Για το βιβλίο του Παύλου Καστανά «Προς τ’ άστρα – Ένα μαγευτικό ταξίδι στον κόσμο της Αστροφυσικής» (εκδ. Διόπτρα).
Γράφει ο Σόλωνας Παπαγεωργίου
Ο πλανήτης μας και οι υπόλοιποι, οι ήλιος, τα άστρα, οι μαύρες τρύπες: ακόμα και τα πιο μακρινά στοιχεία του σύμπαντός μας επηρεάζουν τον πολιτισμό εδώ στη γη μας, εμπνέοντας φράσεις που εκτείνονται από το καθησυχαστικό «Είμαστε όλοι μας αστρόσκονη» του Διονύση Σιμόπουλου ως το «In space no one can hear you scream» της ποπ κουλτούρας, που εμφανίστηκε για πρώτη φορά στο πόστερ της ταινίας «Alien».
Στο αναλυτικό βιβλίο του Προς τ’ άστρα – Ένα μαγευτικό ταξίδι στον κόσμο της Αστροφυσικής (εκδ. Διόπτρα), ο Παύλος Καστανάς, γνωστός από το δημοφιλές διαδικτυακό κανάλι του «Astronio», με περισσότερες από 45 εκατομμύρια προβολές, οδηγεί τον αναγνώστη μακριά από τον πλανήτη μας, κοντά στα υπόλοιπα ουράνια σώματα του ηλιακού συστήματός μας και έξω από αυτό, ως στο κέντρο του γαλαξία μας, δίπλα στον «Τοξότη Α», ύστερα στα πέρατά του, και από εκεί πάλι πίσω.
Η πίστη του συγγραφέα στη διάδοση της γνώσης φαίνεται κιόλας από το προλογικό του σημείωμα. Ο Παύλος Καστανάς θεωρεί πως διευρύνοντας την αντίληψή μας θα ξεφύγουμε από την υπαρξιακή μοναξιά που μας γεννά ο αχανής μας κόσμος: «Τι νόημα θα είχαν, όμως, όλες αυτές οι ανακαλύψεις και οι παρατηρήσεις, εάν περιορίζονταν στους κύκλους λίγων μόνο ειδικών» αναφέρει και κάπως έτσι ξεκινά το ταξίδι του.
Προτού διανύσει, όμως, έτη φωτός, αρχίζει με μια ιστορική αναδρομή. Η Γη κάποτε θεωρούταν το κέντρο του κόσμου – ένα επίπεδο και κυκλικό κέντρο, κατά τους Βαβυλώνιους και τους Αρχαίους Έλληνες. Ο πλανήτης μας έγινε από δίσκος σφαίρα σταδιακά, όμως χρειάστηκε ακόμα περισσότερος καιρός για να συμβεί η παράτολμη αποκέντρωση, δηλαδή να δεχτεί η ανθρωπότητα πως κάθε πλανήτης περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο και όχι από τη Γη. Ο πρώτος που πρότεινε δυναμικά αυτό το μοντέλο ήταν ο Κοπέρνικος, που όμως έδωσε εντολή να δημοσιευτεί η σχετική μελέτη του μετά από τον θάνατό του, φοβούμενος την Καθολική Εκκλησία. Ακολούθησε ο Γαλιλαίος, ο Κέπλερ και ο Νεύτωνας και, κάπως έτσι, ο άνθρωπος ξεκίνησε να βλέπει το σύμπαν περισσότερο επιστημονικά.
Ο πραγματικός πρωταγωνιστής δεν είναι ούτε η Γη, αλλά ούτε ο Ήλιος, σημειώνει άμεσα ο Καστανάς: το διάστημα αποτελείται κυρίως από άδειο χώρο. Ίσως η ρήση που υποστηρίζει πως «η φύση απεχθάνεται το κενό» να είναι λανθασμένη τελικά… Οι αποστάσεις μεταξύ των σωμάτων είναι τόσο μεγάλες, που ακόμα και το φως χρειάζεται τον χρόνο του για να φτάσει από το ένα σημείο στο άλλο – για να έρθει στη Γη, θέλει 8 λεπτά και 19 δευτερόλεπτα. Αυτό σημαίνει πως όταν κοιτάζουμε τον Ήλιο στον ουρανό, βλέπουμε μια εικόνα του από το παρελθόν.
