Denník N

Astrofyzik Norbert Werner: Som presvedčený, že vo vesmíre je život veľmi rozšírený

Foto – archív N. W.
Foto – archív N. W.

Norbert Werner bol nedávno pri tom, ako najlepšie mozgy sveta diskutovali o vyslaní miniatúrnych kozmických lodí k 4,2 svetelného roka vzdialenej hviezde Alfa Centauri.

Teoretický fyzik Stephen Hawking a ruský miliardár Jurij Milner oznámili, že chcú vyslať sondu k najbližšej hviezde Alfa Centauri vzdialenej približne 4,2 svetelného roku. Cesta by mala sonde poháňanej laserom trvať 20 rokov. Donedávna nepredstaviteľná vec.

Bol som nadšený, keď som to počul. Vzápätí oznámili, že na Stanforde sa odohrá dvojdňová konferencia. Stretol som tam všetkých známych vedcov. Dokonca aj Franka Drakea, autora slávnej Drakeovej rovnice, ktorá umožňuje teoreticky vyrátať počet mimozemských civilizácií vo vesmíre. Diskutovalo sa o výzvach spojených s týmto projektom. Ten nápad spočíva v tom, že by sme na obežnú dráhu vyniesli najprv veľa veľmi malých kozmických lodí, ktoré by mali akési plachty. Tie by sa vo vesmíre otvorili a na plachty by sme potom žiarili zo Zeme silným laserom. To by kozmickej mini-lodi udelilo rýchlosť, ktorá zodpovedá asi 20 percentám rýchlosti svetla (asi 160 miliónov kilometrov za hodinu), čo by znamenalo, že by sa loď o 20 rokov mohla dostať k Alfe Centauri. Nejde o pristávanie, obeh. Ide len o to, preletieť popri Alfe Centauri a poslať na Zem dáta, obrázky.

Hovorí sa o kozmických lodiach veľkosti poštovej známky s hmotnosťou niekoľkých gramov. Kedy by sa tento projekt mohol realizovať?

Práve preto, že budú také malé, ich musí byť mnoho. Je veľmi pravdepodobné, že jedna alebo aj viac z nich sa zrazí so zrnkom prachu, čo by pri takejto obrovskej rýchlosti družicu úplne zlikvidovalo, alebo sa nejako inak zničí. Ten nápad je výborný, ale je tam množstvo technických problémov, ktoré bude potrebné vyriešiť. Aká by bola vhodná vlnová dĺžka toho lasera, ako to postaviť, ako miniaturizovať kozmickú loď tak, aby to fungovalo. Ako urobiť plachtu. Jurij Milner do toho chce investovať 100 miliónov dolárov. Počíta sa s tým, že by sme mohli byť pripravení o dvadsať rokov. Keď všetko pôjde podľa plánu, o dvadsať rokov lode vypustíme, ďalších dvadsať rokov bude trvať cesta na Alfu Centauri a päť rokov, kým sa k nám vráti signál.

Je to pri súčasnej úrovni znalostí a technických možností realizovateľné?

Ide tu, samozrejme, aj o nejaký predpoklad, ako sa budú technológie vyvíjať. Aj pre lasery existuje niečo ako Moorov zákon pre počítače, podľa ktorého je možné predpovedať napredovanie technológie. Šanca tu je a bolo by to veľmi vzrušujúce. Na konferencii boli najlepší vedci a povedal by som, že všetci boli opatrne optimistickí.

Profesor Stephen Hawking. foto - TASR/AP
Profesor Stephen Hawking. Foto – TASR/AP

Osem rokov pôsobíte na Stanforde. Ako ste sa tam dostali?

Prišiel som po dokončení doktorátu v Holandsku. Na konci som dostal grant od NASA, ktorý mi umožňoval vybrať si akékoľvek miesto v rámci USA, kde by som chcel najbližšie tri roky robiť výskum. Najprv som si vybral Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics v Bostone – tam bolo veľa ľudí, ktorí sa zaoberajú podobnou problematikou ako ja. Po návšteve Harvardu a neskôr aj Stanfordovej univerzity som sa však rozhodol pre Kaliforniu. Astronómia na Stanforde síce nemala až takú históriu, ale vznikol tu nový Ústav pre časticovú astrofyziku a kozmológiu, ktorý rástol; bolo vzrušujúce byť na mieste, kde sa rodí niečo nové.

