FOTO: Vlastita/Wikipedia

KAKO smo već pisali na Indexu, Nobelova nagrada za fiziku za 2017. godinu dodijeljena je za otkriće gravitacijskih valova čije je postojanje predvidio još Einstein 1916. godine na temelju svoje opće teorije relativnosti.

Švedska kraljevska akademija odlučila je nagradu dodijeliti Raineru Weissu, Barryju Barishu i Kipu Thorneu koji su najviše pridonijeli otkriću, udarivši idejne temelje eksperimentu kojim su pronađeni.

Sva trojica članovi su kolaboracije LIGO-Virgo u kojoj radi više od tisuću znanstvenika, a ona je u veljači prošle godine objavila da je prvi put zabilježila gravitacijske valove nastale u srazu dviju crnih rupa.

U međuvremenu dva detektora u SAD-u i jedan u Italiji otkrili su još tri signala nastala u srazovima crnih rupa.

Ovo otkriće još je jednom potvrdilo Einsteinovu opću teoriju relativnosti, no također je otvorilo vrata za novu eru u astronomiji. Naime, od sada se zbivanja u svemiru neće promatrati samo uz pomoć elektromagnetskih valova raznih duljina, već i uz pomoć gravitacijskih valova. Poznato je da je razvoj svake nove vrste teleskopa omogućio uvide u nova, dotad neosvojena svemirska prostranstva. Tako se primjerice radiovalovi mogu kroz oblake plinova i prašine probiti do nas iz dijelova svemira iz kojih vidljiva svjetlost ne može.

Gravitacijska astronomija trebala bi omogućiti snimanje događaja u kojima su sudjelovale goleme mase kao što su primjerice eksplozije obližnjih supernova, srazovi crnih rupa i neutronskih zvijezda ili pak veliki prasak.

Mali, ali važan udio 

U ovogodišnjoj Nobelovoj nagradi za nas u Hrvatskoj posebno je zanimljivo to što je u istraživanjima sudjelovao i Damir Buškulić, fizičar porijeklom iz Zadra koji živi i predaje u Francuskoj, a radi na detektoru Virgo u Italiji. On je za Index u više navrata komentirao i tumačio fiziku koja stoji iza otkrića. Prošle godine o njemu je održao dva vrlo zanimljiva predavanja – jedno na Skepticima u pubu u zagrebačkom klubu Sax, a drugo na Institutu Ruđer Bošković.

Budući da sam ga u više navrata intervjuirao i da mi je još u prvom našem razgovoru rekao da će otkriće vjerojatno dobiti Nobelovu nagradu, nakon što se njegovo predviđanje konačno ostvarilo, zamolio sam ga da nam za Index odgovori na nekoliko pitanja.

Pitao sam ga kako doživljava ovu nagradu kao član kolaboracije koja je sudjelovala u potrazi za gravitacijskim valovima.

"Ovogodišnjom Nobelovom nagradom nagrađeni su Weiss, Thorne i Barish, trojica izuzetnih fizičara, no kroz njih i dvije tisuće drugih koji su tijekom trideset godina sagradili prva tri detektora dovoljno osjetljiva da obavljaju detekciju izuzetno malih varijacija u dužini prostora pri prolasku gravitacijskih valova“, rekao je za Index Buškulić.

"Svi smo ponosni na tu nagradu, vjerujem da je to samo početak gravitacijske astronomije. Sada ne samo da vidimo kroz svemir, nego i čujemo njegov šum. Čeka nas puno rada i puno znanstvene radosti“, dodao je.

Pitao sam ga koja je bila njegova konkretna zadaća u radu. Koliko sam se sjećao, on je radio na istraživanju specifičnosti signala koji dolaze iz različitih izvora.

"Moj znanstveni rad usmjeren je na analizu signala koji dolaze od detekcije gravitacijskih valova, naročito signala srazova, odnosno koalescencije binarnih sustava kompaktnih objekata kao što su neutronske zvijezde i crne rupe. Uz mnoge druge radove, naša je ekipa razvila program za brzu detekciju gravitacijskih valova u trajanju od minute koji potom šalje poruku kolegama s kojima kolaboracija LIGO-Virgo ima dogovor. To su primjerice teleskopi koji gledaju nebo u elektromagnetskim valovima u frekvencijama od radiovalova do gama zraka“, objasnio je moj sugovornik.

Nobela je zaslužio trojac, ali i mnogi drugi

Istaknuo je još jednom da je potraga za gravitacijskim valovima uvijek bila timski rad.

"Moj udio u cijelom eksperimentu je dvijetisućiti dio cijelog posla. To nije nikakva skromnost, to je samo činjenica“, rekao je.

