Andreja Gomboc: "Arheologi odkrivajo ostanke iz davnih časov, astronomi pa vidimo preteklost"

Tudi zvezde niso večne, številne so v parih in imajo planete. Kar sicer ni povsem primerljivo s tem, da imamo mi otroke, saj planeti ne zrastejo v zvezde, kot otroci zrasejo v odrasle,” so nekatere od vzporednic med ljudmi in vesoljem dr. Andreje Gomboc, profesorice astronomije in raziskovalke v Centru za astrofiziko in kozmologijo Univerze v Novi Gorici.

Katera spoznanja o vesolju so del splošno razgledanost?

Dr. Andreja Gomboc: Tako kot vemo o stvareh, ki se dogajajo na Zemlji, mislim, da je dobro, da vemo vsaj nekaj osnov o zgornji polovici sveta. Gotovo je prav, da vemo, da je Sonce naša najbližja zvezda in se ji lahko zahvalimo za toploto, svetlobo in vse. Brez Sonca bi bila Zemlja samo hladna temna krogla brez življenja. Osnov letnih časov se otroci učijo v osnovni šoli, dobro pa je vedeti tudi osnovne stvari o Luni, razumeti Lunine mene, tudi v katerem delu dneva ali noči lahko Luno v določeni meni vidimo na nebu. Tudi koliko planetov je v Osončju, pa nekaj osnovnega o zvezdah. Menim, da bi, če bi več vedeli o vesolju, bilo manj praznoverja, v smislu, da številni verjamemo v horoskope in to, da je za njihove odločitve pomembno, ali je Mars v tej hiši ali oni. Razumeli bi, da ni nobenih čudežnih sil, s katerimi bi lahko planeti vplivali na naše življenje. Kar precej ljudi misli, da Lunine mene vplivajo na obnašanje ljudi, število prometnih nesreč, rojstev …

Kako je v resnici s tem?

Dr. Andreja Gomboc: Spomnim se, da so v neki televizijski oddaji babice v porodnišnici zatrjevale, da imajo takrat, ko je polna luna, več porodov. Če pogledate statistiko rojstev, tudi v Sloveniji, pa ni nobene korelacije med številom rojstev in luninimi menami. Gre za psihološko lastnost ljudi, da bolj opazimo tiste stvari, ki so v skladu z našimi prepričanji in pričakovanji. Če ljudje mislijo, da Luna vpliva na obnašanje ljudi, potem ko na primer opazijo čudno obnašanje v prometu ob polni luni, rečejo “Aha, se vidi, da polna luna deluje.” Če pa se podobno zgodi teden dni pozneje, ko ni polne lune, rečejo “Pa kaj jim je danes, a je to zaradi vremena ali kaj?”
Zato potrebujemo znanstveni pristop. V znanosti se vedno zanašamo na dokaze: številke, statistične analize, teste, ki nam povedo, ali res obstaja korelacija.

Kako na človeštvo vplivajo spoznanja o dogajanjih v vesolju?

Dr. Andreja Gomboc: Menim, da spoznanja v astronomiji vplivajo na širši pogled ljudi na življenje, tako kot filozofija, umetnost in kultura. Kot tudi znanstvena odkritja na splošno, od DNK v biologiji do tega, kako majhni smo v vesolju. Znanost oblikuje naš pogled na svet. Pred 100 leti, ko recimo še niso vedeli, da obstajajo druge galaksije, so imeli ljudje drugačen pogled na svoj položaj v vesolju, gotovo so se imeli za bolj pomembne. Znanost je danes del splošne kulture. Recimo raziskovanje vesolja, pristanek človeka na Luni in umetni sateliti okrog Zemlje.
Človeštvo je že pred petimi desetletji zmoglo poslati človeško posadko v vesolje in do Lune. Danes se pogosto niti ne sprašujemo več, kje vse uporabljamo vesolje oziroma satelite. Tipičen primer je satelitska navigacija. Marsikaj od tega, kar smo se naučili o vesolju, danes že neposredno uporabljamo vsak dan, tudi zato, da na Zemlji navigiramo, komuniciramo z nekom, ki je na drugem koncu sveta, da gledamo satelitske programe.

