Středa 27. října 2021, svátek má Šarlota, Zoja, Zoe
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet

Lidovky.cz

Černou díru jsem našel díky chybě

Česko

V pátrání po první známé černé díře jsme pokračovali díky špatnému odečítání dat, přiznává britský astronom Paul Murdin

Britský astronom a popularizátor vědy Paul Murdin se minulý týden zúčastnil konference o gravitaci černých děr v pražském Karolinu.

* LN V knize Tajemství vesmíru popisujete 65 hlavních objevů v historii astronomie. Inspiroval vás některý z nich k tomu, abyste se stal astronomem?

To ani ne, inspirovala mě hlavně souhvězdí. Jak vidíte, chodím o holích, protože když mi bylo sedm let, měl jsem dětskou obrnu. Takže jsem jako kluk nebyl moc aktivní, seděl jsem doma a četl knížky. Spoustu knížek. Samozřejmě nejen o astronomii, ale když mi bylo osm nebo devět, jeli jsme s rodiči na dovolenou k moři a za kapesné jsem si v obchůdku na pláži koupil malou knížku o souhvězdích, která jsou vidět na obloze v různých ročních dobách. Pak jsem každý večer ležel s baterkou na pláži a hledal souhvězdí podle obrázků. Tím to začalo.

* LN V roce 1971 jste se proslavil objevem první známé černé díry s názvem Cygnus X-1 v souhvězdí Labutě. O těchto objektech je ale známo, že mají tak silnou gravitaci, že z nich nic neunikne -ani světlo. Jak je tedy možné černou díru pozorovat?

Je to velice obtížné. Přímo ji pozorovat nelze, ale můžeme zaznamenat, jak ovlivňuje svoje okolí. Já jsem tenkrát sledoval hvězdu, která je v sousedství černé díry - a navzájem kolem sebe obíhají. Dráha hvězdy mi dala dost informací, abych vypočítal vlastnosti druhého objektu. Byl tak malý a hmotný, že to musí být černá díra. Tedy možná někdo v budoucnu vymyslí novou teorii, co jiného by to mohlo být. Ale nejjednodušším vysvětlením, které dnes máme k dispozici, je černá díra.

* LN Jak k samotnému objevu došlo? Údajně vám k němu pomohla chyba v měření...

Já jsem tehdy pracoval na Královské greenwichské observatoři, která vyvíjela nový přístroj, spektrometr. A technici, kteří na tom pracovali, chtěli, aby ho astronomové otestovali. Tak jsem se nabídl s nápadem, jak ho můžeme vyzkoušet - zaměřit ho na onu hvězdu v Labuti. V té době se už díky družicovému pozorování vědělo, že je ta oblast zdrojem silného rentgenového záření, takže se tam děje něco zajímavého. Záření nejspíš vysílá hmota, která se extrémně zahřeje předtím, než spadne do černé díry. S Louisem Websterem jsme tedy provedli sérii pozorování této hvězdy a zároveň několika dalších. Chtěli jsme zjistit, zda hvězda mění svoji rychlost - právě to uměl nový přístroj měřit. Kdyby se měnila, znamenalo by to, že obíhá kolem jiného, neviditelného objektu. První záznamy žádnou změnu neukázaly, tak jsme to chtěli vzdát. Ale rozhodli jsme se provést ještě pár měření a jedno z nich zaznamenalo výrazně jinou rychlost hvězdy. Tudíž jsme v pozorování pokračovali a nakonec jsme zjistili, že při první sérii měření jsme se náhodou trefili vždycky do stejného místa oběžné dráhy, kdy hvězda náhodou letěla pokaždé stejnou rychlostí, i když mezitím se její rychlost měnila. A ten výkyv, který nás přiměl k tomu, abychom to nevzdali, byla chyba v odečítání dat, protože jsme pracovali s novým přístrojem a teprve jsme se s ním učili zacházet. Ale byla to velice šťastná chyba.

* LN Byl objev černé díry překvapením, nebo se její existence předpokládala a vy jste ji jen potvrdili?

