I'm really glad to be here. I'm glad you're here, because that would be a little weird. I'm glad we're all here. And by "here," I don't mean here. Or here. But here. I mean Earth. And by "we," I don't mean those of us in this auditorium, but life, all life on Earth --
Cieszę się, że tu jestem. Oraz, że wy tu jesteście, inaczej byłoby to dziwne. Cieszę się, że wszyscy tu jesteśmy. Mówiąc "tu", nie mówię o tym miejscu, czy o tym, ale o tym. Mam na myśli Ziemię. Mówiąc "my" nie chodzi o ludzi tu zebranych, ale o życie, całe życie na Ziemi...
(Laughter)
(Śmiech)
from complex to single-celled, from mold to mushrooms to flying bears.
Od złożonych do jednokomórkowych, od pleśni po grzyby, po latające niedźwiedzie.
(Laughter)
(Śmiech)
The interesting thing is, Earth is the only place we know of that has life -- 8.7 million species. We've looked other places, maybe not as hard as we should or we could, but we've looked and haven't found any; Earth is the only place we know of with life. Is Earth special? This is a question I've wanted to know the answer to since I was a small child, and I suspect 80 percent of this auditorium has thought the same thing and also wanted to know the answer. To understand whether there are any planets -- out there in our solar system or beyond -- that can support life, the first step is to understand what life here requires.
Interesujące, Ziemia to jedyne miejsce, o którym wiemy, że jest tu życie... 8,7 miliona gatunków. Szukaliśmy gdzie indziej, może nie tak mocno jak powinniśmy, ale szukaliśmy i nie znaleźliśmy nic. Ziemia to jedyne miejsce. Czy jest wyjątkowa? Chciałbym znać tę odpowiedź od wczesnego dzieciństwa, podejrzewam, że 80% was, myślała o tym samym i też chce to wiedzieć. By zrozumieć, czy są inne planety w naszym Układzie Słonecznym i poza nim, które mogą utrzymać życie, trzeba zrozumieć, co jest potrzebne do życia.
It turns out, of all of those 8.7 million species, life only needs three things. On one side, all life on Earth needs energy. Complex life like us derives our energy from the sun, but life deep underground can get its energy from things like chemical reactions. There are a number of different energy sources available on all planets. On the other side, all life needs food or nourishment. And this seems like a tall order, especially if you want a succulent tomato.
Okazuje się, że pośród 8,7 miliona gatunków, życie potrzebuje trzech rzeczy. Z jednej strony całe życie na Ziemi wymaga energii. Złożone życie jak my czerpie ją ze Słońca, ale życie głęboko pod ziemią może ją zyskać w reakcjach chemicznych. Jest wiele różnych źródeł energii dostępnych na planetach. A z drugiej strony, życie potrzebuje pokarmu. To dość wysokie wymagania, zwłaszcza dla wymagających roślin.
(Laughter)
(Śmiech)
However, all life on Earth derives its nourishment from only six chemical elements, and these elements can be found on any planetary body in our solar system. So that leaves the thing in the middle as the tall pole, the thing that's hardest to achieve. Not moose, but water.
Całe życie na Ziemi uzyskuje pokarm z sześciu pierwiastków, które można znaleźć w każdym obiekcie planetarnym w naszym układzie. To stawia nas w połowie drogi, to coś najtrudniejszego do zdobycia. Nie łoś, ale woda.
(Laughter)
(Śmiech)
Although moose would be pretty cool.
Choć łoś byłby całkiem fajny.
(Laughter)
(Śmiech)
And not frozen water, and not water in a gaseous state, but liquid water. This is what life needs to survive, all life. And many solar system bodies don't have liquid water, and so we don't look there. Other solar system bodies might have abundant liquid water, even more than Earth, but it's trapped beneath an icy shell, and so it's hard to access, it's hard to get to, it's hard to even find out if there's any life there.
Nie woda zamrożoną, nie gaz, tylko w stanie ciekłym. Tego potrzebuje każda forma życia. Wiele ciał w Układzie Słonecznym nie ma płynnej wody, tam nie szukamy. Inne mogą mieć jej pod dostatkiem, nawet więcej niż Ziemia, ale woda jest uwięziona pod lodową skorupą. Ciężko się do niej dostać. Ciężko sprawdzić, czy jest tam życie.
