Mistrzowie PAN: Jak prof. Iwanowska powiększyła Wszechświat

Czy podwojenie rozmiarów kosmosu brzmi jak science fiction? Tego pozornie niewykonalnego zadania dokonała prof. Wilhelmina Iwanowska. Dzięki niej w Piwnicach pod Toruniem działa dziś największy w Polsce radioteleskop.

„Wiem, że pani nie będzie astronomem” – usłyszała młoda studentka matematyki od prof. Władysława Dziewulskiego na korytarzu Uniwersytetu Wileńskiego w 1926 r. Był to jednak paradoksalny punkt zwrotny. Chwilę później profesor dodał, że zwalnia się stanowisko w obserwatorium. „Zgodziłam się bez wahania, a co przeżywałam trudno opisać: był to najszczęśliwszy dzień w moim życiu” – napisała we wspomnieniach prof. Iwanowska. 

Gdyby dziś zapytać przechodniów, kto „powiększył” Wszechświat, najczęściej padłyby nazwiska Einstein, Hubble czy Hawking. Tymczasem za jedną z kluczowych korekt w historii astronomii odpowiada polska badaczka. Prof. Iwanowska wykazała, że galaktyki znajdują się dwukrotnie dalej, niż wcześniej sądzono. 

W kosmicznym wirze nauki

Jej fascynacja niebem zaczęła się wcześnie – od dziecięcego doświadczenia „kosmicznego strachu”. „Zaczęłam biec przez podwórko i co widzę? Że gwiazdy biegną za mną. (…) Od gwiazd się nie ucieknie” – mawiała. A ona od nich nawet nie próbowała uciec i całe życie poświęciła nauce, rezygnując z życia rodzinnego.

Jedno z jej najważniejszych osiągnięć było efektem tysięcy godzin pracy nad szklanymi kliszami fotograficznymi. Jako pierwsza w Polsce zastosowała na szeroką skalę spektroskopię – zamiast obserwować gwiazdy jako punkty światła, analizowała ich widma. Pozwalało to określić ich temperaturę i skład chemiczny, a więc „zajrzeć” w fizyczną naturę.

„Obserwacje lubiłam zawsze, dawały bowiem bezpośredni kontakt z tą największą Przyrodą (…) Do lunet i teleskopów odnosiłam się jak do żywych, przyjaznych istot” – pisała.

Rozciąganie Wszechświata na stypendium

Przełom przyniosło zagraniczne stypendium w 1948 r. Iwanowska pracowała w trzech amerykańskich obserwatoriach: Yerkes (Uniwersytet Chicago), McDonald (Teksas) oraz w Cleveland. Zgromadziła tam unikatowy materiał badawczy, m.in. widma około 200 gwiazd.

W 1952 r. opublikowała pracę, która podważyła podstawy ówczesnej „kosmicznej miarki”. Astronomowie traktowali gwiazdy pulsujące (cefeidy i RR Lyrae) jako jednorodne „świece standardowe”, czyli obiekty o znanej jasności, pozwalające mierzyć odległości. Model ten opierał się na założeniu ich jednorodności (tzw. krzywa Shapleya). Iwanowska wykazała, że to założenie jest błędne.

Dzięki analizie widm odkryła, że gwiazdy typu RR Lyrae dzielą się na dwie populacje o różnej jasności. Korekta ta przesunęła punkt zerowy skali odległości. W efekcie okazało się, że galaktyki – wcześniej „rozmieszczone” przez Hubble’a – znajdują się w rzeczywistości dwa razy dalej.

Pora posortować niebo

Iwanowska nie poprzestała na korekcie skali. Podjęła próbę uporządkowania struktury Galaktyki. Opracowała Statystyczny Indeks Populacji (SPI) – narzędzie pozwalające klasyfikować gwiazdy według ich przynależności do populacji I (młodszej, dyskowej) lub II (starszej, halo).

Już w latach 50. zauważyła, że gwiazdy różnią się nie tylko jasnością, lecz także wiekiem, składem chemicznym i dynamiką ruchu. Pisała, że „każdy zbiór morfologiczny gwiazd jest mieszaniną dwóch typów populacyjnych (…) i powinien dać się przedstawić statystycznie”.

