Jajko
Jajko kojarzy mi się zawsze ze smacznym posiłkiem. Lubiłem i lubię jajka. Całe życie ze smakiem do nich wracam. W dzieciństwie matka robiła mi czasem kogel-mogel. Później już jako student WAT biegałem często do Biedronki (to był bar mleczny na parterze w bloku 4 – dziś dom studencki nr 5 w WAT, a nie supermarket) i zjadałem makaron na maśle i dwa sadzone. Teraz też nie stronię, mimo że mają podobno cholesterol. Częściej jednak zjadam gotowane na miękko. Służę przepisem na ugotowanie jajek na miękko. Jajka z lodówki nieco ocieplić (inaczej popękają) włożyć do gotującej się wody (wody dość dużo) i gotować przez 6 minut. Następnie schłodzić w zimnej wodzie. Smacznego.
Na pewno zdarzało się wam kiedyś rozbić skorupkę jajka. Mogliście wtedy zauważyć wewnątrz skorupki, pod błonką ją wyścielającą istnienie wybrzuszenia. Taki niewielki, lecz wyraźnie widoczny pęcherzyk. Jako dzieciaka intrygowało mnie, po co jest tam ten pęcherzyk. Dziś wydaje mi się, że wiem. Mogę nawet starać się to wyjaśnić, mimo iż nie wiem, czy chcecie i czy to was interesuje.
Spróbuję jednak. Tak zupełnie z grubsza mówiąc, wewnątrz jajka znajdują się dwa ośrodki: ciekły (białko i żółtko) oraz ów pęcherzyk wypełniony gazem. Kura, podobnie jak my, oddycha, pobierając z powietrza tlen. Ma w takim razie nadmiar dwutlenku węgla i azotu. Pewno te gazy znajdują się w tym pęcherzu, chociaż nie jest to ważne. Ważne, że jest to gaz. To wszystko znajduje się w skorupce, która jest – jak wiadomo – ciałem stałym, niezbyt niestety wytrzymałym mechanicznie. Już, już, zaraz będzie wszystko jasne.
Jajko poddawane jest zmiennym warunkom atmosferycznym, charakteryzującym się stosunkowo dużymi zmianami temperatury. Ta – jak wiadomo – powoduje rozszerzanie się ciał, czyli zmianę ich objętości. Najwięcej w jajku jest cieczy i największy będzie przyrost jej objętości. Z drugiej strony ciecze nie są ściśliwe i zmiany temperatury w zamkniętej przestrzeni zamieni się na przyrost nie objętości (nie ma gdzie – skorupka), a na przyrost ciśnienia, które spowoduje pęknięcie skorupki i zniszczenie jajka. To wszystko by się zdarzyło, gdyby nie było owego gazowego pęcherzyka. Gaz ma tę własność, że może znacznych granicach zmieniać objętość, bez istotnych zmian ciśnienia. Gaz, jak mówimy, jest ściśliwy. Popatrzcie państwo, jak przez maleńki pęcherzyk znajdujący się w jajku chroni się jego istnienie. I stało się wszystko jasne?
Nie do końca. Intryguje mnie, czy i skąd wie o tym wszystkim kura, co tak mozolnie i pewnie nie do końca bezbłędnie starałem się powyżej wyjaśnić. Czy kura powinna wiedzieć? W wytworzeniu jajka bierze udział tylko kura. Nawet kogut do tego nie jest potrzebny. Kura i tylko kura. W takim razie powinna wiedzieć.
Nie wiem, czy wszyscy gotowi są ze mną zgodzić się w tej kwestii. Pewno będą wątpliwości, a nawet dylematy. Nie jedyne. Nawet w odniesieniu do kur. Jeden ze znanych, nierozstrzygniętych dylematów, to, co było pierwsze: jajko czy kura? Te „kurze dylematy” traktowane są tu jako żart, choć nie do końca.
