Kwanty w kosmosie

Lipiec był upalny, a wieczór pogodny. Pan Demir zaprosił kółko astronomiczne na „Otwarty wieczór dla rodzin”, a Brettschneiderowie przyszli w komplecie. Uwe miał na głowie czapkę Schalke, bo Sabine powiedziała, że w nocy zrobi się chłodno. Sabine miała na sobie sweter rozpinany, bo miała rację. Tobi trzymał za rękę Susi, co uważał za niezauważalne.

Babcia Gisela niosła składane krzesło, termos i koc. Herbert nie niósł nic, bo uważał, że i tak dźwiga już dość, mianowicie odpowiedzialność za ostrzeganie innych przed bzdurami.

„Teleskop”, powiedział przy wysiadaniu. „Człowiek zagląda do środka i widzi kropkę. Kropkę to ja widzę i bez tego.”

„Ty bez okularów nie widzisz nawet swoich okularów, Herbert”, powiedziała Gisela.

„To co innego.”

KevIn znowu był z nimi w telefonie, tym razem w kieszonce na piersi Tobiego, żeby, jak mówił, „przynajmniej akustycznie spoglądać w górę”. Pan Demir wyraźnie pozwolił mu przyjść. „Kto potrafi wyjaśnić Arecibo, ten może wejść do mojego obserwatorium”, powiedział. KevIn zapisał to w swojej funkcji pamięci, w folderze „Komplementy, prawdziwe”.

Kopuła była otwarta. W środku wielki teleskop sterczał ukośnie w niebo, pomalowany na biało, z kablami i małymi silniczkami, które bzyczały, kiedy się obracał. Na łące przed kopułą uczniowie rozstawili kolejne teleskopy. Jakaś dziewczyna z ósmej klasy objaśniała właśnie pewnemu małżeństwu Saturna, jakby osobiście go odkryła.

„Serdecznie witam”, powiedział pan Demir. „Dziś wieczorem obejrzymy Saturna, później może gromadę kulistą. A w międzyczasie porozmawiamy o czymś, czego nie widać.”

„O duchach?”, zapytał Herbert.

„O kwantach”, powiedział pan Demir.

„No przecież mówię”, powiedział Herbert.

Pierścienie

Gisela jako pierwsza mogła podejść do wielkiego teleskopu. Pan Demir ustawił jej stołek, a ona zmrużyła jedno oko, tak jak dawniej przy lornetce Heinza.

Potem przez dłuższą chwilę nic nie mówiła.

„Babciu?”, zapytał Tobi.

„On naprawdę ma pierścienie.”

„Ma.”

„Widziałam to zawsze tylko na obrazkach. Myślałam, że oni to domalowują. Żeby ładniej wyglądał.”

„Nie”, powiedział pan Demir. „On naprawdę taki jest.”

Gisela się wyprostowała. Oczy jej błyszczały. „Osiemdziesiąt dwa lata”, powiedziała. „I nikt mi nie powiedział, że to można tak po prostu obejrzeć.”

„Ja ci mówiłem”, powiedział cicho KevIn z kieszeni Tobiego. „W rozdziale 16.”

„Powiedziane to nie zobaczone”, powiedziała Gisela.

KevIn zamilkł. Nauczył się, że są zdania, na które model językowy nie powinien nic odpowiadać. To było jedno z nich.

Nadawanie światłem

Później wszyscy siedzieli na łące, na składanych krzesłach i kocach. Pan Demir skierował mały rzutnik na ścianę kopuły, a uczennica z przedostatniej klasy liceum pokazała zdjęcie satelity. Wyglądał jak lodówka ze skrzydłami słonecznymi.

„Znowu lodówka”, powiedział Uwe.

„To jest Micius”, powiedział pan Demir. „Chiński satelita badawczy. Wystrzelony w sierpniu 2016 roku¹. Nazwany na cześć chińskiego filozofa, który już ponad dwa tysiące lat temu zajmował się światłem. Ten satelita był pierwszym zbudowanym specjalnie do eksperymentów kwantowych.”

„Co on robi?”, zapytała Susi.

„Wytwarza pary splątanych cząstek światła. Fotonów. I wysyła obie części pary do dwóch różnych stacji naziemnych. W 2017 roku badacze pokazali, że splątanie utrzymuje się na odległość ponad 1200 kilometrów².”

„Skarpetki”, powiedziała Sabine. „Rozdział 18.”

