Na niebie i ziemi. Największe tajemnice Wszechświata objaśniają czołowi polscy naukowcy ebook

Przedmowa

Przez większą część XX wieku popularyzacja nauki odbywała się przez pośredników, przeważnie dziennikarzy, którzy z różną kompetencją przedstawiali czytelnikom konkretne odkrycie czy dyscyplinę nauki. Po udowodnieniu w 1919 roku, że masywne ciała uginają światło, w prasie brytyjskiej i amerykańskiej pojawiły się tytuły w rodzaju: „Idee Newtona obalone”, „Wszystkie światła na niebie przekrzywione” albo wręcz „Gwiazdy nie są tam, gdzie się wydawały, ale nie musimy się tym martwić”. Frazy takie gwarantowały rozgłos, ale nie naukową ścisłość i w końcu uczeni musieli przemówić własnym głosem. Bodaj od „Krótkiej historii czasu” Stephena Hawkinga sytuacja uległa radykalnej zmianie: światowy sukces tego bestsellera udowodnił, że na popularyzacji można zdobyć sławę i przy okazji nieźle zarobić. Spory zastęp naukowców, przeważnie przedstawicieli nauk ścisłych w świecie anglojęzycznym, dowiódł w kolejnych latach, że umie trzymać pióro w garści i w przedstawianiu idei naukowych obywa się bez zniekształcających ich myśl współpracowników.

Z podobnych przekonań wychodzi niniejsza książka: oddajmy głos samym naukowcom, a oni najlepiej opowiedzą o fascynujących szczegółach własnej działalności i osiągnięciach dyscyplin, które reprezentują. Pokażą, jak odbywa się odkrywanie nowego oblicza rzeczywistości, zarówno w skali makro, gdzie zachodzą zjawiska kosmologiczne, jak i mikro, czyli w świecie subatomowym. Zwłaszcza na niebie wiele się dzieje w ostatnich dekadach i prawie wszystkie wielkie odkrycia ostatnich lat należą do astronomii, astrofizyki i kosmologii. Ale przecież i na Ziemi nauka nie zasypia gruszek w popiele, a problemy cywilizacyjne, które nas nękają, bez pomocy nauki wydają się nie do przezwyciężenia.

Wywiady, które złożyły się na niniejszą książkę, powstawały mniej więcej od roku 2009 do 2016, ale do zbioru włączyłem też kilka starszych ze względu na przedstawianą problematykę, nazwiska rozmówców, wreszcie na ponadczasową aktualność ich wypowiedzi. Większość publikowana była w miesięczniku „Wiedza i Życie”, póki w redakcji nie zostały uznane za zbyt trudne i w pogoni za masowym czytelnikiem zastąpiono je na łamach gawędami o naukowych podstawach kosmetologii czy zdrowego żywienia. Kilka ukazało się w dodatku „Plus-Minus” do „Rzeczpospolitej” oraz w „Fantastyce” za jej dawnych, dobrych czasów, kiedy prowadziłem tam dział publicystyki. Od tego czasu rynek na publikacje tego typu został mocno ograniczony: wielkie postępy nauki światowej nie idą u nas w parze ze społecznym zainteresowaniem tym procesem ani jego efektami. W połowie lat 90. XX wieku w Polsce ukazywało się kilkanaście serii książkowych o nauce; do dziś z tamtej obfitości ocalały dwie. Zakrawa na swego rodzaju paradoks, że w dobie lotów kosmicznych, oglądania z bliska powierzchni planet i asteroid, wielkich odkryć i śmiałych hipotez – rzednie gromadka kibiców gotowych fascynować się tymi faktami, bez przesady torującymi ludzkości drogę w przyszłość. Na naszych oczach społeczeństwo rozpękło się na większość, z lubością pochłaniającą obrok masowej rozrywki, i mniejszość interesującą się sprawami spoza niezbędnego do życia minimum, przy czym ten podział nabiera cech trwałości.