So that leaves a few bodies that we should think about. So let's make the problem simpler for ourselves. Let's think only about liquid water on the surface of a planet. There are only three bodies to think about in our solar system, with regard to liquid water on the surface of a planet, and in order of distance from the sun, it's: Venus, Earth and Mars. You want to have an atmosphere for water to be liquid. You have to be very careful with that atmosphere. You can't have too much atmosphere, too thick or too warm an atmosphere, because then you end up too hot like Venus, and you can't have liquid water. But if you have too little atmosphere and it's too thin and too cold, you end up like Mars, too cold. So Venus is too hot, Mars is too cold, and Earth is just right. You can look at these images behind me and you can see automatically where life can survive in our solar system. It's a Goldilocks-type problem, and it's so simple that a child could understand it.
Zostaje więc kilka obiektów, nad którymi możemy się pochylić. Uprośćmy ten problem. Weźmy pod uwagę tylko ciekłą wodę na powierzchni. Tylko trzy ciała niebieskie w naszym systemie mają ją na powierzchni, w kolejności od Słońca to Wenus, Ziemia i Mars. Myślicie, że przy ciekłej wodzie potrzebna jest atmosfera. Ale trzeba być z nią ostrożnym. Nie może być jej za dużo, nie może być za gruba, za ciepła, bo będzie za gorąco, jak na Wenus, nie można już mieć ciekłej wody. Ale gdy atmosfery jest za mało, jest za cienka i zbyt zimna, kończy się to jak na Marsie, za zimno. Wenus za gorąca, Mars zbyt zimny, Ziemia jest w sam raz. Patrząc na zdjęcia za mną od razu widać, gdzie w naszym systemie może przetrwać życie. Jak w bajce o Złotowłosej, nawet dziecko to zrozumie.
However, I'd like to remind you of two things from the Goldilocks story that we may not think about so often but that I think are really relevant here. Number one: if Mama Bear's bowl is too cold when Goldilocks walks into the room, does that mean it's always been too cold? Or could it have been just right at some other time? When Goldilocks walks into the room determines the answer that we get in the story. And the same is true with planets. They're not static things. They change. They vary. They evolve. And atmospheres do the same. So let me give you an example.
Jednakże chciałbym przypomnieć dwie sprawy. Nie myślimy często o tej bajce, ale ona naprawdę tu pasuje. Po pierwsze. Jeśli miseczka mamy Miś jest za zimna, gdy dziewczynka wchodzi do pokoju, czy znaczy to, że zawsze była taka? A może jakiś czas temu była w sam raz? To, kiedy Złotowłosa wchodzi do pokoju wpływa na odpowiedź, którą dostajemy w opowieści. To samo dotyczy planet. One nie są statyczne, zmieniają się. Różnią się od siebie, ewoluują. Tak samo atmosfery. Podam przykład.
Here's one of my favorite pictures of Mars. It's not the highest resolution image, it's not the sexiest image, it's not the most recent image, but it's an image that shows riverbeds cut into the surface of the planet; riverbeds carved by flowing, liquid water; riverbeds that take hundreds or thousands or tens of thousands of years to form. This can't happen on Mars today. The atmosphere of Mars today is too thin and too cold for water to be stable as a liquid. This one image tells you that the atmosphere of Mars changed, and it changed in big ways. And it changed from a state that we would define as habitable, because the three requirements for life were present long ago. Where did that atmosphere go that allowed water to be liquid at the surface?
To jedno z moich ulubionych zdjęć Marsa. Nie ma najwyższej rozdzielczości, nie jest seksowne, nie jest najnowsze, ale pokazuje doliny rzek wyryte w krajobrazie planety. Wyrzeźbione przez płynącą, ciekłą wodę. Ich powstanie zajęło setki, tysiące, dziesiątki tysięcy lat. To nie dzieje się dziś na Marsie. Teraz atmosfera jest za cienka i zimna, aby woda utrzymała się w stanie ciekłym. To zdjęcie mówi nam, że atmosfera Marsa zmieniła się i to poważnie. Ze stanu, który określilibyśmy zdatnym do zamieszkania, ponieważ trzy elementy życia były obecne już długo. Gdzie podziała się atmosfera, dzięki której była tam woda ciekła?
Well, one idea is it escaped away to space. Atmospheric particles got enough energy to break free from the gravity of the planet, escaping away to space, never to return. And this happens with all bodies with atmospheres. Comets have tails that are incredibly visible reminders of atmospheric escape. But Venus also has an atmosphere that escapes with time, and Mars and Earth as well. It's just a matter of degree and a matter of scale. So we'd like to figure out how much escaped over time so we can explain this transition.
