Inne planety i czarne dziury. Ta dekada zmieniła nasze spojrzenie na wszechświat

Zdjęcie czarnej dziury oraz pierwsze dokładne zdjęcia powierzchni Plutona to dwa obrazy, które od teraz będą umieszczane w podręcznikach szkolnych. Fot. Event Horizon Telescope / NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Alex Parker

Ostatnia dekada obfitowała w ważne odkrycia naukowe, z których część – można to bezpiecznie powiedzieć – na pewno pozostanie w ludzkiej pamięci i będzie miała wpływ na nasze życie. Ostatnie dziesięć lat będziemy też zapewne wspominać jako czas, kiedy kompletniej rewolucji uległy nasze dotychczasowe poglądy na to, jak wygląda i działa wszechświat.

Dziwnie się człowiekowi robi, kiedy pomyśli, że w końcówce grudnia 2009 roku nikt nawet nie podejrzewał, że już za kilkanaście miesięcy dwie badaczki, Emmanuelle Charpentier i Jennifer Doudna, odkryją sposób na tanią i precyzyjną edycję genów, przez co człowiek zyska niespotykaną wcześniej kontrolę nad ewolucją.

W ciągu zaledwie kilku lat gigantycznym zmianom uległ też nasz obraz przeszłości. Nie dość, że naukowcom udało się potwierdzić istnienie nieznanego wcześniej bliskiego krewniaka człowieka, denisowianina – okazało się też, że Homo sapiens krzyżował się zarówno z denisowianami, jak i z neadertalczykami!

Wymienić by tutaj można naprawdę wiele rzeczy (a co na przykład z wykryciem w 2012 bozonu Higgsa, "boskiej cząstki", na tyle fascynującej, że przeniknęła głęboko do kultury popularnej?), w podsumowaniu ostatnich dziesięciu lat postanowiliśmy jednak ograniczyć się do jednej konkretnej działki, która masową wyobraźnię poruszyła chyba najbardziej: astronomii.

Fale grawitacyjne i podsłuchiwanie kosmosu
– W mijającej dekadzie były dwa momenty, kiedy dało się w wyczuć w środowisku astronomów, że zaraz stanie się coś ważnego – wspomina w rozmowie z INNPoland.pl dr Jakub Bochiński, astronom z Centrum Nauki Kopernik i członek stowarzyszenia Rzecznicy Nauki.

Jednym z tych momentów był początek 2016 roku, kiedy podano informację o pierwszej w historii detekcji fal grawitacyjnych. Chodzi tutaj o bardzo delikatne wibracje czasoprzestrzeni, wywołane przez gigantyczną kosmiczną katastrofę. Te zaobserwowane jako pierwsze były np. efektem kolizji dwóch czarnych dziur.

Informacja ta wprawiła naukowców w prawdziwą ekstazę: istnienie fal grawitacyjnych jako pierwszy przewidział sto lat wcześniej Albert Einstein, jednak aż do 2016 wszyscy musieli w ich istnienie wierzyć na słowo.

Detektor fal grawitacyjnych Advanced LIGO nie wygląda może zbyt okazale z zewnątrz, jednak to tam dokonano historycznego odkrycia. Fot. 123rf.com

Co takiego jest w tych falach?
Poziom ekscytacji środowiska pokazuje chyba najlepiej anegdota przytoczona przez naszego rozmówcę: przed ogłoszeniem odkrycia otrzymał jedynie informację od znajomego, który przekonywał go, że jest konferencja, na której "musi" być – nie mógł jednak zdradzić nic więcej.

– Podejrzewałem, że może chodzić o fale grawitacyjne i koniec końców przesunąłem ważne spotkanie po to, żeby pojawić się na konferencji – przypomina sobie dr Bochiński. – Szczęśliwie, osoby z którymi miałem się spotkać doskonale zrozumiały wagę sytuacji i same wręcz dopytywały o szczegóły. I myślę, że to właśnie najlepiej obrazuje jak wielkie było to odkrycie nie tylko dla naukowców, ale i całego świata – dodaje,

Astronom przyznaje, że fale grawitacyjne nie są najbardziej wdzięcznym medialnie tematem i zapewne w przyszłości to głównie osoby zainteresowane nauką będą kojarzyć, że pierwsza detekcja była właśnie w tej dekadzie.

– Równocześnie jednak dla nas, astronomów, to jest zupełnie nowy sposób patrzenia na wszechświat, jakby zupełnie nowy teleskop: mamy fale podczerwone, fale ultrafioletowe, fale widzialne, w każdych widzi się coś innego. I nagle otwiera się przed nami zupełnie nowy rodzaj astronomii: astronomia fal grawitacyjnych, która pozwoli nam spojrzeć na wszechświat w jeszcze inny sposób, co będzie procentowało przez kolejne dekady – podkreśla.

