DEL 2. OM RYMDEN: SOLENS NÄRMASTE GRANNAR

Vårt solsystem har utforskats grundligt under de senaste decennierna. Vi har fått många överraskningar, men i dag finns det knappast längre något helt nytt att upptäcka. Vi vet redan mycket om de övriga sju planeterna (Pluto räknas inte längre som planet därför att den är så liten). Vi känner till ett hundratal månar. De flesta är små och kretsar runt jätteplaneterna Jupiter och Saturnus. Till de mest spännande månarna hör den isklädda Europa som möjligen hyser någon form av liv, och Titan, också den iskall, men med atmosfär, regn och floder av metan och ammoniak. Vi vet att vårt solsystem befolkas av miljontals kometer, ”smutsiga snöbollar” som förr skrämde vettet ur folk när de fick svans i solens närhet. Vi känner till asteroiderna, tiotusentals stenbumlingar som seglar omkring och i värsta fall kan kollidera med jorden och orsaka enorma katastrofer. Vi känner solvinden som blåser genom planetsystemet, dvs elektriskt laddade partiklar som ständigt slungas ut från solen. Somliga forskare drömmer om att bygga rymdskepp med enorma segel som drivs av denna vind. Det låter nästan romantiskt. Att segla i solvinden på rymdens väldiga ocean. Liksom när det gäller att segla på jordens hav behöver man inte bära med sig stora mängder bränsle. På solvinden kan rymdsonder segla ända ut till det ganska nyligen upptäckta Kuiper-bätet, ett område av stenar, stoft och gas, rester av det stoft och gasmoln ur vilket solen och planeterna uppstod, som breder ut sig på 10 000 miljoner kilometers avstånd, i den yttersta utmarken av vår värld.
Vad finner vi bortom Kuiper-bältet? Den mänskliga nyfikenheten är omättlig. Själv hör jag till de notoriskt nyfikna, inte på det som ”vanligt folk” är nyfikna på, dvs popstjärnor, prinsessan Viktoria, politiker och tvsåpor, utan på varför vi finns och hur världen ser ut. Jag vill veta vad som finns bortom det iskalla, tomma rymdhav som omger vårt ”mysiga” lilla solsystem. Finns det liknande system eller är vårt unikt? Om det finns andra system, hur ser de då ut? Vad finns där?
Science-fictionlitteraturen bär oss på fantasins vingar hur långt som helst i universum. Vi som är äldre och tittat på tv sedan 60-talet har fått följa med rymdskeppet Enterprise i tvserien Star Trek när det färdats till de mest märkliga områden i universum. Måttot har varit ”to boldly go where no man has gone before”. Kapten Kirk driver sitt skepp tio gånger snabbare än ljuset utan några konstiga konsekvenser. I Isaac Asimovs berömda böcker om Stiftelsen är hela vintergatan med dess miljarder stjärnor skådeplats för de dramatiska händelserna. Huvudpersonerna hoppar bekymmerslöst från en del av galaxen till en annan. I filmserien Stjärnornas krig åker Skyvalker och Darth Vader runt mellan planetsystemen som om de skulle köra bil mellan olika supermarketar. För författarna finns det inga gränser och inga järnhårda naturlagar. Däri ligger författandets charm, men också dess begränsning. Om allt är möjligt så är ingenting möjligt.
Jag har alltid varit road av sf-litteratur, men den tillfredställer inte min obotliga nyfikenhet. Vad finns där ute på riktigt? Enda möjligheten att få ett svar är att vända sig till forskningen.
I föregående blogg om rymden (Del 1) föreställde vi oss att vi färdas med den bästa teknologi vi har i dag. Att färdas till den närmaste grannsolen tar då lika länge som mänskligheten existerat som art. Vi måste har bättre fart om vi skall hinna fram under en livstid, och inte likt Harry Martinssons Aniara, irra fram över oändliga rymder i generation efter generation.