Kedy ste sa vlastne rozhodli, že sa budete zaoberať astronómiou?

Astronómia ma zaujímala odmalička, ale existuje moment, na ktorý si pamätám. Pôvodne som totiž chcel byť pilot. Bol som šiestak na základnej škole a triednej učiteľke som rozprával o práve prebiehajúcej misii raketoplánu, o ktorej som počul v správach. Ona mi povedala, že raz zo mňa bude astrofyzik. A tiež, že na to, aby som bol astrofyzik, sa musím učiť matematiku a fyziku. Vtedy som si uvedomil, že to je dobrý nápad. Povedal som si, že astronómia ma veľmi baví a pilotom môžem byť aj tak. Vyštudoval som fyziku a nakoniec som si urobil aj pilotné skúšky, takže sa mi splnil aj tento sen.

Astrofyzik Norbert Werner (1981). Pochádza z Rožňavy, vyštudoval fyziku, astronómiu a astrofyziku na Univerzite Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach. V doktorandskom štúdiu pokračoval na Utrechtskej univerzite a v Holandskom ústave pre výskum vesmíru – SRON. Pôsobil tiež na Ústave Maxa Plancka pre astrofyziku v Mníchove v Nemecku. V roku 2008 získal grant NASA, ktorý sa každoročne podarí získať len piatim zo sto uchádzačov. Odvtedy pôsobí v Ústave časticovej astrofyziky a kozmológie (KIPAC) Stanfordovej univerzity v Kalifornii v USA. Je členom vedeckého tímu, ktorý pripravoval misiu japonsko-americkej družice Hitomi (ASTRO-H). Podieľal sa na objavoch horúceho plynu a tmavej hmoty vo vláknach spájajúcich kopy galaxií. Je autorom 68 recenzovaných článkov (vyše 2000 citácií).

Čítali ste v detstve science-fiction?

Nemôžem povedať, že by som zvlášť vyhľadával tento druh literatúry. Mám rád Carla Sagana a jeho knižku a televízny seriál Cosmos, ale to nie je sci-fi. Sagan však napísal aj vynikajúcu sci-fi knihu Kontakt. Tiež bola sfilmovaná. Je o nadviazaní kontaktu s mimozemskou civilizáciou. Je to výborný film.

Čo si myslíte o existencii mimozemského života?

Nepoznám žiadneho astrofyzika ani biológa, ktorý by si myslel, že život vznikol len na Zemi. Zem je stará 4,5 miliardy rokov. Najstaršie známky života, ktoré sme objavili, sú staré asi 3,8 miliardy rokov. Život na Zemi vznikol rýchlo, takže som presvedčený o tom, že existuje na mnohých miestach vo vesmíre. Je však pravda, že mnohobunkové živočíchy vznikli omnoho neskôr a technicky zdatný život a život schopný komunikácie rádiom na Zemi existuje len niečo málo vyše sto rokov. Z hľadiska inteligentného života je to preto trošku iné. Inteligentných, technicky zdatných civilizácií môže byť menej. Ale som presvedčený, že život je vo vesmíre veľmi rozšírený.

Pred niekoľkými rokmi sa vám podarilo pozorovaním potvrdiť existenciu takzvanej kozmickej pavučiny, ktorá spája kopy galaxií. Ako si máme takú kozmickú pavučinu predstaviť?

Naše Slnko je jednou z hviezd v našej galaxii nazývanej Mliečna cesta. Voľným okom vidíme na oblohe asi 6-tisíc hviezd, ale naša galaxia má asi 400 miliárd hviezd. Najbližšia veľká galaxia, ktorú môžeme vidieť aj voľným okom, je Androméda známa ako M31. Ak namierime Hubblov vesmírny ďalekohľad na zdanlivo úplne prázdnu časť oblohy, ktorá je stokrát menšia ako plocha pokrytá Mesiacom, a necháme ho niekoľko týždňov snímať, tak na výslednom obrázku uvidíme 10-tisíc galaxií. Desaťtisíc galaxií na časti oblohy, ktorá je stokrát menšia ako spln mesiaca! Keď to extrapolujeme na celú oblohu, zistíme, že len v pozorovateľnom vesmíre je niekoľko stoviek miliárd galaxií. A tie sú rozložené pozdĺž akýchsi vlákien. Tam, kde sa tieto vlákna pretínajú, sú najhustejšie miesta vo vesmíre, takzvané kopy galaxií so stovkami galaxií. Pritom už dnes vieme, že väčšina hmoty nie je v galaxiách ani vo hviezdach, ktoré vidíme.