SPI było rozwiązaniem zarówno eleganckim, jak i pragmatycznym, szczególnie w realiach powojennej Polski. Pozwoliło jej zespołowi sklasyfikować około czterech tysięcy gwiazd, mimo ograniczonych zasobów.

Oczy i uszy na Wszechświat

Oba te osiągnięcia powstały już w Toruniu. W lipcu 1945 r. do miasta przybyła grupa około 200 pracowników Uniwersytetu Stefana Batorego z Wilna. Wśród nich była 40-letnia Iwanowska, która stanęła przed zadaniem stworzenia astrofizyki od podstaw.

„Wszystko trzeba było zaczynać od zera” – wspominała. Kluczowe było znalezienie miejsca pod obserwatorium poza miastem. W 1946 r. wraz z prof. Dziewulskim wybrała Piwnice – teren oddzielony od Torunia pasem lasów.

Pierwszy pawilon wyznaczono metodą znaną od starożytności obserwując cień rzucany przez Słońce w południe. Według anegdoty ktoś później przesunął paliki, przez co budynek do dziś stoi lekko krzywo.

Dzięki kontaktom międzynarodowym Iwanowska zdobyła dla Torunia astrograf Drapera z Harvardu, jeden z kluczowych instrumentów pierwszych lat działalności obserwatorium.

Pod koniec lat 50. Iwanowska skierowała toruńską astronomię ku radioastronomii, wówczas nowej i nieoczywistej dziedzinie. Decyzja spotkała się z niedowierzaniem, ale odpowiadała światowym trendom.

Pierwsze radioteleskopy budowano niemal improwizując. Według legendy jeden z nich powstał z elementów ram łóżek. Mimo prostoty instrumenty umożliwiły systematyczne obserwacje emisji radiowej Słońca, prowadzone od 1959 r.

Dzięki tym badaniom Toruń stał się częścią międzynarodowych projektów w ramach Międzynarodowego Roku Geofizycznego (1957–1958).

„Kopernik” 

Największym symbolem tej tradycji jest radioteleskop RT-4 „Kopernik” w Piwnicach – największy tego typu instrument w Europie Środkowej, uruchomiony w 1994 r

Choć prof. Iwanowska była już wtedy na emeryturze, to ona stworzyła fundamenty toruńskiej radioastronomii – zdobyła środki, wyszkoliła kadry i wyznaczyła kierunek rozwoju. Miała też zaszczyt nadać teleskopowi imię Kopernika.

Dziś „Kopernik” należy do European VLBI Network (EVN). Dzięki interferometrii wielkobazowej współpracuje z innymi radioteleskopami na świecie, tworząc niezwykle precyzyjne mapy obiektów takich jak pulsary czy kwazary.

Prof. Wilhelmina Iwanowska (1905–1999) – od 1956 r. była członkinią korespondentką, a od 1976 r. członkinią rzeczywistą PAN. W 1957 r. stała się też członkinią Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego w Londynie. Była główną organizatorką Zakładu Astronomii PAN (dzisiejsze Centrum Astronomiczne im. Mikołaja Kopernika PAN) i przez 20 lat (1956–1976) kierowała jego toruńską Pracownią Astrofizyki. Zasiadała w Zespole Budowy Centralnego Obserwatorium Astronomicznego oraz przewodniczyła Radzie Naukowej Ośrodka Radioastronomii.

Najważniejsze źródła:

Iwaniszewska C., Wspomnienia o moim uniwersytecie, Towarzystwo Miłośników Torunia, Toruń 2014.

Iwanowska W., Mój życiorys naukowy, Kwartalnik Historii Nauki i Techniki 1981, R. 26, z. 2, s. 246–278.

Pierwsza dama polskiej astronomii, Wilhelmina Iwanowska, materiały wystawy Międzynarodowego Centrum Badań Kopernikańskich UMK, Archiwum UMK oraz Książnicy Kopernikańskiej w Toruniu, https://ksiaznica.torun.pl/files/435/Wystawy2025/727/Wilhelmina-Iwanowska-Pierwsza-dama-polskiej-astronomii.pdf, dostęp: 14 III 2026

• Nauki ścisłe i nauki o Ziemi
• Polska Akademia Nauk