Mluvilo se o tom jako o jedné z možností. Existence černých děr byla poprvé vypočtena před více než 200 lety coby řešení teoretického problému, do kterého zapadaly. Takže řada lidí byla přesvědčena, že existují. Já jsem se jen jako první podíval na správné místo, kde by se mohla nacházet. A vyšlo to.

* LN Kolik černých děr známe dnes?

V naší galaxii asi 20, ale budou jich stovky tisíc. A v dalších galaxiích jich budou taky tisíce. Kromě toho, existují dva typy černých děr. Chovají se velice podobně, ale vznikly úplně jinak. Jsou to tzv. supermasivní černé díry, které se nacházejí ve středu každé galaxie. Takže jich budou miliony, miliardy. Na každou galaxii připadá jedna supermasivní černá díra a tisíce menších, stelárních, které vznikly zhroucením hvězd. Mezi ně patří i ta v souhvězdí Labutě, která je od Země vzdálená asi 6000 světelných let.

* LN Vaši černou díru objevil nezávisle na vás také Tom Bolton z Toronta. Jak to vlastně v astronomii chodí? Mají vědci tendenci spolupracovat, nebo si spíš konkurují?

Obojí. V našem případě jsme ale pracovali úplně nezávisle, s Tomem Boltonem jsme o sobě nevěděli. Prostě jsme ve stejnou dobu dostali stejný nápad a oba jsme měli neomezený přístup k podobnému vybavení. Já proto, že jsem ho na observatoři testoval, a on pracoval na Torontské univerzitě, která dalekohled vlastnila, a mohl u něj trávit času, kolik chtěl. Ale byl jsem rychlejší a myslím, že to bylo tím, že jsem byl hladovější. Měl jsem jen dočasné zaměstnání, kdežto on tam pracoval nastálo. I proto jsem dostal svoje výsledky do vědeckého časopisu Nature rychleji než on. Ale jen o šest týdnů. A ještě jsem měl trochu zpoždění kvůli svému řediteli. Byl to velice konzervativní člověk a observatoř, kde jsem pracoval, patřila armádě - královskému námořnictvu. Bylo tam velice autoritativní prostředí se silnou hierarchií, já jsem byl jen vědecký pracovník a on byl pan ředitel. Velice se bál o reputaci observatoře.

* LN Proč? Mohl jste ji přece proslavit...

Nebo jí udělat ostudu... On v existenci černých děr nevěřil. Teď trochu odbočím: ve 30. letech pracoval v Cambridgi mladý indický astrofyzik Subrahmanyan Chandrasekhar, který odhalil základní pravidlo, proč z některých hvězd vznikají černé díry. Přednášel o tom v Královské astronomické společnosti a nejslavnější britský astrofyzik té doby, Arthur Stanley Eddington, se mu vysmál. Veřejně ho zesměšnil a bylo to od něj ošklivé - i když musím říct, že to pro něj bylo dost netypické, protože Eddington byl jinak velice nábožensky založený a čestný člověk, ale v této situaci se nechal unést. Prohlásil, že je absurdní myslet si, že hvězdy mohou zmizet v neviditelných černých dírách. Chandrasekhar se z toho nikdy nevzpamatoval. Opustil Anglii, odjel na univerzitu v Chicagu a nakonec dostal Nobelovu cenu. Ale nikdy nezískal zpátky svoji sebedůvěru. Byl od přírody plachý a tohle s ním opravdu otřáslo. A můj ředitel pocházel z generace lidí, které Eddington učil. Takže od něj převzal i skepsi vůči existenci černých děr a nechtěl, abych svůj objev zveřejňoval. Ale pak si o tom promluvil s dalšími lidmi z observatoře a ti ho přesvědčili, aby mi to dovolil.

* LN K vašemu objevu se váže další zajímavý příběh. Dva známí fyzikové, Stephen Hawking a Kip Thorne, se v roce 1975 vsadili, zda jste opravdu objevil černou díru. Hawking tvrdil, že ne, a teprve v 90. letech uznal prohru. Co jste říkal na to, že vám tak respektovaný vědec nevěří?

