Polska rewolucja astronomiczna

Prof. Bohdan Paczyński: Powód jest trochę dziecinny. Ciekawi nas, czy jesteśmy jedyni w kosmosie. Wyobrażamy sobie, że jeśli są jakieś planety, to jest prawdopodobne, że gdzieś istnieje życie, że mamy towarzyszy.

– Nie sądzę, żebym miał takie szczęście. Wątpię, żebyśmy poznali w ciągu kilkunastu lat planety spoza Układu Słonecznego na tyle dokładnie, aby móc powiedzieć coś o życiu na nich. Przypuszczam, że obecnie jedynym miejscem, gdzie możemy znaleźć jakiekolwiek ślady życia poza Ziemią, jest nasz układ planetarny. Mam na myśli Marsa oraz księżyc Jowisza – Europę. Na Marsie już odkryto dużą ilość lodu, zatem być może w czasie młodości planety była tam woda i jakieś życie, przynajmniej na poziomie mikrobów. Księżyc Europa jest pokryty warstwą lodu grubą na setki kilometrów. Jest szansa, że w głębinach tego zlodowaciałego oceanu jest życie.

– Zgadzam się. Praktycznie nie widzę możliwości komunikowania się w sposób, o jakim pani mówi. Według mnie okno czasowe, w którym jesteśmy się w stanie komunikować, jest stosunkowo małe, bo albo będziemy zbyt prymitywni, albo zbyt zaawansowani dla drugiej cywilizacji. Ale ludzie są ciekawi i nawet jeśli się okaże, że nie jesteśmy się w stanie porozumieć, to sama świadomość, że są jakieś inteligentne istoty, byłaby fantastyczna.

– Nie mam zielonego pojęcia. Tak naprawdę nie wiemy, jak powstało życie na Ziemi, dlaczego się rozwijało tak a nie inaczej i ile potrzeba zbiegów okoliczności, żeby doszło do jego powstania. Kiedy ktoś zechce wyjść poza obszar niewiedzy, polecam Stanisława Lema. To lepsze niż pseudonaukowe dociekania.

– Przez analogię do Ziemi uważa się, że największe szanse na życie jest na planetach o podobnych do niej rozmiarach, w podobnej odległości od ich słońc. Jeżeli udało się wykryć tak mały obiekt w tak wielkiej odległości, sugeruje to, że muszą one występować dość powszechnie. Każda nowa planeta, która jest chociaż trochę podobna do Ziemi, zwiększa szansę na to, że takie planety krążą też bliżej nas. Odległość pozwalająca na badania, na zobaczenie ich przez teleskop to ok. 10 lat świetlnych. Mając takie dane, NASA będzie mogła zbudować teleskop do ich obserwacji. To kosztuje kilka miliardów dolarów, więc zanim się je wyda, trzeba mieć pewność, że takie planety istnieją.

– Wszystkie dotychczas odkryte planety krążą bliżej, ale to są gazowe olbrzymy, podobne do Jowisza. Metody, jakimi je odkryto, nie pozwalają na wykrycie mniejszych planet. Potrzeba po prostu precyzyjniejszej aparatury pomiarowej. Na obecnym poziomie technologii znalezienie planet o małych masach jest możliwe tylko stosowaną przez nas metodą mikrosoczewkowania grawitacyjnego. Ma ona tę wadę, że można ją stosować wyłącznie do bardzo odległych obiektów.

– Musi być obserwator na Ziemi, daleka gwiazda i gwiazda pośrodku, która działa jak soczewka, czyli zakrzywia promień światła. Żeby efekt był mierzalny, obserwator i obie gwiazdy muszą być prawie w tej samej linii. Tylko średnio jedna gwiazda na milion będzie tak ustawiona. Wszystkie gwiazdy się ruszają, co powoduje, że taka konstelacja trwa zazwyczaj około miesiąca. Astronomowie, a najlepiej udaje się to prof. Udalskiemu, wykrywają co roku około 600 przypadków takiego ustawienia. Podczas mikrosoczewkowania jasność dalszej gwiazdy jest wzmacniana przez masę gwiazdy będącej pośrodku. Te zmiany jasności są bardzo duże i dość łatwo zauważalne. Bardzo rzadko zdarza się, że gwieździe, która soczewkuje, towarzyszy planeta, ponieważ również ona musi znaleźć się w odpowiedniej konfiguracji, żeby można było zmierzyć dodatkową zmianę jasności. Takie zaburzenie trwa zaledwie kilka godzin. Gdzie prowadzi się te obserwacje?

