Rozpięte płótno Wszechświata

Najpierw trzeba zobaczyć obraz jakiegoś zjawiska, potem spróbować zrozumieć jego mechanizm, następnie ocenić czy też, jak mówimy w nauce, oszacować, czy ma on szansę zadziałać, a dopiero w dalszej kolejności ewentualnie wymyślić równania.

Zacznijmy od zdziwienia, które na przykład w filozofii stanowi istotę podejmowanych rozważań. Czy dla pani taka specyficzna postawa, wyrażająca się nieustającą gotowością do stawiania kolejnych pytań, stanowiła zasadniczy impuls poznawczy?

Tak. Mogę potwierdzić, że właśnie taka była moja motywacja od samego początku. Kiedy człowiek jest młody, to w ogóle nie ma żadnych oporów, by zadawać bardzo śmiałe pytania. Będąc jeszcze w szkole, zastanawiałam się na tym, dlaczego czas płynie tylko do przodu, a w przestrzeni można iść w lewo, w prawo, do przodu i do tyłu. Nawiasem mówiąc, czysta filozofia mnie nie pociąga, po prostu jej nie czuję. Lubię się oczywiście konfrontować ze światem, ale w taki sposób, jak to robi astronom, czyli za pomocą obserwacji. To one są dla mnie rzeczywistością. Kiedy mam do dyspozycji pewne dane i fakty, mogę potem z nimi porównać własne pomysły i to stanowi dla mnie inspirację do zadawania kolejnych pytań. Filozofia natomiast jest, według mnie, w gruncie rzeczy językiem, a co za tym idzie pozostawia pole do interpretacyjnej dowolności, w której może zdarzyć się sytuacja, kiedy coś, co jest oczywiste dla jednego, dla drugiego nabiera zupełnie innego znaczenia. Natomiast w momencie, kiedy odwołujemy się do obserwacji i matematyki, przechodzimy na taki poziom uniwersalności, który automatycznie znosi kwestię braku porozumienia. Dzieje się tak dlatego, że przyjęty model określonego zjawiska po prostu do niego pasuje lub nie i w żadnej mierze nie jest to kwestia uzależniona od przyjętej przez kogoś interpretacji.

Skoro obserwacje odgrywają tak dużą rolę, to, jak rozumiem, istotny staje się wybór odpowiedniej metody, za pomocą której badać się będzie przebieg określonych procesów?

Oczywiście. Trzeba powiedzieć, że istnieje cała gama zróżnicowanych metod, co wynika z faktu, że różne rzeczy otrzymuje się w wyniku obserwacji. Raz będzie to np. pewien obraz, a innym razem wykres funkcji czasu.

A czym się pani kieruje, dobierając określone narzędzia do swojej pracy?

Obrana przeze mnie strategia polega na tym, że niezależnie od obserwacji zawsze tworzę pewien model zjawiska. Czyli najpierw je sobie wyobrażam, myślę o tym, w jaki sposób ono może przebiegać, a potem rozwiązuję równania, przyjmując przy tym określone założenia. Kolejnym etapem jest porównanie obu tych rzeczy. Warto w tym momencie zaznaczyć, że sprawa samego doboru modelu jest procesem bardzo zindywidualizowanym. W praktyce oznacza to tyle, że każdy kieruje się przy tej czynności własnymi przekonaniami. Dopiero później przychodzi czas konfrontacji, w którym porównujemy dokonane przez nas wybory i patrzymy, kto z nas dysponuje lepszym modelem, czyli bliższym temu, co widać na niebie.

W związku z tym, że, jak pani powiedziała, dobór określonego modelu jest ściśle związany z konkretną osobą, to czy, podobnie jak ona, on także zmienia się w ciągu lat naukowej kariery? Jednym słowem chcę zapytać o to, jaki wpływ na dokonywane wybory ma upływający czas? Czy to, że teraz ktoś wybiera taki model, a nie inny, wynika z jego większej dojrzałości oraz posiadania znaczącej puli przeróżnych doświadczeń?

To się nieustannie zmienia. Nawet kiedy pracuję ze studentem czy doktorantem i dysponujemy pewnymi danymi obserwacyjnymi, to główny model i tak musimy ciągle dostosowywać i zmieniać. To trochę jak z modą. Gdybym zapytała, czy ma pani w szafie tylko jedną sukienkę, to pewnie usłyszałabym negatywną odpowiedź. Wiadomo bowiem, że na różne okazje potrzebujemy zupełnie innych fasonów. I tak jak nasz styl ubierania zmienia się, moim zdaniem, chociażby z wiekiem, tak wybór metody pracy również jest wrażliwy na upływający czas.

A czy przy obserwacji towarzyszą pani jakieś emocje? Czy jest to raczej akt czysto intelektualny i nie ma w nim miejsca na żadne uczucia?