Ako to teda je?

Možno až 90 percent normálnej hmoty vo vesmíre – nehovoríme pritom o tmavej hmote – je vo forme medzigalaktického plynu. Tento plyn pozorujeme v kopách galaxií, teória nám však hovorila, že aj vo vláknach kozmickej pavučiny musí byť množstvo medzigalaktického plynu. Dokonca desaťkrát viac ako v galaxiách. A mne sa v roku 2008 ako prvému podarilo pozorovať ten horúci plyn v jednom z vláken kozmickej pavučiny.

Takto vyzerá horúci plyn (v oranžovej farbe) v kopách galaxií A222/223 a vo vlákne kozmickej pavučiny, ktoré tieto kopy spája. foto - ESA (N. Werner/J. Dietrich/A. Finoguenov)
Takto vyzerá horúci plyn (v oranžovej farbe) v kopách galaxií A222/223 a vo vlákne kozmickej pavučiny, ktoré tieto kopy spája. Foto – ESA (N. Werner/J. Dietrich/A. Finoguenov)

A na čom pracujete teraz?

Bol by som rád, keby sa tento výskum posunul ďalej. Lenže to, čo sa mi vtedy podarilo, je na hranici toho, čo je možné pozorovať dnešnými prístrojmi. Existujú projekty družíc, ktoré by boli zamerané špeciálne na zmapovanie kozmickej pavučiny, a jedným z mojich vedeckých snov je prispieť k postaveniu takejto družice.

Vy ste pri jednom takomto projekte boli. Podieľali ste sa na projekte japonskej družice Hitomi, ktorá nedávno nešťastne stroskotala.

Hitomi nebola zameraná primárne na tento výskum. Podľa pôvodných plánov mala byť v roku 2020 až 2021 vypustená ďalšia družica zameraná špeciálne na mapovanie kozmickej pavučiny. Ale po tom, čo sa stalo s Hitomi, je budúcnosť nového projektu veľmi neistá.

Ako dlho ste na družici Hitomi pracovali?

Šesť rokov. S kolegami sme vynaložili obrovské úsilie na prípravu jej vedeckého programu. Do vesmíru vyštartovala Hitomi uprostred februára. V marci, keď sme z nej dostali prvé dáta, som šiel do Japonska, aby som sa podieľal na ich vyhodnocovaní. Bolo to úžasné. Spektrá boli tridsaťkrát lepšie ako čokoľvek, čo sme dovtedy videli – boli sme nadšení. Ale 26. marca sme s družicou stratili spojenie. Americké radary zaznamenali, že sa z nej oddelilo 11 kusov. Odvtedy sme sa s ňou nespojili. Bol som v tíme asi len siedmich ľudí, ktorí mali možnosť analyzovať tie prvé dáta. Napísali sme na základe toho článok, ktorý sme poslali do časopisu Nature.

To je všetko, čo budete vedieť využiť?

Čakali sme oveľa viac. Máme krásne dáta, takže istý prelom vo vede sa nám podarilo dosiahnuť, ale mohlo to byť lepšie. Družica mala fungovať ešte päť rokov. Pritom prvé dáta nám ukazujú, čo malo prísť neskôr. O to je to strašnejšie. Navyše toto bol už tretí pokus o štart takéhoto röntgenového spektrometra. Prvý sa konal v roku 2000. Vtedy vybuchla raketa pri štarte. Druhý bol v roku 2005. Po štarte vyprchalo do vesmíru hélium, ktoré malo ten prístroj chladiť, takže prístroj bol nepoužiteľný. Toto bol tretí pokus po šestnástich rokoch skúšania, a po mesiaci sme stratili celú družicu. Výskum vesmíru je ťažký proces. Človek sa musí vyrovnávať aj s takýmito vecami.