Καθώς απομακρύνεται από τη Γη, ο Παύλος Καστανάς παρουσιάζει μια ολοένα μεγαλύτερη εικόνα: η θέση του ηλιακού μας συστήματος μοιάζει με σπυρί στον γαλαξία. Σχεδόν όλες οι απεικονίσεις στερούνται ακρίβειας, σημειώνει. Αν παρατηρούσαμε το ηλιακό σύστημα στην πραγματική του κλίμακα, δεν θα μπορούσαμε ούτε να διακρίνουμε τους πλανήτες. Για αυτό οι περισσότερες απεικονίσεις έχουν κάτι το σχηματικό, είναι παρόλα αυτά απαραίτητες για να μπορέσουμε να καταλάβουμε καλύτερα – κάτι που ισχύει και για το υποατομικό επίπεδο, θα προσθέσουμε εμείς. Στη μελέτη του ο ίδιος αξιοποιεί διάφορους πίνακες και σχέδια, φιλοτεχνημένα από τη Μαίη Σταθοπούλου, που βοηθούν τον αναγνώστη να αποκτήσει εποπτεία με απλό και αποτελεσματικό τρόπο.
Οι νόμοι
Τα παραπάνω βρίσκονται στην πρώτη μονάχα ενότητα του βιβλίου – αποτελείται από δέκα συνολικά. Στη δεύτερη, εμβαθύνουμε περισσότερο κι ο συγγραφέας επιστρατεύει την ικανότητα κι όλη τη θέλησή του να κάνει τα σύνθετα θέματα κατανοητά. Για να περιηγηθούμε στο διάστημα, χρειάζεται πρώτα να μάθουμε τους νόμους του, του Κέπλερ και της Παγκόσμιας Έλξης. Μέσα από αυτούς, κατανοούμε και στοιχεία για τον δικό μας κόσμο, ασφαλώς, όπως τον τρόπο που λειτουργούν οι παλίρροιες:
«Σύμφωνα με τον Νόμο της Παγκόσμιας Έλξης, η πλευρά του σώματος που “κοιτά” προς τον πλανήτη δέχεται μεγαλύτερη βαρυτική δύναμη απ’ ό,τι η πλευρά που βρίσκεται αντιδιαμετρικά. Η άσκηση αυτών των άνισων δυνάμεων σε διαφορετικά τμήματα του σώματος μπορεί να οδηγήσει στην παραμόρφωση ή ακόμα και στη διάλυσή του. Το φαινόμενο αυτό γίνεται εντονότερο όσο το σώμα πλησιάζει κοντά στον πλανήτη. Αυτή ακριβώς είναι και η αιτία της εμφάνισης των παλιρροιών στη Γη. Ο όγκος του ωκεανού που “βλέπει” τη Σελήνη δέχεται πολύ μεγαλύτερη δύναμη από αυτήν απ’ ό,τι ο όγκος νερού που βρίσκεται αντιδιαμετρικά. Ο υπόλοιπος πλανήτης δέχεται μια δύναμη ανάμεσα σε αυτές τις δύο. Συνεπώς, αυτό που παρατηρείται τελικά είναι μια διόγκωση των ωκεανών κατά μήκος της ευθείας που ενώνει τη Γη με τη Σελήνη».
Το ηλιακό σύστημα (και πέρα από αυτό)
Ύστερα, περιηγούμαστε στην πλανητική μας γειτονιά. Αλήθεια, ξέρατε πως οι οκτώ πλανήτες του συστήματός μας χωρίζονται σε δυο κατηγορίες, τους εσωτερικούς και τους εξωτερικούς; Οι εσωτερικοί, δηλαδή ο Ερμής, η Αφροδίτη, η Γη και ο Άρης, έχουν στερεό φλοιό, πάνω στον οποίο θα μπορούσαμε να περπατήσουμε. Οι υπόλοιποι, ο Δίας, ο Κρόνος, ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας, αποτελούνται από αέρια. Πολύ σωστά, δεν θα μπορούσαμε να προσεδαφιστούμε πάνω τους.