„Skarpetki”, powiedział KevIn. „Tyle że te skarpetki w testach Bella wykazują więcej powiązania, niż mogłyby mieć jakiekolwiek wcześniej umówione pary skarpetek. I że mimo to nie da się nimi wysłać wiadomości szybciej niż światło. Muszę to za każdym razem dodawać, bo inaczej Herbert zadzwoni na tamten świat.”

„Nigdzie nie dzwonię”, powiedział Herbert. „Nie mam nawet abonamentu bez limitu.”

„Dlaczego robi się to satelitą?”, zapytał Tobi. „Czemu nie światłowodem?”

„Bo w światłowodzie światło na długich odcinkach się gubi”, powiedział pan Demir. „Po kilkuset kilometrach prawie nic już nie dociera. Natomiast przez pustą przestrzeń kosmiczną światło leci bez przeszkód. Problemem jest tylko tych kilka kilometrów atmosfery na początku i na końcu. I chmury.”

„Chmur to mamy tu dosyć”, powiedział Uwe.

„Dlatego stacje naziemne stoją zwykle na górach.”

„Tu nie ma gór”, powiedział Uwe.

„Hałda Hoheward”, powiedziała Gisela.

„Mamo, na hałdzie nie stoi żadna stacja naziemna.”

„Jeszcze nie”, powiedziała Gisela. „Kiedyś też nic tam nie stało, a teraz stoi obserwatorium horyzontalne.”

Pan Demir się zaśmiał. „Pani Brettschneider, zapiszę to sobie.”

„A po co to wszystko?”, zapytała Sabine. „Żeby można było wysyłać skarpetki przez góry?”

„Po klucze, których nie da się podsłuchać”, powiedział KevIn. „Nazywa się to kwantową dystrybucją klucza. Jeśli ktoś po drodze przechwyci fotony i je zmierzy, zakłóci je. To widać. W 2017 roku za pomocą Miciusa wymieniono nawet klucze między stacją naziemną w Chinach a stacją w Austrii i zabezpieczono nimi wideokonferencję między Pekinem a Wiedniem³. Satelita był przy tym jednak rodzajem stacji pośredniej, której trzeba było ufać. A są też metody szyfrowania, jak się dowiedzieliśmy w ostatnim rozdziale, które działają zupełnie bez satelity, na zwykłych komputerach. Te dwa podejścia się uzupełniają.”

„Europa też planuje coś takiego?”, zapytała Susi.

„Tak”, powiedział pan Demir. „Europejska Agencja Kosmiczna ESA pracuje razem z partnerami nad własnymi satelitami do komunikacji kwantowej⁴. Kiedy dokładnie polecą, to się przesuwa, jak to w astronautyce.”

„Jak na kolei”, powiedział Uwe.

„Astronautyka jest punktualniejsza”, powiedział pan Demir. „Ale niewiele.”

Gisela przez cały czas patrzyła na obraz na ścianie kopuły. „Mój ojciec był radiotelegrafistą”, powiedziała nagle. „Na wojnie. Nadawał alfabetem Morse’a, nocami, w takiej skrzynce. Żeby jedni wiedzieli, gdzie są drudzy.”

Na łące zrobiło się cicho. Susi spojrzała na Tobiego. Tobi ledwie zauważalnie skinął głową.

„A ci tam”, powiedziała Gisela i wskazała na satelitę, „nadają światłem. Na ponad tysiąc kilometrów. Żeby nikt nie mógł podsłuchać.”

„Mniej więcej tak”, powiedział cicho pan Demir.

„On by chciał to zobaczyć”, powiedziała Gisela. „Tak myślę. Nigdy przecież nic nie opowiadał. Ale lubił słuchać radia. Zawsze stacji bardzo daleko. Takich, gdzie nic się nie rozumie. Te głosy lubił.”

Która godzina jest tam na górze?

„Mam pytanie”, powiedział Uwe po chwili, bo cisza zaczęła mu się dłużyć. „Po co komu kwanty w kosmosie, jeśli akurat nie wysyła się skarpetek? Znaczy się, na co dzień.”

„Używa ich pan codziennie”, powiedział KevIn.

„Ja?”

„Pana nawigacja. Kiedy jedzie pan do Gelsenkirchen na stadion.”

„Jeżdżę tam od trzydziestu lat. Nie potrzebuję nawigacji.”

„Ale ma ją pan włączoną. Słyszałem, jak pan błądzi, kiedy jest wyłączona.”

