Zewnętrzny wpływ kosmiczny: Dlaczego nie jest wykrywany?
Co 12 000 i 24 000 lat nasza planeta znajduje się pod wpływem zewnętrznego oddziaływania kosmicznego, które bezpośrednio wpływa na jądro Ziemi. W wyniku tego dochodzi do nadmiernego nagrzewania się jądra i magmy, co powoduje globalne katastrofy na Ziemi. Co wiadomo o wpływie kosmicznego oddziaływania na Układ Słoneczny?
Fakt #1. Ten kosmiczny wpływ cyklicznie wchodzi do Układu Słonecznego co 12 000 lat, z silniejszym wpływem co 24 000 lat. Wskazują na to badania geochronologiczne osadów czwartorzędowych i analiza warstw popiołu wulkanicznego w rdzeniach lodowych1, 2, 3 (Rysunek 1, 2).
Rysunek 1. Globalne erupcje od 2013 r. n.e. do 100 tys. lat kal. BP między 70˚N a 70˚S. Paski oznaczają odstępy co około 12 000 lat. Rozmiar okręgów na diagramie reprezentuje skalę erupcji. Należy zauważyć, że większe czerwone kółka wskazują na bardziej katastrofalne erupcje, które miały miejsce mniej więcej co 24 000 lat.
Źródło: (а) Brown, S.K., Crosweller, H.S., Sparks, R.S.J. et al. Characterisation of the Quaternary eruption record: analysis of the Large Magnitude Explosive Volcanic Eruptions (LaMEVE) database. J Appl. Volcanol. 3, 5 (2014)
https://doi.org/10.1186/2191-5040-3-5
Rysunek 2. Skala aktywności wulkanicznej w ciągu ostatnich 40 000 lat według danych z rdzenia lodowego
Chronologia erupcji wulkanicznych, oparta na datowaniu radiowęglowym zdarzeń i wyrażona jako odchylenie względne.
Źródło: Bryson, R. A. Late quaternary volcanic modulation of Milankovitch climate forcing. Theoretical and Applied Climatology 39, 115-125 (1989). https://doi.org/10.1007/bf00868307
Fakt #2. Ten kosmiczny wpływ oddziałuje na wszystkie planety Układu Słonecznego (więcej szczegółów w sekcji „Zmiany na innych planetach Układu Słonecznego”).
Fakt #3. Zewnętrzny wpływ kosmiczny wpływa jedynie na rdzenie planet, co odbija się zarówno na ich właściwościach magnetycznych (patrz sekcja „Zmiany w polu magnetycznym Ziemi”), jak i na położeniu rdzeni w obrębie planet (patrz sekcja „Przesunięcie rdzenia”). Daje to podstawy do twierdzenia, że taki wpływ posiada ogromną energię.
Obserwując wszystkie wymienione fakty, nasuwa się pytanie: dlaczego wpływ ten nie został jeszcze bezpośrednio wykryty?
Rozważmy kolejno wszystkie znane fizyczne wpływy kosmiczne na planetę Ziemia (wpływ grawitacyjny, elektromagnetyczny, akustyczny, promieniowania kosmicznego i ciemnej materii) i odpowiedzmy, czy mogą one powodować zmiany w jądrze Ziemi i rdzeniach innych planet cyklicznie co 12 000 lat.
Scenariusz 1: Oddziaływanie grawitacyjne
Załóżmy, że gdy Układ Słoneczny podróżuje w przestrzeni kosmicznej, napotyka anomalię grawitacyjną spowodowaną przez inne obiekty niebieskie. W takim przypadku trajektorie samego Słońca, wszystkich planet i ich księżyców uległyby zmianie, ponieważ oddziaływanie grawitacyjne wpływa na planety jako całość. Inaczej mówiąc, przesunęłoby całą planetę, a nie tylko jej jądro. Tak się jednak nie dzieje.
Niektórzy naukowcy spekulują, że sąsiednie planety lub gazowe olbrzymy, takie jak Jowisz, zbliżające się do Ziemi, mogą wpływać na jądro Ziemi swoimi polami grawitacyjnymi, powodując jego przesunięcie. Należy jednak zauważyć, że zarejestrowane zmiany w naszym jądrze rozpoczęły się nie od jego przemieszczenia, ale od zmian jego właściwości magnetycznych w 1995 roku4 (Rysunek 3). Dopiero później, w 1998 roku, nastąpiło przesunięcie jądra5.
Rysunek 3. Prędkość północnego bieguna magnetycznego (km/rok). W 1995 r. odnotowano gwałtowne przyspieszenie prędkości dryfu północnego bieguna magnetycznego, która wzrosła z 9 mil (15 km) rocznie do 34 mil (55 km) rocznie, czyli 3,5 razy szybciej. Pole elektromagnetyczne jest generowane przez mechanizm dynamo w jądrze Ziemi, więc oczywiste jest, że zmiany pola magnetycznego wskazują na zmiany w jądrze.