Z inżynierskiego punktu widzenia moglibyśmy sobie wyobrazić kurę jako doskonały automat produkujący jaja. Wtedy wszystko jest możliwe. Kurze dostarczamy budulec, niezbędne składniki, a ona produkuje określone wyroby. Mam wrażenie i pewno nie tylko ja, że kura spełnia jeszcze inne funkcje i robi coś więcej niż tylko jajka. Oczywiście. Wcześniejsze założenie jest modelowe i dotyczy jajek. Inne zadania kury można modelować w dalszych krokach. Zatrzymujemy się na pierwszym modelu jako przykładowym. Musimy w takim razie dodatkowo założyć, że istnieje architekt, budowniczy. Taki super-kogut, który ten kurzy automat wytworzył i zaprogramował. Ja nie żartuję i nie zwariowałem. Kiedyś, gdy próbowałem zgłębiać tajniki filozofii materialistycznej, trafiłem na dzieło Karla Kautskiego, (tytułu niestety już nie pamiętam), w którym chcąc uzasadnić, że boga wymyślili ludzie, dowodził, iż bogiem kur z pewnością byłby kogut. Może to ten super-kogut zaprogramował naszą kurę. Jak widzimy, kury są uwiecznione także w dziełach filozofów.
Posądziłem super-koguta, że zaprogramował kury-automaty do znoszenia jaj, a nieludzkimi programistami mogą być niestety tylko ludzie. Zwróćcie uwagę na fermy kurze. Jadąc drogą, można je nie tylko zauważyć, ale także bez trudu rozpoznać. Niskie rozległe budynki z maleńkimi, wysoko umieszczonymi okienkami. Wewnątrz pełno kur, jedna przy drugiej. Na podłodze, nie wysoko na grzędach jak było u moich rodziców na wsi. Siedzą, jedzą, piją,…… i znoszą jajka, na opakowaniach których później jest napisane: z wolnego wybiegu. Rzeczywiście, jeżeli nawet biegają tam te kury, to bardzo wolno.
Chyba za daleko zabrnąłem i nie wiem jak powrócić. Oczywiście z super-koguta należy zrezygnować. To żart. Żart nie żart, a problem, który nazwałem tu kurzym paradoksem, naprawdę istnieje. Takich „paradoksów” jak z przytoczonym jajkiem w przyrodzie jest multum. Ona (przyroda) cała jest takim paradoksem. Nie tylko to, co żyje, ale również martwa materia. Wszystko, co nas otacza.
Kiedyś, gdy czytałem K. Kautskiego, uważano, że materia jest wieczna. Więcej, powszechne było przekonanie (zwolennikiem tego poglądu był Newton, a nawet A. Einstein), że wszechświat jest wieczny. Istnieje od zawsze i istniał będzie również zawsze. Tak uważali ci, którzy w odróżnieniu od wierzących nie wierzyli w pisane słowa Księgi Rodzaju Starego Testamentu, że Bóg stworzył świat (wszechświat też) w kolejnych sześciu dniach , a siódmego odpoczywał. W to wierzą Żydzi i chrześcijanie, czyli tradycyjnie my wszyscy. W rzeczywistości rozróżniamy to, co można usłyszeć w kościele od tego, czego mogliśmy nauczyć się w szkole lub przeczytać w mądrych księgach. Taki dualizm był i myślę, że istnieje nadal. Te pojęcia nie mieszają się, nie konfrontują w naszych umysłach.
Nie zajmując się astronomią, kosmologią (to wybrańcy Bogów) czy podobnymi naukami, nie znamy wyników najnowszych badań i ich nie analizujemy. Doniesienia gazetowe o rewelacyjnych odkryciach w tym zakresie (np. teleskopy kosmiczne lub podobne) traktujemy jako ciekawostki, nowinki na równi z doniesieniami o najnowszych wyczynach aktorów czy innych celebrytów.
