Sobota 23. října 2021, svátek má Teodor, Theodor
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet

Lidovky.cz

Černou díru jsem našel díky chybě, přiznává Paul Murdin

Věda

  7:00
Objevitel první známé černé díry v rozhovoru pro LN popisuje, jak došel k dnes již legendárnímu objevu, který se stal i předmětem sázky Stephena Hawkinga.

Britský astronom Paul Murdin foto: Jindřich Mynařík, Lidové noviny

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.
Pak jsem začal číst víc knížek o astronomii, vstoupil jsem do astronomické společnosti, pořídil si dalekohled a tak dále. Přesto jsem o kariéře astronoma nejdřív neuvažoval. Studoval jsem fyziku a matematiku, ale v posledním ročníku na univerzitě jsem narazil na inzerát nabízející přes léto práci v Královské greenwichské observatoři. Přihlásil jsem se a řediteli jsem se asi zamlouval, protože mi pak řekl, ať se ozvu, až dokončím školu, že mi může nabídnout místo. Tak jsem ho poslechl.

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.

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 před tím, 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, takže hvězda zrovna náhodou letěla pokaždé stejnou rychlostí, i když se mezitím měnila. A ten výkyv, který nás přiměl k tomu, abychom to nevzdali, byla chyba v odečítání dat, protože to byl nový přístroj a teprve jsme se s ním učili zacházet. Ale byla to velice šťastná chyba.

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

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.

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.

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 měli jsme neomezený přístup k podobnému vybavení. Já proto, že jsem ho na observatoři testoval, a on pracoval na Torontské univerzitě, která dalekohled vlastnila, a on u něj mohl 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 na stálo. 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 s přísnou hierarchií, já jsem byl jen vědecký pracovník a on byl pan ředitel. Velice se bál o reputaci observatoře.

Proč? Mohl jste ji přece proslavit...
Nebo jí udělat ostudu... On v existenci černých děr nevěřil. Teď trochu odbočím: ve 30. letech pracoval v Cambridge 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 velice netypické, protože Eddington byl jinak velice nábožensky založený a čestný člověk, ale v této situaci se nechal unést. Prohlásil, že je naprosto 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 zesměšnění 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 to zveřejňoval. Ale pak si o tom promluvil s dalšími lidmi z observatoře a ti ho přesvědčili, aby mi to dovolil.

Takže další šťastný okamžik ve vaší kariéře...
Ano. Věda je často vykreslována jako naprosto logická záležitost a vědci jako ideální lidé, kteří zcela nezištně zkoumají vesmír. Ale jsou to taky jenom lidi, mají své kariéry a předsudky, někdy spolu nevycházejí nebo se dokonce nesnášejí. Věda je emočně nabitá hra, protože je v ní tolik neznámých a hodně záleží na lidských interakcích.

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 svoji prohru. Co jste říkal na to, že vám tak slavný 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 časopise 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...

Mluvil jste s ním někdy o té sázce?
Přímo o sázce jsem s ním nikdy nemluvil, ale o objektu Cygnus X-1 jsme spolu hovořili. Ono není jednoduché s ním mluvit. Má kolem sebe pár lidí, kteří s ním dokážou diskutovat, ale kvůli jeho nemoci a operaci, při níž přišel o hlas, není jednoduché vést s ním vést dialog. Musíte s ním být dlouho, abyste s ním mohli diskutovat. Sice mačkáním kláves vytváří v počítači hlas, který za něj mluví, ale píše neuvěřitelně pomalu. Takže pro něj není jednoduché ani psát e-maily.

dvojhvězda Cygnus X-1 s černou dírou v představě malíře

Co se vlastně v budoucnu stane s objektem Cygnus X-1? Černá díra sousední hvězdu pomalu vysává. Pohltí ji v budoucnu celou?
Do černé díry bude postupně padat stále víc materiálu, díra bude růst a hvězda se zmenšovat. Ale než se úplně vyčerpá, vybouchne a možná z ní vznikne další černá díra. Takže tam pak budou mít dvě černé díry, které kolem sebe budou obíhat.