Jeden pomysł głosi, ze uleciała w kosmos. Cząsteczki atmosfery miały dość energii, by uwolnić się z grawitacji planety, ulatując na zawsze w przestrzeń. Tak jest ze wszystkimi ciałami z atmosferą. Komety mają ogony, to niesamowicie widoczne objawy ucieczki atmosferycznej. Ale atmosfera Wenus też powoli ucieka, podobnie jak Marsa czy Ziemi. Wszystko zależy od stopnia i skali. Chcielibyśmy odkryć, jak dużo jej uleciało w czasie, abyśmy mogli wytłumaczyć to przejście.
How do atmospheres get their energy for escape? How do particles get enough energy to escape? There are two ways, if we're going to reduce things a little bit. Number one, sunlight. Light emitted from the sun can be absorbed by atmospheric particles and warm the particles. Yes, I'm dancing, but they --
Skąd atmosfery czerpią energię do ucieczki? Jak udaje się to cząsteczkom? Są dwa sposoby, trochę to uprościmy. Po pierwsze, światło słoneczne. Cząsteczki mogą je pochłaniać i się ogrzewać. Tak tańczę, ale one...
(Laughter)
(Śmiech)
Oh my God, not even at my wedding.
O Boże, nie tańczyłem nawet na własnym weselu.
(Laughter)
(Śmiech)
They get enough energy to escape and break free from the gravity of the planet just by warming. A second way they can get energy is from the solar wind. These are particles, mass, material, spit out from the surface of the sun, and they go screaming through the solar system at 400 kilometers per second, sometimes faster during solar storms, and they go hurtling through interplanetary space towards planets and their atmospheres, and they may provide energy for atmospheric particles to escape as well.
Zyskują dość energii, by się uwolnić i uciec od grawitacji, tylko dzięki ogrzewaniu. Drugi sposób, to energia z wiatru słonecznego. To cząsteczki, masa, materiał wyrzucone z powierzchni Słońca, które przedzierają się przez Układ Słoneczny z prędkością 400 km na sekundę, czasem szybciej podczas burzy słonecznej, pędzą przez przestrzeń międzyplanetarną w kierunku planet i ich atmosfer, dostarczając energii cząsteczkom, które mogą uciec.
This is something that I'm interested in, because it relates to habitability. I mentioned that there were two things about the Goldilocks story that I wanted to bring to your attention and remind you about, and the second one is a little bit more subtle. If Papa Bear's bowl is too hot, and Mama Bear's bowl is too cold, shouldn't Baby Bear's bowl be even colder if we're following the trend? This thing that you've accepted your entire life, when you think about it a little bit more, may not be so simple. And of course, distance of a planet from the sun determines its temperature. This has to play into habitability. But maybe there are other things we should be thinking about. Maybe it's the bowls themselves that are also helping to determine the outcome in the story, what is just right.
To mnie interesuje, ponieważ dotyczy zamieszkiwalności. Wspominałem o dwóch rzeczach przy bajce o Złotowłosej, na które chciałem zwrócić uwagę. Druga jest nieco subtelniejsza. Skoro miseczka Taty Misia jest za gorąca, a miseczka Mamy Miś za zimna, to czy miseczka Dzidziusia nie powinna być zimniejsza, jeśli podążamy za tendencją? Godziliśmy się z tym całe życie, myśląc o tym więcej, to może nie być takie proste. Oczywiście odległość od Słońca determinuje temperaturę. To ma wpływ na zamieszkiwalność. Ale może są jeszcze jakieś inne czynniki. Może to chodzi o same miseczki, które pomagają określić rezultat tej historii, który jest w sam raz.
I could talk to you about a lot of different characteristics of these three planets that may influence habitability, but for selfish reasons related to my own research and the fact that I'm standing up here holding the clicker and you're not --
Mógłbym mówić dużo o różnicach tych trzech planet, wpływających na zamieszkiwalność, ale z egoistycznych pobudek związanych z moimi badaniami i faktem, że stoję tu z pilotem w ręku, a wy nie...
(Laughter)
(Śmiech)
I would like to talk for just a minute or two about magnetic fields. Earth has one; Venus and Mars do not. Magnetic fields are generated in the deep interior of a planet by electrically conducting churning fluid material that creates this big old magnetic field that surrounds Earth. If you have a compass, you know which way north is. Venus and Mars don't have that. If you have a compass on Venus and Mars, congratulations, you're lost.
Chciałbym pomówić przez minute czy dwie o polach magnetycznych. Ziemia je posiada, Wenus i Mars nie. Powstają głęboko we wnętrzu planety, w wyniku przewodnictwa elektrycznego wzburzonego, płynnego materiału, który tworzy ogromne pole magnetyczne, otaczające Ziemię. Mając kompas, wiecie gdzie jest północ. Wenus i Mars tego nie mają. Jeśli macie kompas na tych planetach, gratulacje, jesteście zgubieni.