To muselo byť pre vás veľké sklamanie.

Bolo to naozaj strašné. Boli sme v Japonsku celý týždeň. Pracovali sme pätnásť hodín denne. Sedeli sme okolo jedného veľkého stola a analyzovali dáta. Pokrikovali sme po sebe výsledky. V piatok sme potom mali v japonskej vesmírnej agentúre JAXA banket, na ktorý prišlo vedenie agentúry aj rôzni subkontraktori, aby sme oslávili výsledky. Hneď po oslave sme išli naspäť pracovať a japonskí profesori sa k nám chodili s obrovskou hrdosťou pozerať na tie dáta. Bola tam neuveriteľná atmosféra. V živote som nič podobné nezažil. A len zhruba o nejakých 24 hodín neskôr sa s družicou nenadviazalo spojenie. Z obrovskej eufórie a radosti to bol obrovský pád.

Čo ste videli v tých prvých dátach?

Je veľmi zvláštne, že len asi desať percent hmoty vo vesmíre vytvorilo hviezdy a galaxie. Väčšina normálnej hmoty je vo forme veľmi riedkeho plynu medzi galaxiami. Prečo? V strede každej galaxie je super-masívna čierna diera, na ktorú dopadá hmota. Pri dopade sa uvoľňuje obrovské množstvo energie a z času na čas dochádza v blízkosti čiernej diery k výtryskom, ktoré bránia vytváraniu nových hviezd a zohrievajú plyn okolo galaxií. My sme teraz mohli po prvý raz priamo pozorovať interakciu tých výtryskov s okolitým plynom. Zdá sa, že práve výtrysky z okolia čiernych dier bránia tomu, aby plyn vychladol, zahusťoval sa a tvoril nové hviezdy. A jednou z úloh tejto družice bolo poodhalenie tohto procesu.

Čo sa vlastne stalo? Už sa vie, prečo družica havarovala?

Oficiálne bola deklarovaná za stratenú vo štvrtok 28. apríla. Haváriu spôsobili problémy s jej riadením. Bola to séria chýb inžinierov, ktorí ju postavili a boli zodpovední aj za priebeh operácie samotnej družice. Stalo sa to počas jej presmerovania na pozorovanie jednej čiernej diery. Počas tohto manévrovania stratila orientáciu. Zlyhal navigačný systém, takzvaný „star tracker“. Dostala mylné dáta o tom, že rotuje, a tak sa spustili zotrvačníky, aby túto rotáciu vyrovnali. Keď sa zotrvačníky už dlho točili na maximum, družica sa rozhodla automaticky uviesť do takzvaného bezpečného modu. Solárne panely sa nasmerujú na slnko, družica vypne všetky systémy a čaká na povely zo Zeme. Pri tom nasmerovaní na slnko družica použila raketové motory. Inžinieri však predtým poslali družici zlé dáta na nastavenie motorov a po ich zapnutí sa družica začala točiť tak rýchlo, že z nej odpadlo asi desať kusov vrátane solárnych panelov.

Aké veľké škody to spôsobilo? Koľko takýto projekt stojí?

Hitomi bol najväčší projekt röntgenovej astronómie za ostatných desať rokov. Podľa toho, ako Japonci počítajú cenu družíc, to stálo 270 miliónov dolárov. V Amerike, kde sa do ceny družice započítavajú aj platy všetkých ľudí z vesmírnej agentúry, ktorí sa na projekte podieľajú, by to však stálo asi miliardu dolárov.

Čo bude nasledovať teraz?

NASA má novú výzvu na vedeckú misiu. Budeme na ňu reagovať. Navrhneme postaviť novú röntgenovú družicu, ktorá bude schopná robiť spektroskopiu s vysokým rozlíšením, akú sme chceli robiť s Hitomi, a budeme dúfať, že to prejde. Keby sa to podarilo, nová misia by sa mohla uskutočniť v roku 2021.

Budete opäť pri tom?

Áno, budem pri tom. V najbližších rokoch by som časť svojho času mal tráviť ako profesor na univerzite v Hirošime v rámci môjho druhého úväzku. Budem sa snažiť robiť všetko pre to, aby som pomohol pri tejto novej misii.

Hovoríte, že plánujete druhý úväzok v Hirošime. Zostávate pracovať v Spojených štátoch alebo sa plánujete vrátiť do Európy?