– Zespół prof. Udalskiego, uważany za najlepszy na świecie, pracuje na teleskopie w Chile. Każdej nocy sprawdza, co się dzieje z setką milionów gwiazd. Po wstępnej analizie prof. Udalski udostępnia dane przez Internet i pozostali astronomowie mogą je dalej badać. Obserwacje prowadzone są równolegle na teleskopach w RPA i Nowej Zelandii, co pozwala obserwować niebo 24 godziny na dobę. Teleskopy rozmieszczone są na południowej półkuli, ponieważ z tej strony globu widocznych jest zdecydowanie więcej gwiazd. Dziś szukanie planet jest bardzo popularne wśród astronomów.

– Tu laur należy się Francuzowi Jean-Philippe’owi Beaulieu z zespołu PLANET, który pierwszy zauważył pewną anomalię w danych zebranych przez OGLE. Natychmiast zawiadomione pozostałe zespoły włączyły się w dokładne obserwowanie zaburzonej jasności gwiazdy. No i mamy odkrycie.

– Wiemy, że ciemna materia nie ma związku z ciemnymi masywnymi obiektami, takimi jak duże planety czy nieświecące gwiazdy. To coś, co skupia się w pobliżu galaktyk. Nadal nie wiemy, czym jest. Kiedy zaczynaliśmy projekt 15 lat temu, jedna z hipotez była taka, że są to ciemne obiekty odpowiedzialne za zjawisko mikrosoczewkowania. Zaczęliśmy szukać tych zjawisk. Po kilku latach badań okazało się, że ciemna materia nie ma z mikrosoczewkowaniem nic wspólnego. Pojawił się zatem pomysł, żeby tą metodą zacząć szukać planet. Trafiliśmy w dziesiątkę.

– Na pewno jedna z dwóch. Ciemnej materii szuka się na wiele sposobów. Na razie bezskutecznie. Astronomowie rozważają całkowitą modyfikację fizyki, bo może są to zupełnie nieznane nam cząstki. Drugą wielką zagadką jest ciemna energia, którą wolę nazywać odpychającą próżnią, bo to lepiej oddaje sposób, w jaki się zachowuje. Odpychająca próżnia jest równomiernie rozłożona we wszechświecie. Powoduje, że galaktyki oddalają się od nas coraz bardziej. Gdyby istniała tylko grawitacja łącznie z ciemną materią, to ekspansja mogłaby tylko spowalniać. Ku zaskoczeniu astronomów okazało się, że ekspansja przyspiesza. Einstein w swoich równaniach dodał wyraz, który by powodował takie właśnie skutki, ale stwierdził, że to jego największy błąd i zaniechał dalszych dociekań. Teraz do tego wracamy.

– Przyjemne jest to, że mamy już dość dobry opis wszechświata: jak wygląda, ewoluuje, jak powstawały galaktyki. W wielu punktach teoria zgadza się z obserwacjami. A z drugiej strony, są wielkie zagadki. Jest więc czym się zajmować. Żyjemy w bardzo ciekawych czasach z punktu widzenia astronoma. Moim zdaniem, studia astronomiczne to wspaniały wybór. Kariera w skali światowej jest możliwa, ponieważ jest atmosfera pozwalająca młodym ludziom przebijać się w świecie.

– Odległość od nas do granicy tego, co możemy obserwować, to 14 mld lat świetlnych. Żeby sięgnąć dalej, musimy poczekać, aż wszechświat się rozszerzy, ale to są kolejne miliardy lat. Dostępną aparaturą widzimy to, co najdalsze, czyli promieniowanie tła. To granica, przy której wszechświat jest już nieprzezroczysty. Taka mgła, która się powoli rozrzedza. Póki co, nie wiemy, jakie są prawdziwe granice wszechświata. Może być nieskończony. I to, co my widzimy, wynika z tego, ile czasu minęło od Wielkiego Wybuchu. Bardzo ciekawe byłoby dowiedzieć się, co było wcześniej.

Rozmawiała Aleksandra Postoła