Rosetta Finds Out Much About a Comet, Even With a Wayward Lander

A November image of Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko shows faint jets of gas and dust. Credit European Space Agency
A November image of Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko shows faint jets of gas and dust. Credit European Space Agency
Rosetta a descoperit mai multe despre o cometă, chiar și cu Lander-ul Wayward.

A November image of Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko shows faint jets of gas and dust. Credit European Space Agency[/caption]Photographs and data from the European Space Agency’s Rosetta spacecraft have provided an unprecedented close-up examination of a comet, but there is one thing that has not shown up yet: the small lander that bounded to the surface in November.

Scientists working on the mission described their initial observations of Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko in seven articles published Thursday in the journal Science. “This sets the baseline for the rest of the mission,” said Matt Taylor, the project scientist.

Rosetta arrived at the comet in August after a trip of 10 years and four billion miles. For the first time, scientists are having an extended look at a comet as the spacecraft accompanies it for at least a year as it swings around the sun. As the comet heats up, it will spew greater amounts of gas and dust.

In November, a washing-machine-size lander named Philae made it to the surface, but systems designed to anchor it failed, and the lander bounced, ending far from the intended site in a position that greatly reduced the amount of sunlight hitting its solar panels. Instruments on the lander operated for two days until the batteries drained.

A large fracture running across the comet. Credit Eureopean Space Agency
A large fracture running across the comet. Credit European Space Agency

In mid-December, the orbiter’s high-resolution camera took pictures of the spot where the scientists think the lander ended up, but the scientists were not able to find it — a few pixels in a four-million-pixel image.

Holger Sierks, the principal investigator for Rosetta’s main camera, said that Philae, which photographed its surroundings and performed various measurements after landing, was still expected to awake in the spring when increasing sunlight recharged the batteries. Even if Philae does not wake up, Rosetta should be able to spot it after the comet has made its closest approach to the sun, in August.

The high-resolution camera has taken photographs with a resolution as fine as two and a half feet per pixel. The comet, just two and a half miles wide with a two-lobe shape that resembles a rubber duck toy, has a remarkably wide variety of terrain. That includes smooth dust-covered regions, fields of boulders, steep cliffs and large depressions that may have been blown out by underground melting of carbon dioxide. The variety is surprising because many think the comet is, by and large, made of the same material throughout. Scientists are not sure if the shape comes from two smaller comets that bumped and stuck together or one large comet that eroded in an unusual manner.

On the surface of Comet 67P, there are even what look like ripples of sand dunes like those seen on Earth and Mars. That appears befuddling, as a comet has no atmosphere — and so no wind — and only a wisp of gravity.

“You have to ask yourself, is that possible?” said Nicolas Thomas, a professor of experimental physics at the University of Bern in Switzerland and lead author of one of the papers. Dr. Thomas said that back-of-the-envelope calculations indicated that it might be plausible, with the jets of gas acting as wind and the particles held together through intermolecular attraction known as the van der Waals force instead of gravity. “You can convince yourself you can make them move,” Dr. Thomas said. “It’s plausible, at least at the moment.”

A large fracture running across the comet. Credit Eureopean Space Agency
A large fracture running across the comet. Credit European Space Agency

The scientists split the surface into 19 regions based on terrain, naming them after Egyptian gods. Rosetta is named after an inscribed rock, found in Egypt, that proved crucial in deciphering ancient hieroglyphics.

In another region, along the comet’s “neck,” is a cliff about 3,000 feet high with fractures hundreds of feet long. The scientists cannot agree on what they are seeing, whether the lines reflect layering in the material making up the comet or cracks caused by the heating and cooling of the material as it passes in and out of sunshine.

In the smooth regions, there are circular structures. “Which look very, very bizarre,” Dr. Thomas said. “To be frank, we don’t know how those things were created. We have no clue.”

There is also a long crack, about a yard wide and several hundred yards long, that runs around the neck. Dr. Thomas said it was unclear whether the comet was about to snap in two.

The jets of gas currently emanate from the neck area, a region named Hapi. That, too, seems counterintuitive because the neck is often in shade and cooler. But Dr. Sierks said the area was still warm enough and gravity was weaker there, allowing particles to escape more easily.

