Naukowa katastrofa, czyli dlaczego teleskop Hubble’a nosi okulary/ XVI Festiwal Nauki w Warszawie

"Prawdopodobnie najkosztowniejszą w dziejach nauki wpadka przydarzyła się +budowniczym+ kosmicznego teleskopu Hubble’a" – powiedział podczas jednej z debat Festiwalu Nauki w Warszawie dr Stanisław Bajtlik.

Kiedy dobiegała końca budowa teleskopu, fizycy i inżynierowie chwalili się, że jego zwierciadło - o średnicy 2,4 m - jest najprecyzyjniej wyszlifowanym lustrem w dziejach świata. "Biorąc pod uwagę odstępstwa od gładkości krzywizny, to rzeczywiście takiego urządzenia nigdy wcześniej nie było" – wyjaśnił dr Bajtlik.

Jednak po starcie teleskopu w 1990 roku najpierw długo było głucho o wynikach, a potem można było zobaczyć „jak uczeni, którzy pracowali przy budowie albo chowają się gdzieś po kątach albo chodzą jak furiaci i trzaskają drzwiami”. „To była sprawa narodowa, bo budowa teleskopu pochłonęła półtora miliarda dolarów” – przypomniał uczony.

Zebrane przez teleskop obrazy nawet pobliskich obiektów – np. Plutona – wyglądały gorzej niż w dobrych amatorskich teleskopach. „Okazało się, że lustro wyszlifowano idealnie, ale do złego kształtu. Dlatego teleskop produkował nieostre obrazy. Astronomowie mieli jednak wielką siłę przekonywania. Przyszli do amerykańskiego Kongresu i powiedzieli: skopaliśmy instrument za 1,5 mld dolarów, prosimy o 2 mld na jego naprawę. I dostali” – powiedział dr Bajtlik.

Astronomowie przeanalizowali fatalne obrazy z teleskopu Hubble’a i na ich podstawie oszacowali jego zły kształt. Zbudowano instrument, który zbieraną przez teleskop wiązkę światła, przekształcał tak, by powstawał ostry obraz. "Załadowano go do promu kosmicznego i wysłano astronautów, którzy w przestrzeni kosmicznej zainstalowali na teleskopie ten dodatkowy układ optyczny spełniający rolę wielkich kosmicznych okularów" – tłumaczył uczony.

Kto przyspieszył neutrina?

Najświeższą wielką wpadką nauki była historia z 2011 roku. Naukowcy z włoskiego laboratorium neutronowego Gran Sasso "odkryli", że neutrina (cząstki elementarne o znikomej masie) poruszają się szybciej niż światło. "Wiemy, że nic nie może poruszać się szybciej niż światło w próżni" – zaznaczył dr Bajtlik.

Grupa fizyków doniosła tymczasem o wynikach eksperymentu polegającego na tym, że wiązka neutrin produkowanych w akceleratorze w CERN i przesyłana do Gran Sasso porusza się z szybkością większą niż prędkość światła w próżni.

"Większość fizyków na świcie przyjęła ten wynik bardzo sceptycznie. Nie uwierzyło w niego nawet kilku członków zespołu i nie zezwoliło na umieszczenie swoich nazwisk w oficjalnym doniesieniu o wynikach" – wyjaśnił dr Bajtlik.

Wkrótce okazało się, że wątpliwości były uzasadnione, a wynik eksperymentu nieprawdziwy. Podejrzewano, że przyczyną wpadki uczonych był brak precyzji przy pomiarze odległości i synchronizacji zegarów. "Tymczasem rzecz okazała się bardzo trywialna. Jeden z kabli w całej elektronice nie był dostatecznie mocno wciśnięty, co zaburzało przebieg eksperymentu. Jego kierownicy podali się do dymisji" –tłumaczył uczony.

Kto uwierzył w Selenitów?

Naukowe wpadki przytrafiały się również słynnym uczonym. Zwłaszcza, kiedy dostali do rąk skonstruowany przez Galileusza teleskop, dzięki któremu mogli zobaczyć to, czego do tej pory nigdy nie widziano. "Nie zawsze było łatwo zrozumieć, co tak naprawdę widzimy" – zauważył prof. Jarosław Włodarczyk.

Jednym z pierwszych obiektów obserwowanych przez teleskop był Księżyc. Szybko zorientowano się, że nie ma on gładkiej powierzchni tylko góry, doliny i coś, co jedni nazywali kraterami, a inni górami pierścieniowymi. "Uczeni nie bardzo wiedzieli, co o nich myśleć. Jan Kepler uważał, że są to miasta budowane przez Selenitów, czyli mieszkańców srebrnego globu" – powiedział prof. Włodarczyk.