Do owej mniejszości adresowana jest książka „Na niebie i Ziemi”. Łatwo rozpoznać w tytule słowa z „Hamleta” Williama Szekspira: „Są rzeczy na niebie i ziemi, o których się nie śniło filozofom”. Wielka koniunktura na badanie zjawisk niebieskich, rozpoczęta na początku XX wieku, spowodowała napływ do astronomii i kosmologii wybitnych umysłów. Do obserwatoriów idą dziś najlepsi i najzdolniejsi; przy okazji zaś okazuje się, że „wszystko jest fizyką” i fizycy po dawnemu dyktują tempo oraz budują syntetyczny obraz świata, który się z tego wyłania. W Polsce mamy o tyle szczęście, że owa koniunktura zbiegła się z wystąpieniem plejady znakomitych uczonych światowej klasy. Bez żadnej przesady rzec można, że polscy astronomowie i astrofizycy należą do czołówki światowej, a pod względem liczby cytowań nie dorównuje im żadna inna grupa naukowa. Gdyby wszyscy naukowcy osiągali takie wyżyny jak nasi specjaliści od nieba, polska nauka byłaby mocarstwem światowym.

Lata, które upłynęły od dat powstania wywiadów, wymusiły ich powtórną autoryzację, aby czytelnik otrzymał maksymalnie aktualny materiał. Na 27 tekstów nie udało się to w przypadku zaledwie kilku. Ze zrozumiałych względów pozostały w dawnej postaci wywiady udzielone przez tych naukowców, którzy w międzyczasie zmarli. Także podejście wywiadowanych do swych dawnych wypowiedzi było różne: jedni ograniczali się do kosmetycznych poprawek, inni przemeblowywali cały tekst, niejako pisząc go na nowo. Zawsze jednak aktualizowaliśmy naukowe fakty; gdy nie było innej rady, robiłem to sam w przypisach albo na końcu danego wywiadu. Mam nadzieję, że nie umniejszy to przejrzystości i czytelności tekstów.

Zdaję sobie sprawę, że niektóre z wywiadów słabo zorientowanemu czytelnikowi mogą się wydać trudne, choć moim zdaniem do zrozumienia zawartych w nich treści wystarczy wiedza wyniesiona ze szkoły średniej. W takim przypadku można ów trudny fragment pominąć albo przeskoczyć do innej tematyki; rozmaitość kwestii poruszanych w książce na to pozwala. Na końcu został zamieszczony słowniczek minimum, który wyjaśnia mniej znane pojęcia; gdy jakiegoś terminu w nim nie ma, można posiłkować się Internetem. Ideałem byłoby, gdyby czytelnik inspirowany wypowiedziami naukowców sam ruszył do pogłębienia swej wiedzy, aby lepiej rozeznać się w materii książki. Zdaję sobie jednak sprawę, że mogą to być wymagania wygórowane.

Kiedy dziś zastanawiam się nad osobowościami moich rozmówców, nad sprawami, o których się od nich dowiedziałem, przychodzi mi do głowy, że byłem szczęściarzem mogąc usiąść z tymi wielkimi ludźmi i z głupia frant zabierać im czas. Moja uprzywilejowana pozycja dziennikarza dawała mi możliwość pytania o to, co interesowało mnie samego – w nadziei, że zainteresuje to także czytelników. Przekonałem się, że naukowcy są ludźmi o wysokiej etyce zawodowej i choć żadne przepisy ich do tego nie obligują, uważają za swój obowiązek informować społeczeństwo o detalach swojej pracy i popularyzować własną dyscyplinę. Przy okazji udało mi się może zanotować chwilę z naszej rozpędzonej epoki i udowodnić, że nie samym chlebem człowiek żyje, ale po dawnemu pozostaje otwarty na sprawy wyższe – wbrew temu, co obserwujemy codziennie wokół siebie.

czerwiec 2018

Wszechświat jest płaski

Prof. dr hab. BOHDAN PACZYŃSKI (1949–2007)

był jednym z najwybitniejszych astrofizyków przełomu wieków na świecie. Absolwent Uniwersytetu Warszawskiego, współtwórca Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika, w wieku 36 lat został najmłodszym w historii członkiem PAN. Stan wojenny zastał go w Caltechu; dostał ofertę pracy na Wydziale Astrofizyki w Princeton, gdzie przebywał do końca życia. W 2003 r. zdiagnozowano u niego nowotwór złośliwy: glejaka lewej strony mózgu.

