Fx: Zlato obdobje kozmologije

Jesensko serijo Frekvence X , poljudne oddaje, ki vas vsak četrtek popelje med vznemirljiva vprašanja in odkritja moderne znanosti, smo začeli  s pogovorom o kozmologiji, vedi ki je nedvomno v svojem zlatem obdobju, saj še pred dvema desetletjema ni bila eksperimentalna znanost.  Gost oddaje je bil  prof. Uroš Seljak, ki je poleti prevzel vodenje kozmološkega centra na kalifornijski univerzi v Berkeleyu, kjer deluje kar nekaj dobitnikov Nobelove nagrade.

 

Prof. dr. Uroš Seljak

Prof. dr. Uroš Seljak je poleti prevzel vodenje Centra za kozmološko fiziko na kalifornijski univerzi Berkeley za nobelovcem Georgeem Smoothom. Gre za  najprestižnejši vodstveni položaj kakšnega pri nas rojenega aktivnega znanstvenika. Center vodi skupaj z lanskim Nobelovim nagrajencem, profesorjem Saulom Perlmutterjem, ki skrbi za financiranje. Pred 14 leti  je Perlmutter odkril, da se vesolje širi pospešeno; to lahko  razložimo z obstojem temne energije, ki naj bi bila dominantna sestavina našega vesolja. Kozmologi  že vse od tega odkritja leta 1998 skušajo razumeti njeno naravo.

O bleščeči karieri prof. Seljaka in dosežkih, s katerimi se ne more pohvaliti noben drug aktiven slovenski znanstvenik, govori več kot 20 tisoč citatov njegovih del v svetovni znanstveni literaturi, zdaj pa tudi vodenje Kozmološkega centra na univerzi Berkeley, katerega pomen potrjuje že število tam delujočih Nobelovcev.

Uroš Seljak je Novogoričan, diplomiral je leta 1989, 1991. pa magistriral na oddelku za fiziko ljubljanske univerze. Nato je odšel v ZDA in leta 1995 doktoriral na tehnološkem institutu v Massachusettsu (MIT). Delal je tudi na centru za astrofiziko Harvard-Smithsonian in bil profesor na univerzi v Princetonu, v Centru za teoretično fiziko v Trstu in  na univerzi v Zürichu. Za svoje delo je dobil vrsto prestižnih priznanj. Je profesor na univerzi Berkeley, deluje tudi v Nacionalnem laboratoriju Lawrencea Berkeleyja.

Profesor Seljak je najbolj citirani slovenski znanstvenik.

Intervju

Vaše področje je teoretična kozmologija. Gre, kot ste rekli, za iskanje odgovorov o lastnostih vesolja, ki jih ugotavljate v kozmoloških raziskavah. Med te sodita skrivnostna  temna snov in še pomembnejša temna energija. Še pred desetletji nihče ni verjel vanjo, danes je splošno sprejeta in kozmologi vse od odkritja skušajo razumeti njeno naravo. Bi evropski satelit Evklid lahko prinesel preboj na tem področju?

Vsekakor. Tako imenovana temna energija je odkritje, ki je mojemu kolegu Saulu Perlmutterju prineslo Nobelovo nagrado. Odkrili so jo pred 14 leti in od tedaj poskušamo razumeti, kaj v bistvu je. Vodilna teorija pravi, da je ta temna energija v bistvu tako imenovana kozmološka konstanta, ki jo je že Einstein vpeljal v svoje enačbe, pa je to pozneje obžaloval  in nekoč imenoval svojo največjo napako. Danes kaže,  da to ni bila nujno napaka. Obstajajo pa tudi alternativne razlage temne energije, namreč da je to neki nov delec, ki ima pač take lastnosti, da pospešuje širjenje vesolja. Evklid bo poskušal te stvari natančneje izmeriti in če potrdi eno izmed teh hipotez, bo to vsekakor pomenilo preboj na tem področju.

Avtorji se pri utemeljitvah pogosto sklicujejo na vaša dela, zlasti na članek, ki sta ga pred tremi leti napisala z dr. McDonaldom. Za kakšno ugotovitev gre?

Satelit Evklid, pa tudi drugi eksperimenti, ki jih razvijamo tako v Ameriki kot tudi v Evropi,  merijo položaje galaksij in te nam lahko veliko povejo o tem, kakšna je porazdelitev temne snovi. Glede na položaj temne snovi pa lahko ugotovimo, ali temna energija obstaja in če obstaja, kakšne lastnosti ima. Pot od meritev do teoretičnih sklepov je kar dolga. Osnovna stvar, ki jo merimo, pa je, kako so te galaksije razdeljene po vesolju. In to je tisto, kar poskušamo teoretično študirati. V zadnjih letih smo pokazali, da te stvari lahko veliko natančneje izmerimo z novimi metodami, ki smo jih razvili.