Ima vesolje tudi svojo lepoto?

Dr. Andreja Gomboc: Seveda. Mislim, da je vesolje, natančneje pogled na nočno nebo, posuto z zvezdami, že v prazgodovini na ljudi naredilo velik vtis. Še zlasti, ker takrat še ni bilo svetlobnega onesnaženja in je bilo na temnem nebu videti tisoče zvezd. Ozvezdja, ki se ne spreminjajo iz noči v noč, čeprav se premikajo na nebu zaradi vrtenja Zemlje, so ljudem dajala občutek, da so nebo in zvezde večne ter da je na nebu nekakšen red. Nebo je bilo področje božanstev, večnosti, medtem ko se je na Zemlji vse spreminjalo in kvarilo. Ker ljudje še niso imeli ur, so čas merili s pomočjo pojavov na nebu, s pomočjo Sonca, menjavanje luninih men, glede na to, kje na obzorju vzhaja Sonce in tudi katera ozvezdja so vidna na nebu, saj niso vsa vidna skozi vse leto, nekatera so zimska, nekatera poletna. Opazovanje neba je bila osnova za razvoj koledarjev, ki jih imamo še danes. Ko so se ljudje začeli ukvarjati s poljedelstvom, je bilo ključno, da so znali pravilno oceniti, kdaj se začenja pomlad in da niso sejali prezgodaj ali prepozno. Vemo, da se na meteorološke pojave, kot znanilce pomladi, ne moremo povsem zanašati, astronomski pojavi pa so bolj točni.

Povezanost med zvezdami, vesoljem in človeštvom ter občudovanje nočnega neba sega v pradavnino. Žalostno pa je, da veliko ljudi izgublja ta stik z nočnim nebom. Mnogo nas živi v mestih ali v gosto naseljenih območjih, kjer zaradi svetlobnega onesnaženja ne vidimo več Rimske ceste, kvečjemu le najsvetlejše zvezde in ozvezdja. Svetloba, ki jo obcestne luči svetijo nad vodoravnico, nikomur ne koristi, saj potrebujemo svetlobo na tleh, ne na nebu. Tudi osvetljevanje pročelij stavb na veliko ob 2. uri zjutraj ni smiselno, saj gre tako veliko energije v prazno, predvsem pa moti in zmede mnoge živali, zlasti žuželke, ptice in netopirje. Pogosto se tudi ne zavedamo, da je škodljivo, če nekomu skozi okno v spalnico sveti ulična svetilka, ki moti cikel spanja. Astronomski vidik pa je ta, da svetlobno onesnaženje otežuje astronomska opazovanja, ne samo v mestih, kjer tako ali tako ni več observatorijev, ampak tudi daleč zunaj njih, saj se ta svetloba nad vodoravnico lahko sipa še desetine kilometrov daleč. Tudi če greste ven iz mesta, na številnih krajih ni več tistega pravega temnega nočnega neba, posutega z množico zvezd. In to nas vse siromaši, saj smo prikrajšanji za eno od lepot narave.

S tem rušimo naravno ravnovesje?

Dr. Andreja Gomboc: Rušimo kakovost življenja, sebe in živali.

Kaj je pa z vso energijo, ki se sproža v vesolju?

Dr. Andreja Gomboc: Omenila sem, da je nebo oziroma zvezde videti večne. V resnici se tudi zvezde spreminjajo, a na zelo dolgih časovnih skalah, tako dolgih v primerjavi s človeškim življenjem, da sprememb običajno ne zaznamo. Zvezde živijo od nekaj milijonov do več deset milijard let. Ampak v zadnjih nekaj desetletjih imamo boljšo tehnologijo, ki nam omogoča, da vidimo šibkejše zvezde, do večjih razdalj in da lahko pokrijemo večji del neba. In pri tem odkrivamo, da vesolje še zdaleč ni nespremenljivo. Razvoj zvezd sicer traja milijone ali milijarde let, a stvari v vesolju se lahko spremenijo tudi na veliko krajših časovnih skalah.
Že stari kitajski astronomi so na primer opazili svetle 'nove' zvezde, ki so močno svetile nekaj tednov ali mesecev, nato pa ugasnile. Imenovali so jih supernove.