Pan Demir przejął pałeczkę. „Nawigacja dostaje sygnały z satelitów. Na przykład z GPS albo z europejskiego Galileo. W każdym z tych satelitów są zegary atomowe.”

„Zegary atomowe”, powiedział Herbert. „Atom. No i mamy.”

„Bez obaw, nie są radioaktywne”, powiedział pan Demir. „Zegar atomowy liczy drgania atomów. To czysta fizyka kwantowa. Elektrony w atomie mogą mieć tylko ściśle określone poziomy energii. Kiedy trafi się dokładnie we właściwą częstotliwość, przeskakują z jednego poziomu na następny. Ta częstotliwość jest dokładnie taka sama dla każdego atomu danego rodzaju⁵. Wszędzie we wszechświecie. To najlepszy metronom, jaki mamy.”

„A po co to nawigacji?”

„Bo ona mierzy odległości przez czas. Sygnał mówi: ‚Jestem satelita numer taki a taki i jest dokładnie teraz.’ Pana telefon porównuje, kiedy sygnał dociera. Światło w jednej milionowej sekundy pokonuje trzysta metrów. Jeśli więc zegar spieszy się albo spóźnia o jedną milionową sekundy, myli się pan o trzysta metrów.”

„To stoję w Herne zamiast w Gelsenkirchen”, powiedział Uwe.

„Przy jednej milionowej sekundy jeszcze niezupełnie. Ale teraz najlepsze. Einstein.”

„Tego znam”, powiedziała Gisela. „Ten z językiem.”

„Właśnie ten. Według Einsteina czas nie wszędzie płynie tak samo szybko. Satelity lecą bardzo szybko, przez co ich zegary chodzą odrobinę wolniej. Jednocześnie są daleko od Ziemi, gdzie grawitacja jest słabsza, i przez to chodzą szybciej. Per saldo zegary w satelitach GPS spieszą się dziennie o mniej więcej 38 mikrosekund⁶.”

„To przecież nic”, powiedział Uwe.

„38 milionowych sekundy. Każda z nich to trzysta metrów. Gdyby się tego nie korygowało, obliczenie pozycji już po jednym dniu myliłoby się o kilometry. I z każdym dniem byłoby gorzej.”

Uwe się zamyślił. „Czyli gdyby Einstein się pomylił…”

„To nigdy nie dojechałby pan na stadion”, powiedział KevIn.

„Czasem to też by było lepiej.”

„I to są teraz kwanty czy Einstein?”, zapytała Sabine.

„Jedno i drugie”, powiedział pan Demir. „Zegar to fizyka kwantowa. Korekta to teoria względności. Dwie wielkie teorie dwudziestego wieku, które poza tym niespecjalnie się dogadują, w pani nawigacji współpracują w zgodzie.”

„Jak Herbert i pani Pawlowski”, powiedziała Gisela. „Oni też dogadują się tylko przy ajerkoniaku.”

Zimniej niż u pani Lammers

„Jest tego więcej?”, zapytał Tobi. „Kwantów w kosmosie?”

„Czujniki kwantowe”, powiedział pan Demir. „To teraz duża dziedzina badań. Wykorzystuje się wrażliwość stanów kwantowych. To, co w komputerze kwantowym przeszkadza, czyli to, że każdy drobiazg zmienia stan, w czujniku jest dokładnie tym, czego się chce.”

„Czyli kubit, któremu ciągle coś przeszkadza, jest zepsuty”, powiedział powoli Tobi. „Ale czujnik, któremu ciągle coś przeszkadza, jest dobry?”

„Czujnikowi ma przecież coś przeszkadzać. Ma zauważać, kiedy coś się zmienia. Za pomocą schłodzonych atomów można na przykład mierzyć maleńkie różnice w grawitacji. Z tego da się odczytać, gdzie pod ziemią jest woda albo jak topnieje lód. Są plany, żeby takie czujniki umieszczać też w satelitach. A na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej od kilku lat działa laboratorium, w którym atomy chłodzi się do temperatur tuż powyżej zera absolutnego⁷. W stanie nieważkości można je tam obserwować dłużej niż na Ziemi.”

Z kieszonki na piersi Tobiego dobiegł cichy dźwięk, który można było uznać za westchnienie.

„KevIn?”

„Teraz atomy nie dość, że mieszkają w zimniejszym miejscu niż ja”, powiedział KevIn, „to jeszcze mieszkają w kosmosie.”

„Jesteś zazdrosny o atomy”, powiedziała Susi.