Ty se navzájem nepohltí?
Může se to stát. Když kolem sebe obíhají dvě černé díry, vyzařují ven energii, přibližují se k sobě a obíhají se pořád rychleji a rychleji a nakonec bum - může z nich vzniknout jedna velká černá díra.

Jak dlouho to potrvá?
Záleží na tom, jak daleko od sebe byly na začátku. Pokud by byly dost daleko, trvalo by to déle než stáří vesmíru, takže k tomu nikdy nedojde. Ale při vzdálenosti objektů v Labuti k tomu může dojít v řádu milionů nebo miliard let. Ze začátku to jde velice pomalu, ale pak se to zrychluje a konečná událost se odehraje během tisíciny sekundy.

V 70. letech jste strávil několik let na Anglo-australské observatoři v Novém Jižním Walesu. Jak důležité bylo toto období pro vaši kariéru?
Určitě mě to hodně ovlivnilo. Byl tam nový, atraktivní a moderní dalekohled, s průměrem skoro čtyři metry byl ve své době největší na jižní polokouli, Takže měl fantastický výkon a nám zbývalo jen vymyslet zajímavá místa, kam s ním zamířit. Na obloze jsou miliony hvězd a většina z nich není moc zajímavá. Takže jsme přemýšleli a kromě toho mě kontaktovala řada kolegů s žádostmi, jaké oblasti pro ně máme prozkoumat. Byl jsem dost promiskuitní, pokud jde o téma výzkumu, všechno jsem dělal rád. Tímto způsobem jsem se stal spoluautorem asi 150 vědeckých prací. Byla tam dobrá parta lidí a se všemi jsme rádi spolupracovali, nehráli jsme si na konkurenty. Strávil jsem tam nejdřív tři roky v kuse a pak jsem se tam dalších deset let pravidelně vracel. Byla to skvělá doba.

V knize popisujete vzrušení z nového objevu ve chvíli, kdy jste jediný na Zemi, a možná v celém vesmíru, který o něm ví. Zažíváte podobné vzrušení i dnes?
Víte, kvůli úspěchům, kterých jsme dosáhli v Austrálii, a také proto, že se ukázalo, že mám talent na organizování věcí i lidí, jsem byl po návratu do Anglie požádán, abych pomohl založit observatoř na Kanárských ostrovech - což jsem přijal. Později jsem se stal ředitelem této observatoře a pak vědeckým administrátorem a u manažerské práce jsem už zůstal. Takže místo toho, abych se sám věnoval výzkumu, umožňuji to jiným. Je na čase, abych splatil příležitost, kterou jsem kdysi dostal. Takže dnes nezažívám extázi z toho, že bych sám objevil něco nového, ale z toho, když vidím objevy dalších vědců pracujících v prostředí, které jsem pomáhal vytvářet.

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 ze své 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 tolik líbí proto, že ukazuje sílu lidské mysli a matematiky i vědy jako takové.

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 objevili. Archetypálním příkladem je objev pulsarů 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 klidně mávnout rukou, protože to mohl být farmář, který s traktorem projel kolem dalekohledu. Ale ukázalo se, že to jsou neutronové hvězdy a pulsary. To krásně ilustruje citát Louise Pasteura, že ve vědě štěstí přeje připraveným. Pokud je vaše mysl otevřena všem možnostem a nepřestáváte být zvědaví, neopomíjíte detaily, které vám přijdou do cesty, dost často to vede k objevu. Ale musíte na něj být připravení.

Autor:

Syndrom Petra Pana. Proč někteří muži nikdy nedospějí a žijí jako paraziti

Premium V každém chlapovi zůstává kousek kluka, ale musí to být právě jen ten kousek. Pokud muž nechce vyrůst a převzít...

Čína má Evropu v hrsti, za pár týdnů dojde hořčík. Auto bez něj nevyrobíte

Premium Vše nasvědčuje, že současná čipová krize v automobilovém průmyslu je jen zahřívacím kolem před tím, co se na Evropu...

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!

Mohlo by vás zajímat