Okamžiky prozření

Co vás přivedlo ke hvězdám?

O vesmír jsem se zajímal odmalička, podle toho, co mi říkali rodiče tak už od doby, kterou si ani nepamatuju. A drželo se mě to i postupem času, četl jsem už jako malý knížky o astronomii. Četl jsem taky o meteorologii, geologii, chemii… ale astronomie se mnou zůstala.

Nezlákalo vás objevování nových světů, nových vesmírů, hypotézy Ericha von Dänikena? V dobách mého mládí to bylo  nesmírně populární…

Četl jsem je v období, kdy jsem četl vlastně všechno a moc jsem tehdy nerozlišoval, co je reálné a co ne, takže také mám v paměti knížky s rozmazanými fotkami létajících talířů… ale musím přiznat, že hodně dlouhou dobu už těmto tématům čas nevěnuju.

Studoval jste na naší univerzitě a také na dvou v USA. Můžete srovnávat?

Těžko se to porovnává, protože tady v Praze jsem ukončil magistrem a v Americe jsem si dělal doktorát. A jak tady, tak tam je mezi magisterským a doktorandským studiem propastný rozdíl. Samozřejmě to bylo úplně jiné prostředí nejen vědecky, ale i kulturně. Americké seriály a filmy se sledují na celém světě, ale to, jak Američané uvažují a chovají se je do značné míry odlišné od nás Evropanů. Moje zkušenost říká, že i v Americe si rozumějí lépe Evropani mezi sebou, než Evropan s Američanem, byť by s ohledem na kulturní pozadí vlastně měli být kompatibilní.

Asijské kultury jsou nám velmi vzdálené a je to pochopitelné. Čím je to ale dáno v Americe? Chybí jim baroko, renesance, monarchie?

Ve velkých městech je prostředí Evropě podobnější. Já jsem studoval v Ohiu, město Columbus vykazuje statistiky nejprůměrnějšího města v Americe jako průměrný příjem a etnické složení obyvatelstva. Důvod odlišnosti si ale definovat netroufnu, je to přece jen mimo mou specializaci. Možná, když bych měl říct pocit, může hrát vliv to, že žijí dlouhá desetiletí, vlastně staletí, v nějaké evoluci, neznají časté ostré revoluční změny. Jako by na demokracii byli víc zvyklí, jako by si víc uvědomovali, že demokracie není jen o právech, ale také o odpovědnosti. A chovají se podle toho.

Columbus a jeho průměrnost mě vede k otázce, jak jste žil jako průměrný Američan?

Asi to neumím posoudit, protože v týdnu jsem většinu času pracoval, o víkendu jsem se snažil sportovat, jezdil jsem na kole. Ale se spolužáky jsme pořádali party, což je disciplína, která je v USA na velmi sofistikované úrovni. Vlastně by se dalo říct, že schopnost pořádat party Američané dotáhli až k umění.

Řada lidí, kteří se ocitnou na prestižní univerzitě, obvykle řeší otázku, zda zůstat nebo se vrátit. Ohio a Princeton jsou velmi kvalitní univerzity, špičky v řadě vědních oborů.

V rámci studia vystřídáte řadu míst, ale žádné není trvalejšího charakteru. Má to svá pozitiva, ale pro běžný život asi většina lidí volí právě stálejší pozici v prostředí kulturně spřízněném a s blízkostí rodiny. Co u mě převážilo v rozhodování byl program Primus, kam se může přihlásit každý a vznikne díky němu i pracovní pozice.

Oblast vašeho bádání je ale laikům asi poměrně vzdálená. Můžete ji nějak přiblížit?

To, co mě zajímá, jsou extrémní projevy v životě hvězd jako srážky a výbuchy. Při nich vznikají ve vesmíru nové chemické prvky. Aby to bylo úplně zřejmé, většinově je vesmír tvořen vodíkem a heliem a všechny těžší prvky vznikly a i dnes vznikají ve hvězdách respektive často při extrémních projevech v jejich životě. Prvky, které jsou v periodické tabulce poblíž železa, vznikají při výbuších supernov. Nejtěžší prvky jako zlato, platina nebo uran, vzniknou při splynutí či spíše strážce dvou neutronových hvězd.

Jak se liší složení hvězd a planet ve vesmíru od naší Země?

Astronomové se domnívají, že první generace hvězd po vzniku vesmíru v podstatě téměř neobsahovala prvky těžší než helium. Dosud však nepozorovali žádnou hvězdu této generace, která by přežila do dnešních dnů. Od té doby se ale neustále opakuje cyklus, kdy se hvězdy  vybuchují a srážejí, při čemž vznikají nejrůznější nové prvky. Doslova ze zbytků staré generace hvězd pak vzniká generace nová. Každý výbuch je trochu jiný a vytvoří trochu jiný poměr prvků. Starší hvězdy tak vykazují větší rozptyl zastoupených prvků, obzvláště těch těžkých. Postupem času, kdy výbuchů je víc a víc, se spektrum těch prvků a jejich poměry víceméně homogenizují.