Από αυτό το σημείο πληθαίνουν οι λεπτομέρειες που μοιάζουν με στοιχεία από ιστορία επιστημονικής φαντασίας. Βαθιά μέσα στον Δία και τον Κρόνο εμφανίζονται βροχές διαμαντιών. Ο πυρήνας του Ερμή, κάτω από τη βομβαρδισμένη από μετεωρίτες επιφάνειά του, έχει μικρύνει σε μέγεθος με τα χρόνια. Η Αφροδίτη κρατά την ενέργεια που δέχεται από τον Ήλιο, κι ως εκ τούτου είναι μια υπαρκτή κόλαση. Και για να επιστρέψουμε στον Δία: εκεί που η Γη έχει ένα μόνο δορυφόρο, ο Δίας έχει ενενήντα επτά.
Στην τέταρτη ενότητα, ο Παύλος Καστανάς μιλά και για τους πλανήτες εκτός του ηλιακού μας συστήματος. Τους εξωπλανήτες, όπως αποκαλούνται. Όπως αναφέρει, η μελέτη τους δεν αποσκοπεί στην ίδρυση μακρινών αποικιών: εξετάζοντάς τους, πρώτα και κυριότερα θα καταλάβουμε αν η δημιουργία των συνθηκών που αναπτύχθηκαν στη Γη είναι συχνό φαινόμενο ή μια πρωτοφανής εξαίρεση…
Η Θεωρία της Σχετικότητας και οι μαύρες τρύπες
Και με τις μαύρες τρύπες τι γίνεται; Για να τις κατανοήσει ο αναγνώστης θα πρέπει να γνωρίζει κάποια βασικά για τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας, που ανέτρεψε κάθε βεβαιότητα περί βαρύτητας και χρόνου. Μέσω αυτής, διαδόθηκε η έννοια του «χωροχρόνου», που όπως γράφει ο Παύλος Καστανάς αποτελεί τη «“θεατρική σκηνή” πάνω στην οποία εκτυλίσσονται τα γεγονότα μέσα στο Σύμπαν και, ως εκ τούτου, οι ιδιότητές του καθορίζουν τη συμπεριφορά όλων των αντικειμένων. Συνήθως, φανταζόμαστε τον χωροχρόνο σαν ένα τεντωμένο ελαστικό ύφασμα το οποίο καμπυλώνεται, δηλαδή εμφανίζει κοιλότητες στις περιοχές όπου υπάρχουν μάζες».
Γιατί, όμως, η διατύπωση της Θεωρίας της Σχετικότητας από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν ήταν μια ριζοσπαστική καινοτομία; Ένας από τους λόγους είναι επειδή πρότεινε πως δεν υπάρχει βαρύτητα. «Τα βαρυτικά φαινόμενα δεν αποτελούν τίποτα άλλο παρά τον τρόπο που βιώνουμε την καμπύλωση, δηλαδή τις κοιλότητες, του χωροχρόνου. Με άλλα λόγια, η βαρύτητα είναι απλώς μια συνέπεια, ένα αποτέλεσμα της γεωμετρίας του χωροχρόνου (...)». Ο πιο συγκλονιστικός, όμως, λόγος είναι άλλος, θα λέγαμε εμείς: μετά από τη θεμελίωσή της, ο χρόνος έπαψε να είναι μια απόλυτη έννοια.
«Πράγματι, όπως έχει πλέον αποδειχθεί, ο χρόνος κοντά σε μια μεγάλη μάζα κυλάει πιο αργά απ’ ό,τι μακριά από αυτήν, δηλαδή παρατηρείται μια “διαστολή του χρόνου”. Ένα ενδεικτικό παράδειγμα αυτού του φαινομένου αποτελεί το σύστημα GPS που χρησιμοποιούμε για να βρίσκουμε τη θέση μας μέσω δορυφόρου. Ο χρόνος στα ρολόγια μας, εδώ στην επιφάνεια της Γης, κυλάει πιο αργά απ’ ό,τι στους δορυφόρους που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τη Γη, διότι εμείς βρισκόμαστε πιο κοντά στον πλανήτη ή -αν προτιμάτε- πιο “βαθιά” στο βαρυτικό του πεδίο. Φυσικά, αυτή η διαφορά στη μέτρηση του χρόνου είναι απειροελάχιστη, αλλά μπορεί να οδηγήσει σε αξιοσημείωτα σφάλματα κατά την εκτίμηση της θέσης μας. Επομένως, για να λειτουργήσει σωστά το σύστημα GPS, πραγματοποιείται μια διόρθωση ώστε να εξαλειφθεί αυτή η διαφορά στη μέτρηση του χρόνου».
