SVITAVŠTÍ SVĚTÁCI - 26. DÍL - Petra Suková
Je možné, že černá díra v centru naší Galaxie měla nepřímo vliv na vznik naší sluneční soustavy, říká teoretická fyzička Petra Suková. Získala titul Ph.D. na matematicko-fyzikální fakultě Univerzity Karlovy, nyní pracuje v Astronomickém ústavu při Akademii věd. Kromě jiného se zabývá výzkumem černých děr, je ale i manželka a matka dvouapůlletého synka Jindříška.
Ve Svitavách jste žila od 1. třídy do maturity, pojmenujete nejranější vzpomínky?
„Do Svitav jsme se s maminkou přestěhovaly dva dny před začátkem první třídy, předtím jsem bydlela v rodné Praze a po rozvodu rodičů i u babičky v Jedlové. Maminka pracovala na dopravním inspektorátu ve Svitavách a když získala byt, stěhovaly jsme se do Lánů. Pamatuji se, že jsem byla trochu vyjukaná, protože v pro mě neznámém městě jsem hned začala chodit do školy. Naštěstí jsme bydlely naproti základní škole, na kterou jsme viděly z okna, takže to velký problém nebyl. Ve škole byla trochu nevýhoda, že jsem nikoho neznala, ale rychle jsem si kamarády našla. S novými kamarády jsem trávila hodně času venku, chodívali jsme po sídlišti, jezdili na kole, hráli si v parku za penzionem nebo pouštěli draky na poli za školou, i v místech, kde nyní stojí domy. Chodili jsme k Lánskému rybníku, kde jsme sbírali bylinky do sběru, například kopřivy hluchavky s tehdy astronomickou výkupní cenou asi 300 korun za kilogram. Rané dětství jsem trávila hlavně v Lánech, po páté třídě jsem nastoupila na gymnázium, které je téměř na opačné straně města, poznala jsem nové lidi a začala se orientovat i v ostatních částech Svitav.“
Vaše učitelka matematiky z gymnázia říká, že jste byla znalostmi daleko před dní a že jste jí někdy pomáhala vysvětlovat učivo… čím si Vás matematika získala?
„Myslím, že naše paní třídní Vévodová maličko přehání, jak se říká:-). Pravda ale je, že matematika mě bavila a prostě mi víceméně šla sama. Podobně jsem na tom byla i s fyzikou, ani s dalšími předměty jsem neměla problémy. Na nižším gymnáziu jsem se účastnila různých soutěží, ale neměla jsem jasno v tom, kam směřovat dále. Ve škole jsem chodila do reciťáku, nyní to je DOcela MAlé divadlo Svitavy pod vedením paní Obloukové, se kterým jsme několikrát postoupili do národního kola přehlídek. Navštěvovala jsem i uměleckou školu, hrála jsem na klavír a chodila do výtvarného kroužku. S ním jsme v létě jezdili na Štáflovu paletu, kde jsme pod vedením Ivany a Pavla Fialových několik dní strávili na hradě Lipnici nad Sázavou a v Havlíčkově Brodě a vytvořená umělecká díla jsme tam na konci pobytu vystavovali. Všechny tyto aktivity mi přinesly dobré kamarády, spoustu zábavy a také zkušeností a moc ráda na ně vzpomínám.“
Už z gymnázia jste jezdila na semináře na Karlovu univerzitu.