Na Stanforde som už osem rokov a mohol by som tu ostať aj dlhšie, ale moje ďalšie pôsobenie vidím tak, že sa vrátim do Európy. Mám v pláne založiť vedecký tím na výskum veľkoškálovej štruktúry vesmíru a vplyvu čiernych dier na vývoj galaxií.

Vzdialené galaxie. foto - TASR/AP
Vzdialené galaxie. Foto – TASR/AP

Bude to na Slovensku?

Mám niekoľko pracovných ponúk. Jedna je z Masarykovej univerzity z Brna, ale aj z Budapešti. V Maďarsku mi ponúkli veľký grant, ktorý mi umožní pracovať a mať aj vlastnú výskumnú skupinu. Keby takéto podmienky existovali na Slovensku, tak sa vrátim na Slovensko, ale, žiaľ, na Slovensku také podmienky neexistujú.

Ako vnímate súčasnú úroveň slovenskej vedy? Myslím teraz najmä z hľadiska podmienok.

(dlhé ticho) Máme na Slovensku vynikajúcich ľudí, ale máme aj vynikajúcich ľudí, ktorí zo Slovenska odišli do zahraničia. Máme vynikajúcich študentov, ktorí sú silne motivovaní a majú obrovský potenciál. Ale zároveň si myslím, že ten úžasný potenciál pri súčasných podmienkach financovania aj organizácie vedy na Slovensku nie je využitý.

Vy sám ste príkladom. V podstate hneď po skončení školy ste odišli do zahraničia. Podobne je na tom viac iných mladých vedcov. Odchádzajú zo Slovenska a mnohí sa ani neplánujú vrátiť späť. Čo si o tom myslíte?

Situácia sa bude musieť napraviť, lebo čo sa podpory vedy týka, Slovensko je na tom najhoršie zo všetkých okolitých krajín. Pritom máme vynikajúcich mladých vedcov. Keby sa všetci títo mladí ľudia vrátili domov, ak by mali podmienky, aby sa vrátili domov, naša veda by bola niekde úplne inde.

Hovorili ste, že pravdepodobne budete pôsobiť v budúcnosti v Maďarsku. Sú tam podmienky o toľko lepšie ako na Slovensku?

Vo všeobecnosti možno ani nie. Neviem, koľko Maďari vynakladajú na vedu v pomere k HDP. Možno podobne ako na Slovensku. Nepoznám presné čísla. Ale rozbiehajú nový systém, ktorý funguje na súťažnej báze. Ponúkajú granty, o ktoré sa môžu uchádzať ľudia z celého sveta, vyberú tých najlepších ľudí a potom okolo tých ľudí vytvoria výskumné tímy a dajú im podmienky podobné podmienkam vo vyspelých západných krajinách. Je to dobrá cesta.

Ako to funguje v Spojených štátoch, kde pôsobíte?

Podmienky sú tu vynikajúce. Je to, samozrejme, veľmi súťaživé prostredie. Musíme žiadať o granty, musíme dokázať, že to, čo plánujeme robiť, je dôležité a že práve náš výskum si zaslúži podporu. Môj výskum posledných osem rokov napríklad financuje NASA, hoci iba malé percento žiadostí o grant je úspešné. Ale granty tu sú, môžeme sa o ne uchádzať a ak ich získame, dostaneme peniaze na to, aby sme výskum robili na špičkovej úrovni. A keď máme výsledky, máme lepšiu šancu získať ďalšie granty. Takto to funguje. Súťaž je náročná, prejde jeden projekt z desiatich. Človek do toho musí dať to najlepšie. Musíte si dobre zvážiť, aký vplyv na vedu bude projekt mať. Človek musí byť vedecky kreatívny. Musí mať originálne nápady, inak nedostane peniaze na ďalší výskum.

Ešte jedno slovenské špecifikum: volá sa verejné obstarávanie. Vedci u nás musia každú položku zdôvodniť viacerými ponukami, často sa boria s neuveriteľnou byrokraciou. Ako to funguje u vás?