Era egzoplanet
– Druga rzecz to przyznanie w tym roku nagrody Nobla za egzoplanety. Sam się nimi zajmuję, więc to było niesamowite doświadczenie obserwować, jak Michel Mayor i Didier Queloz, moi koledzy po fachu, z którymi zresztą zdarzyło mi się współpracować, zostają w ten sposób docenieni – opowiada dr Bochiński.

I rzeczywiście, coś w tym jest. Pierwsze egzoplanety – czyli planety poza Układem Słonecznym – odkryto jeszcze na przełomie lat 80. i 90. Nie ma jednak wątpliwości, że mijająca dekada była pod tym względem przełomowa: w tym momencie znamy już kilka tysięcy planet, z których znacząca większość została odkryta właśnie w ciągu ostatnich dziesięciu lat.

Sam fakt istnienia planety Ziemia nie jest już w 2019 roku wyjątkowy. Tylko w naszej galaktyce planet jest prawdopodobnie tyle, ile gwiazd!

– Wiemy, że temperatura na nich może być taka, jak na Ziemi, wiemy też, że na niektórych z nich znajduje się woda. Zaczynamy nawet te planety mapować i dowiadywać się, z czego dokładnie się składają. To trochę tak, jakbyśmy wbili łopatę i zanalizowali skład chemiczny samej planety – wylicza nasz rozmówca.

I nie ma wątpliwości, że te odkrycia będą trwać dalej. – To jest niesamowite, że po kilkuset latach szukania i zastanawiania się, czy istnieją inne światy, czy na tych światach mogłoby istnieć życie, dochodzimy do absolutnie przełomowego momentu naszej historii, w którym zaczynamy na te pytania odpowiadać – mówi dr Bochiński.

Pomarańczowa czarna dziura
Nie samymi falami grawitacyjnymi i egzoplanetami żyli jednak w ostatnim dziesięcioleciu astronomowie. Mijająca dekada przyniosła bowiem dwa obrazy, które na stałe zapisały się w naszej świadomości. Jednym z nich jest oczywiście zaprezentowane 10 kwietnia tego roku zdjęcie czarnej dziury.

Zdjęcie przedstawiające supermasywna czarną dziurę w centrum galaktyki Messier 87 zaprezentowane zostało 10 kwietnia 2019 roku. Fot. Event Horizon Telescope

"Zdjęcie czarnej dziury" to, rzecz jasna, skrót myślowy – fotografia przedstawia bowiem strefę czarną dziurę otaczającą, tzw. dysk akrecyjny – jednak jest to skrót myślowy, który zdecydowali się zastosować sami naukowcy. I dobrze zrobili, bo dzięki temu wagę tego obrazu mogli docenić również laicy.

Jak jednak ze śmiechem zauważa nasz rozmówca, podczas przygotowań do publikacji naukowcy podjęli jeszcze jedną ciekawą decyzję: pokazali otoczenie czarnej dziury jako pomarańczowe. A nie musieli! Obserwacje prowadzone były na falach niewidocznych dla naszego oka, więc kolor mógł być dowolny. Skąd więc właśnie pomarańcz?

– Śmieję się, że taka decyzja została podjęta dlatego, że kilka lat wcześniej film "Interstellar" zaczął nam już kodować, że czarne dziury są pomarańczowe – stwierdza dr Bochiński. – Co zresztą ciekawe, przy okazji przygotowań do filmu naukowcy wyliczyli, jak obecna w nim czarna dziura powinna wyglądać i okazało się, że jeśli już, to jest raczej szarawo-niebieskawa – opowiada.

W filmie jednak obiekt został podkolorowany, żeby lepiej wyglądał na ekranie.

– Teraz jestem przekonany, że już do końca świata w kulturze czarne dziury będą pomarańczowe – uśmiecha się dr Bochiński.

Pies Pluto na Plutonie
A drugi epokowy obraz? Tutaj trzeba się odrobinę cofnąć w czasie, do lipca 2015 roku, kiedy to sonda New Horizons zbliżyła się do Plutona bardziej niż jakikolwiek inny obiekt stworzony przez człowieka i zrobiła serię zdjęć, które udowodniły dlaczego warto jednak przyglądać się kosmicznym obiektom z bliska.

To konkretne zdjęcie Plutona opublikowane zostało trzy lata po przelocie misji New Horizons, kiedy naukowcy mieli czas porządnie przetworzyć otrzymane dane. Fot. NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Alex Parker

Pluton, którego przez lata przedstawiano jako martwą lodową kulę, okazał się... aktywnym geologicznie, pełnym fascynujących zjawisk światem. Do tego – jak żartowano w mediach społecznościowych – bardzo sympatycznym, gdyż zamiast obrazić się za degradację do planety karłowatej, na dzień dobry pokazał ludziom kształt serca.