del 1968. (Un velivolo sovietico aveva orbitato entro 1.240 miglia l'anno precedente, ma non era armato, ma trasportato tartarughe, mosche, vermi della farina e batteri; anche il manichino era legato come un proxy a bassa manutenzione per un passeggero umano.) L'anno seguente, sul Apollo 11 missione, Neil Armstrong divenne la prima persona a legare il paesaggio lunare.

Chiesto e risposto.

Ma il resto delle domande sulla mappa di Reyna non sono risolte in modo così preciso. Sessant'anni dopo, Atlas Obscura fatto il check-in con esperti dello spazio per valutare su quali sono stati incrinati, e cosa continua a confondersi. Utilizza lo strumento di zoom in basso per dare un'occhiata più da vicino.

Mistero dell'universo in espansione

1958 Domanda: "Il nostro universo è nato in una potente esplosione da tre a otto miliardi di anni fa?"

Risposta 2018: Probabilmente c'è stato un botto, ma probabilmente è successo molto prima.

Per valutare l'età dell'universo nel suo complesso, gli scienziati hanno spesso iniziato con l'età delle cose al suo interno - in particolare, le prime stelle si riunivano in arrangiamenti densi noti come ammassi globulari. "Proprio come gli archeologi usano i fossili per ricostruire la storia della Terra, gli astronomi usano gli ammassi globulari per ricostruire la storia della galassia", come spiegò a Space.com l'anno scorso Andrea Space, professore di fisica alla St. Martin's University. I cluster globulari possono aiutare a stabilire una soglia - il più giovane dell'universo potrebbe essere - ma non necessariamente ci aiutano a rompere quel limite superiore.

Il team alla base della sonda Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) della NASA, iniziata nel 2001 con l'obiettivo di riempire maggiori dettagli sui primi giorni dell'universo, ha analizzato le misurazioni della radiazione di fondo delle microonde cosmiche (cioè il bagliore del Big Bang), oltre a dati su composizione e la velocità con cui l'universo si sta espandendo. La loro ipotesi migliore: l'universo è nato probabilmente intorno a 13.77 miliardi di anni fa.

Nuvole misteriose delle galassie

1958 Domanda: "Cosa sta succedendo nello spazio tra le stelle?"

2018 Risposta: molto.

Negli anni '50, gli scienziati si erano resi conto che lo spazio non era una frontiera per lo più vuota punteggiata dal pianeta occasionale. "Avevano mappato la distribuzione del gas atomico in tutta la Via Lattea", ma si sono concentrati principalmente sui gas atomici, dice Mark Heyer, un astronomo dell'Università del Massachusetts Amherst che studia i gas galattici.

Poi, nel 1970, gli scienziati dei laboratori Bell Telephone hanno rilevato molecole di monossido di carbonio nello spazio e hanno acquisito nuove conoscenze sui luoghi in cui, come Notizie di ingegneria chimica "Le minestrine chimiche sottili stanno dando vita a nuove stelle". Quando gli astronomi hanno osservato queste nubi di gas molecolare, dice Heyer, "potevano vedere ... questo è il serbatoio da cui si formano nuove stelle".

"La fisica delle nuvole molecolari è in realtà la fisica della formazione stellare", aggiunge Heyer, e telescopi più grandi e più sensibili stanno dando agli astronomi uno sguardo sempre più vicino. Le matrici multi-telescopio e gli enormi strumenti monoparete in Cile, Messico, Spagna e Giappone, ad esempio, consentono agli scienziati di osservare piccoli dettagli come dischi attorno a stelle appena nate o di esaminare contemporaneamente migliaia di posizioni nel cielo. "Puoi iniziare a realizzare grandi mappe o indagini sulla galassia in modo molto più efficiente", dice Heyer.

La mappa descrive "ribollenti" nuvole di gas, e sono davvero punti vorticosi. All'interno, le particelle si muovono molte volte più velocemente della velocità del suono. Il movimento ribollente influisce sulla formazione stellare, "che quindi guida l'evoluzione delle galassie - come potrebbero apparire in un miliardo di anni, o 10 miliardi di anni", dice Heyer.