The scientists previously described some of the most significant findings reported in the Science papers — that the water on the comet does not resemble that found on Earth, probably ruling out comets as the source of the Earth’s oceans, and that a diverse stew of molecules streaming off the surface includes those found in the odors of rotten eggs and urine.

Notă: A version of this article appears in print on January 23, 2015, on page A6 of the New York edition with the headline: Close-Up of Comet Fails to Pinpoint Stray Lander. Order Reprints| Today’s Paper|Subscribe

Ciuriumov-Gherasimenko, oficial denumită 67P/Ciuriumov-Gherasimenko, este o cometă cu o perioadă orbitală curentă de 6,45 ani și o perioadă de rotație de aprox. 12,7 ore[2]. Cometa va ajunge la periheliu (cea mai scurtă distanță de Soare) la 13 august 2015. Cometa este numită după descoperitorii ei, Klim Ciuriumov și Svetlana Gherasimenko, primii care au observat-o pe plăci fotografice în 1969.

Această cometă a fost descoperită de astronomul Klim Ivanovici Ciuriumov în timp ce examina o placă fotografică a cometei 32P/Comas Solà / 32P/Comas Solá, luată la 11 septembrie 1969 de astronoma Svetlana Ivanovna Gherasimenko la Institutul de Astrofizică de la Alma-Ata, acum Almatî, fostă capitală a Kazahstanului.
El a găsit imaginea unui obiect pe marginea plăcii fotografice și a presupus că era vorba de cometa 32P/Comas Solà.
La Kiev, plăcile au fost minuțios inspectate și, la 22 octombrie, s-a descoperit că obiectul nu putea fi cometa Comas Solà, întrucât poziția sa diferea cu mai mult de 1,8° de poziția așteptată.
O examinare mai atentă a scos în evidență o slabă imagine a cometei Comas Solà în poziția corectă, ceea ce a dovedit că obiectul identificat de Ciuriumov era o cometă care nu fusese încă descoperită.

Orbita cometei 67P/Ciuriumov-Gherasimenko are o istorie destul de interesantă.
Când cometa se apropie de unul din giganții gazoși, Jupiter sau Saturn, orbita sa este deseori modificată.
S-a putut calcula, pentru această cometă, că, înainte de 1840, ar fi fost aproape imposibil să fie observată, distanța sa la periheliu fiind de circa 4 ua. Din cauza gravitației exercitate de Jupiter, orbita cometei s-a modificat, iar distanța la periheliu s-a redus la 3 ua.
Mai târziu, în 1959, o altă apropiere de Jupiter a modificat, din nou, orbita cometei, distanța la periheliu ajungând la valoarea actuală, 1,28 ua.

Misiunea Rosetta
Ciuriumov-Gerasimenko este destinația misiunii Rosetta a Agenției Spațiale Europene, lansată la 2 martie 2004. Rosetta a intrat pe orbită în jurul cometei pe 6 august 2014[3], după care o va studia și va identifica un loc de coborâre și de așezare pe solul nucleului cometei potrivit pentru sonda (engleză lander) Philae, programate pentru data de 10 noiembrie 2014.
Potrivit Agenției Spațiale Europene, s-a hotărât ca așezarea sondei Philae pe solul cometei să aibă loc miercuri, 12 noiembrie 2014, în jurul orelor 17:35 (ora României), într-o regiune cu diametrul de circa 1 kilometru.[4]
La 12 noiembrie 2014, minilaboratorul „Philae” s-a desprins de pe „Rosetta” și s-a așezat pe cometa 67P/Ciuriumov-Gherasimenko, exact în locul stabilit.[5] La asolizare au apărut probleme. Unele din experimentele planificate nu vor mai putea avea loc.[6]

Caracteristici fizice
Clișeele luate de Telescopul Spațial Hubble în martie 2003[7] au permis să se estimeze diametrul obiectului la circa 4 kilometri. În iulie 2014, noi imagini luate de Rosetta au scos în evidență faptul că nucleul lui „Ciuri” este un binar de contact, cu o talie globală de 4 km pe 3,5 km. [8]
Cometa se rotește în jurul ei însăși în 12,4 ore.[9]
Temperatura solului nucleului cometei este de -90°C.