Så låt oss gå ombord på Eva, en rymdfarkost som rör sig med den högsta möjliga hastigheten, dvs den elektromagnetiska strålningens, kallad c av fysikerna. 300 000 km på en sekund är inte dåligt. Vi hinner nästan tio varv runt jorden på ett ögonblick. Visserligen vet vi att det är fysikaliskt omöjligt att accelerera ett skepp till så hög hastighet. Skeppets massa ökar snabbt när vi närmar oss c och blir oändligt stor när vi nått c. I teorin skulle vi dock kunna komma ganska nära c. Låt oss alltså inte hänga upp oss på småsaker, vi färdas ju ändå bara i teorin, även om allt baseras på verkliga astronomiska observationer. Vi bryr oss inte heller om att tiden ombord på skeppet går långsammare ju fortare vi rör oss. Det är ju för övrigt bara bra. Om vi rör oss med c så står tiden, skeppets Eigenzeit, stilla. Resan går i ett huj för oss som är ombord. På jorden går det däremot många år.
Vart skall vi styra kosan? Mot den närmaste solen förstås. Men vilken är den och hur vet vi att den är närmast? Under årtusenden har astronomerna undrat hur långt borta stjärnorna är. Redan de gamla grekerna spekulerade om frågan för nästan 2500 år sedan. Men det dröjde till en bit in på 1800-talet innan tekniken utvecklats så långt att astronomerna kunde mäta parallaxer för de närmaste stjärnorna och därmed bestämma avståndet till dem. Det visade sig att den närmaste stjärnan är Alfa Centauri, en klart lysande punkt, som dock kan ses endast på det södra halvklotet. (Vad menas med parallax undrar säkert en och annan av mina många läsare. Kort sagt är det den skenbara förskjutningen av en stjärnas position i förhållande till bakgrunden, dvs alla stjärnor runtomkring, när man observerar den med ett halvt års mellanrum. Denna förskjutning är större ju närmare oss stjärnan är. Men det är frågan om en en mycket liten vinkel. För den närmaste stjärnan är vinkeln 1,3 bågsekunder. Det dröjde till 1800-talet innan man hade så noggranna instrument att parallaxer för de närmaste stjärnorna kunde mätas.)
Alfa Centauri är därför det naturliga första resmålet om vi vill utforska solens grannskap. Så låt oss sätta kurs mot den och färdas med ljusets hastighet. Färden tar utgående från jordtid drygt fyra år. Det betyder att stjärnan befinner sig på ett avstånd av fyra ljusår. (Man mäter alltså avstånd med hjälp av tid inom astronomin. Fackmännen använder dock en måttenhet som kallas parsek. Ordet är en förkortning av parallaxsekund. En parsek är 3.26 ljusår eller 30 000 000 000 000 (30 biljoner) km. Alfa Centauri befinner sig på ett avstånd av 1.3 parsek.)
När vi startar från jorden tar det flera månader att accelerera skeppet till c. Även om det i teorin kunde gå snabbare skulle vi inte överleva därför att vi skulle uppleva detsamma som astronauter som lyfter med en rymdraket, dvs att vi våldsamt pressas bakåt samtidigt som raketen ökar farten framåt. Men när vi väl nått c skulle vår Eigenzeit stå stilla. Varför? Alla har väl hört om att Einstein revolutionerade fysiken genom att upptäcka att rum och tid inte är två helt olika storheter, utan kopplade till varanda i en enda storhet, kallad rumtid. Ju snabbare vi färdas i rumsdimensionen desto långsammare rör vi oss i tidsdimensionen. Nu färdas vi med den högsta möjliga hastigheten i rumsdimensionen och därmed med den lägsta möjliga i tidsdimensionen. Vi står stilla i tiden. Under den tid vi rör oss med c åldras vi sålunda inte alls. Men när vi närmar oss målet måste vi bromsa, decelerera i flera månader. Vad kommer vi att se när vi är framme vid målet? Det får bli en fråga för nästa gång. (Del 3).