Ma che cosa sta guidando tutto quel churning? La turbolenza supersonica si dissipa per diversi milioni di anni, il che sembra un po 'finché non si ricorda che queste nuvole hanno una durata di vita di 30 milioni di anni. Alcune fonti di energia stanno mantenendo le cose in movimento. Potrebbe essere una combinazione di radiazione, rotazione e altro, ma il meccanismo preciso, dice Heyer, "è ancora una grande domanda senza risposta".

Mistero delle macchie solari

1958 Domanda: "Perché le macchie solari hanno un ciclo di 11 anni?"

2018 Risposta: si riferiscono al campo magnetico del Sole, ma rimangono delle domande.

I poli magnetici del Sole tendono a ruotare all'incirca ogni 11 anni, per un ciclo di 22 anni. Le macchie scure e macchiate tendono a spuntare in risposta ad un'intensa attività magnetica e sono un barometro di sorta per quanto esuberante sia un dato ciclo. Tendono a lentiggere la nostra stella poco prima che un ciclo si rovesci. Ultimamente, però, le cose sono state più tranquille del solito, e non è del tutto chiaro il perché. Inoltre, il nostro vicino brillante può essere imprevedibile, come ha recentemente rivelato Alexei Pevtsov, astronomo del National Solar Observatory di Boulder. Americano scientifico: "C'è un elemento di casualità."

Mistero delle spedizioni interplanetarie

1958 Domanda: "Cosa ha creato i canali su Marte? C'è vita nascosta sotto le dense nuvole di Venere? "

2018 Risposta: è complicato.

Tra la fine del XIX e l'inizio del XX secolo, mentre gli umani stavano scavando molti canali sulla Terra, alcuni astronomi insistettero sul fatto che essi osservassero caratteristiche simili su Marte, fino ai muli che trascinavano le barche attorno ai corsi d'acqua del pianeta. Ricerche successive, comprese le immagini catturate a bordo Marinaio 4, nel 1965, contestò la presenza di queste arterie e alla fine li respinse. I primi osservatori potrebbero essere stati confusi da un'illusione ottica, ingannati da macchie di polvere, o semplicemente vedendo ciò che speravano di trovare.

Per quanto riguarda Venere, prima che gli astronomi avessero uno sguardo ravvicinato su quel pianeta, l'immaginazione si scatenava. Scienziati e artisti di fumetti hanno ipotizzato che potrebbero esserci vasti deserti, oceani o foreste pluviali sotto la spessa coltre di nuvole del pianeta. Poi, nel 1962, alcuni anni dopo la creazione della mappa AMOCO, la sonda spaziale Marinaio 2 volò a 21.607 miglia da Venere e raccolse misure indicanti che le nuvole erano fredde e il terreno era rovente. Oggi sappiamo che il pianeta ha una pressione simile alle profondità più profonde degli oceani, e temperature che potrebbero ridurre i metalli alle pozzanghere.

Ma, per decenni, alcuni scienziati hanno suggerito che le forme di vita potrebbero aver esaltato un'esistenza sul pianeta durante un lungo periodo di passatempo, e che i batteri potrebbero ancora vivere da qualche parte tra le nuvole. Carl Sagan propose per la prima volta questa idea nel 1967. Lo scorso aprile, i ricercatori guidati da Sanjay Limaye, dell'Università del Wisconsin-Madison Space Science and Engineering Center, suggerirono in Astrobiology che Venere una volta era stata ricoperta di acqua, evaporata da tempo, e che i microbi di quel corpo scomparso potrebbero essere in grado di sopravvivere come "macchie" in alto nelle nuvole, in modo simile a come alcuni microrganismi sulla Terra prosperano in ambienti altamente acidi da consumo di anidride carbonica. "Per sapere davvero, dobbiamo andare là e provare le nuvole", ha detto a Rakesh Mogul, un professore di chimica biologica al Politecnico di California, a Pomona, il coautore Meccanica popolare. "Venere potrebbe essere un nuovo entusiasmante capitolo di esplorazione astrobiologica."