(Laughter)
(Śmiech)
Does this influence habitability? Well, how might it? Many scientists think that a magnetic field of a planet serves as a shield for the atmosphere, deflecting solar wind particles around the planet in a bit of a force field-type effect having to do with electric charge of those particles. I like to think of it instead as a salad bar sneeze guard for planets.
Czy to wpływa na zamieszkiwalność? Jak mogłoby? Wielu naukowców sądzi, że pole działa jak tarcza ochronna atmosfery, odbijająca cząsteczki wiatru słonecznego wokół planety niczym pole siłowe. Ma to związek z ich potencjałem elektrycznym. Kojarzy mi się z plastikową osłonką produktów w barach sałatkowych.
(Laughter)
(Śmiech)
And yes, my colleagues who watch this later will realize this is the first time in the history of our community that the solar wind has been equated with mucus.
Koledzy, którzy obejrzą to później, pomyślą, że pierwszy raz ktoś porównał wiatr słoneczny do kichania czy kaszlu.
(Laughter)
(Śmiech)
OK, so the effect, then, is that Earth may have been protected for billions of years, because we've had a magnetic field. Atmosphere hasn't been able to escape. Mars, on the other hand, has been unprotected because of its lack of magnetic field, and over billions of years, maybe enough atmosphere has been stripped away to account for a transition from a habitable planet to the planet that we see today.
W efekcie tego Ziemia mogła być chroniona przez miliardy lat, bo mamy pole magnetyczne. Atmosfera nie mogła uciec. Mars nie był tak chroniony, bo nie ma pola magnetycznego. W ciągu miliardów lat może dość atmosfery uleciało, że przeszedł z zamieszkiwalnej planety, na to, co widzimy dziś.
Other scientists think that magnetic fields may act more like the sails on a ship, enabling the planet to interact with more energy from the solar wind than the planet would have been able to interact with by itself. The sails may gather energy from the solar wind. The magnetic field may gather energy from the solar wind that allows even more atmospheric escape to happen. It's an idea that has to be tested, but the effect and how it works seems apparent. That's because we know energy from the solar wind is being deposited into our atmosphere here on Earth. That energy is conducted along magnetic field lines down into the polar regions, resulting in incredibly beautiful aurora. If you've ever experienced them, it's magnificent. We know the energy is getting in. We're trying to measure how many particles are getting out and if the magnetic field is influencing this in any way.
Inni naukowcy myślą, że pole magnetyczne działa bardziej jak żagle na statku, pozwalając planecie współdziałać z większą energią od wiatru słonecznego niż planeta mogłaby wejść w interakcję gdyby tego pola nie było. Żagle mogą zbierać tę energię. Pole magnetyczne może ją zbierać, przez co więcej atmosfery może ulatywać. Trzeba sprawdzić tę teorię, ale jej efekt i to jak działa zdaje się być oczywiste. Ponieważ wiemy, że energia z wiatru słonecznego jest składowana w atmosferze tu na Ziemi. Przewodzą ją linie pola magnetycznego w obszary polarne, stąd mamy przepiękne zorze. Jeśli kiedyś je widzieliście, wiecie jak są cudowne. Wiemy, że energia dostaje się do środka. Chcemy zbadać, jak wiele cząsteczek się przebija i czy pole magnetyczne na to wpływa.
So I've posed a problem for you here, but I don't have a solution yet. We don't have a solution. But we're working on it. How are we working on it? Well, we've sent spacecraft to all three planets. Some of them are orbiting now, including the MAVEN spacecraft which is currently orbiting Mars, which I'm involved with and which is led here, out of the University of Colorado. It's designed to measure atmospheric escape. We have similar measurements from Venus and Earth. Once we have all our measurements, we can combine all these together, and we can understand how all three planets interact with their space environment, with the surroundings. And we can decide whether magnetic fields are important for habitability or not.
Postawiłem was przed problemem, ale nie znam jeszcze rozwiązania. Nie mamy rozwiązania. Ale pracujemy nad tym. Jak to robimy? Wysłaliśmy sondy na wszystkie 3 planety. Niektóre krążą na orbicie, w tym MAVEN na orbicie Marsa, z którym jestem związany, kierujemy nim stąd, z Uniwersytetu Kolorado. Ma mierzyć ucieczkę atmosfery. Mamy podobne pomiary z Wenus i Ziemi. Kiedy je dokończymy, porównamy je z sobą i będziemy mogli zrozumieć jak te trzy planety współdziałają z kosmicznym środowiskiem, ich otoczeniem. Dowiemy się, czy pole magnetyczne jest ważne dla zamieszkiwalności, czy nie.