Jeśli chodzi o typową pracę przy teleskopie, to sama rzadko kiedy wykonuję tego rodzaju czynności. Myślenie twórcze i związane z nim emocje budzą się u mnie w momencie, kiedy zaczynam przygotowany model porównywać z danymi opracowanymi z otrzymanych obserwacji. I właśnie na tym etapie pojawia się z jednej strony niecierpliwość, bo chcę jak najszybciej wiedzieć, czy wybrany model dobrze pasuje, z drugiej strony strach i obawa przed tym, że może jednak dokonałam niewłaściwego wyboru. Największa radość przychodzi w momencie, gdy potwierdzi się nie tylko to, że dany model pasuje, ale że w ogóle zobaczyliśmy coś ciekawego i jeszcze dodatkowo zrozumieliśmy, dlaczego tak jest, a nadto potrafimy to w opracowanej dysertacji wyjaśnić.

Chciałabym zapytać o kwestię rozczarowania. Jak to wygląda w przypadku badacza? Czy zdarza się pani doświadczać tego, dość jednak nieprzyjemnego stanu? Czy może rozpamiętuje pani sytuacje, kiedy nad czymś pani długo pracowała, rozmyślała, oczekiwała, że początkowe hipotezy znajdą potwierdzenie, jednak ostatecznie tak się nie stało?

Tak oczywiście bywa. Nie wszystko bowiem się udaje tak, jakby się tego chciało. Ale trzeba podkreślić, że i nie każda idea jest równie dobra.

Czyli, jak rozumiem, codziennością naukowca jest mierzenie się z jakimś rodzajem frustracji. Jak w takich sytuacjach nie zwątpić w swoje umiejętności?

W nauce trzeba mieć pewną odporność psychiczną. Pamiętajmy, że jest to obszar, w którym człowiek zawsze robi coś, na czym się nie zna. Często tłumaczę swoim studentom, że właśnie na tym polega różnica między pracą w fabryce, a pracą naukową. W fabryce bowiem wystarczy, że ktoś przejdzie szkolenie i już może rozpocząć działanie w sferze, co do której będzie miał pewność, że zdołał ją poznać. Natomiast w nauce każdy nieustająco, tak jak wspomniałam, robi to, na czym się nie zna. Oczywiście niebezpieczeństwo zawodu wynika z tego, że sam pomysł może nie być udany, albo że nie zdoła się napisać pracy, ale moim zdaniem trzeba zawsze testować do skutku i poszukiwać ciągle nowych rozwiązań.

Potrzebne jest w związku z tym wewnętrzne przekonanie, że warto próbować?

Oczywiście, że tak. To jest sytuacja podobna do tej, z jaką mamy do czynienia w przypadku zgubienia się w lesie. Jeden człowiek będzie usiłował z niego wyjść i na końcu powie sobie, że mimo wszelkich trudności było to interesujące doświadczenie i następnym razem także pójdzie do lasu, bo będzie ciekawy, jak tym razem sobie poradzi. Inny natomiast już po pierwszym tego rodzaju zdarzeniu zniechęci się i nigdy więcej nie podejmie próby eksploracji nowej przestrzeni.

Czy tej odporności można się nauczyć?

Sądzę, że nie. Według mnie jest ona wrodzona. Można oczywiście ją wzmacniać, rozwijać, można zyskiwać coraz większą samoświadomość. Wraz z doświadczeniem człowiek staje się także nieco mniej nerwowy. Wie bowiem, że skoro zawsze miał dobre pomysły, to nie ma powodu, by kolejnym razem miało być inaczej. Czasem trzeba po prostu zdystansować się na chwilę, zostawić jakąś sprawę na tydzień i poczekać, aż pojawią się kolejne pomysły. Natomiast jeśli ktoś w ogóle nie ma tej odporności, to powinien jednak poszukać spokojniejszej pracy, nawet jeśli mówimy o osobie obdarzonej niezwykłą inteligencją. Chciałabym zaznaczyć, że w astronomii sytuacja jest o tyle komfortowa, że nie trzeba rezygnować z ulubionego stylu pracy. Zawsze można go dobrać do posiadanych predyspozycji. Jeśli więc ktoś lubi przebywać i pracować w grupie, to czekają na niego wielkie projekty badawcze, w ramach których należy nieustannie wszystko uzgadniać, negocjować czy ustalać, co wymaga mocnej interakcji z innymi. Z kolei dla jednostek preferujących cichy i spokojny rytm działania pozostaje droga koncentracji na danych. Jest obecnie mnóstwo danych, które są publicznie dostępne, wystarczy je tylko zgromadzić i spokojnie, w zaciszu domowym wymyślić ich zupełnie nową interpretację, o której nikt wcześniej nawet nie pomyślał.