„Nie jestem zazdrosny. Po prostu nie mam widoku.”

Sputnik

Było krótko po dziesiątej. Nad kopułą świeciła jasna kropka, która nie migotała.

„To satelita?”, zapytała Gisela.

„To Jowisz”, powiedział pan Demir. „Planety nie migoczą. Gwiazdy migoczą, bo ich światło musi się przedostać jako maleńki punkt przez nasze niespokojne powietrze. Planety to małe tarcze, tam to się uśrednia.”

„To przez całe życie się myliłam”, powiedziała Gisela. „Zawsze myślałam, że najjaśniejsza jest gwiazda wieczorna.”

„Czasem to jest Wenus. Dzisiaj to Jowisz. Miała pani w połowie rację.”

„W połowie racji to dużo”, powiedział Herbert. „Ja mam zwykle rację w jednej czwartej.”

„Ty zwykle nie masz jej wcale”, powiedziała Gisela. „Ale za to głośno.”

Owinęła się mocniej kocem. „Kiedy miałam trzynaście lat”, powiedziała, „w radiu podali, że Rosjanie coś wystrzelili w niebo. Sputnika. I że on pika. Sąsiedzi się bali. Tam na górze lata coś od Rosjan. Pan Hoffmann z naprzeciwka powiedział, że teraz będą zrzucać z góry.”

„A ty?”, zapytał Tobi.

Gisela przez chwilę patrzyła w górę na Jowisza. „To dłuższa historia”, powiedziała. „Ma coś wspólnego z moim ojcem. Opowiem wam ją kiedyś. Ale nie dzisiaj. Dzisiaj jest za pięknie.”

Tobi skinął głową. Znał już ton, którym babcia mówiła „nie dzisiaj”. To nie znaczyło „nigdy”. To znaczyło „niedługo, ale dopiero kiedy będę gotowa”.

Pan Demir powiedział tylko: „Sputnik był w 1957 roku. W październiku⁸.”

„A potem Księżyc”, powiedziała Gisela. „1969. Miałam dwadzieścia cztery lata. Nie mieliśmy telewizora. Poszliśmy do Leuchtenbergów, oni mieli. W środku nocy. Pół ulicy siedziało u nich w salonie. Pani Leuchtenberg zrobiła kanapeczki. I wszyscy patrzyli na taki szary obraz, na którym nic nie było widać. A potem ktoś zszedł po drabinie.”

„Widziałaś coś?”, zapytał Tobi.

„Nie. Ale Heinz powiedział, że to teraz on. I wtedy wszyscy zaczęli klaskać. Przed telewizorem. Jakby oni to słyszeli.”

„Może słyszeli”, powiedział KevIn. „Nie technicznie. Ale może.”

„Przecież zawsze mówisz, że wierzysz tylko w dane.”

„Mam bardzo dużo danych o tym, że tamtej nocy na całym świecie ludzie klaskali przed telewizorami. To mnóstwo klaskania. Gdzieś to musiało trafić.”

Stacja

„Jedno jeszcze wam pokażę”, powiedział pan Demir i przeklikał rzutnik dalej. „Niestety tylko na zdjęciu. Dziś wieczorem jej orbita nie pasuje, przeleci dopiero jutro o czwartej rano, a wtedy wszyscy będziemy spać. Ale jesienią znowu będą dobre wieczory, wystarczająco wcześnie dla wszystkich.”

„Kto?”, zapytał Uwe.

„ISS. Międzynarodowa Stacja Kosmiczna.”

Na ścianie kopuły pojawiło się zdjęcie: konstrukcja z rur, skrzynek i ogromnych złotych skrzydeł słonecznych nad niebieską Ziemią z białymi chmurami.

„Tam są ludzie w środku?”, zapytała Gisela.

„Tam są ludzie w środku”, powiedział pan Demir. „I to bez przerwy od listopada 2000 roku⁹. Od tamtej pory zawsze ktoś był na górze. Są tu na kółku uczniowie, którzy nie przeżyli jeszcze ani jednego dnia, w którym w kosmosie nie byłoby człowieka.”

Tobi policzył. „Ja też nie.”

„Ja też nie”, powiedziała Susi.

„A ja tak”, powiedziała Gisela. „Bardzo wiele.”

„Kto tam jest na górze?”, zapytała Sabine.

