Fritz Zwicky – astronom obserwator czy teoretyk? Obecnie sławę zyskuje jako autor wielu teorii i hipotez, które zmieniły nasze spojrzenie na Wszechświat, ale jeszcze za życia był jednym z największych obserwatorów i odkrywców. Niestety jego przełomowe odkrycia i hipotezy przypadły na lata 30. ubiegłego wieku, kiedy to środowisko astronomów było dość konserwatywne. Przez długi czas jego dorobek teoretyczny był zapomniany. O jego badaniach przypomniano sobie dopiero w latach 70.

Zwicky urodził się w Warnie w Bułgarii w 1898 r. w rodzinie szwajcarskiego kupca. To właśnie z powodów powiązań rodzinnych, w wieku 6 lat wyjechał do Szwajcarii, by tam zdobywać wiedzę w szkole. W 1914 r. rozpoczął studia w Zurychu i, choć początkowo zapisał się na kursy techniczne, ukończył matematykę oraz fizykę eksperymentalną. Po obronie doktoratu, w 1925 r. Zwicky wyjechał do Stanów Zjednoczonych, by tam pracować w Kalifornijskim Instytucie Technologicznym (Caltech) w Pasadenie, a także w Obserwatorium Palomar. Po 17 latach Zwicky został profesorem astrofizyki.

Podczas pracy w obserwatorium, Fritz Zwicky zajmował się głównie badaniem galaktyk. Za jego wstawiennictwem, wybudowano 18-calowy teleskop Schmidta z szerokokątną kamerą, która mogła uchwycić wiele galaktyk na jednym zdjęciu. Za pomocą tego sprzętu, astronom stworzył pierwszy szybki przegląd całego nieba, a setki tysięcy galaktyk zostało zawartych w bazie „Galaktyk Zwicky’ego”, a później przez wiele lat odkrywał kolejne supernowe. Łącznie przypisuje mu się 120 odkryć obiektów tego typu. Warto zaznaczyć, że termin „supernowa” został wprowadzony właśnie przez Zwicky’ego, który we współpracy z Walterem Baadenem stworzył potrójną hipotezę. Mówiła ona, że obiekt typu supernowa stanowi źródło promieniowania kosmicznego oraz jest etapem przejściowym pomiędzy gwiazdą a gwiazdą neutronową, której istnienie również zaproponowano w tej hipotezie.

Fritz Zwicky przy 18-calowym teleskopie Schmidta w Obserwatorium Palomar.

Kolejnym z odkryć Fritza Zwicky’ego były gromady galaktyk. Okazało się, że są one dużo bardziej powszechne, niż sądzono. Co więcej, podczas obserwacji gromady Warkocza Bereniki (zwanej również Gromadą Comy lub Abell 1656) astronom zastosował Twierdzenie o wirale do wyznaczenia masy gromady na podstawie prędkości galaktyk, które się w niej znajdują. Okazało się, że masa wszystkich galaktyk w gromadzie jest 400 razy większa, niż wynikałoby to z jasności tych obiektów. Zwicky stwierdził, że musi istnieć niewidoczna dla nas materia – dunkle Materie, która uzupełnia masę gromady. Odkrycie to jest uważane, za pierwszy pośredni dowód na istnienie ciemnej materii.

Można pomyśleć, że jak na astronoma to już wiele zrobił i na tym można zakończyć. Oczywiście, że tak nie było. Jednak najpierw trzeba przytoczyć postać pewnego inżyniera z Czechosłowacji. Rudi Mandl, bo tak się on nazywał, napisał w 1935 r. do Alberta Einsteina list, w którym przedstawił ideę gwiazd, które mogłyby działać jak soczewki. Słynny fizyk rozpatrzył ten problem, ale doszedł do wniosku, że obraz odległych obiektów będzie przyćmiony blaskiem gwiazdy, której masa ma zakrzywiać grawitacyjnie przestrzeń. Zwicky usłyszał o pomyśle Mandla i znalazł rozwiązanie problemu, z którym spotkał się Einstein. Zamiast gwiazdy można użyć galaktyki, która jest ciemniejszym obiektem na niebie. W 1937 r. napisał trzy artykuły, w których przewidział, że obraz odległego obiektu będzie wzmocniony oraz zakrzywiony w pierścień. Mimo nalegań Zwicky’ego, by prowadzić poszukiwania takich zakrzywionych galaktyk, gdyż znalezienie soczewki byłoby potwierdzeniem Ogólnej Teorii Względności, nikt nie chciał się tego podjąć. Pierwszą znaleziono dopiero 5 lat po śmierci astronoma w 1976 r.

Jak dotąd, prawie wszystkie hipotezy naukowe Fritza Zwicky’ego znalazły potwierdzenie. Jednakże pojawiły się również takie, które okazały się nieprawdziwe. Zwicky był przeciwnikiem teorii rozszerzania się Wszechświata. Przesunięcie ku czerwieni galaktyk tłumaczył, nie ich oddalaniem się, ale tym, że fotony „ulegają zmęczeniu” po miliardach lat podróży. Pozwalały na to małe niedopatrzenia w równaniach Maxwella oraz teorii kwantowej. Było to tylko jedno z jego wyjaśnień, inne dotyczyły teorii Einsteina oraz tego, że prawa fizyki mogły się zmienić. Dodatkowo Zwicky uważał, że Wszechświat był dużo starszy, niż zakładał to Edwin Hubble. Musiał on liczyć co najmniej 1018 lat, ponieważ w innym przypadku nie mogło powstać tak dużo gromad galaktyk. Astronom również poddawał wątpliwościom istnienie supergromad galaktyk, choć sam odkrył gromady.

Anna Wizerkaniuk

Autor

Anna Wizerkaniuk
Anna Wizerkaniuk

Redaktor portalu astronomicznego AstroNET, członek Zarządu Klubu Astronomicznego Almukantarat