Filmul Interstellar şi… principiul holografic

Afișul filmului Interstellar: Călătorind prin univers
Afișul filmului Interstellar: Călătorind prin univers
Cinemagia ne spune despre filmul Interstellar: Călătorind prin univers că: În contextul în care existenţa omenirii pe Terra este ameninţată, un grup de exploratori depăşeşte limitele spaţiului şi cucereşte imensele distanţe ale unei călătorii interstelare. De fapt exprimarea este puţin greşită deoarece nu grupul de exploratori a depăşit limitile spaţiu-timpului ci o civilizaţie din viitor care a deschis o gaură de vierme lângă planeta Saturn. Pentru mai multe detalii privind filmul, am să traduc secţiunea Plot de la en.wikipedia pe ro.wikipedia.

Principiul holografic este o proprietate a gravitației cuantice și din teoria corzilor, care prevede că descrierea unui volum al spațiului poate fi gândită ca o codificare pe granița regiunii spațiului – de preferință la granița luminii cum ar fi un orizont gravitațional. Acest principiu sugerează ca întregul univers poate fi privit ca o structură informațională bi-dimensională, iar mediul înconjurător și noi am putea fi o proiecție holografică a proceselor fizice care au loc pe o suprafață bidimensională și îndepărtată. Conceptul a fost propus pentru prima oară de către Gerard ‘t Hooft și a devenit pentru prima oară o interpretare corectă a teoriei corzilor prin munca lui Leonard Susskind, care a combinat ideile sale cu cele anterioare ale lui Gerard ‘t Hooft și ale lui Thorn Charles.

(Citeşte şi: The Theory of Everything or The Theory of Nothing)

Ideea lui Gerard ‘t Hooft și a lui Leonard Susskind se bazează pe studii asupra găurilor negre care au fost testate de către Jacob Bekenstein (Universitatea Evreiască din Israel) și de Stephen Hawking (Universitatea Cambridge). În anii 1970, Stephen Hawking a demonstrat ca găurile negre nu sunt în totalitate „negre” și emit foarte lent o radiație ce ar provoca evaporarea lor treptată până la dispariție. Dacă ar dispărea o gaură neagră, atunci întreaga informație despre steaua al cărui colaps a dus la formarea găurii negre ar dispare odată cu ea; acest concept contrazice principiul conform căreia informația nu poate fi distrusă („paradox al informației găurii negre”). Universul însuși stochează informația într-un mod similar găurilor negre, iar mecanica cuantică vine cu presupunerea ca informația este stocată în fiecare volum de spațiu.
Așa cum a arătat Raphael Bousso, Thorn a observat în 1978 că teoria corzilor admite o descriere la dimensiuni mici la care gravitația rezultă din aceste dimensiuni în ceea ce este numit acum ca o modalitate holografică.
Conform lui Craig Hogan (de la Fermilab din Batavia, Illinois) ar exista o limită fundamentală a continuumului spațiu-timp în care spațiul și timpul încep sa se dizolve în „granule”, tot asa cum o imagine dintr-un ziar se fragmentează în puncte atunci când este mărită.
Fizicianul american Brian Greene spune că:
„Tot ceea ce vedem și experimentăm, ceea ce noi spunem că reprezintă familiara noastră realitate tridimensională, poate fi doar o proiecție de informații stocate pe o suprafață bidimensională minusculă aflată la mare distantă, similar modului în care informația unei holograme este stocată pe o bucată subțire de plastic. […] Tind să cred că da, această lume tridimensională este un fel de iluzie și că adevărata realitate ultimă este realitatea bidimensională de la suprafața Universului.”
—The Fabric of the Cosmos (Textura universului)