W tym stacjonarnym, wiecznym wszechświecie przyroda miała się samoorganizować, zarówno ta nieożywiona, jak i żywa. Wydaje się to nawet zrozumiałe. Jeżeli zmusimy dwa atomy wodoru (budowa: proton w jądrze, a na orbicie krąży elektron) do takiego zbliżenia się, że ich jądra połączą się, powstanie hel (dwa protony w jądrze i dwa elektrony krążą na najbliższej orbicie). Taki proces zachodzi samoczynnie wewnątrz słońca i na dodatek przy tej okazji wydzieli się spora dawka energii, która będzie podgrzewać gaz. Skąd ta energia? Gdybyśmy zważyli atom helu i porównali z wagą dwóch atomów wodoru, to stwierdzilibyśmy, że jeden hel jest lżejszy od dwóch wodorów. W tej reakcji mamy do czynienia z defektem masy. Tak to zjawisko nazwano. Co się z nią stało? Masa nie może zniknąć. Zgodnie z tym, czego uczy nas A. Einstein (E=mc2), ubytek masy zamienia się w energię. Atomy biorące udział w reakcji będą szybciej się poruszać. Nam wygodniej będzie napisać (te stwierdzenia są równoważne), że gaz nagrzewa się, rośnie jego temperatura. To stąd się wzięło, że słońce jest niezwykle gorące i świeci. Wierzchnia warstwa gazów słońca ma temperaturę przeszło 5000 stopni. Wewnątrz temperatura jest znacznie, znacznie wyższa. My żyjemy na planecie Ziemia krążącej (co wykazał już dawno nasz rodak – Mikołaj Kopernik i mamy rok Kopernikański) w szczęśliwie odpowiedniej odległości od słońca. To dzięki temu mamy na naszej planecie wodę w płynie i w znośnych dla nas granicach utrzymywaną temperaturę powietrza, atmosfery. Inne planety tak dobrze nie mają, z nam najbliższymi Wenus i Mars włącznie.
Chyba musimy zgodzić się z twierdzeniem, że życie utrzymuje się na Ziemi dzięki słońcu. Codziennie nas ogrzewa, dostarcza porcje energii pozwalającej rosnąć drzewom, pszenicy i trawie, karmi trzodę chlewną, owieczki i inne bydlątka. Przez to mamy chlebek, na obiad schabowy lub bigos, albo jeszcze coś bardziej smakowitego. Nie zmieni tego nawet fakt, gdy pan Trzaskowski, prezydent Warszawy, wprowadzi zmianę jadłospisu. Zamiast schabowego będziemy jeść prusaki i szarańczę (mnie tam wszystko jedno, mam 90 lat, chociaż jajek mi żal). I tak będzie to dzięki słońcu.
Jakoś zniknęły nam z pola widzenia kura, jajko i ten nieszczęsny pęcherzyk. Przyroda żywa, w tym kura, też się samoorganizuje? Darwin dowodził, że organizmy przystosowywały się do środowiska i jego zmian. Jak twierdził: ewaluowały, a proces nazwany został ewolucją. W tej ewolucji dwa procesy są najważniejsze: pociąg seksualny i apetyt, a właściwie możliwości ich zaspakajania. Jeżeli któryś z tych procesów w istotny sposób zostanie zakłócony, organizm, którego to dotyczy, może nie przetrwać. Gdyby się zdarzyło, że pokarm znajduje się wyłącznie na drzewach, przeżyją ptaki i te zwierzaki (w tym może i my), które umieją się wspinać na drzewa albo szybko tego się nauczą (ewoluują). Jeżeli tego nie zrobią, mogą zginąć i to na zawsze.
Podobnie jest z seksem. Zwierzętom to mniej zagraża, bo nie kombinują jak zostawić przyjemność, a ominąć prokreację. Zagraża to raczej ludziom, przynajmniej niektórym nacjom. Możemy to obecnie zaobserwować nawet w takim grajdołku jak nasz. I tu spotykamy się z naszym jajkiem. Gdyby nie ten pęcherzyk, nie byłoby małych kurczaczków, chociaż do tego potrzebny jest jeszcze kogut. (Nie będę tego uzasadniał). Kury, które znosiły jajka bez pęcherzyka, wymarły. Nie miały kurczaczków. To niewątpliwie prawda, chociaż nie wyjaśnia to nam w dalszym ciągu, skąd w jajku ten pęcherzyk. Jak tam wyewoluował.