Mistero di gravità

1958 Domanda: "Perché le cose cadono in basso, non in alto, e sarà diverso nello spazio?"

2018 Risposta: incontra "microgravità".

Certamente, gli scienziati sapevano molto sulla gravità negli anni '50. Come sottolineano gli autori della mappa, ci sono state molte informazioni da Galileo, Newton ed Einstein. Abbiamo avuto un buon controllo su come funzionavano le cose sulla Terra, almeno. La gravità ti sta attirando in tutte le direzioni, in ogni momento. Non è veramente una questione di "down" o "up", ma di massa. Gli oggetti più massicci hanno un'attrazione gravitazionale più forte, ed è per questo che, anche se eserciti una forza gravitazionale, perderai ogni volta sulla Terra.

Ma cosa succede nello spazio? Gli astronauti lo capirebbero presto. Nel 1972, una squadra di missione ha anche testato queste teorie sulla luna, lasciando cadere un martello e una piuma di falco sulla superficie lunare. Lo spazio non è una zona priva di gravità: secondo la NASA, esiste una piccola quantità di gravità nello spazio, sebbene sia più debole su distanze maggiori. La gravità è anche la chiave per le orbite.

Il termine "gravità zero" è certamente un termine improprio. La NASA usa invece il termine "microgravità" per riferirsi all'assenza di peso che gli equipaggi sperimentano in orbita. Ma ciò accade solo perché si stanno muovendo. "Se ci fosse una torre molto alta che raggiungesse nello spazio, non sarebbero in giro", ha scritto il fisico Rhett Allain per Cablata all'inizio di quest'anno. "L'ambiente 'senza peso' è causato dal movimento orbitale delle persone all'interno di un'astronave o di una stazione spaziale."

La gravità esiste al di fuori di un veicolo spaziale. Quindi, se vi capita di trovarvi sulla Luna, che è molto meno massiccio del nostro pianeta e circa un quarto delle sue dimensioni, saltate in giro e godetevi salti più alti!

Mistero del Territorio Satellite

1958 Domanda: “Perché i meteoroidi non stanno distruggendo altre cose che abbiamo inviato nello spazio? "

2018 Risposta: Non ce ne sono molti, nel grande schema dello spazio.

Alla fine degli anni '50, due satelliti artificiali erano stati lanciati nell'orbita terrestre (l'Unione Sovietica era stata lanciata Sputnik nel 1957, e gli Stati Uniti spediti Esploratore 1 l'anno seguente). Gli autori della mappa di AMOCO si sono chiesti perché non venissero costantemente inondati di polvere e di meteoroidi. Dopotutto, per osservare gli osservatori che guardano verso il cielo dalla Terra, spesso sembra che ci siano milioni di cose che strisciano intorno. In questi giorni, naturalmente, ci sono molti altri satelliti in orbita attorno alla Terra. A partire da aprile 2018, l'Unione degli scienziati preoccupati ne stava monitorando 1.886. Quindi, perché non sono costantemente imbattuti in cose?

Il localizzatore satellitare Marco Langbroek spiega che i meteoroidi non sono troppo minacciosi perché, attraverso lo spazio, la densità di questa polvere è piuttosto bassa, anche al culmine di una grande pioggia di meteoriti.

Considera le Perseidi, una delle piogge meteoriche più folgoranti dell'anno. Durante questa doccia, un solo meteoroide passa attraverso un piano quadrato di atmosfera di un chilometro ogni 32 ore, spiega Langbroek. Al di fuori di questi periodi, quel numero è molto più basso, aggiunge, più come un meteoroide per chilometro quadrato ogni 10 o 15 giorni. Vediamo solo flussi di meteore in una data notte perché possiamo esaminare milioni di chilometri quadrati di atmosfera. "I satelliti, al contrario, hanno una piccola superficie e quindi sono aree campione molto piccole", afferma Langbroek.

Pensaci in termini di guida della tua auto attraverso un deserto. Diciamo che non c'è molto da fare in giro, forse una sola zanzara per chilometro quadrato ogni 10 giorni. "La possibilità di schiacciare una zanzara sul parabrezza, pur non essendo zero, è comunque molto bassa, anche se guidi lì per anni alla volta", dice Langbroek.

