Wśród pism naukowych szczególną pozycję zajmuje „Nature”. Przyjęcie przez ten periodyk artykułu nobilituje autora i wystawia mu certyfikat przynależności do grona wybitnych. Jest to także pismo opiniotwórcze, w którym głos zabierają najlepsi naukowcy i najbardziej znaczące osoby z otoczenia nauki. Dziesięć lat temu, otwierając całostronicowy nekrolog, „Nature” napisało: „19 kwietnia 2007 roku zmarł Bohdan Paczyński, jeden z najznamienitszych astrofizyków XX wieku”. Pisząc „drugi po Koperniku”, nie przesadzam więc ani nie wpadam w narodową megalomanię. Po prostu stwierdzam fakt.

Ewolucja gwiazd, gwiazdy podwójne, nowe karłowate, supernowe, fale grawitacyjne, soczewki grawitacyjne, błyski gamma, dyski akrecyjne, aktywne jądra galaktyk, masowa fotometria – wszystkie te hasła (i wiele innych, bo lista nie jest kompletna) natychmiast kojarzą się astronomom mojego pokolenia z Profesorem i jego dorobkiem. Naszym młodszym kolegom już niekoniecznie. Korzystają jednak z jego spuścizny, nawet gdy nie są tego świadomi, ponieważ inaczej nie da się dzisiaj uprawiać astronomii.

Co my z tego mamy

Nie popełnię chyba wielkiego błędu szacując, że większość tych haseł brzmi całkowicie obco dla ponad 90% czytelników FA. Gdy objaśniamy dziennikarzom, co się za nimi kryje, prawie zawsze pada pytanie „no dobrze, ale co my z tego mamy?”. Różnie można na nie odpowiadać. Jedną z tych odpowiedzi jest całe życie Profesora i wpływ, także pozanaukowy, jaki wywarło na osobach, które miały szczęście się z Nim zetknąć. Pożegnalne sympozjum, zorganizowane w Princeton we wrześniu 2007 roku, zgromadziło ponad 140 astronomów, wspominających jak niewyczerpane były jego pomysły, którymi zawsze chętnie się dzielił, jak bardzo zaraźliwy był jego entuzjazm dla astrofizyki i jak celne, a zarazem proste były jego rozumowania. Profesor czuł Wszechświat i całym sobą sprawiał, że przy nim zaczynali go czuć inni. Był wcieleniem maksymy „głównym powodem, dla którego uprawiasz naukę, jest to, że lubisz to robić”. Tytanem pracy, a jednocześnie człowiekiem niezwykle bezpośrednim i niestroniącym od życiowych przyjemności.

Teoria ewolucji gwiazd

Słońce ma za sobą mniej więcej pięć miliardów lat i tyleż przed sobą. U schyłu życia rozedmie się, wchłaniając Merkurego i Wenus, a najprawdopodobniej także i Ziemię. Jeśli nasza cywilizacja dotrwa do tych czasów i zdołamy przesiedlić się na którąś z dalszych planet, zobaczymy jak jego rozrzedzone warstwy zewnętrzne majestatycznie odpływają w przestrzeń międzygwiazdową. W centrum Układu Słonecznego pozostanie wypalony słoneczny rdzeń: gwiazdowy żużel ściśnięty do rozmiarów planety i zbudowany z materii tak gęstej, że jeden jej centymetr sześcienny ważyłby na Ziemi kilka ton.

Losy gwiazdy znacznie większej od Słońca są dużo bardziej gwałtowne. Jej życie kończy potężny wybuch, który rozpędza gwiazdową materię do prędkości kilkudziesięciu tysięcy kilometrów na sekundę i rozprasza ją w kosmicznej pustce. Wypalony rdzeń gwałtownie się zapada i zależnie od początkowej wielkości przekształca w czarną dziurę lub w zbudowaną głównie z neutronów kulę o średnicy 30-40 km, której jeden centymetr sześcienny ważyłby na Ziemi kilkaset milionów ton.

Upływają miliardy lat i sklejana własną grawitacją materia, która została rozproszona podczas wybuchu, ponownie skupia się w gwiazdy i planety. Nowa kosmiczna generacja jest wzbogacona we wszystkie pierwiastki, jakie zdołało wytworzyć poprzednie gwiazdowe pokolenie, w tym tak dla nas niezbędne, jak tlen, węgiel, wapń i żelazo.

Wszystko to wiemy dzięki teorii ewolucji gwiazd, która powstała pod koniec lat 60. i znalazła potwierdzenie w niezliczonych obserwacjach. Jednym z jej głównych twórców był niespełna trzydziestoletni Bohdan Paczyński.