Źródło: Dane NOAA dotyczące lokalizacji północnego bieguna magnetycznego https://www.ngdc.noaa.gov/geomag/data/poles/NP.xy
Przesunięcie środka masy Ziemi było już konsekwencją procesów zachodzących w jądrze od 1995 roku. Zatem wpływ grawitacyjny dużych obiektów kosmicznych nie może być tego przyczyną. Co więcej, zbliżenia planet w Układzie Słonecznym występują z częstotliwością zaledwie kilku dekad. Dlatego nie mogą być przyczyną katastrofalnych zmian w jądrze co 12 000 lat.
Scenariusz 2: Ciemna materia
Cechą charakterystyczną ciemnej materii jest to, że nie bierze ona udziału w oddziaływaniach elektromagnetycznych.6
Jednak, jak wspomniano powyżej, bierze ona udział w oddziaływaniu grawitacyjnym, co oznacza, że może wpływać na ruch gwiazd i planet jako całości, a nie tylko na ich jądra. Dlatego nie można przypisać ciemnej materii zewnętrznego wpływu kosmicznego.
Scenariusz 3: Oddziaływanie elektromagnetyczne. Pulsar
Załóżmy, że nasz Układ Słoneczny napotkał silne promieniowanie elektromagnetyczne, na przykład pochodzące od pulsara (Rysunek 4).
Rysunek 4. Artystyczne przedstawienie pulsara. Emituje on dwie wiązki fal radiowych (zaznaczone na fioletowo). Gdy pulsar się obraca, fale radiowe rozchodzą się w przestrzeni, podobnie jak promienie latarni morskiej. Źródło: NASA.
Pulsar to szybko obracająca się, silnie namagnesowana gwiazda neutronowa, która powstała w wyniku wybuchu supernowej, spowodowanego rozpadem masywnych gwiazd. Pulsary emitują promieniowanie radiowe, światło widzialne, promieniowanie rentgenowskie lub gamma, które dociera do Ziemi w postaci okresowych impulsów.
Pulsary emitują wąsko skupione impulsy o różnych energiach. Jednak wzdłuż trajektorii Układu Słonecznego w Galaktyce nie ma pulsarów o tak wyjątkowej okresowości, aby odległość między nimi wynosiła dokładnie 12 000 lat, a co drugi pulsar emitował silniejszy impuls.
Scenariusz 4: Interakcja elektromagnetyczna. Wybuch supernowej lub rozbłysk słoneczny
Załóżmy, że w wyniku rozbłysku słonecznego nastąpił potężny wybuch promieniowania elektromagnetycznego skierowany w stronę Ziemi lub impuls elektromagnetyczny pochodzący z eksplozji supernowej głęboko w kosmosie.
Przypomnijmy jednak, że promieniowanie elektromagnetyczne, takie jak promieniowanie rentgenowskie i gamma, jest w większości pochłaniane przez atmosferę (patrz Rysunek 5).
Rysunek 5. Schemat ilustrujący przechodzenie fal elektromagnetycznych przez atmosferę. Autor: NASA.
Źródło obrazu: https://en.wikipedia.org/wiki/Radio_astronomy#/media/File:Atmospheric_electromagnetic_opacity.svg
Tylko dwa rodzaje promieniowania elektromagnetycznego mogą dotrzeć do powierzchni Ziemi: fale widzialne i radiowe, ale one również nie docierają do jądra.
W związku z tym żadne fale elektromagnetyczne z zewnętrznego źródła nie mogą wpływać na stan jądra planety, ponieważ po prostu nie przenikają w głąb Ziemi.
Scenariusz 5: Promieniowanie kosmiczne
Innym zewnętrznym czynnikiem wpływającym na naszą planetę z kosmosu jest promieniowanie kosmiczne. Są to wysokoenergetyczne cząstki: protony, jądra atomowe, neutrina, elektrony, które poruszają się z prędkością bliską prędkości światła. Mogą być pozagalaktyczne, galaktyczne i słoneczne.
Wiele z nich, pod wpływem ziemskiego pola magnetycznego, jest odchylanych w kierunku biegunów, okrążając Ziemię.
Pozostała część naładowanych cząstek promieniowania kosmicznego jest rozpraszana w atmosferze, powodując powstawanie wtórnych cząstek elementarnych (Rysunek 6). Niektóre z nich mogą dotrzeć do powierzchni Ziemi, ale nie do jej jądra.
Rysunek 6. Komputerowy model strumienia wtórnych cząstek elementarnych generowanych przez pierwotny proton 1TeV uderzający w atmosferę 20 km nad Ziemią. Linia brzegowa jest przedstawiona na dole w skali.
Deszcz wtórnych cząstek subatomowych (głównie elektronów) powstaje w wyniku wielu reakcji kaskadowych w atmosferze Ziemi. Źródłem tego strumienia jest pierwotna cząstka z kosmosu, która po wejściu do atmosfery wchodzi w interakcje z jądrami atomów powietrza.
Rysunek 7. Schematyczne przedstawienie procesu rozpadu protonu na różne cząstki i powstawania strumienia cząstek wtórnych. Schemat wskazuje strzałkami cząstki pochodne, na które mogą rozpadać się protony. Cząstki te mogą się różnić od leptonów (takich jak elektrony) do mezonów i barionó.