Anche se un meteoroide ha un impatto, molti di questi sono molto piccoli e i satelliti sono progettati per resistere a quelli. Ciò significa che il collaterale è raro, anche quando si verificano collisioni. "Anche durante i fortissimi picchi della pioggia di meteore delle Leonidi alla fine degli anni '90, quando la cometa genitrice stava passando la Terra, e la Terra passava attraverso tracce di particelle relativamente molto dense con frequenze orarie visibili di meteore che raggiungevano brevemente migliaia all'ora, non ci furono fatali impatti sui satelliti ", afferma Langbroek.

Le maggiori minacce ai satelliti sono i polveri con altri satelliti e le collisioni con la spazzatura spaziale, i satelliti smantellati, i frammenti di missili e altri gravi lanci che si intasano nell'orbita terrestre bassa. "Con un numero crescente di lanci e un crescente numero di eventi che generano detriti nello spazio (ad esempio, esplodendo vecchi stadi di razzi), il rischio aumenterà", osserva Langbroek. Questa è una ricetta per un po 'di uno scenario di auto paraurti.

Mistero del magnetismo

1958 Domanda: "Perché un ago della bussola punta in direzioni diverse per tutto il giorno?"

2018 Risposta: Qualcosa non va nella tua bussola.

I magneti all'interno di una bussola costringono l'ago a rispondere al campo magnetico terrestre. Gli strumenti ti indicheranno la direzione del nord magnetico approssimativamente nella direzione del Polo Nord geografico, ma non del tutto quadrato su di esso.

Per anni, il nord magnetico è caduto sull'isola di Ellesmere, parte dell'arcipelago artico nel Canada settentrionale. Recentemente, i ricercatori hanno suggerito che il nord magnetico sta migrando lentamente, e alcuni di loro si sono chiesti se non ci siamo fatti un salto. Le inversioni polari sono avvenute durante la lunga vita della Terra, di solito nel corso di migliaia di anni, anche se a volte apparentemente molto più velocemente. In ogni caso, lo switcheroo non sta accadendo in un solo giorno. Se la tua bussola gira selvaggiamente, potrebbe essere attratta da materiali magnetici nelle vicinanze o potrebbe essere sballata.

Il mistero dell'aurora boreale

1958 Domanda: "Che cosa causa i 'fuochi d'artificio aurorali?'"

2018 Risposta: particelle in movimento.

Gli autori della mappa AMOCO hanno riferito che bande di onde verdi, blu e gialle e, a volte, rose e ametiste nel cielo sopra i poli della Terra e del Nord della Terra "un giorno o due dopo una" tempesta "sul Sole," quasi come se "il sole ha avuto sputare"Un" flusso "di loro.

Questo è parzialmente vero. Le bande colorate dell'aurora boreale sono legate alle particelle di plasma che si muovono dalla superficie del Sole attraverso i brillamenti solari e vanno verso il campo magnetico terrestre. Il bagliore inquietante tende ad essere verde o giallo dorato quando le particelle incontrano ossigeno e rosso, viola o blu quando si scontrano con l'azoto. Mentre i boreali si abbattono magnificamente quando le macchie solari sono più affollate, non scompaiono quando si abbassano. La tua migliore occasione per vederli ballare proviene da un avamposto nordico in una notte invernale limpida e senza nuvole.

Bagliore del cielo notturno

1958 Domanda: "Cosa succede con la debole luce nel cielo scuro?"

2018 Risposta: non ne siamo sicuri.

Hai incontrato Steve? È stato in giro per anni, ma è stato per lo più trascurato nei circoli scientifici fino a luglio 2016, quando un gruppo di cittadini scienziati del Canada settentrionale ha individuato una stretta banda di luce viola che si innalzava direttamente nel cielo sopra di loro. Erano confusi e incantati dal loro vicino, gli davano un moniker affabile e cominciarono a spingere i ricercatori a prenderlo sul serio. Sembrava un po 'diverso dall'aurora boreale - a differenza di quelle grandi band, Steve era stretto e quasi verticale - ma gli osservatori pensavano che potesse essere correlato.

