Prace polskiej astrofizyczki pozwalają lepiej zrozumieć Wszechświat. Prof. Czerny bada tempo jego rozszerzania się

O tym, że Wszechświat się rozrasta, i to najprawdopodobniej w rosnącym tempie, świat nauki wie już od ponad dwóch dekad. Problem stanowi jednak zbadanie tempa, w jakim się to dzieje, i odpowiedź na pytanie o to, czy jest ono zgodne z hipotezą stałej kosmologicznej. Profesor Bożena Czerny z Centrum Fizyki Teoretycznej Polskiej Akademii Nauk zaproponowała metodę pomiaru ciemnej energii opartej na obserwacji kwazarów. Może to stanowić punkt wyjścia nie tylko do matematycznego opisania Wszechświata, ale i intensyfikacji badań nad wykorzystaniem ciemnej energii na przykład jako źródła napędu w silnikach przyszłości.

– Metod badania ekspansji Wszechświata jest w tej chwili kilka, a nawet kilkanaście. Moja metoda jest stosunkowo nowa, ale mam nadzieję, że będzie bardzo pożyteczna. Problem z ekspansją Wszechświata polega na tym, że różne pomiary dają nieco różne wyniki. I to „nieco” wydaje się być mało ważne, ale jest dramatycznie ważne z punktu widzenia teoretycznego zrozumienia tego, co się dzieje – wyjaśnia w rozmowie z agencją Newseria Innowacje prof. Bożena Czerny z Centrum Fizyki Teoretycznej Polskiej Akademii Nauk.

Dotychczas uznaną przez świat nauki metodą opisu ekspansji Wszechświata była hipoteza stałej kosmologicznej, zaproponowanej przez Alberta Einsteina. Okazuje się jednak, że tempo rozszerzania, czyli ciemna energia, może zmieniać swój przebieg w czasie, więc nie odpowiada dokładnie efektowi stałej kosmologicznej. Prof. Bożena Czerny proponuje metodę pomiaru opartą na obserwacji kwazarów, czyli galaktyk, które mają bardzo jasne jądra. Widać je z odległości miliardów lat świetlnych.

– Musimy mieć wiele obiektów, które znajdują się w różnych odległościach od nas, i dla tych obiektów musimy zmierzyć zarówno ich prędkość oddalania się, jak i ich jasność absolutną, a z jasności obserwowanej wtedy wyznaczamy ich odległość. Wtedy mamy mapę rozszerzania się Wszechświata, w oparciu o którą wyznaczamy własności ośrodka, który to rozszerzanie się powoduje. Pierwsze próbniki to były gwiazdy supernowe. Kwazary mogą stanowić bardzo ciekawą alternatywę, ponieważ obserwujemy je również na dalszych odległościach niż gwiazdy supernowe – zaznacza naukowiec.

Obserwacje, na których w swojej pracy opiera się prof. Czerny, są częściowo prowadzone za pomocą 11-metrowego teleskopu w południowej Afryce. Wyniki są łączone z tymi, które mierzą inne ośrodki zajmujące się badaniem kwazarów. Choć ciemna energia jest wartością o charakterze głównie matematycznym, to poznanie jej właściwości może być kluczowe dla zrozumienia mechanizmów kierujących Wszechświatem.

– Nie wiemy, co to jest, to nie jest prosta, taka normalna forma materii, to jest po prostu wykluczone w oparciu o inne niezależne obserwacje. Z punktu widzenia ciekawości poznawczej zmierzenie Wszechświata jest natomiast niezwykle ważne, dlatego że właśnie to nam da odpowiedź na pytanie, czy potrzebujemy w tym momencie zupełnie nowej fizyki, której jeszcze nie mamy. Jest to po prostu ciekawe samo w sobie, natomiast czy to będzie miało kiedyś jakiekolwiek zastosowania praktyczne, to tego nie wiem. Słyszałam, że ktoś już opatentował w Stanach Zjednoczonych silnik na ciemną energię – mówi prof. Bożena Czerny.

Za swoją pracę na rzecz wyjaśniania zjawisk z obszaru badań nad kosmosem profesor Bożena Czerny została jako pierwsza Polka i drugi w historii polski naukowiec wyróżniona Nagrodą im. Lodewijka Woltjera, przyznawaną przez Europejskie Towarzystwo Astronomiczne.