Znane są tylko dwa rodzaje cząstek przenikających pod powierzchnią Ziemi: miony i neutrina. Miony przenikają setki metrów w głąb Ziemi, zanim zostaną odbite, spowolnione i rozpadną się na elektron i neutrino. Miony nie docierają jednak do jądra Ziemi.
Neutrina są jedynymi znanymi cząstkami z kosmosu, które mogą dotrzeć do jądra Ziemi. Wysokoenergetyczne neutrina mają wysokie prawdopodobieństwo interakcji z wnętrzem Ziemi. Jednak ich strumień nie jest wystarczająco duży, aby przenieść wystarczającą ilość energii do jądra Ziemi, aby spowodować obserwowalne zmiany.
Neutrina niskoenergetyczne zazwyczaj przechodzą przez Ziemię bez interakcji z materią (Rysunek 8).
Rysunek 8. Neutrina - doskonali przekaźnicy we Wszechświecie. (Źródło zdjęcia) Irene Tamborra
Podsumujmy. Analiza scenariuszy różnych znanych zjawisk fizycznych wskazuje, że żadne z nich - grawitacyjne, elektromagnetyczne, akustyczne, promieni kosmicznych lub ciemnej materii - nie może bezpośrednio wpływać na jądro planety i powodować cyklicznych zmian obserwowanych w całym Układzie Słonecznym.
Obecnie dysponujemy pośrednimi dowodami na wpływy kosmiczne, ale do ich pomiaru potrzebny jest odpowiedni sprzęt. Jako analogię rozważmy poszukiwanie przyczyny choroby na poziomie mikroskopowym: nie zawsze możemy ją znaleźć, ponieważ nie jesteśmy świadomi wszystkich istniejących wirusów i grzybów. Oznacza to potrzebę kontynuowania poszukiwań na poziomie mikro, aby znaleźć przyczynę chorób.
Obecną sytuację można opisać jako globalną pandemię w naszym Układzie Słonecznym, gdzie wszystkie planety podlegają zewnętrznym wpływom kosmicznym. Zmiany obserwowane są nawet na gazowych gigantach, gdzie nieustannie zachodzą reakcje jądrowe. Znacząco zawęża to obszar poszukiwań zrozumienia źródeł zewnętrznych wpływów kosmicznych, wskazując na konieczność badań na poziomie mikrokosmicznym.
Tutaj napotykamy inny rodzaj fizyki, którego hipotezę można zobaczyć w sekcji „Czym jest wpływ kosmiczny”. Gdyby naukowcy mogli przeprowadzić bezpośrednie pomiary w rdzeniu, użyliby metody wykluczenia podobnej do monitorowania dawki w reaktorze jądrowym. Nie mamy jednak bezpośredniego dostępu do rdzenia. Dlatego w tej chwili przepływ neutrin z jądra neutronowego może dostarczyć dodatkowych informacji o procesach zachodzących w jądrze.
Aby zapobiec katastrofalnym wydarzeniom na Ziemi, najlepsze umysły ludzkości muszą się zjednoczyć i należy stworzyć niezbędne warunki do rozwiązania tego złożonego zadania - badania i ochrony Ziemi przed zewnętrznym wpływem kosmicznym.
Odniesienia:
Arushanov, M. L. (2023). Dinamika klimatu. Kosmicheskie faktory [Dynamika klimatu. Czynniki kosmiczne]. Hamburg: LAMBERT Academic Publishing. (p. 33).
Brown, S. K. et al. Characterisation of the Quaternary eruption record: analysis of the Large Magnitude Explosive Volcanic Eruptions (LaMEVE) database. J Appl. Volcanol. 3, 5 (2014). https://doi.org/10.1186/2191-5040-3-5
Bryson, R. A. Late quaternary volcanic modulation of Milankovitch climate forcing. Theoretical and Applied Climatology 39, 115–125 (1989). https://doi.org/10.1007/bf00868307
Viterito, A. 1995: An Important Inflection Point in Recent Geophysical History. Int J Environ Sci Nat Res 29, 556271 (2022). https://doi.org/10.19080/ijesnr.2022.29.556271
Barkin, Yu. V., & Smolkov, G. Ya. (2013). Skachkoobraznye izmeneniya trendov geodinamicheskikh i geofizicheskikh yavleniy v 1997-1998 gg. [Skokowe zmiany trendów zjawisk geodynamicznych i geofizycznych w latach 1997-1998.] Zjazd Ogólnorosyjskiej Konferencji Fizyki Słońca i Ziemi poświęcony 100. rocznicy urodzin członka korespondenta Rosyjskiej Akademii Nauk W. E. Stiepanowa (s. 16-21, wrzesień 2013 r., Irkuck). Irkuck, Rosja.
Bertone, G. & Hooper, D. History of dark matter. Rev. Mod. Phys. 90, 045002 (2018). https://doi.org/10.1103/RevModPhys.90.045002
Zostaw komentarz