Οι μαύρες τρύπες, λοιπόν, προκαλούν μια τρομαχτική καμπύλωση στον χωροχρόνο. Πρόκειται για τη συγκέντρωση υπερβολικά μεγάλης μάζας σε υπερβολικά ελάχιστο χώρο. Το σημείο άπειρης πυκνότητας, γύρω από το οποίο καμπυλώνεται ο χωροχρόνος, ονομάζεται «μοναδικότητα». Κάπου εδώ ανιχνεύεται μια σύντομη ιστορία, κάπως ποιητική, κάπως κινηματογραφική:
«Για να εκτιμήσουμε την ένταση αυτού του φαινομένου, ας υποθέσουμε ότι παρατηρούμε -από μια πολύ μεγάλη απόσταση- ένα διαστημόπλοιο που κινείται προς τον ορίζοντα των γεγονότων μιας μαύρης τρύπας. Όσο πλησιάζει στον ορίζοντα γεγονότων, ο χρόνος στο διαστημόπλοιο κυλάει όλο και πιο αργά σε σχέση με εμάς, διότι εισέρχεται όλο και βαθύτερα στο βαρυτικό πεδίο της μαύρης τρύπας. Όταν το διαστημόπλοιο φτάσει τελικά στο ορίζοντα γεγονότων, εμείς θα το βλέπουμε αιωνίως παγωμένο εκεί, χωρίς να κυλάει ο χρόνος, σαν μια ταινία που έχει τεθεί σε παύση. (…) Από την πλευρά τους, οι επιβάτες δεν θα παρατηρήσουν τίποτα παράξενο στο εσωτερικό του σκάφους κατά τη διάρκεια του ταξιδιού τους και τα ρολόγια τους θα συνεχίσουν να λειτουργούν κανονικά. Εάν, όμως, κοιτάξουν έξω από το παράθυρο μακρινά αντικείμενα, άστρα και γαλαξίες, θα διαπιστώσουν ότι όλα τα φαινόμενα εκτυλίσσονται με υπερβολικά γρήγορους ρυθμούς. Όταν τελικά το διαστημόπλοιο περάσει στο εσωτερικό της μαύρης τρύπας -με την προϋπόθεση ότι δεν θα έχει καταστραφεί από τις παλιρροϊκές δυνάμεις- θα έχει πια αποκοπεί από οποιαδήποτε αιτιώδη σχέση με το υπόλοιπα Σύμπαν. (…) Το μέλλον τούς επιφυλάσσει έναν και μοναδικό προορισμό: τη μοναδικότητα».
Η μαύρη τρύπα μοιάζει με αποκύημα ζωηρής φαντασίας, κι όμως, μία από αυτές υπάρχει στο κέντρο του Γαλαξία μας: αποκαλείται «Τοξότης Α», είναι τεράστια και έχει φωτογραφηθεί.
Η αστροβιολογία
Διαβάζοντας την παραπάνω περιγραφή, κατανοούμε τους λόγους που το διάστημα έχει εμπνεύσει τόσα έργα μυθοπλασίας. Η επιστήμη επηρεάζει την τέχνη – και το αντίθετο ισχύει ασφαλώς. Κάπως έτσι εξηγούνται τα σενάρια περί εισβολής από τον Άρη: εφόσον οι συνθήκες στον Κόκκινο Πλανήτη είναι ηπιότερες από άλλους πλανήτες, στα τέλη του 19ου αιώνα κάποιοι μελετητές ισχυριζόταν πως εκεί θα μπορούσε να υπήρχε ήδη κάποιος αναπτυγμένος εξωγήινος πολιτισμός.