Przełom w ocenie tego, co tak naprawdę widzimy na Księżycu miała przynieść książka "Campi Phlegaei" o wielkim wybuchu Wezuwiusza w XVIII wieku. "Stała się naukowym bestsellerem tamtych czasów" – przypomniał uczony.

Uważnym czytelnikiem książki był Wiliam Herschel, który – dzięki odkryciu Urana - cieszył się sławą najwybitniejszego ówczesnego astronoma. Ogłosił, że na powierzchni Księżyca dostrzegł trzy wulkany. Dziś jesteśmy w stanie stwierdzić dość precyzyjnie, że wulkany na Księżycu nie istnieją, ale i sam Herschel bardzo szybko przestał wierzyć, że dostrzegł wulkan na Srebrmym Globie.

"W społeczności obserwatorów nieba, którzy zajmowali się Księżycem znacząco wzrosła jednak ilość informacji o wybuchających wulkanach i rosła aż do pierwszej połowy XX wieku. W nauce mamy więc do czynienia za podążaniem tropem wielkich autorytetów, nawet błędnym tropem. Czasami błędy, bardzo szybko zidentyfikowane, żyją po dziś dzień" – wyjaśnił prof. Włodarczyk.

Wielu kłopotów naukowcom przysporzył również Saturn. Pierwszym, który dostrzegł jego nietypowy wygląd, był Galileusz. Obserwowany przez niego Saturn składał się z jednego ciała większego i połączonych z nim dwóch mniejszych. "Po dwóch latach obserwacji towarzyszące Saturnowi ciała jednak zniknęły, po czym Galileusz metaforycznie stwierdził, że widocznie +Saturn zjadł pożarł dzieci+" – mówił prelegent.

Astronomowie widzieli Saturna na różne sposoby. Było tak aż do połowy XVII w., kiedy holenderski uczony Christiaan Huygens spojrzał na Saturna przez swoje teleskopy i zrozumiał, że jest on otoczony pierścieniem.

Jak dużo pamięta woda?

Naukowe pomyłki zdarzały się jednak nie tylko astronomom. Na początku lat sześćdziesiątych XX w. radziecki fizyk, pracujący w mało znanym laboratorium doniósł, że odkrył nową formę wody - tzw. poliwodę. Miała ona zupełnie nowe właściwości: podwyższoną temperaturę wrzenia do 150 st. i obniżoną temperaturę krzepnięcia do -40 st.

"Mało znany fizyk z laboratorium, o którym nikt za bardzo nie słyszał, donosił niestworzone historie, tymczasem prasa amerykańska biła na alarm" – opisywał dr Stanisław Bajtlik. Straszono, że takie same właściwości osiągnie woda w oceanach, jeziorach i rzekach i życie na Ziemi przestanie istnieć.

"Po drugie, dziennikarze alarmowali, że Amerykanie są opóźnieni w badaniach nad poliwodą w stosunku do Związku Radzieckiego. To był czas, kiedy startowały wyścig kosmiczny i wyścig zbrojeń. Uznano, że tego rodzaju odkrycie musi mieć zastosowanie militarne" – wyjaśniał uczony.

Z wodą wiąże się inne ciekawe doniesienie o tzw. pamięci wody. O tym niezwykłym efekcie doniósł szanowany francuski immunolog Jacques Benveniste. Jak opisał dr Bajtlik, uczony ten tworzył roztwory aktywnego biologicznie czynnika, a następnie rozcieńczał je wielokrotnie. Robił to do momentu, aż z obliczeń wynikało, że w naczyniu nie pozostała już praktycznie żadna jego cząstka.

Mimo to - jak twierdził – woda zachowała swoją aktywność związaną z obecnością tego czynnika, jak gdyby pamiętała, że była z nim w kontakcie. Ten efekt nazwano pamięcią wody, a dyskusja na jego temat toczyła się w najpoważniejszych czasopismach np. w "Nature". W wielu laboratoriach natychmiast sprawdzano, czy taki efekt występuje. Jednak doniesienie nie zostało potwierdzone przez nikogo.

"Przyczyną pomyłki w przypadku poliwody były po prostu zanieczyszczenia. Natomiast w przypadku pamięci wody do końca nie wiadomo, skąd brał się ten pozorny efekt, ale panuje powszechna zgoda, że nic takiego nie istnieje" – podsumował uczony.

PAP – Nauka w Polsce, Ewelina Krajczyńska

agt/