Był specjalistą od ewolucji gwiazd, dysków akrecyjnych, doktorat zrobił z materii międzygwiazdowej. Odkrywca metody mikrosoczewkowania grawitacyjnego, stosowanej do poszukiwania słabo świecących lub ciemnych obiektów na niebie, w tym planet pozasłonecznych. Rozgłos w świecie naukowym przyniosła mu hipoteza o kosmologicznym pochodzeniu rozbłysków gamma. W swoim czasie uważany za murowanego polskiego kandydata do Nagrody Nobla. Uważał, że obowiązkiem astronomów jest ostrzeganie przed kometami i planetoidami mogącymi uderzyć w Ziemię.

– Jak to się stało, że został Pan astrofizykiem?

– Astronomią zainteresowałem się już jako dziecko, dlatego że mój ojciec, który nie miał z nią nic wspólnego, ale ją lubił, miał sporo książek popularnych z tej dziedziny. W szczególności były to książki Jamesa Jeansa, nie tylko świetnego astronoma, ale i popularyzatora. Te klasyczne pozycje, znakomicie napisane, obywające się bez matematyki, czytałem już w szkole podstawowej. W trakcie nauki w liceum byłem zdecydowany, że pójdę na astronomię. Skończyłem studia na Uniwersytecie Warszawskim we wczesnych latach 60. i zacząłem tam pracować.

Moja praca wymagała wyjazdów za granicę, miałem oczywiście kłopoty z paszportami, ale udało mi się utrzymać regularne kontakty z Zachodem. W roku 1981 wyjechaliśmy na kolejny okres do USA i tam zastał nas stan wojenny. Z tamtej perspektywy wyglądało to dość okropnie – jak się potem okazało, nie było to takie straszne.

– Miłe nie było.

– Ale w porównaniu z okresem stalinowskim jednak kaszka z mleczkiem. Zanim człowiek ochłonął, czas leciał, dzieci w szkole, rosną – no i w pewnym momencie okazało się, że mieszkamy w Stanach. Z tym że myśmy się nigdy stąd nie wyprowadzili, regularnie przyjeżdżamy do Polski, utrzymujemy kontakty. Jestem bardzo zadomowiony w Polsce, większość moich licznych współpracowników działa w Warszawie, cała moja praca zawodowa w Stanach byłaby bez nich niemożliwa. Wykorzystuję fakt, że tam mieszkam, do prowadzenia wspólnych badań, które byłyby prawdopodobnie poza zasięgiem, gdybym mieszkał tylko w Polsce.

– Mówi się, że jest Pan teoretykiem – a teoretyzować można gdziekolwiek, jeśli się tylko ma pomyślunek i dostęp do faktów naukowych.

– Dwie korekty. Ja byłem teoretykiem, w tej chwili zostałem nim tylko po części, bo przekwalifikowałem się na doradcę różnych przedsięwzięć instrumentalnych i obserwacyjnych. Sam nie buduję instrumentów ani nie obserwuję, ale mam kontakty w Warszawie z ludźmi, którzy to robią. Mając przeszłość teoretyka widzę, jakie dziedziny jak gdyby czekają na to, żeby je rozwinąć. Co do pomyślunku: owszem, jest niezbędny, ale od ładnych kilkudziesięciu lat teoretycy potrzebują do pracy komputerów, bo większość prac teoretycznych wymaga masowych obliczeń numerycznych.

Rewolucyjną zmianą w nauce jest zaistnienie Internetu. Możliwość częstych i łatwych kontaktów w skali całego świata, wymiana danych, dostęp do danych... Dam przykład: mój doktorant w Princeton, absolwent Uniwersytetu Warszawskiego, opracował znakomity software do analizy obserwacji. Starałem się, zanim on odejdzie, żeby tę technologię przenieść do Warszawy. No i udało się, dwaj doktoranci z Warszawy byli w Princeton, nauczyli się tego, a teraz siedząc w Warszawie analizują olbrzymie ilości danych zmagazynowanych na dyskach komputerów Princeton.

– Czy sądzi Pan, że mamy w Polsce nadprodukcję dobrych astrofizyków? Co i raz się słyszy, że w Ameryce wypływa ktoś z polskim nazwiskiem. Na przykład Wojciech Żurek...

– To absolwent AGH, który wyjechał z Polski wiele lat temu, tuż po studiach, doktorat robił już w Stanach. Nie był więc w takiej sytuacji jak ja czy Wolszczan; po prostu wyjechał za komuny, bo tu nie widział dla siebie szans.