Ο συγγραφέας επιστρέφει στο θεμελιώδες ερώτημα του αν είμαστε εντέλει μόνοι στο Σύμπαν.
Μάλιστα, ο Αμερικανός αστρονόμος Πέρσιβαλ Λόουελ θεωρούσε πως είχε παρατηρήσει μεγάλους αγωγούς που μετέφεραν νερό στην επιφάνεια του Άρη. Έγραψε τρία βιβλία για αυτό το θέμα και οι θεωρίες του έγιναν τόσο δημοφιλείς που ενέπνευσαν τους συγγραφείς της εποχής του, και των μετέπειτα εποχών. Όταν ο Χ. Τζ. Γουέλς έγραψε τον Πόλεμο των κόσμων, οι ισχυρισμοί του Λόουελ είχαν καταρριφθεί, το συλλογικό φαντασιακό όμως τους είχε ήδη κάνει κομμάτι του.
Αυτά αναφέρονται στην όγδοη ενότητα του βιβλίου του Παύλου Καστανά, που έχει τον τίτλο «Αστροβιολογία». Αξίζει να σταθούμε σε αυτήν, μιας και είναι η εκτενέστερη του δοκιμίου. Ο συγγραφέας επιστρέφει στο θεμελιώδες ερώτημα του αν είμαστε εντέλει μόνοι στο Σύμπαν. Αναφέρει πως η αισιοδοξία για την ύπαρξη άλλων ζωντανών οργανισμών εκεί πάνω φουντώνει ξανά τα τελευταία χρόνια: πλέον, δεν αναζητάμε τόσο διαστημικές πόλεις και φουτουριστικά αεροσκάφη, δεν κοιτάμε καν στο έδαφος των ουράνιων σωμάτων, αλλά στρεφόμαστε στο υπέδαφος. Ίσως εκεί ανιχνευτεί ζωή, έστω πρωτόγονη.
Πώς προέκυψε, όμως, η ζωή στη Γη και πώς προκύπτει γενικώς; Όταν σχηματίστηκε στον πλανήτη μας, οι συνθήκες ήταν πολύ διαφορετικές από τις σημερινές, καθώς το οξυγόνο απουσίαζε σε μεγάλο βαθμό από την ατμόσφαιρα, όπου κυριαρχούσαν το άζωτο και το διοξείδιο του άνθρακα. Μετεωρίτες βομβάρδιζαν την επιφάνεια και ο Ήλιος, μικρότερος σε ηλικία τότε, ήταν ψυχρότερος. Σε ένα τέτοιο περιβάλλον, στον ωκεάνιο πυθμένα, αναπτύχθηκαν οι πρώτες μορφές. Τα φωτοσυνθετικά βακτήρια χρειάστηκαν εκατομμύρια χρόνια για να εμπλουτίσουν τον κόσμο με οξυγόνο.
Μονάχα υποθέσεις έχουμε στα χέρια μας για την προέλευση της πρώτης ζωής. Είτε σχηματίστηκε από άβια ύλη στον πλανήτη μας είτε σε κάποιο ουράνιο σώμα, και ύστερα μεταφέρθηκε στη Γη μέσω μετεωριτών, είτε οι δομικοί της λίθοι έφτασαν από το διάστημα. Από μελέτες ήδη γνωρίζουμε πως ίχνη αμινοξέων -της πρώτης ύλης των πρωτεϊνών-, αλάτων και άλλων ουσιών υπάρχουν διάσπαρτα στο ηλιακό σύστημά μας και παραπέρα.