„Já jsem hodně ráda četla, hlavně literaturu science-fiction, ale také různé populárně naučné publikace, třeba Elegantní vesmír od Briana Greena, První tři minuty Stevena Weinberga, klasickou Stručnou historii času od Stevena Hawkinga či z českých autorů Vesmír, jaký je od Jiřího Grygara. Asi tomu pomohlo i to, že táta, ač vystudovaný stavební inženýr, také strávil rok na matematicko-fyzikální fakultě a o podobné věci se zajímal, takže jsme je i společně probírali. Když jsem pak přibližně v sextě začala řešit, jaký obor studia na vysoké škole si vybrat, padlo mi jako první do oka matematické inženýrství na ČVUT. A při brouzdání po informacích ke studiu jsem se náhodou dozvěděla o letních a zimních školách matematiky a fyziky, což jsou tábory, které pořádají studenti UK pro středoškoláky. To mě nadchlo a s jedním spolužákem z gymnázia jsem se táborů zúčastnila. Tábory byly skvělé, spřátelila jsem se s mnoha lidmi podobného věku a zaměření, také s organizátory, studenty matfyzu. Tábory byly nabité zábavným programem se spoustou propracovaných her, nechyběly přednášky z matematiky, fyziky a informatiky. Tam jsem se tedy poprvé dostala do styku s “matfyzáckým prostředím” a také třeba se základy vyšší matematiky nebo se zajímavostmi z fyziky a astrofyziky. Pokračovala jsem fyzikálním korespondenčním seminářem a díky relativně slušným výsledkům jsem se zúčastnila dvou soustředění. Dozvěděla jsem se i o sérii přednášek z moderní fyziky pro veřejnost pořádané Ústavem teoretické fyziky, které jsem několikrát navštívila. Získala jsem tak povědomí o základech vyšší matematiky, je tedy pravda, že v posledním ročníku jsem byla v matematice asi už trochu napřed. Intenzivní kontakt se studenty MFF pak vedl k rozhodnutí, že si podám přihlášku na obecnou fyziku na MFF UK. Tyto zkušenosti a znalosti pro mě byly v 1. ročníku velmi cenné, protože při studiu fyziky bohužel nároky probírané fyziky na znalosti matematiky předbíhají minimálně o semestr před tím, co se učí v matematice. Vím, že pro některé spolužáky byly začátky na matfyzu poměrně krušné, protože na některých středních školách se potřebná látka v matematice vůbec neprobírala, a bylo pro ně pak těžké držet krok na fyzikálních přednáškách.“
Jste teoretická fyzička, co si pod tím vlastně představit? Co Vás z fyziky baví, co třeba vůbec ne?
„Teoretického fyzika si každý představuje jako zmateného, v běžném životě nepoužitelného strýčka s účesem a lá Einstein. Něco na té představě je :), ale na matfyzu a v Ústavu teoretické fyziky, kde jsem vystudovala pod vedením docenta Semeráka, se samozřejmě vyskytují i ženy, i když jsme stále poměrně vzácné v poli mužských kolegů. Dříve teoretickému fyzikovi stačila k práci pověstná tužka a papír, a i když i dnes takoví vědci stále existují, většinou dnes potřebujeme spíše počítač, případně superpočítače, a to zvláště v oblasti astrofyziky. Já jsem se během studia zaměřila právě na obecnou teorii relativity a fyziku plazmatu v kombinaci s teorií nelineární dynamiky a chaosu. Metody užívané v teorii chaosu jsem si vyzkoušela i v zcela jiném kontextu při půlroční stáži na Texaské A&M Univerzitě v College Station v Texasu. Po obhajobě doktorské práce jsem pak tři roky působila jako postdoktorský pracovník v astrofyzikální skupině profesorky Janiuk v Centru teoretické fyziky Polské akademie věd ve Varšavě a tam jsem se více zaměřila na oblast astrofyziky. Nyní pracuji jako vědecký pracovník v Astronomickém ústavu Akademie věd, zajímá mě oblast astrofyziky a fyziky vysokých energií, kosmologie nebo gravitačních vln, ráda si ale přečtu nebo se pobavím i o zajímavých objevech z dalších odvětví. V dnešní době je ovšem vědecký výzkum tak rychlý, že je těžké sledovat všechny novinky i jen ve svém oboru, natož v nesouvisejících odvětvích. S čím jsem naopak během studií trochu bojovala, tak to byla kvantová teorie pole, ne snad, že by mě nezajímala, ale byla pro mě těžká k uchopení, možná i pro to, že běžná fyzikální intuice zde příliš nefunguje.“
Čím Vás okouzlily černé díry, jejichž studiem se zabýváte?
