Człowiek zawsze wypatrywał gwiazd. Były jego przewodnikiem

Dariusz Chajewski

Gwiazdy nadal skrywają przed nami swoje tajemnice - mówi prof. Andrzej Drzewiński, dziekan Wydziału Fizyki i Astronomii UZ, autor powieści science fiction, popularyzator nauki...

Czy w oczekiwaniu na początek wigilijnej wieczerzy Pana rodzina wypatruje pierwszej gwiazdy?
Tak, mimo że nie jest to oczywiście jakimś obowiązkiem. To tradycja.

I nie przeszkadza wiedza, że gwiazda nie jest gwiazdą?
Bynajmniej. Powiem więcej: wieczerza wigilijna to doskonała okazja, aby o tym porozmawiać. W istocie rolę pierwszej gwiazdy zazwyczaj biorą na siebie planety, Wenus lub Jowisz, które na grudniowym niebie bywają jaśniejsze od gwiazd. Chociaż to właśnie światło gwiazdy, naszego Słońca, widzimy odbite od planet. A jeśli starczy nam cierpliwości, to pierwszą „prawdziwą” gwiazdą będzie zapewne Wega.

Coś symbolicznego jest w tym, że Boże Narodzenie nazywamy Gwiazdką?
To wzięło się z tradycji i przekazu zawartego w Biblii, gdzie mowa jest o trzech magach prowadzonych przez gwiazdę do Betlejem. Ta zaś, której wypatrujemy w wigilijny wieczór, ma ją symbolizować.

... to wszystko jest fizyką i zawsze można powiedzieć, że astronomia to fizyka dużych odległości.

Ale wy, naukowcy, musieliście wszystko zepsuć. I nie dość, że wiemy, iż nie jest to gwiazda, to na dodatek dowodzicie, że nie działo się to w roku pierwszym.
Tutaj mamy wątek lokalny, gdyż Kepler pracujący w Żaganiu w ostatnich latach swojego życia poświęcił wiele czasu na dociekania, czym była Gwiazda Betlejemska. Obecnie, kiedy mamy komputery i znamy prawa fizyki, którym podlegają również ciała niebieskie, próbujemy ustalić jej tożsamość. Najbardziej prawdopodobna wydaje się koncepcja tzw. wielkiej koniunkcji Jowisza i Saturna lub wybuchu supernowej, a według dzisiejszego kalendarza miało to miejsce około 6 roku p.n.e. Tak czy inaczej, rzeczywiście zmiany rachuby kalendarzowej namieszały nieco, nie wspominając o tym, że zapomniano przed wiekami o roku zerowym...

... w sferze pozaksiężycowej, doskonałej i niezmiennej, dojrzał nową gwiazdę, która świeciła niezwykle jasno.

Ludzie dawali się prowadzić gwiazdom...
Człowiek zawsze zadzierał głowę i spoglądał w niebo. Doskonale to rozumiemy: każdy, gdzieś nocą, daleko od świateł, spoglądał na rozgwieżdżony nieboskłon. Wtedy czuł podziw i postrzegał siebie w odpowiedniej skali. Drobiny. Człowiek wykorzystywał reguły rządzące nieboskłonem do własnych celów, chociażby nawigacji czy ustalenia pory wylewu Nilu. W starożytności sądzono, że gwiazdy stanowią odległą sferę otaczającą Ziemię, która leży w centrum wszechświata. Arystoteles dzielił wszechświat na dwa rozłączne obszary: podksiężycowy, gdzie wszystko się zmienia, powstaje i ginie, oraz ten za orbitą Księżyca, doskonały i niezmienny. Krążące tam planety miały się poruszać po najdoskonalszych torach, czyli okręgach, i żadna siła grawitacji nie była tutaj potrzebna. Podobnie była ona zbędna w pobliżu Ziemi, gdzie ciała składające się w większości z elementów ziemi i wody dążyły do środka wszechświata, a więc spadały na nią, a te, gdzie więcej było ognia i powietrza, oddalały się od centrum, czyli unosiły się.

Tam, u góry, była strefa zakazana.
Raczej nieosiągalna. To tam zawsze szukano sacrum, świętości, doskonałości i dlatego w wielu kulturach świątynie budowano na wzgórzach, skąd górowały nad miastem. Wracając do koncepcji Arystotelesa. Przypomnijmy sobie legendę o Twardowskim uciekającym przed diabłem na kogucie na Księżyc. Dlaczego tam, a nie gdzieś dalej? Bo dalej nie było można: nic ze strefy podksiężycowej nie jest w stanie unieść się do strefy ponad orbitą Księżyca. Jeszcze jedna historia. W 1572 roku Tycho de Brahe zaobserwował coś, czego być nie powinno. Otóż w sferze pozaksiężycowej, doskonałej i niezmiennej, dojrzał nową gwiazdę, która świeciła niezwykle jasno. Był tak podekscytowany, że ponoć zerwał rodzinę i służbę z łóżek, aby potwierdzili, że nie ulega jakimś omamom. To była supernowa w układzie Kasjopei, której blask ostatecznie zgasł po paru miesiącach. Gdy masywnej gwieździe wyczerpuje się paliwo termojądrowe, promieniowanie słabnie, a siła grawitacji sprawia, że ten obiekt zapada się... i mamy wielkie BUM! To ujrzał Tycho.