Wydaje mi się, że w proporcji do ilości mieszkańców astrofizyków mamy za mało. Problem w tym, że funduszy także jest mało, dużo mniej niż na Zachodzie. Pojawia się niewielu zdolnych młodych ludzi; przyczyną jest to, że wolny rynek oferuje inne, atrakcyjniejsze możliwości robienia kariery. Co więcej, zaczyna dominować przekonanie, że w warunkach polskich uprawiać naukę jest tak trudno, że nie warto się w to pakować. Istotnie, początki są trudne, ale gdy się zostanie zauważonym na świecie, można dorabiać regularnymi wyjazdami na Zachód – wiele osób z mojego pokolenia, które są w Polsce, w ten sposób działa. Ten przymus ekonomiczny bywa nawet korzystny naukowo, ma się więcej kontaktów, które wspaniale poszerzają horyzonty.

– Czy trudno osiągnąć to najwyższe wtajemniczenie naukowe? Istnieje przecież ogromna konkurencja, do Ameryki zjeżdża pół świata, Europa, Azja, Hindusi...

– W Stanach istotnie działa wielu Hindusów astronomów, ale nie sądzę, aby oni dominowali. Na moim wydziale w Princeton co najmniej połowa profesorów pochodzi z zagranicy. W najlepszych placówkach astronomicznych w Stanach co najmniej połowa zespołów to ludzie urodzeni i wykształceni gdzie indziej. Świadczy to o tym, że w Stanach warunki uprawiania nauki są lepsze – a przynajmniej taka krąży fama.

– Powiedział Pan, że jest koordynatorem różnych przedsięwzięć naukowych – ale na pewno ma Pan własny program badawczy?

– Tak było, ale się zmieniło. Mniej więcej od lat dziesięciu, a bardziej od pięciu gros tego, co robię, kręci się wokół projektów obserwacyjnych kolegów z Warszawy. Mam dla nich pewne propozycje, no i środki finansowe. Mam też wcześniejszy dostęp do danych, do informacji, że gdzieś dzieje się coś ciekawego. Z naukowego punktu widzenia jest dla mnie niesłychanie korzystne odejście od czystej teorii ku temu, co bym nazwał doradztwem czy projektowaniem nowych przedsięwzięć, które są potem realizowane przez ludzi mających przygotowanie techniczne. Ja nie mam smykałki do mechaniki, elektroniki itp., miewam natomiast pewne pomysły, mniej lub bardziej wariackie; jest mi potrzebny ktoś, kto stoi mocno na ziemi i wie, co jest realne, a co nie.

– Czyli oni jakby zdobywają materiał naukowy dla Pana, bo pewnie chętniej Pan ich puszcza w kierunkach, które sam uważa za obiecujące.

– To jest symbioza; często trudno odróżnić, kto jest inicjatorem, a kto kontynuatorem. Ja staram się dostrzec szerszy kontekst astronomiczny, badam, co jeszcze można w oparciu o nasze dane uzyskać, jakich ludzi mogę znaleźć, najczęściej poza Polską, którzy byliby nam przydatni. Zupełnie niedawno ukazała się bardzo ciekawa praca oparta na danych naszej grupy, ale z analizą Chińczyka, który był kiedyś moim doktorantem, a teraz jest profesorem w Manchesterze. Wydaje się, że prawie na pewno odkryto przy pomocy mikrosoczewkowania grawitacyjnego pierwszą wędrowną czarną dziurę o masie kilkunastu, kilkudziesięciu mas Słońca. Nie należy ona, jak to zwykle bywa, do żadnego układu podwójnego, tylko luzem porusza się po naszej Galaktyce. Takich obiektów powinno być w Galaktyce około miliona, ale dotąd nikt nie potrafił ich znaleźć, bo czarna dziura z definicji jest niewidoczna. W tej kombinacji warszawiacy wykonali obserwacje, mój były doktorant zrobił analizę danych, Chińczyk stworzył model teoretyczny, a moja rola polegała na koordynowaniu całości. Ograniczyłem się do wysyłania maili, żeby to wszystko powiązać.

– No i dał Pan jednak metodę: mikrosoczewkowanie. Czy soczewkowanie grawitacyjne to również Pański pomysł?