„Moje práce z valné většiny spočívá v numerických simulacích akrečních toků na černé díry, tedy zajímáme se o to, jak se chová hmota za extrémních podmínek v okolí černých děr. Při pádu na černou díru se plyn extrémně zahřívá a svou potenciální energii pak vyzařuje v celém spektru elektromagnetického záření. Černé díry tak paradoxně tvoří srdce většiny nejenergetičtějších objektů ve vesmíru, které můžeme pozorovat, některé z nich, takzvané kvasary, přitom leží téměř na “opačném konci vesmíru”. Podíváme-li se na oblohu, ne pomocí běžných optických teleskopů, ale pomocí rentgenových satelitů a detektorů záření gamma či radiových teleskopů, zjistíme, že vesmír zdaleka není klidné a tiché místo, jak se může za bezmračných večerů pod hvězdnou oblohou zdát. Naopak, děje se v něm mnoho zajímavých věcí, většina objektů má velmi proměnnou světelnou křivku, a to včetně extrémně vzdálených kvasarů, některé zdroje trvale vyzařují v různých vlnových délkách, ovšem s časově proměnnými vzory, jiné jsou naopak přechodné, ale zato během krátkého okamžiku extrémně jasné a další patří mezi nejpřesnější hodiny ve vesmíru. Ukazuje se, že společným jmenovatelem těchto na první pohled odlišných objektů jsou jevy provázející silně zakřivený prostoročas v blízkosti gravitačně zhroucených objektů, tedy černých děr nebo neutronových hvězd, a chování hmoty v jejich bezprostředním okolí, které se snažíme detailně pochopit.“
Co by měli lidé o černých dírách vědět? A lze jejich existenci, význam propojit s běžným životem?
„Ač by se mohlo zdát, že černé díry jsou abstraktní pojem, který s naším životem moc nesouvisí, není to tak úplně pravda. Po začátku rentgenové astronomie se ukázalo, že mnoho z objektů, které můžeme ze Země pozorovat, jsou poháněny černými dírami. Supermasivní černé díry o hmotnostech miliónů až miliard slunečních hmotností se pravděpodobně nacházejí v jádru každé galaxie a ovlivňují jejich vývoj, včetně tvorby hvězd. Je tedy možné, že černá díra v centru naší Galaxie měla nepřímo vliv na vznik naší sluneční soustavy. V akrečních discích kolem čerstvě vzniklých černých děr z kolabujících hmotných hvězd nebo srážek neutronových hvězd nebo ve vnějších obálkách supernov dochází k nukleosyntéze, tedy tvorbě těžkých prvků, např. zlata, platiny nebo stříbra. Díky jejich rozptýlení do mezihvězdného prostředí se pak nacházejí i na Zemi. Společné celé astrofyzice a astronomii a vědě obecně je to, že pro výzkum potřebujeme technická zařízení, která dosahují na hranici aktuálních technických možností. Proto mnoho technologií, které byly speciálně vyvinuty pro astronomické účely, posléze přecházejí do běžného života, příkladem můžou být například CCD čipy do kamer nebo technologie bezdrátových přenosů dat, WiFi sítí a mobilních sítí. I samotný web, alias systém www stránek, spatřil světlo světa ve švýcarském CERNu původně pro potřeby fyziků spolupracujících v této obrovské laboratoři částicové fyziky a fyziky vysokých energií, kteří mezi sebou potřebovali rychle a snadno sdílet informace.“
Výzkumem černých děr se u nás věnuje málo lidí, spolupracujete tedy se zahraničními kolegy?
„Asi nejdůležitější zahraniční spolupráci, kterou mám s astrofyzikální skupinou na CFT ve Varšavě, jsem navázala během své postdoktorské stáže. Přihlásila jsem se do veřejně vypsaného konkurzu v závěru svého doktorského studia, aniž bych lidi z CFT předtím znala. Ačkoliv to dříve nebylo úplně pravidlem, dnes je zahraniční zkušenost pro vědeckou kariéru v podstatě nutností. To má zaručit, že mladý vědec získá mezinárodní kontakty a zkušenost s prací na jiném pracovišti a v cizím jazyce. Z hlediska rozvoje vědecké kariéry se tak jedná o důležitý krok, někdy je to však složité z rodinného a osobního hlediska, kdy pro každého nemusí být snadné opustit rodinu nebo partnera. Já jsem měla štěstí, že se nám podařilo s manželem, který také pracuje ve vědě, najít postdoktorskou pozici ve Varšavě a poté jsme se oba vrátili do Prahy, nemusela jsem řešit velké ústupky mezi prací a osobním životem.“
Vloni jste získala cenu pro mladé vědecké pracovníky za výzkum jevů v okolí černé díry. Posunula Vás v dalším bádání?