Fale grawitacyjne istnieją

Około połowa gwiazd, które widzimy jako pojedyncze, to w rzeczywistości trwale związane grawitacją pary gwiazdowe, których składniki nieustannie obiegają się nawzajem. W życiu obu gwiazd powoduje to niezliczone komplikacje, np. materia może częściowo przelać się z jednej z nich na drugą. Większość tych procesów jest interesująca tylko dla astronomów, ale jeden z nich zasługuje na szczególną uwagę. Każda gwiazdowa para jest generatorem fal grawitacyjnych o mocy tym większej, im mniejsza odległość dzieli gwiazdy i im większe są ich masy. Jak wszystkie fale, tak i grawitacyjne niosą energię, co oznacza, że ich źródło ją traci: składniki pary poruszają się nie po okręgach, lecz po zacieśniających się spiralach.

Dokładnie pół wieku temu, w czasach gdy niektórzy fizycy ciągle jeszcze powątpiewali w realność fal, Bohdan Paczyński wykorzystał to zjawisko i przedstawił astronomiczny dowód ich istnienia. Na tyle mocny, że silniejsze argumenty zdobyto dopiero po dziesięciu latach. Na ostateczny dowód, jakim był pierwszy grawitacyjny sygnał z kosmosu, trzeba było czekać jeszcze lat czterdzieści. Odebrane półtora roku temu fale pochodziły od pary czarnych dziur, które po eonach krążenia po spiralach znalazły się tak blisko siebie, że zlały się w jedną. Wyzwoliło się wtedy więcej energii, niż w tym samym czasie wyświeciły wszystkie gwiazdy w dostępnej naszym obserwacjom części Wszechświata.

Rozbłyski z daleka

Pod koniec lat sześćdziesiątych nowe amerykańskie satelity przeznaczone do nadzorowania układu o zaprzestaniu atmosferycznych prób z bronią jądrową zarejestrowały podejrzane rozbłyski twardych promieni gamma. Na szczęście słynny „czerwony guzik” nie poszedł w ruch, a dokładna analiza wykazała, że źródła promieni znajdują się nie na Ziemi, lecz w kosmosie. Przez długi czas nie można było jednak ustalić, jak bardzo są od nas odległe, a w związku z tym – ile emitują energii. Dyskusje specjalistów kulminowały w 1995 roku publiczną debatą, w której prof. Paczyński bronił hipotezy „kosmologicznej”, głoszącej, iż rozbłyski docierają do nas z bardzo dalekich obszarów Wszechświata, a jego przeciwnik – hipotezy „lokalnej”, zgodnie z którą ich źródła miały się znajdować między gwiazdami Drogi Mlecznej i w jej bezpośrednim otoczeniu.

Dokładnie 75 lat wcześniej odbyła się podobna debata poświęcona przestrzennej lokalizacji obiektów nazywanych wtedy mgławicami spiralnymi. Trzy lata później Edwin Hubble stwierdził, że są to takie same galaktyki jak nasza, tyle że odległe od nas o dziesiątki milionów lat świetlnych. W przypadku rozbłysków gamma historia powtórzyła się – po dwóch latach od debaty stwierdzono ich kosmologiczną naturę. Tym samym energia rozbłysków okazała się tak wielka, że trudno było zrozumieć, jak dochodzi do jej wyzwolenia. Wszystkich problemów jeszcze nie rozwiązano, ale jedno jest już niemal pewne: rozbłysk gamma zwiastuje powstanie czarnej dziury.

Wszechświat ustawia nas we właściwej skali

Na zakończenie powrócę do pytania: co my z tego mamy? Cóż, nie w każdym z nas tkwi genetyk czy fizyk, ale – jestem o tym przekonany – każdy ma w sobie coś z astronoma. Coś, co choćby raz kazało mu zastygnąć w bezruchu pod rozgwieżdżonym niebem, a może nawet wpatrzyć się w ziejącą między gwiazdami pustkę. Wszechświat jest w stanie zafascynować każdego z nas tak samo silnie, jak od tysiącleci fascynował naszych przodków. Silniej nawet, bo wiemy o nim coraz więcej. Aby tę wiedzę wykorzystać, nie trzeba studiować astronomii ani szukać kontaktu z zawodowymi astronomami. Wystarczą dobre pozycje popularnonaukowe, z których dowiemy się na przykład, że po to, byśmy mogli zaistnieć, musiały umrzeć całe pokolenia gwiazd. Że za ekranem ziemskiego nieba kryje się gwałtowny kosmiczny żywioł, chaotycznie zmierzający od jednej katastrofy do drugiej. Że cała historia gatunku homo sapiens jest mniej niż mgnieniem oka w historii Wszechświata, a nasza planeta – mniej niż nanoskopijną łupinką w jego niewyobrażalnym bezmiarze.

Wszechświat ustawia nas we właściwej skali i nadaje nam właściwą miarę. Każe z rezerwą przyjmować gotowe odpowiedzi na pytania o sens i cel, i pytać ciągle na nowo. Że takie pytania możemy coraz lepiej formułować, zawdzięczamy ludziom formatu Kopernika, Hubble’a i prof. Paczyńskiego.