– Soczewkowanie było wielokrotnie przez wielu ludzi niezależnie odkrywane i zapominane. Moje szczęście polegało na tym, że wpadłem na ten pomysł, gdy technologia już umożliwiała zrealizowanie go. W jakimś sensie mogę mówić o szczęściu: miałem dobry pomysł we właściwym czasie.

Z ogólnej teorii względności wynika, że masywne obiekty zakrzywiają przestrzeń w taki sposób, iż promienie światła biegnące obok uginają się. Było to przewidziane przez Einsteina i potwierdzone przez ekspedycję Eddingtona podczas zaćmienia Słońca w 1919 roku. Zauważono wtedy, że położenia gwiazd w pobliżu Słońca odchylają się. Następnie odkryto podobne zjawiska w skali kosmicznej, tzn. bardzo dalekie, bardzo jasne źródła promieniowania zwane kwazarami były widziane podwójnie, po dwóch stronach galaktyki, która działała jak grawitacyjna soczewka. Masa galaktyki uginała światło, które docierało do nas po dwu różnych drogach. Potem znaleziono obiekty, które dawały nawet cztery różne obrazy tego samego kwazara.

Mikrosoczewkowanie jest podobnym zjawiskiem, ale w skali kątowej na tyle małej, że nie jesteśmy w stanie tych wielokrotnych obrazów zobaczyć. Jakiś obiekt w naszej Galaktyce (gwiazda, czarna dziura, planeta, wszystko, co ma masę) ustawia się niemal dokładnie na linii pomiędzy nami a inną daleką gwiazdą i rozdwaja obraz tej dalekiej gwiazdy, zwiększając jej całkowitą jasność. Ponieważ wszystko w kosmosie jest w ruchu, takie idealne ustawienie nigdy nie trwa długo. Kiedy soczewkująca masa przemieszcza się, obraz dalekiej gwiazdy pojaśnia się, a następnie gaśnie do poprzedniej jasności. To pojaśnienie trzeba wyłapać; trudność polega na tym, że takie ustawienie ciał zachodzi rzadko. Trzeba śledzić jasność milionów gwiazd przez parę lat, żeby wykryć paręset tego typu zjawisk.

– Idzie Pan w pewnym sensie pod prąd obecnych tendencji w astronomii, która domaga się coraz potężniejszych teleskopów. Pan natomiast twierdzi, że stosunkowo tanią aparaturą można dokonać wielkich rzeczy.

– Jest to moje podejście do astronomii od zawsze. Bardzo wcześnie zorientowałem się, że powinienem pracować tylko nad łatwymi problemami. Jeżeli wybieram problem, który jest dla mnie trudny, ale dla kogoś innego nie, to niczego nie wskóram, bo kto inny upora się z nim szybciej. Mój talent polega chyba na wynajdywaniu łatwych problemów.

Jak to wygląda w praktyce? Jeżeli jakaś dziedzina staje się modna, bardzo wielu bystrych ludzi rzuca się na nią i w krótkim czasie staje się ona bardzo trudna, bo wszystkie łatwe kwestie zostają tam rozpracowane. Trzeba znaleźć sobie dziedzinę, którą z jakichś powodów przeoczono, nie zauważono, że leży odłogiem i jest technicznie dostępna. W jakimś sensie to, z czym borykamy się ja i warszawiacy, sytuuje się na marginesie tego, co ma wzięcie na Zachodzie. Tam miarą wagi przedsięwzięcia stał się jego koszt.

– Ale nie można długo ciągnąć tej tendencji, bo dojdziemy do absurdu.

– Oczywiście. Zawsze mnie pociągało znajdowanie przedsięwzięć, które można realizować skromniejszymi środkami. Mikrosoczewkowanie czy znajdowanie zmienności na niebie to dwie dziedziny w niewiarygodnym stopniu „niedorozwinięte”, choć technologia ostatnich lat umożliwia badania dawniej niewykonalne. Inne grupy też próbują to robić, ale nasz projekt OGLE jest właściwie bez konkurencji.

– Czyli próbuje Pan zbierać grzyby tam, gdzie wszyscy już przeszli.

– Nie, raczej tam, gdzie ominęli. Poszli ścieżką do przodu, a nie zauważyli, że z boku jest ogromna ilość grzybów do zebrania.