Htio sam doznati osjećaju li se pomalo razočarano što cijela kolaboracija nije dobila nagradu. Naime, uobičajeno je da se u fizici ona dodjeljuje pojedincima, a ne cijelim timovima kao što to zna biti slučaj kada je u pitanju Nobel za mir koji je dobila EU. Neki smatraju da bi tu u budućnosti moglo doći do promjena jer na temeljnim otkrićima sve češće rade veliki timovi.

"Mi smo se do samog kraja nadali da bi ovaj put cijela kolaboracija mogla dobiti Nobela. No neću komentirati način na koji odlučuje Nobelova komisija. To, naravno, nipošto ne znači da Weiss, Barish i Thorne nisu zaslužili nagradu. Ali zaslužili su je i mnogi drugi koji su sudjelovali. U našem znanstvenom polju nitko ne može raditi u potpunosti sam. Čak i na mom specifičnom programu radilo je sedmero ljudi. U fundamentalnoj fizici problem je organizirati rad više stotina ili tisuća ljudi. Ne može svatko raditi što mu se sviđa, no na kraju se ipak svima sviđa to što rade! Svi rade djelomično ono što stvarno žele, što im je pri srcu, no također moraju odraditi i neke obavezne kolektivne zadatke. To je cijelo društvo u malom. Bilo je tu čak i sociologa koji su istraživali kako to društvo funkcionira“, ispričao je Buškulić.

Novi detektori u izgradnji

Pitao sam ga kakve su mu procjene, kako će se u narednih nekoliko godina razvijati gravitacijska astronomija?

"Detekcija gravitacijskih valova već nam je donijela nekoliko saznanja. Naime, saznali smo da crne rupe stvarno postoje, da neke od njih žive u paru te da njihova masa može biti 60 puta veća od Sunčeve, što vjerojatno nije gornja granica. Ta zadnja spoznaja iznenadila je ljude. Također smo dobili uvid u to u kojoj mjeri Einsteinova teorija opće relativnosti još uvijek vrijedi. Nismo našli nikakvih odstupanja, nikakvih pomaka u valnom obliku koji bi ih pokazivali“, rekao je.

Zanimalo me je kako idu planovi izgradnje novih detektora koji bi trebali povećati preciznost promatranja. U daljoj budućnosti planira se i jedan u svemiru.

"U narednih nekoliko godina trebala bi biti izgrađena još dva detektora, jedan u Indiji, a drugi u Japanu. U Indiji je već odabran teritorij i počela je njegova gradnja, a trebao bi biti dovršen 2021. Novi detektori će još povećati preciznost istraživanja u gravitacijskoj astronomiji. Već sada, s postojeća tri detektora, područje na nebu iz kojeg dolazi signal može se smanjiti na oko 80 četvornih stupnjeva, što je površina oko 300 puta veća od Mjeseca. To je mnogo veća preciznost od one koju su imala dva detektora LIGO-a.“

Ističe da je to zapravo mnogo preciznije nego što se na prvi pogled čini jer je dovoljno da se teleskopi dosta brzo usmjere i obuhvate željeno područje kako bi eventualno otkrili elektromagnetske signale. Oni se u biti ne očekuju od crnih rupa, ali bi trebali doći od neutronskih zvijezda.

"Ipak, mi smo i prilikom našeg zadnjeg snimanja u LIGO-u i Virgou, iako smo znali da se radi o crnim rupama, tražili moguće elektromagnetske signale. Nismo ništa našli, no za svaki slučaj, nikad se ne zna“, rekao je.

Zanimalo me je koje bi nove proboje u astronomiji i kozmologiji mogla donijeti gravitacijska astronomija.

"U budućnosti, kada budemo vidjeli gravitacijske valove nastale u srazovima neutronskih zvijezda, bit ćemo u stanju saznati stanje materije u tim zvijezdama i usto još jednom provjeriti funkcionira li i dalje opća relativnost. Primjerice, ako u isto vrijeme teleskopom vidimo svjetlost sraza neutronskih zvijezda kao i gravitacijske valove, moći ćemo provjeriti kreću li se gravitacijski valovi brzinom svjetlosti, kako to predviđa teorija. Mogli bismo također dobiti signale rotirajućih neutronskih zvijezda koje su nepravilne ili signale gravitacijskih valova koji su bili emitirani kad se svemir tek rodio, malo poslije velikog praska. Ipak, ovo posljednje vjerojatno će biti teško ostvariti detektorima ove generacije. Osim toga, moći ćemo pronaći nove standardne svijeće u svemiru, nove mjere udaljenosti za veće razdaljine od onih koje danas imamo. Mi imamo određene načine mjerenja razdaljina na različitim skalama veličina. A kad budemo imali dovoljno statistike, dovoljno tih raznih događaja, moći ćemo i potvrditi način na koji se naš svemir širi. Nisam rekao sve, tek smo na početku gravitacijske astronomije“, poručio je Buškulić.