Πώς γίνεται, λοιπόν, να μην έχουμε έρθει σε επαφή με κάποιον έξω από τον πλανήτη μας; Το ερώτημα συνεχίζει να μας βασανίζει ως σήμερα. Η πιθανότητα ύπαρξης ξένων πολιτισμών στο διάστημα είναι υψηλή, αλλά ως τώρα δεν έχουμε λάβει κανένα σήμα. Αυτή η αντίφαση οδήγησε τον Ενρίκο Φέρμι να διατυπώσει το γνωστό «παράδοξό» του, το «Παράδοξο του Φέρμι», και οι απαντήσεις που έχουν δοθεί σ’ αυτό είναι τρεις: είτε οι εξωγήινοι πολιτισμοί ξέρουν πως υπάρχουμε, αλλά μας αγνοούν, είτε δεν υπάρχει εξωγήινη νοημοσύνη με ικανότητα επικοινωνίας, είτε υπάρχει και δεν μπορούμε να την ανιχνεύσουμε. Ο Παύλος Καστανάς εξετάζει συνοπτικά και τα τρία ενδεχόμενα, μιλώντας επίσης για παλαιότερα, ενθαρρυντικά σημάδια επικοινωνίας, που όμως μας έδωσαν φρούδες ελπίδες.
Επιστρέφοντας στον κόσμο μας
Το συμπέρασμα στο οποίο καταλήγει ο συγγραφέας, φυσικά, είναι κάθε άλλο παρά μηδενιστικό. Η μελέτη άλλων πλανητών -είτε θα μπορούσαν να φιλοξενήσουν ζωή είτε όχι- έχει από μόνη της μεγάλη αξία: οι δυσβάσταχτες συνθήκες που επικρατούν στην Αφροδίτη, η ατμόσφαιρα της οποίας αποτελείται κυρίως από διοξείδιο του άνθρακα, μας αφύπνισαν για το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Μαθαίνοντας για την ιστορία και την πορεία του δικού μας πλανήτη, συνειδητοποιούμε πως τα περισσότερα είδη που εμφανίστηκαν σε αυτόν δεν υπάρχουν πια. Ο μικρόκοσμος της ανθρωπότητας, γράφει ο Καστανάς, δεν θα είναι ασφαλής για πάντα.
Η λύση για να αποφύγουμε τον αφανισμό και να εξελιχθούμε ως είδος φαίνεται να κρύβεται τόσο στα άστρα όσο και κάτω από τα πόδια μας. Η Αστροφυσική μάς υπόσχεται ένα λαμπρό μέλλον, στο οποίο θα φτάσουμε μόνο αν ενώσουμε τις δυνάμεις μας, φτιάχνοντας έναν «ενιαίο» πολιτισμό. Ας διαφυλάξουμε αυτή την αισιόδοξη κατακλείδα κι ας δουλέψουμε σκληρά προς αυτή την κατεύθυνση.
* Ο ΣΟΛΩΝΑΣ ΠΑΠΑΓΕΩΡΓΙΟΥ είναι δημοσιογράφος και συγγραφέας.
Δυο λόγια για τον συγγραφέα
Ο Παύλος Καστανάς γεννήθηκε στην Αθήνα το 1982. Σπούδασε Φυσική στο Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών και στη συνέχεια πραγματοποίησε μεταπτυχιακές σπουδές στον τομέα της Αστροφυσικής στο Queen Mary University of London, όπου και αρίστευσε. Εργάζεται εδώ και αρκετά χρόνια στην ιδιωτική τριτοβάθμια εκπαίδευση ως συνεργάτης-λέκτορας του Πανεπιστημίου του Derby, διδάσκοντας προπτυχιακά μαθήματα θετικών επιστημών.
Επίσης, έχει διδάξει Φυσική και Χημεία στη δευτεροβάθμια εκπαίδευση, ενώ έχει σχεδιάσει μια πλήρη σειρά μαθημάτων Αστρονομίας για παιδιά. Στα πλαίσια της επικοινωνίας της επιστήμης έχει οργανώσει δεκάδες εκδηλώσεις σε όλη την Ελλάδα και έχει πραγματοποιήσει πλήθος ομιλιών και εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων σχετικά με το διάστημα. Το 2017 δημιούργησε το διαδικτυακό κανάλι Αστροφυσικής «Astronio», το οποίο έχει ξεπεράσει τις 45 εκατομμύρια προβολές και τους 330.000 συνδρομητές. Για την προσφορά του στη διάχυση της επιστήμης, του έχουν απονεμηθεί τα βραβεία επικοινωνίας της επιστήμης «ΕΠΙ2» και «Science Outreach Award».