Ja na svoj každodenný výskum potrebujem počítač a veľa cestujem. S počítačom to napríklad funguje tak, že si vyberiem, aký presne potrebujem, urobím „print screen“, pošlem to administrátorke alebo administrátorovi a o pár dní nato mám počítač v kancelárii. Takisto keď niekam cestujem. Po návrate vytlačím elektronickú letenku, účty za hotel a o týždeň či dva mám peniaze na účte. Letenky si kúpim sám, hotel si rezervujem sám, žiadne „cesťáky“, žiadne zbytočné papierovanie. Všetko to za nás urobia naši administrátori.

Na fotografii je možné vidieť výtrysky hmoty z okolia čiernej diery v galaxii M87. foto - NASA/CXC/KIPAC/N. Werner et al. Radio: NRAO/W. Cotton
Na fotografii je možné vidieť výtrysky hmoty z okolia čiernej diery v galaxii M87. Foto – NASA/CXC/KIPAC/N. Werner et al. Radio – NRAO/W. Cotton

Povedzte mi ako úplnému laikovi: aký význam má skúmanie toho, čo skúmate?

Človek je tvor zvedavý a je úplne prirodzené, že chceme rozumieť svetu okolo nás. Práve v tom vidím význam, že sa dozvedáme viac o svete, do ktorého sme sa narodili. To je to, čo motivuje mňa a mojich kolegov. Ak sa však pýtate na praktický význam nášho výskumu, musím povedať, že vďaka výskumu čiernych dier sa ako ľudstvo mať lepšie asi nebudeme. Ale na to, aby sme mohli skúmať vzdialené galaxie a čierne diery, potrebujeme špičkové detektory. A práve vývoj špičkových detektorov, družíc, ďalekohľadov a metód analýzy dát už praktické využitie má. Ako röntgenoví astronómovia vymýšľame algoritmy na detekciu zdrojov röntgenového žiarenia z vesmíru. A napríklad jeden z takýchto algoritmov nakoniec našiel uplatnenie aj pri detekcii rakovinových buniek. Takže sú tu aj praktické uplatnenia nášho výskumu, ale rozhodne nie sú tým hlavným motivujúcim faktorom, prečo to robíme.

Pred časom ste na vašom facebookovom profile reagovali na článok, ktorý popisoval spor medzi akademikmi zo Slovenskej akadémie vied a Slovenskou organizáciou pre vesmírne aktivity.

Veľmi ma teší, že na Slovensku je množstvo ľudí, ktorí sa snažia skúmať vesmír. Robí mi veľkú radosť, keď to vidím a keď sa s nimi rozprávam. Sú to napríklad aj ľudia, ktorí založili Slovenskú organizáciu pre vesmírne aktivity (SOSA). Postavili prvú slovenskú družicu skCUBE, ktorá v lete poletí do vesmíru. Ja sa pokúsim ísť sa na ten štart pozrieť, lebo to bude štartovať neďaleko, na juh od Stanfordu. Postaviť CubeSat – nie tak, že si človek nakúpi súčiastky z CubeSat shopu, ale naozaj vyrobiť všetky integrované obvody a urobiť to úplne od začiatku bez akýchkoľvek predošlých skúseností – je čosi úžasné. Zároveň sa tým vytvára aj know-how na Slovensku, lebo CubeSaty sú podľa mňa budúcnosť. Na druhej strane ma však zarmucuje, keď niekto zo Slovenskej akadémie vied útočí na SOSA a označuje ich za diletantov. Treba vedieť, že väčšina členov SOSA nie sú vedci. Sú to nadšenci pre vedu, ale ide im o to isté, o čo ide aj akademikom – a to je výskum vesmíru. Oni to robia preto, že majú výskum radi a chcú v slovenskej spoločnosti výskum vesmíru popularizovať a propagovať. Myslím si, že SOSA a akadémia vied by mali byť spojenci, pretože im ide o to isté. Zaskočilo ma, keď som videl, ako sa o SOSA vyjadroval riaditeľ astronomického ústavu, ktorého poznám a ku ktorému prechovávam veľký rešpekt. Bol to môj učiteľ na vysokej škole. Aj preto som bol smutný, že sa vyjadril tak, ako sa vyjadril. Naozaj dúfam, že akadémia vied a SOSA k sebe nájdu cestu a v budúcnosti budú schopní spolupracovať.

Teraz najčítanejšie