Dar să revenim la film… după două încercări fără succes, echipajul navei spaţiale Endurance se îndreaptă spre a treia planetă. Pentru a ajunge acolo, având combustibil lipsă din cauza unui sabotor uman (dr. Mann (Matt Damon)) de pe planeta nr.2, Endurance trebuie să se folosească de gravitaţia unei găuri negre. În acest scop trebuie să arunce câteva module în urmă, printre care şi modulul în care se afla Cooper (Matthew McConaughey) şi robotul TARS. Cei doi trec de orizontul găurii negre şi ajung într-un „tesseract” extradimensional unde timpul este doar o dimensiune de-a lungul căruia poţi să te deplasezi în ”sus” şi în ”jos”, Cooper are acces la diferite portaluri care arată frânturi din dormitorul copilăriei lui Murphy (fata lui) la momente diferite. În acest mod, Cooper îi comunică lui Murphy datele necesare pentru a rezolva ecuația profesorului Brand şi astfel să salveze întreaga omenire prin evacuarea acesteia în spaţiu. După ce comunică informaţiile, „tesseract”ul se închide, iar Cooper ajunge pe o staţie spaţială NASA unde fiica sa e pe moarte. Tesseractul acesta ca şi gaura de vierme de lângă Saturn, fiind creat nu de extratereştri ci de o civilizaţie extradimensională evoluată din oameni, probabil urmaşă îndepărtată a coloniei extraterestre de pe planeta 3 unde Cooper se duce după Amelia (cea care a rămas pe nava Endurance după ce acesta a căzut în gaura neagră).

Ideea filmului este că prin intermediul găurii negre se pot deschide portaluri în spaţiu-timp prin care se poate comunica oriunde şi oricând.

Principiul holografic spune tocmai opusul: tot ceea ce credem noi că există în Univers se află de fapt într-o gaură neagră (sau în mai multe) în timp ce restul Universului (multiversului) este doar o proiecție holografică! Dacă noi ”trăim” în gaura neagră ”proiecţia” noastră holografică din Univers nu se poate întoarce în gaura neagră (anulând legile fizicii) pentru a lua legătura cu altă ”proiecţie”.

Care idee să fie adevărată? Mai apropiată de adevăr? Este posibil ca niciuna să nu fie reală, dar probabil că Principiul holografic, care are şi un fundament teoretic în spate (<teoria corzilor) să fie mai apropiat de realitate!

Vezi şi
Realitate simulată
Ipoteza simulării

Rezumatul filmului

În viitor, plantele agricole sunt distruse de o mană, doar porumbul mai putând fi cultivat pentru o perioadă, lucru care duce la prăbușirea civilizației și deșertificarea planetei. Fostul pilot NASA Cooper (Matthew McConaughey) se ocupă de o fermă alături de familia sa. Murphy (Mackenzie Foy), fiica de 10 ani a lui Cooper, crede că în camera sa se află o fantomă care încearcă să comunice cu ea. Ei descoperă că „fantoma” este o inteligență necunoscută care trimite mesaje codate prin intermediul undelor gravitaționale, lăsându-le în praf coordonatele binare ale unei instalații secrete NASA condusă de profesorul John Brand (Michael Caine). Brand le dezvăluie că în sistemul solar a apărut o gaură de vierme, aparent creată de o inteligență extraterestră, prin care se poate ajunge la planete din altă galaxie, planete care le pot da speranța că omenirea va supraviețui în altă parte. „Misiunile Lazar” ale NASA au identificat trei lumi potențial locuibile care orbitează gaura neagră Gargantua: planetele Miller, Edmunds și Mann, numite după astronauții care au coborât pe ele pentru a le cerceta. Brand îl recrutează pe Cooper ca pilot al navei spațiale Endurance pentru a pleca să recupereze datele celor trei astronauți; dacă una dintre planete este locuibilă, omenirea va merge acolo pe stații spațiale. Plecarea lui Cooper o devastează pe Murphy, cei doi despărțindu-se urât.