Gre za ogromne zvezde?

Dr. Andreja Gomboc: Tako je, gre za eksplozije masivnih zvezd. V zadnjih desetletjih lahko opazujemo tudi pojave, ki so še krajši in še bolj siloviti od supernov. Takšen primer so izbruhi sevanja gama, ki jih proučujemo skupaj s sodelavci v tujini.

Od kod takšno ime?

Dr. Andreja Gomboc: Sevanje gama je ena vrsta svetlobe. Podobno je kot vidna svetloba, le da ima sevanje gama veliko krajšo valovno dolžino od vidne svetlobe in da naše oči te svetlobe ne zaznajo. Gama svetloba iz vesolja ne pride skozi Zemljino ozračje do tal. Da jo lahko detektorji zaznajo, jih dajo na satelite in pošljejo nad ozračje. Ti posebni sateliti nekajkrat na teden ob naključnem času in v naključni smeri neba zaznajo kratek blisk gama svetlobe, ki traja od delčka sekunde do tipično nekaj minut. Približno 30 let po njihovem odkritju ni bilo znano, kaj se zgodi, zakaj pride do izbruha. Danes pa vemo, da obstajata dve vrsti izbruhov sevanja gama.

Tistim, ki trajajo več kot dve sekundi, pravimo dolgi izbruhi sevanja gama. Nastanejo pri podobnem pojavu, kot je eksplozija zvezde – supernova, ko masivna zvezda konča življenjsko pot. A če se zvezda hitro vrti, se eksplozija ne zgodi v vse smeri enako – krogelno-simetrično. Sredica zvezde, ki je porabila vse gorivo, ne more zdržati gravitacijskega pritiska in se sesede v nevtronsko zvezdo – zelo gost ostanek zvezde ali v črno luknjo. Vzdolž osi vrtenja zvezde skozi ovojnico zvezde prevrtata dva curka snovi in energije. Ko potujeta naprej v vesolje, se v njima sprosti gama svetloba, ki jo vidijo naši detektorji. Ampak samo, če je eden od teh curkov obrnjen tako, da kaže proti Zemlji. Za tem pa raznese še preostanek zvezde v vse smeri, podobno kot pri supernovi.

Kaj se zgodi s to energijo?

Dr. Andreja Gomboc: Ob tem se sprosti ogromna količina energije, ki gre le deloma v svetlobo. Večino energije, ki se sprosti pri sesedanju sredice zvezde, odnesejo posebni delci, ki jim pravimo nevtrini. Energija, ki se sprosti pri teh eksplozijah, je tolikšna, kot jo bo naše Sonce oddalo v vsem svojem življenju, se pravi v približno desetih milijardah let.
Kratki izbruhi sevanja gama so krajši od dveh sekund in so bili mnogo večja uganka. Naj pojasnim takole: Večina masivnih zvezd je v parih, zvezdi se gibljeta ena okrog druge. Potem ko vsaka od teh masivnih zvezd konča svoje življenje in eksplodira kot supernova, od njene sredice ostane črna luknja ali gosta nevtronska zvezda. Ta ostanka zvezd sta lahko še vedno gravitacijsko povezana in se gibljeta okoli skupnega težišča. Ker se gibljeta pospešeno, oddajata gravitacijsko valovanje, ki je ena od napovedi Einsteinove splošne teorije relativnosti. Zaradi oddajanja gravitacijskega valovanja izgubljata energijo in si prihajata vedno bliže in bliže. In ko si prideta zelo blizu, se zlijeta – bodisi v masivnejšo nevtronsko zvezdo bodisi v črno luknjo.

