1η φάση 1998, Λύκειο: θέματα και λύσεις

Η θέση της επιστήμης: η αστρονομία και η αστρολογία είχαν κοινή αρχή, αλλά σήμερα είναι εντελώς διαφορετικά πράγματα. Η αστρονομία είναι επιστήμη: κάνει προβλέψεις που ελέγχονται. Η αστρολογία δεν έχει περάσει κανέναν τέτοιο έλεγχο.

Επιχειρήματα: (1) Δεν υπάρχει φυσικός μηχανισμός. Η βαρυτική έλξη του γιατρού ή του κτιρίου στον τοκετό είναι μεγαλύτερη από του Άρη, και το φως των πλανητών είναι αμελητέο. (2) Μετάπτωση: λόγω της μετάπτωσης του άξονα, ο Ήλιος βρίσκεται σήμερα περίπου έναν αστερισμό «πίσω» από τα ζώδια που ορίστηκαν πριν από 2.000 χρόνια, και ο Ήλιος περνά και από τον Οφιούχο. (3) Πειράματα: σε διπλά τυφλά πειράματα (π.χ. Carlson, Nature, 1985) οι αστρολόγοι δεν τα πήγαν καλύτερα από την τύχη.

Γιατί πείθει: τα ωροσκόπια είναι γενικόλογα και ο καθένας «βρίσκει τον εαυτό του» μέσα τους (φαινόμενο Barnum). Η στάση της επιστήμης είναι να εξηγεί ήρεμα, με στοιχεία, και να προτείνει τον πραγματικό ουρανό: είναι πολύ πιο εντυπωσιακός από τα ζώδια.

Στοιχεία υπέρ της Μεγάλης Έκρηξης: (1) Η διαστολή: οι γαλαξίες απομακρύνονται με ταχύτητα ανάλογη της απόστασης (νόμος Hubble), άρα παλιότερα ήταν πιο κοντά. (2) Η ακτινοβολία υποβάθρου μικροκυμάτων (Penzias και Wilson, 1965): το «απομεινάρι» της θερμής αρχής, σήμερα στα 2,7 K. (3) Η αφθονία των ελαφρών στοιχείων: περίπου 25% ήλιο, όπως προβλέπει η πυρηνοσύνθεση των πρώτων λεπτών. (4) Η εξέλιξη: οι μακρινοί (άρα παλαιότεροι) γαλαξίες και κβάζαρ διαφέρουν από τους κοντινούς.

Το μέλλον: εξαρτάται από τη σχέση της βαρύτητας του περιεχομένου (μέση πυκνότητα σε σχέση με την «κρίσιμη») με τη διαστολή. Αν η πυκνότητα ήταν μεγαλύτερη, η διαστολή θα σταματούσε και θα ακολουθούσε συστολή («Μεγάλη Σύνθλιψη»). Αν μικρότερη, η διαστολή θα συνεχιζόταν για πάντα.

Τι ξέρουμε σήμερα: το 1998, τη χρονιά αυτού του διαγωνισμού, ανακαλύφθηκε ότι η διαστολή επιταχύνεται, εξαιτίας της «σκοτεινής ενέργειας». Με τα σημερινά δεδομένα, το σύμπαν θα διαστέλλεται για πάντα, όλο και πιο αραιό και ψυχρό. Ο τελικός του χαρακτήρας εξαρτάται από τη φύση της σκοτεινής ενέργειας, που δεν την καταλαβαίνουμε ακόμα.

Διαστημικοί σταθμοί: Salyut (ΕΣΣΔ, από το 1971), Skylab (ΗΠΑ, 1973), Mir (ΕΣΣΔ και Ρωσία, 1986–2001, όπου ο Β. Πολιακόφ έμεινε 437 μέρες) και ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός, που άρχισε να συναρμολογείται το 1998 από ΗΠΑ, Ρωσία, Ευρώπη, Ιαπωνία και Καναδά και κατοικείται συνεχώς από το 2000. Σήμερα λειτουργεί και ο κινεζικός Tiangong.

Σελήνη ή Άρης; Ερώτηση γνώμης, με επιχειρήματα. Υπέρ της Σελήνης: απέχει μόνο 3 μέρες ταξίδι και 1,3 δευτερόλεπτα επικοινωνία, άρα η βοήθεια από τη Γη είναι εφικτή. Έχει πάγο νερού στους πόλους και είναι ιδανικό «εργαστήριο» για να μάθουμε να ζούμε εκτός Γης. Υπέρ του Άρη: έχει ατμόσφαιρα (λεπτή, από CO₂) που προστατεύει λίγο, μέρα σχεδόν 24 ωρών, άφθονο πάγο, βαρύτητα 38% της γήινης, και ίσως ίχνη αρχαίας ζωής. Είναι όμως 6–9 μήνες ταξίδι, με καθυστέρηση επικοινωνίας έως 22 λεπτά.

Λογικό συμπέρασμα: πρώτα η Σελήνη, ως «σκαλοπάτι» για να δοκιμαστούν οι τεχνολογίες με ασφάλεια, και μετά ο Άρης, ως ο πραγματικός στόχος μιας αυτάρκους αποικίας.

Έλεγχος της κλίμακας: αν η Γη (12.742 km) γίνει 12 mm, η κλίμακα είναι περίπου $1:10^9$. Τότε ο Ήλιος (1,39 εκατομμύρια km) γίνεται περίπου 1,3 m και απέχει περίπου 140 m, και ο Proxima Centauri ($4\times 10^{13}$ km) απέχει περίπου 40.000 km, όσο ο γύρος της Γης. Τα νούμερα του θέματος είναι σωστά.

Στοχασμοί: ο χώρος είναι σχεδόν εντελώς άδειος, και η Γη ένα «κεφάλι καρφίτσας» σε μια απεραντοσύνη. Αυτό μας κάνει ταπεινούς. Ταυτόχρονα, το ότι ένα τόσο μικρό ον μέτρησε αυτές τις αποστάσεις και κατάλαβε από τι είναι φτιαγμένα τα άστρα είναι εξαιρετικό.

Ο ρόλος του ανθρώπου (γνώμη): ίσως ο μόνος γνωστός τρόπος με τον οποίο το σύμπαν «γνωρίζει τον εαυτό του» (Carl Sagan). Αυτό μας δίνει και ευθύνη: να προστατεύουμε τον μοναδικό πλανήτη που ξέρουμε ότι φιλοξενεί ζωή, και να συνεχίσουμε να ρωτάμε.