Pe Endurance, Cooper se întâlnește cu fiica lui Brand, biotehnicianul Amelia (Anne Hathaway); cu cercetătorii Romilly (David Gyasi) și Doyle (Wes Bentley). Din echipaj mai fac parte roboții TARS și CASE. Ei intră prin gaura de vierme și merg pe planeta Miller, dar descoperă că planeta este prea aproape de Gargantua fiind afectată de o severă dilatare gravitațională a timpului: fiecare oră petrecută la suprafața planetei înseamnă șapte ani în spațiul cosmic normal sau pe Pământ. O echipă coboară pe planetă dar se dovedește neprimitoare fiind acoperită de un ocean de mică adâncime străbătut de numeroase tsunami. În ceea ce Amelia încearcă să recupereze datele lui Miller, un val uriaș apare, omorându-l pe Doyle și întârziind plecarea navetei. Când ceilalți revin pe Endurance, 23 de ani au trecut deja.

Pe Pământ, Murphy (Jessica Chastain) este deja adultă și lucrează ca cercetător NASA ajutându-l pe profesorul Brand cu o ecuație care va permite NASA să lanseze stații spațiale prin manipularea gravitației. Pe patul de moarte, Brand recunoaște că a rezolvat deja ecuația și că a determinat că proiectul este imposibil. Nu și-a făcut cunoscute concluziile sale mai devreme pentru a păstra speranța celorlalți și și-a pus credința în „Planul B”: folosirea embrionilor congelați de la bordul lui Endurance pentru întemeierea unei noi omeniri pe una din cele trei planete. Cu toate acestea, Murphy concluzionează că ecuația lui Brand ar putea funcționa dacă ar avea date suplimentare privind singularitatea unei găuri negre.

Datorită nivelului scăzut de combustibil, Endurance mai poate vizita doar o planetă din cele două înainte de a reveni pe Pământ. După un vot tensionat, echipajul hotărăște să meargă pe planeta Mann, de unde Mann încă mai transmite date. Cu toate acestea, ei descoperă că planeta este rece și neprimitoare. Mann (Matt Damon) a știut întotdeauna că Planul B este cel care va fi aplicat și a falsificat datele despre locuibilitatea planetei sale, doar pentru ca Endurance să-l salveze. Mann sparge vizorul lui Cooper și-l lasă să moară, apoi fuge spre Endurance cu o navetă; Romilly este ucis de o bombă programată de Mann pentru a-și proteja secretul. Amelia îl salvează pe Cooper cu o altă navetă. Cei doi ajung pe Endurance în timp ce Mann începe o procedură necorespunzătoare de andocare. Sasul explodează, ucigându-l pe Mann și cauzând daune grave navei Endurance care începe să se rotească și să cadă spre stratosfera planetei. Cooper pilotează însă naveta pentru a o aduce pe Endurance sub control.

Aproape fără combustibil, Cooper și Amelia intenționează să folosească gaura neagră Gargantua ca pe o praștie gravitațională astfel încât să înscrie nava Endurance pe un curs care o va duce spre planeta Edmunds. Datorită gravitației uriașe, trec alte câteva decenii pe Pământ în timp ce Endurance orbitează gaura neagră. TARS și Cooper se desprind cu naveta de pe Endurance, sacrificându-se pentru ca nava și Amelia să scape de gaura neagră. TARS și Cooper cad în gaura neagră și ajung într-un „tesseract” extra-dimensional, în care timpul este ca o dimensiune spațială. Cooper are acces la diferite portaluri care arată frânturi din dormitorul copilăriei lui Murphy la momente diferite. Cooper își dă seama că ființele extraterestre sunt de fapt oameni din viitor care au construit acest spațiu, astfel încât el poate comunica cu Murphy pentru a salva omenirea. Folosind undele gravitaționale, Cooper codifică datele lui TARS privind singularitatea în ceasul lui Murphy, permițându-i acesteia să rezolve ecuația lui Brand și astfel omenirea să poată evacua Pământul în stații spațiale NASA. Cooper se trezește la bordul unei astfel de stații spațiale și se întâlnește cu Murphy (Ellen Burstyn), acum înaintată în vârstă, cea care a condus exod omenirii. Murphy îl convinge pe Cooper s-o caute pe Amelia care a naufragiat pe planeta Edmunds și a pus în acțiune planul B, pentru ea nu a trecut decât puțin timp de la despărțirea de Cooper.