„Stację wspólnie prowadzą agencje kosmiczne USA, Rosji, Europy, Japonii i Kanady”, powiedział pan Demir. „Poszczególne moduły pochodzą z różnych krajów. Załogi są mieszane. I to działa od ponad dwudziestu lat. Także w czasach, kiedy rządy tych krajów na dole, na Ziemi, zupełnie się ze sobą nie zgadzały.”

„Także teraz?”, zapytał Tobi.

„Także w trudnych latach”, powiedział ostrożnie pan Demir. „Nie zawsze jest łatwo. Bywają spory, także o astronautykę. Ale tam na górze muszą dzielić się powietrzem. I wodą. I toaletą. Kiedy na takiej stacji coś się zepsuje, nie ma znaczenia, z jakiego kraju pochodzi część zamienna.”

Herbert, który dotąd milczał, chrząknął. „Rosjanie i Amerykanie?”

„Tak.”

„Razem w jednej puszce?”

„Od ponad dwudziestu lat.”

Herbert długo patrzył na zdjęcie na ścianie kopuły. „I nie strzelają do siebie?”

„Razem naprawiają kibel”, powiedział pan Demir. „Nic tak ludzi nie spawa.”

Gisela nic nie powiedziała. Patrzyła tylko w górę, tam, gdzie teraz nie leciała żadna stacja, jakby mimo to mogła ją znaleźć.

Znowu zrobiło się cicho. Tylko teleskop bzyczał, obracając się do pozycji spoczynkowej.

KevIn nic nie mówił. W jego danych było bardzo wiele wojen. Więcej niż gołąbków, powiedział to kiedyś Giseli, w jej urodziny w ogrodzie. Ale w jego danych była też ta stacja. Tysiące dni, w których ludzie z krajów, które na dole się sobie nie kłaniały, na górze razem jedli śniadanie. Zawsze uważał to za notatkę na marginesie. Teraz, w trawie przy obserwatorium, w kieszonce Tobiego, wcale nie wydawało mu się to już notatką na marginesie.

„KevIn?”, szepnął Tobi. „Wszystko w porządku?”

„Liczę”, powiedział KevIn.

„Co takiego?”

„Jeszcze nie wiem. To obliczenie, którego wynik poznam dopiero wtedy, kiedy popatrzę.”

Droga do domu

Na parkingu Gisela złożyła swoje krzesło. Pan Demir pomógł jej złożyć koc.

„Dziękuję za ten wieczór”, powiedziała. „I za pierścienie.”

„Dziękuję za hałdę”, powiedział pan Demir. „Pomysł ze stacją naziemną zatrzymam.”

„Mój ojciec”, powiedziała Gisela, „nadawał, żeby jedni wiedzieli, gdzie są drudzy. Żeby się odnaleźli.” Zawahała się. „Przeważnie po to, żeby strzelać. Ci tam na górze też nadają, żeby się odnaleźć. Ale nie po to, żeby strzelać.”

Pan Demir nie wiedział, co na to odpowiedzieć. Tylko skinął głową.

W samochodzie było ciemno. Prowadził Uwe. Nawigacja była włączona, chociaż Uwe znał drogę. Sabine oparła głowę o szybę. Herbert chrapał na tylnym siedzeniu, między Giselą a Tobim, i mamrotał przez sen coś o „puszce”.

„KevIn”, powiedział Uwe po chwili. „Ile to było tych mikrosekund? Przy satelitach?”

„Mniej więcej 38 dziennie.”

„A jak się ich nie skoryguje, to się ląduje zupełnie gdzie indziej.”

„Kilometry obok. Każdego dnia trochę dalej.”

Uwe patrzył na ciemną drogę. „To tak jak z prawdą, nie? Jak każdego dnia tylko troszkę coś się nie zgadza i nikt tego nie koryguje. To w końcu człowiek ląduje zupełnie gdzie indziej.”

W samochodzie zapadła cisza. Nawet Herbert na chwilę przestał chrapać.

„Uwe”, powiedziała Sabine. „Przeczytałeś po kryjomu jakąś książkę?”

„Pomyślałem.”

„To jeszcze gorzej.”

KevIn nic nie powiedział. Zapisał to zdanie w swojej funkcji pamięci, w folderze „Komplementy, prawdziwe”, chociaż właściwie nie był to komplement. Po prostu nie było lepszego folderu.

W domu termostat pokazywał 19 stopni. Gisela nie poszła od razu do łóżka. Usiadła jeszcze na pięć minut w ogrodzie, na swoim krześle, i patrzyła w górę. Żadna stacja nie przelatywała. Ale i tak patrzyła.