To je bil dolgo časa teoretičen model za nastanek kratkih izbruhov sevanja gama. Potem pa je lani, 17. avgusta (gre torej za povsem sveže odkritje), observatorij gravitacijskih valov LIGO zaznal zlitje dveh objektov, po masi sodeč dveh nevtronskih zvezd, ob istem času pa je satelit Fermi nad ozračjem zaznal kratek izbruh sevanja gama prav tako iz istega dela neba. Nato so še z optičnimi teleskopi na Zemlji opazovali ta del neba in z enim od teleskopov odkrili nov izvor vidne svetlobe, ki so ga lahko pripisali temu zlitju. Na podlagi tega so natančno določili, v kateri galaksiji se je zlitje zgodilo, in smo lahko opazovali še naprej z različnimi instrumenti, tudi spektroskopi in polarimetri. To je bil zelo velik dogodek za vso astronomsko skupnost, ki se ukvarja z izbruhi sevanja gama in gravitacijskimi valovi. Dogodek so opazovali na več kot 70 observatorijih širom sveta, saj je bil res izjemen. Zgodil se je blizu (v astronomskem smislu), le 130 milijonov svetlobnih let daleč. To je bilo res edinstveno odkritje: že to, da so zaznali zlitje dveh nevtronskih zvezd in dokazali, da je model kratkih izbruhov sevanja gama pravilen, je zelo pomembno. Z nadaljnjimi opazovanji pa so lahko poleg tega potrdili tudi to, da ob zlitju nevtronskih zvezd nastajajo v jedrskih reakcijah težki elementi in s tem rešili še eno pomembno vprašanje astrofizike.

Kaj to pomeni?

Dr. Andreja Gomboc: Na začetku vesolja sta nastala vodik in helij, drugi kemijski elementi so nastali pozneje. Elementi, kot sta kisik in ogljik, so nastali v zvezdah. Nastanek težjih elementov pa je bolj zapletena zgodba.

Učili so nas, da elementi, ki so v periodnem sistemu do železa, nastanejo v zvezdah. Potem ko eksplozija supernove raznese zvezdo, se ti elementi razpršijo po vesolju. In tako naslednje generacije zvezd in njihovih planetov lahko vsebujejo te elemente. Na primer Zemlja je pretežno iz njih. Učili pa so nas tudi, da tisti elementi, ki so v periodnem sistemu višje od železa, nastanejo ob samih eksplozijah supernov. Pri teh se sprosti toliko energije, da lahko stečejo jedrske reakcije, pri katerih nastajajo težji elementi. Vendar so v zadnjih desetletjih vse bolj ugotavljali, da ob eksplozijah supernov ne more nastati toliko težjih elementov, kot opazimo, da jih v vesolju je. Nekateri teoretiki so z natančnimi numeričnimi oz. računalniškimi simulacijami ugotovili, da lahko težji elementi nastanejo v velikih količinah ob zlitju dveh nevtronskih zvezd. In omenjena opazovanja lanskega avgusta so te napovedi potrdila in s tem odgovorila na pomembno vprašanje o izvoru težjih elementov v vesolju.

Na Zemlji čutimo posledice ob izbruhih sevanja gama?

Dr. Andreja Gomboc: Pri izbruhih sevanja gama se sicer sprosti ogromno energije, a se to zgodi stotine milijonov ali celo milijarde svetlobnih let daleč od nas. Na Zemlji tega ne čutimo. Izbruhe zaznajo sateliti, ki imajo posebne detektorje. Če bi se izbruh zgodil v naši Galaksiji in bi eden od njegovih curkov kazal proti Zemlji, bi lahko imelo to posledice, na primer, da bi se temperatura Zemljinega ozračja zvišala. Ampak kot kažejo raziskave, se ti izbruhi ne dogajajo v naši bližini. Ne dogajajo se v takšnih galaksijah, kot je naša, temveč bolj v mladem vesolju, kot rečemo, bolj oddaljenem. Zakaj tako rečemo? Ko opazujemo bližnje zvezde, jih vidimo takšne, kot so bile pred nekaj leti, saj svetloba potrebuje nekaj let, da pride od njih do nas. Zvezde in galaksije vidimo takšne, kakršne so bili takrat, ko je svetloba šla z njih. Če je svetloba iz neke galaksije potovala milijardo let do nas, potem to galaksijo v tem trenutku vidimo takšno, kot je bila pred milijardo let. Zato pravimo, da ko gledamo v vesolje, gledamo v preteklost. Vesolje je staro 13,8 milijarde let in dlje ko gledamo v vesolje, dlje v preteklost vidimo in vidimo stvari takšne, kakšne so bile, ko je bilo vesolje mlajše. Zato rečemo mlado vesolje, saj če gledamo nekaj, kar se je zgodilo pred 10 milijardami let, je vesolje bilo takrat staro le 3,8 milijarde let. Arheologi odkrivajo plasti, ostanke iz nekih davnih časov, astronomi pa dejansko vidimo preteklost.