Pani badania dotyczą zjawisk, które występują przy horyzoncie czarnej dziury. Zatrzymajmy się na chwilę na tym fenomenie, który często jest wyobrażany jako rodzaj zasysającej wszystko wokół przestrzeni. Jak to wygląda w rzeczywistości?

Czarna dziura jest związana z pojęciem niezwykle silnego pola grawitacyjnego. Słońce na przykład przy powierzchni ma pole grawitacyjne silniejsze niż Ziemia na powierzchni, ale oczywiście Słońce nie jest czarną dziurą. Gdyby natomiast jakoś udało się Słońce ścisnąć, tak żeby miało rozmiar mniejszy niż 3 km, to już wówczas byłoby czarną dziurą. Czyli, po pierwsze, chodzi o odpowiednie ściśnięcie masy, po drugie zaś o tzw. prędkość ucieczki. Jeśli bowiem materię mocno ściśniemy, to prędkość ucieczki robi się coraz większa i większa. I gdy mówimy o czarnej dziurze, to mamy na myśli taki właśnie obiekt, z którego nie ma już prędkości ucieczki. Albo jeszcze inaczej: prędkość ucieczki musiałaby być większa niż prędkość światła, a ponieważ nie ma prędkości większej niż prędkość światła, jest to po prostu niemożliwe.

Przejdźmy teraz do tematu, który zajmuje ważną część w prowadzonych przez panią badaniach. Myślę tu o kwazarach. Z czego, pani zdaniem, wynika ich wyjątkowość?

Kwazar jest galaktyką, ale dość nietypową. Prawie wszystkie galaktyki zawierają w sobie czarne dziury, które charakteryzują się tym, że są bardzo masywne. Nasza galaktyka np. zawiera czarną dziurę o masie 4 mln mas Słońca. Niewiele z tego jest dostrzegalne, ponieważ prawie nic do tej czarnej dziury nie wpada. Trzeba dysponować niezwykle czułymi urządzeniami, aby móc cokolwiek zobaczyć, a w szczególności, by móc zrobić zdjęcie zachodzącego zjawiska. Natomiast w przypadku niektórych galaktyk, czyli w tym przypadku kwazarów, ogromne ilości materii wpadają do owej czarnej dziury, a zanim jeszcze wpadną, to materia się tłoczy i zderza, tworząc wir, czy też, jak mówimy w astronomii, dysk akrecyjny. Dochodzi wówczas do wygenerowania bardzo dużej ilości energii oraz ciepła i wszystko to razem zaczyna bardzo intensywnie świecić. Znacznie silniej nawet niż gwiazdy galaktyki macierzystej. Można to sobie wyobrazić w ten sposób, że dookoła jest galaktyka, ale w środku znajduje się owo centrum, które świeci nawet tysiąc razy intensywniej niż reszta gwiazd. W związku z tym, że owe obiekty są właśnie tak jasne, stają się bardzo dobrze widoczne, a to czyni je doskonałymi fenomenami do obserwacji.

Pomówmy trochę o kryterium miary, którego używa się w celu opisywania odległości we Wszechświecie. Mam tu na myśli określenie ‘ogromna odległość’. Jak możemy ją sobie wyobrazić? Czy może za pomocą jakiejś kosmicznej odmiany naszej ziemskiej podziałki?

Jeśli weźmiemy pod uwagę np. powierzchnię Ziemi, owa ogromna odległość to byłby dystans, który można porównać, powiedzmy, z równikiem ziemskim, czyli mówimy tu o skali rzędu 40 tys. km. W astronomii mamy naturalną miarę określającą maksymalną odległość, do której coś możemy zobaczyć. To jest 13,7 miliarda lat świetlnych. Ponieważ dalej już spojrzeć nie możemy, to każda odległość, która będzie zbliżona do wspomnianego maksimum, zasłuży na miano ogromnej.

Przypuśćmy, że ktoś proponuje pani narysowanie Wszechświata. Jak on by wyglądał?

Wszechświat to taki bąbel, w którym siedzimy, utworzony przez promieniowanie mikrofalowe tła. Można je sobie wyobrazić jako rodzaj kolorowej membrany, która nas otacza i równocześnie ogranicza, powodując, że jesteśmy w stanie zobaczyć tylko tyle, na ile nam ona pozwoli. Dobrze to zobrazuje porównanie do chodzenia we mgle. Kiedy nas ona spowija, dostrzegamy pewne obiekty tylko w obrębie wyznaczonych przez nią granic, niezależnie od tego, w którą stronę się skierujemy. I tak jak mgła ogranicza nasze zdolności poznawcze, tak samo mikrofalowe promieniowanie tła nie pozwala nam wyjść poza pewną ustaloną linię.