– Mówi się, że jako wybitny astrofizyk ma Pan szansę na otrzymanie Nagrody Nobla.

– Jestem bardzo wybitnym astrofizykiem, ale na Nobla absolutnie się nie zanosi. (śmiech) Jeśli ktoś z polskich astrofizyków ma jakąkolwiek szansę na Nobla, to przede wszystkim Wolszczan. On zrobił jedno konkretne, spektakularne, ale też bardzo ważne odkrycie: znalazł pierwsze planety poza Układem Słonecznym. Żeby zasłużyć na Nobla, trzeba zrobić coś konkretnego.

– Czy mikrosoczewkowanie jest nie dość konkretne?

– Gdyby mikrosoczewkowanie doprowadziło np. do odkrycia, czym jest ciemna materia, to tak.

– Moim zdaniem może doprowadzić.

– Prawie na pewno nie. Przez dekadę mikrosoczewkowanie było szalenie modne, bo wydawało się, że pozwoli rozstrzygnąć kwestię ciemnej materii. W tej chwili jest prawie pewne, że ciemna materia nie da się wykrywać metodą mikrosoczewkowania grawitacyjnego.

– Ale może służyć do detekcji samotnych czarnych dziur.

– Nie jest to aż tak spektakularne. Wie pan, ja nie uważam się za osobę skromną, mam poczucie własnej wartości i tego, co osiągnąłem. Jestem pewnie jednym z lepszych astrofizyków, który robi bardzo wiele różnych ważnych i ciekawych rzeczy. Ale nie zrobiłem nigdy czegoś tak konkretnego i na tyle ważnego, żeby się zanosiło na Nobla. Ja nie pracuję na Nobla, pracuję dla zabawy.

– W książce Paula Halperna „Łowcy planet” wspomina się, że razem z Shunde Mao stworzył Pan podstawy teoretyczne do szukania planet pozasłonecznych metodą mikrosoczewkowania. Czy wasze prace doprowadziły do wykrycia konkretnych obiektów?

– Zgodnie z naszymi przewidywaniami 5–10 procent zjawisk mikrosoczewkowania wywołują gwiazdy podwójne. To się obserwuje. Nasza praca z 1991 roku pomogła zidentyfikować pierwszy taki przypadek. Andrzej Udalski, który miał już wtedy sześć przypadków mikrosoczewkowania, przysłał mi mail: „słuchaj, tu jest gwiazda zmienna, która zmienia się jak jeden z przypadków waszej pracy z Shunde Mao”. Wyglądało to na soczewkowanie przez gwiazdę podwójną i późniejsze badania potwierdziły to. W tej chwili znamy kilkaset przypadków soczewkowania przez gwiazdy pojedyncze i kilkadziesiąt – przez podwójne. Nie zaobserwowano dotąd ani jednego przypadku, gdzie byłaby pewność, że soczewkuje układ planetarny. Prawdopodobieństwo, że obiekt tak mało masywny jak planeta będzie działać jak soczewka, jest niewielkie.

Kwestia sprowadza się do strumienia danych, który aparatura jest w stanie zarejestrować. Dotychczasowa aparatura pozwalała na łapanie soczewek gwiazd pojedynczych i podwójnych. Nowa aparatura, którą Udalski skonstruował i która działa od czerwca tego roku, prawdopodobnie zbiera dostateczną ilość danych, by w ciągu najbliższych miesięcy, najwyżej lat, odkryć pierwsze planety. Będą to najpierw planety typu Jowisza, które ze względu na większą masę są łatwiejsze do wykrycia. Jeżeli nam się to uda, będzie to na tyle dużą sensacją, że może zdołam zebrać fundusze na następny instrument, o rząd wielkości bardziej efektywny. Wtedy można by łapać planety o mniejszych masach, takich jak Ziemia. Zjawisko, które powoduje planeta, zdarza się rzadko i trwa krótko. Trzeba więc mierzyć bardzo wiele gwiazd i czynić to bardzo często.

– Zajmował się Pan także materią międzygwiazdową. Co ciekawego można znaleźć między gwiazdami?