Ludzie dziwnym trafem wyewoluowali nadmiernie. Proszę pamiętać, że trzymam się ściśle samoorganizacji przyrody. Nie ma mowy (przynajmniej na razie) o stworzeniu „na obraz i podobieństwo”. Pozostańmy przy ewolucji. Kontynuując, u ludzi niby wszystko jest tak samo jak u innych organizmów, a ewolucja poszybowała. Ludzie wynaleźli pismo, umieją czytać i pisać, a nawet piszą wiersze, malują, komponują. Później nie zużywali całego czasu na zdobywanie pożywienia, seks i spanie i w wolnym czasie myśleli, kombinowali, analizowali, badali, wykrywali i konstruowali – przynajmniej niektórzy. Tak, oprócz milionów innych rzeczy, wymyślili i skonstruowali aparat fotograficzny. Nie było to aż takie trudne, bo to kopia naszego oka. W aparacie należało tylko nasze naturalne, oryginalne, jego części, zastąpić je sztucznymi odpowiednikami. Z czasem były one coraz doskonalsze. Dziś często widzimy reporterów, jak biegają z aparatami o ogromnych teleobiektywach łowiących interesujące ujęcia, które później dadzą się dobrze sprzedać. Ale to nic w porównaniu z badaczami kosmosu, którzy takie urządzenia podobne do aparatów fotograficznych (obserwacyjne stacje mogą także robić zdjęcia, a więc są równoważne aparatom fotograficznym) o ogromnych, wielometrowych obiektywach zwierciadlanych budowali na szczytach gór i kierowali w niebo. Tam wśród gwiazd, planet, mgławic i galaktyk obserwatorzy nieba szukali zrozumienia praw kosmosu i sensu życia tu na ziemi. Wkrótce stwierdzili, że otaczająca ziemię atmosfera z jej chimerami: chmury, poświata, turbulencje itp. znacząco ograniczają możliwości obserwacji i fotograficznej rejestracji kosmicznych obiektów. My ludzie poradziliśmy z tym sobie. Od przeszło sześćdziesięciu lat jesteśmy w kosmosie. Dotarliśmy nawet na księżyc, a sondy kosmiczne do najdalszych planet. Zbudowaliśmy ostatnio (mam na myśli ludzi), w pełni równoważne aparatom fotograficznym, dwa takie kosmiczne teleskopy znane pod nazwą teleskopów Hubble’a[1] i Webba[2].
Teleskop Hubble’a jako pierwszy został zbudowany i wyniesiony przez wahadłowiec Discovery na wysokość ok. 610 km (orbita bliska ziemi) w dniu 24.04.1990. Teleskop wyposażony jest w zwierciadło główne o średnicy 2,4 m. Obserwacje prowadzono w zakresie widzialnym, ale również w ultrafiolecie i bliskiej podczerwieni. Dane z obserwacji są przesyłane na ziemię tradycyjną drogą, co prawda przez satelity specjalne (TDRSS – Tracking and Data Relay Satellite System), ale umieszczone na orbitach geostacjonarnych. Dane trafiają do ośrodka White Sands (Białe Piaski), mało jawnego poligonu wojskowego w stanie Nowy Meksyk, gdzie są opracowywane.
Obserwacje teleskopu Hubble’a przyniosły wiele spektakularnych odkryć. Nie ma co o nich czytać, a tu pisać w szczególności, bo i tak mało się na tym znamy i zrozumiemy. Odkrywane przez Hubble’a obiekty kosmiczne utwierdziły uczonych w przeświadczeniu, że wszechświat ekspanduje i że prędkość ekspansji narasta. Przeczy to dotychczasowemu przekonaniu, że wszechświat jest stacjonarny, niezmienny i wieczny. Skłania też do wniosku, który był od dawna przez wielu badaczy, astronomów i kosmologów podnoszony, że wszechświat ma swój początek. Nazwano go Wielkim Wybuchem (BB- Big Bang).