Una nuova ricerca, pubblicata questa settimana, suggerisce il contrario. Scrivere dentro Lettere di ricerca geofisica, i ricercatori dell'università di Calgary hanno concluso che qualunque cosa sia Steve, non è un'aurora - non ha le stesse particelle cariche che fanno le Northern Lights. Per ora, cade sotto la categoria ombrello del bagliore del cielo. "Ne sappiamo molto poco", ha detto l'autore principale Bea Gallardo-Lacourt, un fisico spaziale dell'Università di Calgary, in una dichiarazione. "E questa è la cosa bella."

Il mistero dei raggi cosmici

1958 Domanda: "Da dove vengono questi 'strani viaggiatori spaziali'?"

2018 Risposta: Ancora un po 'poco chiaro.

Sappiamo che i raggi cosmici sono parti di atomi e che arrivano da fuori dal nostro sistema solare, ma non sappiamo ancora esattamente da dove provengano. Nel 2017, un team di ricercatori che lavoravano presso l'Osservatorio Pierre Auger, in Cile, ha stabilito che le particelle viaggiano da qualche parte oltre la Via Lattea. Ciò lascia intatte molte pietre cosmiche, ma "ora siamo notevolmente più vicini a risolvere il mistero di dove e come vengono create queste straordinarie particelle, una questione di grande interesse per gli astrofisici", ha detto il membro del team Karl-Heinz Kampert, professore all'Università di Wuppertal in Germania, in una dichiarazione.

Anche se la loro origine è un po 'torbida, qui sulla Terra sono stati reclutati anche raggi cosmici per fare qualche lavoro investigativo. Prendi delle particelle di muone, per esempio. Si formano quando i raggi cosmici entrano nell'atmosfera; quando cadono sulla Terra, si comportano in modi coerenti e prevedibili. I muoni perdono vapore quando barilano attraverso oggetti densi, quindi, monitorandoli, i ricercatori possono stimare la densità di un oggetto. Un team ha provato l'anno scorso, con un nuovo modo non invasivo di visualizzare i vuoti all'interno della Grande Piramide di Giza. Un progetto di imaging simile è in corso a Firenze, in Italia, dove una squadra spera di scoprire se le cupole spezzate del Duomo fossero puntellate con rinforzi di ferro.

Il mistero dei jet stream

1958 Domanda: "Che cosa causa questi 'venti misteriosi?'"

2018 Risposta: un gradiente di temperatura e altre cose.

Gli autori della mappa AMOCO erano sconcertati da quelli che descrivevano come "i venti invisibili della stratosfera da 300 miglia all'ora". Alcuni dei suoi meccanismi sono piuttosto facili da descrivere: "I flussi di getto nell'atmosfera sono un risultato diretto e naturale del gradiente di temperatura meridional (cioè equatore-polo) nell'atmosfera terrestre ", ha detto James Partin, responsabile scientifico e operativo presso il Marine Prediction Center Americano scientifico. L'atmosfera terrestre è un sandwich a molti strati e gli scienziati ora sanno che i flussi di getto esistono sotto la tropopausa (la parte tra la troposfera e la stratosfera). La velocità massima dei flussi di getto si verifica durante l'inverno, quando c'è una discrepanza particolarmente ampia tra le temperature all'equatore e ai poli.

Un nuovo mistero, tuttavia, è il motivo per cui la corrente a getto a volte si intasa. In un fenomeno chiamato "blocco", il flusso a volte vaga; quando ciò accade, i sistemi meteorologici non possono spostarsi verso est. All'inizio di quest'anno, gli scienziati atmosferici dell'Università di Chicago hanno iniziato a decifrare il caso e hanno notato che le equazioni su cui stavano atterrando erano quelle che gli ingegneri avevano usato per osservare gli ingorghi. Come un'arteria di asfalto congestionata, si verificano "blocchi" nella corrente a getto quando qualcosa - diciamo, una montagna o una costa - è nel modo. I ricercatori dicono che il loro modello, che è stato pubblicato nel Scienza, potrebbe aiutare a prevedere i modelli meteorologici futuri.