– Och, bardzo dużo. W ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat astronomowie zdali sobie sprawę, że większość materii znajduje się nie w gwiazdach, lecz jest rozproszona pomiędzy gwiazdami i galaktykami. Większość gazu obecnego we Wszechświecie nigdy nie utworzyła gwiazd, ciągle pozostając w rozproszeniu. Są też bardzo poważne poszlaki świadczące o tym, że próżnia kosmiczna „produkuje” odpychanie – można by powiedzieć, że próżnia kosmiczna jest odpychająca. Efektu tego nie da się zmierzyć w laboratorium, gdyż nawet w skali gromad galaktyk nie jest on uchwytny, ujawnia się dopiero w skali całego Wszechświata. Łączne efekty grawitacyjne, wywołane przez materię zwykłą oraz materię ciemną w połączeniu z próżnią powodują, że przestrzeń w skali bardzo dużej jest mniej więcej płaska we wszystkich wymiarach. Natomiast ekspansja Wszechświata jest obecnie przyspieszana, ponieważ próżnia stanowi 70 procent wkładu do dynamiki Wszechświata.

– Czyli jedno oddziaływanie zaczyna dominować inne?

– Tak. Jest to najbardziej sensacyjne odkrycie ostatnich lat, jeszcze nie do końca pewne – że próżnia w bardzo dużej skali niejako odpycha. Pojawia się mnóstwo hipotez, niekiedy bardzo fantastycznych, jak ta, iż prawa fizyczne w dużej skali mogą ulegać modyfikacji. Poznaliśmy dobrze bardzo wiele rzeczy we Wszechświecie, ale mamy dwie duże zagadki: czym jest ciemna materia i jaka jest natura tej dziwnej próżni.

– A co Pan myśli o koncepcji, że nasz Wszechświat powstał z kolizji dwóch innych wszechświatów? To by znaczyło, że wszechświaty mogą ze sobą oddziaływać.

– Jest całe mnóstwo różnych teorii kosmologicznych: zderzające się wszechświaty, równoległe, oddzielające się od siebie – wszystko jednak absolutnie niesprawdzalne. Żadna z tych teorii nie proponuje konkretnych obserwacji, które by pomogły ją zweryfikować. Tak naprawdę zachodzi tu generowanie fantastyki przez naukowców.

– Mnie, profanowi, ta koncepcja kolizji wszechświatów się podoba, ponieważ cały nasz Wszechświat oparty jest na katastrofach. Nasza Galaktyka wchłonęła tuzin mniejszych obiektów, zanim stała się tym, czym jest. Podobnie z Andromedą – teraz oba te obiekty dążą ku sobie z prędkością 140 km/s. Czemuż inaczej miałoby być ze wszechświatami, jeśli istnieje ich więcej niż jeden?

– Tu wkraczamy w zakres czegoś, co można nazwać fantastyką, być może filozofią. Mnie osobiście tego typu fantazjowanie umiarkowanie odpowiada. Nie mam nic przeciwko temu, żeby poczytać sobie fantastykę naukową dla rozrywki, ale takie koncepcje nie mają nic wspólnego z nauką serio.

– Znany astrofizyk czyta SF?

– Od czasu do czasu. Nawet lubię. Mam mało czasu, więc i mało czytam, ale nie biorę tego serio. Bardzo chętnie też słucham referatów ze zwariowanymi pomysłami kosmologicznymi, wpadają mi jednym uchem, wypadają drugim. Nie przywiązuję do tego wagi.

– Jak Pan ocenia twórczość i osobę Lema? Miał Pan z nim bliskie kontakty: syn Stanisława Lema, Tomasz, był przecież Pańskim studentem.

– Istotnie, Tomasz Lem studiował w Princeton i byłem opiekunem jego pracy końcowej. Mieliśmy mały kłopot: on bardzo chciał pracować nad kosmologią, ja się na tym niezbyt znałem. No ale jakoś poradził sobie. Teraz interesuje go nie fizyka czy astrofizyka, lecz literatura. Znam się na tym jeszcze mniej niż na kosmologii. Natomiast fascynują mnie dzieła Stanisława Lema, głębokość jego spojrzenia na ogromną liczbę dziedzin. Bardzo sobie cenię nasze spotkania, niestety nader rzadkie.

– Pracuje Pan już kilkadziesiąt lat z Wszechświatem, bada jego elementy. Czy zastanawiał się Pan, do czego może służyć Wszechświat jako całość?