I musimy się z tym pogodzić, że to jest kres ludzkiej kognicji?

Jeśli mamy na myśli światło, to na pewno tak. Ewentualnie może kiedyś, czy to za sprawą neutrin, czy fal grawitacyjnych, uda nam się zajrzeć trochę dalej. Nie spodziewam się jednak, że dokonamy jakichś spektakularnych przekroczeń. Po prostu nie mamy do tego możliwości. Nic nie poradzimy na to, że siedzimy w tym bąblu, a mgła nie chce się rozwiać.

Często wspomina pani profesora Bohdana Paczyńskiego, jako osobę, która walnie przyczyniła się do tego, że jako naukowiec jest pani dziś w tym miejscu, w którym jest. Jak ważne jest zostać zauważonym przez kogoś, kto uwierzy i zmotywuje do podejmowania wysiłku?

Spotkanie na swojej naukowej drodze mentora, który nie tylko podpowie, jaki sposób uprawiania nauki będzie dla konkretnej osoby najlepszy, ale także uwierzy w posiadany przez nią potencjał, jest niezwykle inspirującym doświadczeniem. W moim przypadku pierwsze naukowe próby związane były z wydziałem fizyki, gdzie badania polegały raczej na rozwiązywaniu równań. Wydawało mi się wówczas, że tak właśnie powinna wyglądać standardowa droga badawcza. Wątpliwości pojawiły się w momencie, kiedy nie wiedziałam, jak wymyślić równanie. Prof. Paczyński pokazał mi wtedy, że mogę działać równie skutecznie, wykorzystując styl, który do mnie indywidualnie pasuje. Kiedy teraz rozmawiamy i pyta mnie pani o różne rzeczy, to w odpowiedzi nie podaję równania, ale staram się wykreować obraz danego zjawiska, by w ten sposób je jak najlepiej wytłumaczyć. To właśnie prof. Paczyński podpowiedział mi, by w taki sposób robić naukę, a więc najpierw zobaczyć obraz jakiegoś zjawiska, potem spróbować zrozumieć jego mechanizm, następnie ocenić, czy też, jak mówimy w nauce, oszacować, czy ma on szansę zadziałać, a dopiero w dalszej kolejności ewentualnie wymyślić równania.

W dziedzinie, którą się pani zajmuje, kobiet do tej pory było stosunkowo mało. Czy dostrzega pani, że ten obowiązujący przez wiele lat trend obecnie ewoluuje w nowym kierunku?

Zdecydowanie tak. Zmiany są teraz bardzo widoczne. W czasie, kiedy zaczynałam, rzeczywiście kobiety rzadko zajmowały się naukami ścisłymi. A już chociażby na niedawnej konferencji w czeskim Brnie można było zauważyć, że młode adeptki sztuki naukowej stanowiły niemal połowę audytorium.

Jednocześnie kobiety, które chcą wybrać ścieżkę naukowej kariery, natrafiają w pewnym momencie na szklany sufit możliwości. Skąd on się bierze?

Myślę, że jeszcze na etapie robienia doktoratu problemy nie są tak bardzo widoczne. Trudności zaczynają się później. W dzisiejszym świecie wymaga się bowiem, by naukowiec miał kilka postdoków. W praktyce oznacza to konieczność wyjazdu na trzy lata do jednego kraju, potem na kolejny okres do drugiego. Kiedy kobieta ma już dzieci i męża, sytuacja w oczywisty sposób staje się bardzo skomplikowana. Zdarza się więc, że uczona, która decyduje się na robienie kariery naukowej, de facto rezygnuje z życia rodzinnego, nie będąc w stanie pogodzić obu tych obszarów. Właśnie dlatego na wyższych poziomach robienia nauki kobiety po prostu się wykruszają. Oczywiście niektórym się udaje, bo np. mają męża, który uprawia wolny zawód i może pracować z każdego miejsca na świecie, ale to jednak nie są zbyt częste przypadki.

Powiedziała pani kiedyś, że jej zainteresowania są czysto poznawcze. Co by się stało, gdyby miały one na zawsze pozostać w sferze epistemicznych rozważań? Jednym słowem, na koniec chcę zapytać o wymóg pragmatyczności nauki.

Pragmatyczność oznacza dla mnie tyle, że coś ma mieć natychmiastowe przełożenie na dochód narodowy. Nauki podstawowe nie mają natomiast szybkiego i automatycznego przełożenia na obowiązujące w gospodarce trendy. Ja nie robię lepszego samochodu czy czegoś, co będzie można od razu sprzedawać na rynku. Ja się ciągle zastanawiam, jak działa Wszechświat i chcę go coraz lepiej rozumieć.