„Ocenění udělované Akademií věd pro mladé vědecké pracovníky, které jsem získala v roce 2019, stejně jako Ceny Josefa Hlávky udělované Nadací Josefa, Marie a Zdeňky Hlávkových pro talentované studenty vysokých škol a mladé vědecké pracovníky AV z roku 2017 si nesmírně vážím. Díky nim vím, že moje dosavadní výsledky jsou oceňovány vědeckou komunitou, že odvádím dobrou práci, která má ohlas, a že má smysl ve výzkumu pokračovat. Také doufám, že tato ocenění jsou dobrým dokladem o mé předchozí práci, což může být podstatné při posuzování grantových žádostí a podobně. Vědecká dráha je totiž poměrně složitá, hlavně v začátcích po ukončení doktorského studia a zvláště pro ženy, pokud chtějí mít také rodinu.“
Je možné skloubit náročný výzkum a rodinu?
„Přibližně rok a půl po návratu z Varšavy jsem šla na mateřskou dovolenou. Nyní je synovi 2,5 roku a já jsem se nedávno vrátila do práce. Syn začal chodit na pár dopolední v týdnu do školky, což je trochu pomoc, jinak se alespoň částečně střídáme s manželem, který je vědecký pracovník a zároveň vyučuje na matematicko-fyzikální fakultě. Naštěstí jsou naše práce časově poměrně flexibilní a teď lze částečně pracovat z domu, čímž odpadá část dojíždění po Praze. Největší pomocí je ovšem moje maminka, která je v důchodu a před rokem se ze Svitav přestěhovala do Prahy, aby mohla hlídat vnuka a umožnit mi poměrně bez starostí návrat do práce. Díky tomu se mi zatím daří v práci dobře pokračovat, ovšem současný projekt, na kterém pracuji, končí v půlce příštího roku. Na začátku roku jsem podala žádost o grant ke Grantové agentuře ČR s projektem týkajícím se výzkumu interakcí komponent v blízkém okolí supermasivních černých děr a nyní s kolegy čekáme na výsledky.“
Jaký bude další směr Vašeho výzkumu?
„Já bych ráda pokračovala ve své práci v Astronomickém ústavu a rozvíjela náš předchozí výzkum: jak ve směru obecně-relativistických numerických simulací akrečních toků, kdy nyní intenzivně pracujeme s profesorem Vladimírem Karasem a dalšími spolupracovníky na projektu zabývajícím se průchodem hvězdy akrečním diskem kolem supermasivní černé díry, tak i udržovala svou předchozí spolupráci se skupinou profesorky Janiuk z Varšavy na tématu simulací hvězd kolabujících do černé díry. Také jsem členem výzkumného týmu doktora Lukeš-Gerakopoulose, který tento rok získal prestižní Lumina Quaruntur na projekt týkající se nelineárních efektů ovlivňujících pád malých černých děr na supermasivní černé díry a jak tyto efekty pozmění vyzářené gravitační vlny, což bude důležité pro jejich pozorování detektorem gravitačních vln LISA, vypuštěným Evropskou kosmickou agenturou ESA do vesmíru v příštích letech.“
Vracíte se do Svitav?
„Dříve jsem se do Svitav vracela pravidelně za maminkou a další rodinou, která žije v Poličce. Když je nyní maminka s námi v Praze, nedostanu se do Svitav tak často, ráda ale využiju každé příležitosti, kdy můžu přijet a potkat se s přáteli ze školy. Ráda udržuji kontakt s bývalými spolužáky, nejvíce s mou spolusedící z gymnázia Adrianou, která má děti v podobném věku. Spolu se snažíme alespoň několikrát do roka sejít a také jsme v kontaktu přes internet. I třídní srazy jsou vždy vítanou událostí, kdy se dozvím novinky ze života dalších spolužáků a setkám se i s některými našimi učiteli, s nimiž jsme měli vesměs velmi dobrý vztah.“ Petra Soukupová