– Nie. Zastanawiałem się, co ja mogę robić w tym Wszechświecie. Dla mnie Wszechświat jest czymś, w czym żyjemy, co jako astronom z przyjemnością obserwuję, ale podejście, że Wszechświat może do czegoś służyć, jest mi zupełnie obce.

– Można uważać, że celem Wszechświata jest wytworzenie materii wyżej zorganizowanej i w efekcie życia, może nawet inteligentnego.

– Z tego, co mi z fizyki wiadomo, fizycy mogą stworzyć nowy wszechświat, przy okazji być może niszcząc obecny. Ale na pewno nie będą w stanie kontrolować, co się w tym ich wszechświecie będzie dziać. Skonstruować coś jest dużo łatwiej niż kontrolować to. Nie jest trudno zrobić dzieci; kontrolować je jest niemożliwością. Sporo powieści SF powiada, że istnieje ktoś lub coś, można to nazwać superinteligencją, Bogiem itp., co dysponuje zdolnością stworzenia wszechświatów – ale nie bardzo to kontroluje. Metodą prób i błędów doprowadził do powstania wszechświata takiego jak nasz; być może w miarę doskonalenia się będzie wytwarzać jeszcze lepsze wszechświaty. Jest to jednak czysta zabawa. Astronomia także jest dla mnie rozrywką – ale pewne rozrywki traktuję bardzo serio, inne mam za błahe. Rozważania, ile jest wszechświatów, czy ktoś je stwarza, czy one czemuś służą, nie wchodzą w zakres domeny, którą się zajmuję.

– Co dla człowieka takiego jak Pan, mocno zanurzonego w astrofizyce, oznacza odkrycie tych 70 planet poza Słońcem1? Czy na pewno są one odkryte?

– Moje wrażenie jest takie, że wśród astronomów wątpliwości nie ma. Pierwszy taki układ, absolutnie fantastyczny i jedyny, odkrył Aleksander Wolszczan; znajdują się w nim planety o masach rzędu masy Ziemi. Wszystkie następne planety są podobne do Jowisza, tylko bardziej dziwne, bo niektóre obiegają swoją gwiazdę w kilka dni. Brak zainteresowania planetami Wolszczana bierze się z przesądu, że życie może istnieć tylko na obiektach krążących wokół gwiazd podobnych do Słońca. Dla mnie to taki sam absurd jak pogląd, że ufoludki mówią po angielsku.

– Ale gwiazda w układzie Wolszczana sieje intensywnie promieniowaniem rentgenowskim. Sam Wolszczan mówi, że te planety to takie żelazne tłuczki.

– Są poważni uczeni, którzy uważają, że życie na Ziemi powstało nie na powierzchni, lecz na głębokości kilku kilometrów. Kilka lat temu wykryto w skałach na głębokości wielu kilometrów bakterie, które są całkowicie nieczułe na to, co się dzieje na powierzchni Ziemi. Przy gorących źródłach na dnie oceanu kwitnie życie. W źródłach siarkowych kwitnie życie. Nawet kataklizm globalny spowodowany przez uderzenie komety nie wyrządziłby im krzywdy.

Zanim Wolszczan odkrył swoje planety, żaden szanujący się teoretyk nie miałby kłopotów z udowodnieniem, że takich planet nie ma prawa być. Jest to zjawisko na tyle wariackie, że nie bardzo wiadomo, jak je ugryźć. Otóż my naprawdę nie rozumiemy, na czym polega życie, w jaki sposób powstało, czy jest to zjawisko częste, czy rzadkie, czy jest możliwe tylko w oparciu o węgiel, czy wymaga obecności wody itp. Bardzo mi się pod tym względem podobają niektóre opowiadania Lema, który nie czuł się w najmniejszym stopniu skrępowany przesądami na temat życia. My naprawdę bardzo mało na ten temat wiemy. Astrofizyka jest dziedziną bardzo mętną, tu nie ma mowy o rygorystycznym prowadzeniu wnioskowania – ale życie jest nieporównanie bardziej skomplikowane. Fantazje, gdzie może zaistnieć życie, a gdzie nie, uważam właśnie za fantazje; być może jesteśmy jedynym miejscem, gdzie powstało życie, a być może znajdziemy je na planetach przy najmarniejszej gwieździe.

listopad 2001