Przy okazji, jak zwykle w takich przypadkach bywa, stwierdzono, że przyrząd, którym się posługiwano (teleskop Hubble’a) , mógłby być lepszy. Uczeni dostali nawet wskazówki, jak powinien być ulepszony. Apetyt rośnie, jak wiadomo, w trakcie jedzenia. Wszystko zależy od możliwych do zdobycia środków. Trzeba przekonać decydentów (zdaje się członków Izby Reprezentantów lub Kongresu USA), że projekt jest niezwykle pożyteczny, i trochę kłamiąc, nie tak znów drogi. Tak doszło do budowy teleskopu Webba. To przyrząd o bardzo skomplikowanej budowie i wyjątkowo dużych możliwościach badawczych, także w porównaniu z wcześniejszym wzorcem, teleskopem Hubble’a. Przede wszystkim jego główne zwierciadło ma znacznie większą średnicę, prawie 6,5 m w porównaniu z 2,4 m w teleskopie Hubble’a. Zwierciadło składa się z 18 segmentów o kształcie sześciokąta foremnego (przekrój plastra miodu). Złożone zostało już na orbicie i ma możliwość regulacji kształtu, by obserwowany obraz pozbawić wszelkich, możliwych zniekształceń.
Porównanie zwierciadeł głównych teleskopów Hubble’a i Jamesa Webba pokazano na fot.1.
Fot. 2. to aranżacja teleskopu Jamesa Webba w stanie rozłożonym, stosowanym w trakcie pracy. Jest on przystosowany do obserwacji głównie w zakresie podczerwieni. Detektory podczerwieni powinny mieć bardzo niską temperaturę. W przestrzeni kosmicznej jest temperatura niska, w skali Kelwina bliska 0 K (-2730 C), pod warunkiem że detektory i miejsca ich zamontowania (środek zwierciadła) nie będą podgrzewane promieniowaniem słońca. Zadbano o to. Pięć płaszczyzn wyglądających na fotografii jak kartki papieru, na których znajduje się zwierciadło teleskopu, jest w rzeczywistości bardzo skomplikowaną strukturą złożoną z odizolowanych od siebie kaptonowych membran (warstw), która osłania teleskop przed promieniowaniem słonecznym i zapewnia mu temperaturę niższą niż 50K.
Możliwość obserwacji w trzech poniższych zakresach: krótkofalowym (0,6-2,3) μm, średniofalowym (2,4-5) μm, i długofalowym (5-28) μm pozwala wykrywać i rejestrować obiekty o różnych temperaturach, zarówno gorące np. gwiazdy, jak i chłodne, np. planety. Jeszcze jedną różnicę należy podać pomiędzy porównywanymi teleskopami. Dotyczy ona miejsca umieszczenia w kosmosie. Teleskop Webba został umieszczony w bardzo charakterystycznym jego punkcie. Jeżeli istnieją dwa obiekty kosmiczne, które tak jak słońce i ziemia krążą wokół siebie, to na linii je łączącej jest taki punkt, w którym ich wzajemne przyciągania są równe i przeciwnie skierowane. Punkt ten pomiędzy ziemią i słońcem oznaczony jest przez L2 i nazwany punktem libracyjnym. W okolicy tego punktu, w odległości 1,5 miliona kilometrów od ziemi krąży teleskop Webba. Nie działa na niego ani przyciąganie słońca, ani ziemi – w tym miejscu ich przyciągania równoważą się.
Zgodnie z planem teleskop miał być umieszczony na orbicie w 2011 r. Stało się to w rzeczywistości dopiero 25 grudnia 2021 r. Koszt jego budowy wstępnie oceniono na 1,6 miliarda USD, w rzeczywistości wyniósł 6,5 miliarda USD.
Oczywiście podana powyżej skromna garść informacji w żaden sposób nie objaśnia rzeczywistej komplikacji jego budowy i możliwości badawczych. Najważniejsze cele misji teleskopu Webba to:
– obserwacje pierwszych gwiazd powstałych po BB – Wielkim Wybuchu,
– badanie formowania się i ewolucji galaktyk,
– badanie powstawania gwiazd i systemów planetarnych.