Prof. Seljak, se strinjate, da živimo v posebnem času? Vseh naštetih, tudi za splošni pogled na svet pomembnih dognanj pred dvema desetletjema še ni bilo. Pa vendar je narava temne snovi in temne energije neznana …

Tako je. Kozmologija vsekakor doživlja zlato obdobje. Kot ste rekli, pred 20 leti to ni bila eksperimentalna znanost, danes pa vsekakor je in postavlja se vprašanje, ali bo tudi v prihodnje. Ni dvoma, da odprta vprašanja še obstajajo, prav ti dve − kaj je temna snov in kaj je temna energija – sodita med najpomembnejša, ne vemo pa, ali nam bo uspelo na ta vprašanja odgovoriti v bližnji prihodnosti ali pa mogoče enkrat v daljni.

V svojih delih raziskujete, ali bi bila za temno snov morda lahko odgovorna posebna vrsta težko ulovljivih delcev z imenom nevtrini − delcev, ki so po dosedanjih teorijah nastali prvo sekundo po velikem poku. Pričakujete, da bomo v naslednjih dveh desetletjih ugotovili, iz česa je teh 96 % neznane snovi?

Torej, kot sem že prej rekel, pričakujem, da bomo ugotovili, ampak zagotovo prepričan ne morem biti. Vsekakor bomo poskušali. Projekti, o katerih govorimo, recimo satelit Evklid ali pa projekti, ki potekajo v ZDA, so milijardni, velikanske naložbe in vse, kar bomo dosegli, bo pomenilo velikanski napredek glede odgovorov na ta vprašanja.

Med vprašanji je tudi, ali bo število osnovnih delcev kot osnovnih gradnikov še vedno naraščalo ali pa slutite na obzorju znake velikega poenotenja …

To je vsekakor zanimivo vprašanje. Prav zdaj smo izvedeli nov delec, Higgsov bozon, ki je bil odkrit v Cernu. Vprašanje pa je, ali je to zadnji pomembni delec, ki je bil odkrit, ali nas še čakajo presenečenja. Eksperimentalna fizika delcev je v podobnem položaju kot kozmologija, saj ne vedo, ali se kje skriva še kaj novega in ali je dosegljivo z velikimi pospeševalniki ali ne. Vsekakor ne vem odgovora na to, ali nam bo recimo uspelo izmeriti supersimetrijo ali ne. Iščejo jo in upanje vseh je, da bomo odkrili še kaj novega, ampak zagotovo tega ne moremo trditi.

V letošnjem prispevku v prestižni reviji Nature ste komentirali tudi  rezultate vesoljskega teleskopa Planck,  ki že na začetku svojega delovanja odkriva doslej največje jate oddaljenih galaksij in nastajanje prvih zvezd v njih. Zanimivo, v istem članku ste omenili tudi lastnosti prahu v naši galaksiji in sipanje svetlobe na elektronih v vročem plinu oddaljenih galaksij − nam laikom čisto neznano področje. Vesoljski prah torej ni le nepotrebna nevšečnost?

Vedno je tako: če je nekaj za nekoga nevšečnost,  je za drugega kruh. V znanosti se za vsako stvar najde nekdo, ki jo preučuje in ima za svoj življenjski cilj. Ampak vesoljski prah je zelo pomemben, ker vpliva na to, kako so zvezde nastale, vpliva na marsikaj v našem vesolju in vprašanje nastajanja galaksij je tesno povezano z vprašanjem, kaj se dogaja z zvezdnim prahom. Je pa res, da je za Planckov satelit, katerega cilj je meriti kozmično prasevanje, ta vesoljski prah v bistvu nevšečnost. Ampak to ni bil namen prvih člankov, ki so v bistvu neposredno preučevali zvezdni prah. Januarja pričakujemo uvrstitev osnovnih rezultatov Planckovega satelita s področja kozmičnega prasevanja in s tem na neki način revolucijo, saj je Planckov satelit veliko natančnejši od prejšnjih satelitov; upamo, da nam bo povedal veliko zanimivega o vesolju.

Vaša je danes klasična računalniška koda CMBFAST, s tem da se precej vaših objav nanaša na opazovalne podatke, pridobljene ob velikih pregledih neba. Menite, da je široko poznavanje tematike pomembno za vsakogar, ki bi rad bolje razumel vesolje?

No,  ne vem, če za vsakogar,  vsekakor pa vsak, ki dela v kozmologiji, potrebuje razumevanje tako teoretičnih računov, kot je recimo tista koda, pa tudi eksperimentalnih podatkov, kot so recimo to kozmično plasiranje in veliki pregledi neba, kakršne poznamo dandanes, na primer Digital Sky Survey ali pa BOSS in BigBOSS, ki ju bomo poznali v prihodnosti. Ti projekti so danes vsekakor v ospredju kozmoloških raziskav in vsakdo, ki se ukvarja s kozmologijo in ga ta zanima, je že slišal zanje. Najbrž je osnovno razumevanje smiselno in si ga lahko pridobiš tudi s prebiranjem že precej razširjene poljudne literature na tem področju, saj je bilo objavljenih že nekaj knjig o tem, kaj so izmerili v teh velikih pregledih neba.

Prof. Seljak, hvala za odgovore in lepo pozdravljeni. Najlepša hvala.