Mystery of Lunar Expeditions

1958 Domanda: "Gli umani orbiteranno e atterreranno sulla Luna? E possiamo allestire il campo lì? "

2018 Risposta: L'abbiamo fatto, e probabilmente!

Un mistero risolto, uno da seguire.

Non siamo ancora arrivati, ma un accordo è all'orizzonte, spiega Colin Stuart, un membro della Royal Astronomical Society e autore del nuovo libro, Come vivere nello spazio: tutto ciò che devi sapere per il futuro non così lontano. "Trovo davvero improbabile che arriveremo alla fine di questo secolo e non ci sarà alcuna forma di presenza umana semi-permanente sulla luna", dice Stuart.

Per quanto riguarda gli habitat cosmici, la Luna "è relativamente sicura, sicura quanto lo spazio può ottenere", aggiunge Stuart. Non ci sono ritardi nella comunicazione di cui parlare - un segnale radio può rimbalzare sulla Terra entro due secondi - e se devi tornare a casa, puoi arrivare entro tre giorni.

L'Agenzia spaziale europea (ESA) ha fissato l'obiettivo di istituire un certo tipo di colonia lunare entro il 2030 e gli scienziati hanno già iniziato a cercare la giusta porzione di immobili lunari e snellire i progetti. Il polo sud del satellite è il favorito per la posizione. Mentre l'inclinazione della Luna si immerge in lunghi periodi di oscurità, punteggiata da settimane di luce, questo spot riceve una luce solare costante, che potrebbe essere sfruttata per l'energia; ha anche molta acqua, sotto forma di ghiaccio.

L'ESA ha reclutato lo studio di architettura Foster + Partners per disegnare alcuni prototipi di habitat. Sembrano un ibrido tra castello di sabbia e igloo e possono contare sulla stampa 3D e su cumuli di terreno lunare per bloccare le radiazioni dal sole e le stelle che esplodono. "Quando gli astronauti andarono sulla Luna, furono semplicemente ciechi fortunati a non essere stati colpiti da un brillamento solare o qualcosa del genere", dice Stuart. "In un salto di 10 giorni sulla Luna, hai delle buone probabilità di schivare una cosa del genere. Se stai parlando di una base in cui le persone passeranno mesi, devi assicurarti che la tua protezione dalle radiazioni sia all'altezza. "Costruire le case nello spazio e affidarsi in parte a materiali che sono già presenti ridurre i costi del carburante che sarebbero altrimenti necessari per trasportare le forniture. Gli astronauti hanno già con successo strumenti stampati in 3D a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS), ma la costruzione a pieno ritmo è molto più complicata.

Un altro ostacolo: l'incerto bilancio emotivo. Dalla ISS, gli astronauti nostalgici possono guardare fuori dalla finestra e intravedere il nostro territorio con dettagli davvero notevoli. Non così sulla Luna. "Se sei sulla Luna, puoi vedere la Terra, ma è piuttosto piccola, e sai che hai bisogno di giorni per tornare indietro", dice Stuart. "Dovremmo affrontare l'isolamento in un modo che non abbiamo ancora nello spazio." Nonostante le simulazioni in ambienti antartici affamati di luce, freddi e isolati, la possibile ricaduta emotiva rimane un po 'un jolly. Gli astronauti Apollo 8 descriveva la "solitudine" ... vasta e maestosa, e Stuart suggerisce che i futuri gruppi di missione potrebbero inviare uno psicologo, o fare affidamento su un'interfaccia AI per alleviare le tensioni o la noia. "Il resto è ingegneria", afferma Stuart. "Abbiamo una buona storia per superare i problemi di ingegneria se ci mettiamo abbastanza cervello".

Quindi, come navigheremo le nostre vite interiori complicate e complicate così lontane da un terreno familiare? Questo è uno dei più grandi misteri di tutti e non lo sapremo finché non arriveremo lì, guardando il pianeta che attualmente chiamiamo casa.