Spójrzmy prawdzie w oczy. Te zadania to chęć poznania procesów związanych z powstaniem wszechświata. Jak daleko chcemy cofnąć się w czasie? Zostało to dość dokładnie ocenione. Wiek wszechświata ocenia się na ok. 13,8 miliarda lat ziemskich i pewno będziemy się starali cofnąć, ile tylko się da. Obecnie najdalej wykrywane obiekty kosmiczne ocenia się na (300 – 400) milionów lat ziemskich od BB. To już blisko, zaledwie (2 – 3)% całości. Co było wcześniej, przed BB? Nie wiadomo. Niektórzy uważają, że w BB narodziło się to, co nazywamy czasoprzestrzenią. Wtedy ona powstała, zaczęła się rozprzestrzeniać i dalej, aż dotąd rozprzestrzenia się. Jeżeli narodziła się czasoprzestrzeń, to oznacza, że przed BB nie istniały ani przestrzeń, ani czas. To ostatnie z trudem mogę jakoś zrozumieć. Gdy nie istnieje materia, nie ma zegara, nie ma zjawiska odliczającego upływ czasu. Gorzej z przestrzenią. Może przestrzeń i czas to atrybuty materii, bo wtedy powstała, narodziła się także materia. Ze zrozumieniem tego nie jest lepiej. Materia też nie może pojawić się znikąd. Zgodnie ze słynnym wzorem A. Einsteina (m=E/c2), BB powinien mieć kontakt ze źródłem o nieograniczonej wręcz ilości energii. Zrozumieć to jest wręcz nie sposób, bo niby skąd miałoby się wziąć tyle energii? Znane nam rodzaje energii kinetyczna, potencjalna, promienista towarzyszą materii, są z nią związane, a materii przed BB podobno nie było. Dramat.
Z drugiej strony proszę zwrócić uwagę, że niektóre poglądy niewierzących i wierzących zbliżyły się do siebie. Zakładam, że niewierzący przyjmują do wiadomości wyniki badań naukowych. Aby nie było pomyłek, za poglądy wierzących uznawać będziemy to, w co wierzą katolicy i żydzi, bo w tych fundamentalnych sprawach zasadniczo nie różnimy się. Niewierzący to ci, którzy negują wszelkie wierzenia religijne. Kiedyś mieli dobrze sprecyzowany pogląd: za wszystko odpowiada wieczna materia i jej samoorganizacja. Dziś słowo wieczna zniknęło. Zniknęło nie tylko określenie, przymiotnik. Niepewnym jest, skąd wzięła się sama materia i to jest ów dramat.
Powracając do podziału na wierzących i niewierzących, zaczęli się oni różnić wyłącznie fabułą, opowieścią o początku świata (wszechświata). Jedni mówią za Księgą Rodzaju (Genesis) Starego Testamentu o stworzeniu świata przez wszechmocnego Boga w 3761 p.n.e., inni – że nastąpiło to 13,8 miliarda lat temu w wyniku BB. O sprawach zasadniczych, co było przed tym i skąd się wzięło, albo milczą, albo odwołują się do sprawstwa cudownego: niechaj stanie się …
Gdy zastanawiamy się nad tymi problemami, nasuwa się jeszcze jedna kwestia. Religie powstawały dla określonych grup społecznych i przeważnie regulowały kwestie współżycia między sobą tworzących je członków. Stąd religie są nośnikami pewnych zasad moralnych, etycznych. Nasza religia też. Powszechnie znana jest zasada: nie czyń bliźniemu, co tobie niemiłe…, chociaż pewno nie tak powszechnie jak znana, zasada ta jest powszechnie stosowana. Z pewnością tego typu zasad nie wypracują za nas najcudowniejsze wytwory techniki, w tym nawet teleskop Webba. Pozwólmy mu zatem sięgnąć do granicy BB, może dopomóc w wyjaśnieniu podstawowych kwestii tworzenia i istnienia. Dla nas maluczkich ważne są także zasady jak być, a nie tylko jak mieć. W tym celu może należy utrwalać zasady dekalogu, nie wiążąc go głównie lub jedynie z wycieczką Mojżesza na górę Synaj.
W tym gąszczu fundamentalnych co do ważności zagadnień, które na koniec się nagromadziły, zaginął ten, od którego wyszliśmy. Jajko, a w nim pęcherzyk. Cóż, od samego początku, był to problem mało ważny, by nie rzec marginalny w porównaniu z innymi, które się w międzyczasie wyłoniły. Niemniej, podobnie jak miliony innych oczekuje on na wyjaśnienie. Bądźmy dobrej myśli.
[1] Nazwany na cześć znanego amerykańskiego astronoma Edwina P. Hubble’a
[2] Nazwany na cześć administratora NASA Jamesa E. Webba