So te raziskave, kot je za nas vesolje, brez mej?

Dr. Andreja Gomboc: Vesolje je zelo veliko, toliko stvari se dogaja v njem in ogromno stvari o njem še ne vemo.

Kot se ne zavedamo, da tudi Sonce ni večno?

Dr. Andreja Gomboc: Sonce je nekje na polovici življenjske poti, staro je približno pet milijard let in približno toliko bo še več ali manj nespremenjeno svetilo. Zvezde se v primerjavi z dolžino naših življenj zdijo večne. Tudi če se spomnimo, da človeške civilizacije na Zemlji obstajajo približno 12.000 let, torej vse zgradbe in vsi zapisi iz Mezopotamije, starega Egipta ... so iz zelo kratkega obdobja v primerjavi s starostjo vesolja. Po drugi strani pa to pomeni, da smo v tako kratkem času naredili zelo veliko, veliko stvari smo odkrili. Zaskrbljujoče pa je, kako hitro izkoriščamo energijske vire. Znanost se mi zdi edina možna rešitev za normalno in mirno prihodnost človeštva: da najdemo energijske vire, da rešimo ekološke težave … na primer, da najdemo način, kako izpeljati kontrolirano fuzijo vodika, ki bi lahko bil čisti vir energije prihodnosti. Fosilnih goriv bo slej ko prej zmanjkalo, hidroelektrarne, vetrne in sončne elektrarne ne morejo potešiti vseh naših potreb po energiji. Jedrske (fisijske) elektrarne pa imajo težave s skladiščenjem radioaktivnih odpadkov.
Družba se je v zadnjih 10 ali 20 letih z računalniki, internetom, družabnimi omrežji zelo spremenila in težko je predvideti, kaj bo čez pet ali deset let. Kako bo vse to vplivalo na pogled ljudi na svet, na probleme in njihovo reševanje. Včasih se že zdaj počutim kot dinozaver, če primerjam svoj pogled s tem, kako današnji otroci vidijo stvari. Drugače opazujejo, včasih se zdi, da zelo na hitro in bolj površno, a verjetno tudi drugače povezujejo znanje, kar je lahko dobro. Pri znanosti in reševanju ključnih družbenih problemov ni bližnjic.

Gre za dolgo pot, kot je bila potrebna za odkritje izbruhov sevanja gama?

Dr. Andreja Gomboc: Na vseh področjih znanosti gre za leta dela velikega števila ljudi in kritičnega razmišljanja. Vse je treba preveriti. Za znanost je potreben čas.
Zdi se mi, da je razlika med mojo generacijo in današnjimi v tem, da mi je, ko sem bila majhna, pogosto bilo dolgčas. Spomnim se, da so se mi počitnice vlekle, ni bilo tablic, ni bilo ves čas risank na televiziji ... in takrat je začela delati domišljija. Brala sem knjige, si našla nekaj za delati ali se igrati, šla ven, se dobila s prijatelji. Zdi se mi, da se današnji otroci bojijo dolgčasa. Da morajo biti ves čas zaposleni – s tem, da hodijo na neke aktivnosti ali strmijo v tablice in telefone. Kot da jim nikoli ne sme biti dolgčas, ker potem mislijo, da je nekaj narobe.

Foto: Helena Kermelj

Novo na Metroplay: Matej Zemljič o zakulisju snemanja, dojemanju igralstva in stvareh, ki mu pomenijo največ