Once we have that answer, why should you care? I mean, I care deeply ... And financially as well, but deeply.
Czy powinno was to obchodzić? Mnie to bardzo obchodzi. Nie tylko finansowo.
(Laughter)
(Śmiech)
First of all, an answer to this question will teach us more about these three planets, Venus, Earth and Mars, not only about how they interact with their environment today, but how they were billions of years ago, whether they were habitable long ago or not. It will teach us about atmospheres that surround us and that are close. But moreover, what we learn from these planets can be applied to atmospheres everywhere, including planets that we're now observing around other stars. For example, the Kepler spacecraft, which is built and controlled here in Boulder, has been observing a postage stamp-sized region of the sky for a couple years now, and it's found thousands of planets -- in one postage stamp-sized region of the sky that we don't think is any different from any other part of the sky.
Odpowiedź na to pytanie powie nam więcej o tych trzech planetach, Wenus, Ziemi i Marsie. Nie tylko o ich obecnych interakcjach z przestrzenią, ale o tym, jakie były miliardy lat temu. Czy były zamieszkiwalne, czy nie. Dowiemy się o atmosferach, które nas otaczają i są blisko. Co więcej, dowiemy się, czy dotyczy to wszystkich atmosfer, w tym planet zaobserwowanych wokół innych gwiazd. Na przykład Kepler zbudowany i sterowany tutaj w Boulder, obserwuje obszar nieba wielkości znaczka pocztowego od kilku lat. Odkrył tysiące planet w skrawku nieba wielkości znaczka, który nie różni się niczym od innych części nieba.
We've gone, in 20 years, from knowing of zero planets outside of our solar system, to now having so many, that we don't know which ones to investigate first. Any lever will help. In fact, based on observations that Kepler's taken and other similar observations, we now believe that, of the 200 billion stars in the Milky Way galaxy alone, on average, every star has at least one planet. In addition to that, estimates suggest there are somewhere between 40 billion and 100 billion of those planets that we would define as habitable in just our galaxy.
W ciągu 20 lat przeszliśmy od braku wiedzy o jakichkolwiek planetach, przez znajomość garstki, po czasy, gdzie nie wiemy, za którą się najpierw zabrać. Przyda się każda pomoc. Dzięki obserwacjom Keplera i jemu podobnych uważamy obecnie, że w samej Drodze Mlecznej jest 200 miliardów gwiazd, średnio każda z nich ma przynajmniej jedną planetę. W dodatku szacuje się, że od 40 do 100 miliardów można określić, jako zamieszkałe. Tylko w naszej galaktyce.
We have the observations of those planets, but we just don't know which ones are habitable yet. It's a little bit like being trapped on a red spot --
Obserwujemy je, ale jeszcze nie wiemy, na których może być życie. To tak jakbyście musieli stać na czerwonej kropce...
(Laughter)
(Śmiech)
on a stage and knowing that there are other worlds out there and desperately wanting to know more about them, wanting to interrogate them and find out if maybe just one or two of them are a little bit like you. You can't do that. You can't go there, not yet. And so you have to use the tools that you've developed around you for Venus, Earth and Mars, and you have to apply them to these other situations, and hope that you're making reasonable inferences from the data, and that you're going to be able to determine the best candidates for habitable planets, and those that are not.
na scenie, wiedząc, że są tam inne światy, desperacko chcąc wiedzieć o nich więcej, przesłuchać je i odkryć, że jeden czy dwa są trochę podobne do ciebie. Nie możesz tego zrobić, polecieć tam, jeszcze nie. Musisz użyć narzędzi obok ciebie, zbadać Wenus, Ziemię, Marsa i odnieść je do innych przypadków, mając nadzieję, że to wiarygodne odniesienie, dzięki czemu będzie można określić najlepszych kandydatów na zamieszkiwalne planety.
In the end, and for now, at least, this is our red spot, right here. This is the only planet that we know of that's habitable, although very soon we may come to know of more. But for now, this is the only habitable planet, and this is our red spot. I'm really glad we're here.
Jak narazie to nasza czerwona kropka. Jedyna planeta, o której wiemy, że jest zamieszkana, a może już wkrótce poznamy kolejne. Na razie jest jedyna, nasza czerwona kropka. Cieszę się, że tu jesteśmy.
Thanks.
Dzięki.
(Applause)
(Brawa)