Dziś w astronomii do obserwacji kosmosu używa się bardzo szerokiego zakresu fal.

Ujrzał... Dziś widzimy na niebie to, czego... nie widzimy.
Mówiąc o widzialnym świetle, mamy na myśli jedynie wąski zakres fal elektromagnetycznych, takich o długości około połowy jednomilionowej metra. Chociaż fale nieco dłuższe także możemy odbierać przez… receptory ciepła w skórze. Promieniowanie podczerwone obejmuje zakres fal od widzialnych aż do długości 1 milimetra i charakteryzuje się tym, że dobrze podgrzewa różne obiekty. Potem mamy jeszcze dłuższe fale radiowe, zaś kiedy powędrujemy w drugim kierunku, w stronę fal coraz krótszych, to znajdziemy tam coraz bardziej niebezpieczne fale, chociażby ultrafioletowe czy rentgenowskie. Dziś w astronomii do obserwacji kosmosu używa się bardzo szerokiego zakresu fal.

I mamy wspaniałe portrety wszechświata.
Karierę robią niesamowite zdjęcia tzw. filarów stworzenia, które przedstawiają gigantyczne słupy gazu i pyłu, w których rodzą się gwiazdy. Pierwszy raz te obiekty znajdujące się 7000 lat świetlnych od nas sfotografował teleskop Hubble’a, ale ponieważ pył pochłania światło widzialne, nie pokazywały one całej bogatej struktury. Dopiero zdjęcia wykorzystujące promieniowanie podczerwone, które znacznie lepiej przechodzi przez pył, pokazały m.in. młode, właśnie powstające gwiazdy. Z kolei w Zielonej Górze znajdujemy się w czołówce ośrodków wykorzystujących do badania kosmosu fale radiowe.

To astronomia czy astrofizyka?
Mówiąc nieco prowokacyjnie, to wszystko jest fizyką i zawsze można powiedzieć, że astronomia to fizyka dużych odległości. A mówiąc poważniej, ten typowy obrazek astronoma, który całe noce spędza, patrząc w teleskop, to już historia. Oczywiście, taki klasyczny sprzęt jest wykorzystywany, ale przede wszystkim w celach edukacyjnych i demonstracyjnych. Zresztą byłoby to trudne, gdyż obecnie nasze otoczenie jest bardzo zanieczyszczone... światłem. Niedawno w okolicy Świeradowa po-wstał nawet Izerski Park Ciemnego Nieba – jako inicjatywa polsko-czeska.

Nieoczekiwanie badania z końca XX wieku wykazały, że od kilku miliardów lat wszechświat przyspiesza

Koniec tajemnicy, magii, odarto z nich nawet gwiazdy.
Wręcz przeciwnie: tajemnic jest coraz więcej. Jeszcze dwadzieścia lat temu wszyscy byli święcie przekonani, że kosmos to mnóstwo gwiazd zgrupowanych w galaktyki, które tworzą gromady galaktyk, te zaś supergromady i to wszystko się rozszerza. Aha, mówiąc rozszerza się, nie mam na myśli, że rozszerza się w czymś, ale to, że wszechświat pęcznieje wraz z czasoprzestrzenią. Nieoczekiwanie badania z końca XX wieku wykazały, że od kilku miliardów lat wszechświat przyspiesza, mimo że za sprawą grawitacji powinien hamować. Naukowcy dostali za te odkrycia Nobla, a my kolejną tajemnicę, co u licha może Wszechświat rozpychać. Do tego mamy spór o brakującą materię, bo to, o czym wiemy, co świeci, to stanowczo zbyt mało, aby wszechświat zachowywał się tak jak się zachowuje. Gdyby nie było innej materii, to galaktyki – o ile w ogóle zdążyłyby powstać – dawno już powinny się rozpaść. Stąd zakładamy, że istnieje... coś. Ciemna materia. Czym jest, jak działa? Wiemy tylko, że oddziałuje grawitacyjnie ze zwykłą materią.

Czyli nadal gdzieś, tam, jest wielki znak zapytania?
I myślę, że zawsze będzie.