Teoreticky je tedy možná těžba rud na hvězdách, život na jiných planetách? Velmi se diskutuje složení Marsu…

Teoreticky je možné takřka cokoliv. Čím se ale někteří zcela seriózně zabývají je například těžba minerálů z asteroidů. Naše Země má  jádro tvořené z železa a těžších prvků, které klesly do středu a jsou tak hůře dostupné lidem na povrchu. Mnohé asteroidy jsou tvořené původním nediferencovaným materiálem z období vzniku sluneční soustavy a těžké prvky v nich mají vyšší zastoupení než v zemské kůře.

Mohl byste přiblížit laikům i dva pojmy, které se běžně objevují v řeči astrofyziků? Černé díry, bílí trpaslíci…

…a neutronové hvězdy, ty k nim také patří. Jsou to tři finální stádia vývoje hvězd. To, jak byla hvězda hmotná na začátku svého života převážně určuje jak žije a co se z ní stane na konci života. Hvězdy podobné Slunci, s relativně nízkou hmotností, skončí jako bílí trpaslíci. Typický bílý trpaslík  má hmotnost kolem šedesáti procent původní hmotnosti a velikost podobnou zhruba naší Zemi. Tvořen je hlavně uhlíkem a kyslíkem. Hvězdy těžší než osminásobek hmotnosti Slunce končí výbuchem supernovy, který po sobě zanechá buď černou díru nebo neutronovou hvězdu. Neutronová hvězda má hmotnost asi dvakrát větší než Slunce, ale velikost jako Praha. A černá díra může být ještě těžší a menší než neutronová hvězda. Například abychom z našeho Slunce získali černou díru, museli bychom jej stlačit do koule s poloměrem menším než tři kilometry.

Vejdou se vám do vědeckých myšlenek a teorií i mimozemské civilizace?

Mně osobně ne, tím se nezabývám. Možná i proto, že s touto otázkou se pojí jeden z mého pohledu základní problém. Můžete to zkoumat, ale jak to dělat tak, aby to byla ještě věda? Abych to řekl jinak, kdykoliv se ve vesmíru cokoliv stane, nikdy asi nemůžeme vyloučit, že za tím byla mimozemská civilizace. Ale to není hypotéza, kterou by bylo možné falzifikovat.

V rámci programu Primus jste po roce získali ERC grant. Jak jste se na grant připravoval a co váš projekt řeší?

Podával jsem žádost o ERC grant dvakrát, poprvé neúspěšně. Konečný úspěch je tak určitě velkým poučením z předešlých chyb, z připomínek recenzentů a oponentů i zkušeností z první obhajoby v Bruselu. Takže největší přípravou na druhou žádost byla vlastně celá ta první etapa, díky které jsem celý projekt mohl upravit a udělat jej ambicióznější, než byl ten původní. Můj projekt plánuje studovat splynutí hvězd novými způsoby. Jsme stále v první polovině řešení a vyvíjíme metody. Nedávno Diego Calderón, člen mého týmu, zprovoznil funkční verzi programu, který jsme slíbili a který můžeme začít používat ke studování toho, co se při splynutí hvězd děje. Takže z poloviny jsme na dobré cestě, druhá polovina nás teprve čeká a začneme se jí věnovat příští rok.

Ambicióznost se naplňuje…

Mám z toho radost.

Jaké další mety máte?

Nejdůležitější a asi i nejkrásnější pro vědce je okamžik, když pochopí to, co před vámi nikdo nechápal, když najde nějaký nový způsob, jak porozumět tomu, co se děje. Takové okamžiky by bylo dobré mít co nejčastěji. A když se tohle daří, tak i prestižní granty přicházejí vlastně úplně samy. Opačným směrem to příliš nefunguje.

Když to ale funguje, mohou přijít i prestižní ceny, třeba i Nobelova cena za fyziku…

Každá cena je velká pocta, ale ty okamžiky prozření jsou pro vědce stejně nejvíc.  Když už ale zmiňujete Nobelovu cenu, máme teď na katedře štěstí, že dvě z posledních tří Nobelových cen za fyziku se týkaly oblastí, kterým se věnujeme, před třemi lety za detekci gravitačních vln, což je v přímé souvislosti s mým projektem, letošní rok pak za studium a důkaz existence černých děr ve středu galaxií. To je trochu vzdálenější od mé odbornosti, ale pořád vesmír a astrofyzika. Astronomie je disciplína, kde pokrok nastává z velké části díky pokroku v technice. Máme větší dalekohledy, větší a sofistikovanější detektory. Příkladem je třeba právě využití gravitačních vln, což je úplně nový způsob, jak zkoumat vesmírné objekty, což v několika posledních letech vedlo i k objevu úplně nových druhů vesmírných dvojhvězd.

Máte možnost v této době předávat své zkušenosti a znalosti studentům?

Je to samozřejmě obtížnější než obvykle, ale pokračujeme ve formátu, který jsem okopíroval z mého působení v Americe a kterému říkáme science coffee. Prostě se dvakrát týdně na půlhodinku sejdeme a debatujeme o článcích, které vyšly od minulé schůzky. To lze i virtuálně. Lidé pořád přicházejí na nové věci a mě pořád baví to sledovat a debatovat o tom.

Podobné modely jsem zažil i já, na univerzitě v Bernu a mnohem později i v Paříži, tam to probíhalo u oběda. Pravda, býval mnohem delší než káva v Bernu. Pane doktore,  děkuji  za váš čas a přeji vám i české astrofyzice mnoho těch krásných okamžiků prozření…