Těšilo mě, že se dva tak slavní fyzikové zajímají o odpověď. Diskutovali o tom a považovali to za důležité téma, sázeli se o skutečné věci -tuším, že o předplatné časopisu Penthouse. Nicméně Hawking později přiznal, že doufal, že to černá díra je, protože jinak by to bylo v rozporu s jeho vlastními výpočty - a sázku bral spíš jako pojistku pro případ, že by se jeho teorie zhroutila. Zbyl by mu aspoň ten časopis...

* LN Který z astronomických objevů, které v knize popisujete, považujete za nejdůležitější?

Nevím, jestli můžu říct nejdůležitější, ale dva příběhy mám opravdu rád. Prvním je objevení Neptunu. Dva matematici, John Couch Adams a Urbain Le Verrier, si tehdy uvědomili, že se Uran vychyluje z dráhy. Jako jediné možné vysvětlení vypočítali přítomnost další planety za Uranem. Když se pak na dané místo podívali astronomové, skutečně ji tam našli. Byl to první objev, který nejdřív vznikl v lidských hlavách a na papíře, pak teprve na obloze. Tento příběh se mi líbí proto, že ukazuje sílu lidské mysli a matematiky i vědy jako takové.

* LN A druhý příběh?

Ten ilustruje jev, který je v astronomii celkem běžný, protože vesmír je obrovské místo, je v něm plno různých věcí a někdy potřebujete štěstí, abyste je našli. Archetypálním příkladem je objev pulzarů Jocelyne Bellovou. Jako doktorandka pracovala na radioteleskopu a v pozadí si všimla zvláštního šumu. Zaměřila se na něj, aby zjistila, o co jde. Mohla nad tím mávnout rukou, protože to mohl být traktor, který projel kolem dalekohledu. Ale ukázalo se, že to jsou neutronové hvězdy a pulzary. To krásně ilustruje citát Louise Pasteura, že ve vědě štěstí přeje připraveným. Pokud je vaše mysl otevřena všem možnostem, nepřestáváte být zvědaví a neopomíjíte detaily, které vám přijdou do cesty, často to vede k objevu. Ale musíte na něj být připraveni.

lidovky.cz

Celý rozhovor najdete na

* www.lidovky.cz/veda

***

OSOBNOST Paul Murdin (* 1942) kariéru začínal na Královské observatoři v Greenwichi v roce 1971 objevil první známou černou díru Cygnus X-1 v souhvězdí Labutě výzkumu supernov, černých děr a neutronových hvězd se věnoval na pracovištích ve Velké Británii, USA, Austrálii a na Kanárských ostrovech nyní pracuje na Astronomickém ústavu univerzity v Cambridgi je hostujícím profesorem na Univerzitě Johna Moora v Liverpoolu člen Královské astronomické společnosti a bývalý prezident Evropské astronomické společnosti autor řady odborných i popularizačních publikací a pravidelný komentátor BBC a CNN v Česku nedávno nakladatelství Argo a Dokořán vydala jeho knihu Tajemství vesmíru

Autor:

Otužování podle Wima Hofa je nebezpečné. Hrozí zástava, říká kardiolog Táborský

Premium Otužování je nejlepší prevence proti těžkému průběhu nemoci covid-19. Lidé mají větší šanci, že neskončí v nemocnici,...

Dětem, kterým pomáháte moc, mozek nepracuje správně, říká speciální pedagožka

Premium „Kdybychom k dětem v batolecím a předškolním věku přistupovali v některých oblastech víc ,postaru‘, měli bychom méně...

Váš syn bude žít jen pár týdnů. Zpověď matky zesnulého hokejisty Buchtely

Premium Přežít své dítě. Pro každého rodiče ta nejhorší představa. Teprve dvacetiletý hokejista Ondřej Buchtela zemřel loni v...

Akční letáky
Akční letáky

Všechny akční letáky na jednom místě!