|
||||||
|
|||||||
Dr. Danilo Zavrtanik je od leta 2006 predsednik odbora sodelujočih v observatoriju Pierrea Augerja. Gre za enega najbolj ambicioznih znanstvenih projektov, raziskava pa želi odgovoriti na veliko skrivnost vesolja.
Iz vesolja, nihče ne ve natančno od kod in zakaj, prileti na Zemljo vsake toliko
časa žarek izjemnih energij. Droben delec nosi energijo, ki je do desetmilijonkrat
večja od vsega, kar so na Zemlji sposobne izpljuniti ustrezne naprave. Kaj je
v vesolju takšnega, da lahko delce pospeši do tako visokih energij? Za vsakdanje
življenje je dilema nepomembna.
Znanstveniki, ki se ukvarjajo z vesoljem, pa jo postavljajo med največje skrivnosti vesolja, na katere naj bi dobili odgovor v prihodnjih dveh desetletjih. Dr. Danilo Zavrtanik, fizik in predsednik Univerze v Novi Gorici, sodeluje pri mednarodnem projektu, ki si prizadeva najti odgovor. Nekaj se jim že svita, pravi, čeprav imajo v rokah šele prve izvide. Projekt, v katerem sodeluje 350 znanstvenikov, je material za Nobelovo nagrado, a dr. Zavrtanik o tem govori zadržano.
Verjamete v čudeže?
Ne.
Ker verjamete, da je mogoče vse razložiti z znanostjo?
Ja, gotovo. Vsega sicer ne morete razložiti, ker v danem trenutku nimate vsega
znanja. Ampak to ne pomeni, da čudeži obstajajo. To pomeni, da nekaterih stvari
ne razumete in vam zato lahko delujejo kot čudeži. Kot znanstvenik verjamem,
da se naravo da razumeti in tudi razložiti. Če to verjamete, potem prostora
za čudeže ni.
Koliko je potem prostora za Boga?
Oh, še vedno je. To je pomembno vprašanje predvsem, ko kot znanstvenik razmišljate
o tem, kako je vesolje nastalo: ali je nastalo iz vakuuma, kot pravimo v fiziki,
torej samo od sebe, ali pa ste za nastanek vesolja potrebovali stvarnika. Ampak
to vprašanje je povsem filozofsko. Znanstveno v tem trenutku namreč ne pridemo
tako daleč, da bi lahko rekli, da je za nastanek vesolja potrebna roka stvarnika
ali pa da je nastalo kot spontan pojav.
Bog je torej morda še imel proste roke, ko je vesolje nastajalo, potem pa
ne?
Rekel bi, da ja. Recimo, da je vesolje res ustvaril stvarnik. Ob stvaritvi je
gotovo tudi postavil zakone, po katerih naj bi se vesolje razvijalo. Od tu naprej
se narava ravna po teh zakonitostih.
Ampak če odvzamete možnost čudežev, vzamete možnost obstoja Boga. Ljudje
se k Bogu pogosto obračajo, ko potrebujejo čudeže, pomoč, ki je znanost ne more
dati. Denimo ob bolezni.
Ponovil bi: čudež je nekaj v naravi, česar ne znaš dojemati, pojasniti. Ampak
to je pogled človeka, to ne pomeni, da čudeži v naravi obstajajo. Če neke zakonitosti
danes ne poznamo, ne moremo reči, da je to čudež. Pravi znanstvenik tega ne
bo priznal, ampak bo šel ta fenomen raziskovat, da bo prišel do odgovora in
si bo to znal z naravnimi zakoni razložiti. V tem kontekstu ne vidim ne ovire
ne potrditve možnosti obstoja Boga.
Je povprečen znanstvenik veren?
Oh, ne vem. Poznam kolege po vsem svetu in jih imate vseh vrst: vseh religij,
ateiste, vse, kar hočete. V pogledu vere smo znanstveniki ravno taki kot vsi
drugi ljudje.
Koliko torej vemo o vesolju? Koliko je še skrivnost?
Zelo veliko. O vesolju vemo pravzaprav relativno malo. Če se ustaviva le pri
zgradbi vesolja, imamo že tu zelo resen problem. Poznamo samo pet odstotkov
materije. Vse ostalo, 95 odstotkov, nam manjka. Iz obnašanja vesolja vemo, da
mora obstajati še veliko neke druge, neznane snovi. Pravimo ji temna snov, ker
nihče natančno ne ve, kaj to je. Ne vidimo je ne v vesolju ne v laboratorijih.
Poleg tega je tu fenomen, da se vesolje pospešeno širi, za to pa je potrebna
neka dodatna energija v vesolju, ki je tudi ne poznamo in ji fiziki trenutno
pravimo temna energija. Če bomo hoteli pojasniti vesolje, bomo morali ta dva
pojma razčistiti in eksperimentalno pojasniti. Kozmologija je zato veda prihodnosti.
Zdaj zlagamo skupaj šele osnovne bloke.
Te temne snovi in temne energije naj bi bilo torej 95 odstotkov in izračuni
kažejo, da mora obstajati. Sliši se, kot da se računi niso izšli, pa so si ju
znanstveniki domislili, da so bile enačbe potem smiselne.
Saj ne gre za to, da bi bilo kar koli narobe z izračuni. Iz opazovanj na primer
vemo, da se vesolje širi, in to pospešeno. Predstavljajte si začetek vesolja,
veliki pok, ko je snov razneslo na vse strani. Pričakovali bi, da se bo snov
najprej hitro širila v vse smeri, nato pa vse počasneje, ker bi začela delovati
gravitacijska (privlačna) sila. Na koncu in če bi bilo snovi dovolj, bi se širjenje
lahko celo ustavilo, če je ni dovolj, pa bi se širilo vedno počasneje. V resnici
pa ne velja ne eno ne drugo: že Hubble je odkril, da dlje kot so galaksije,
hitreje se od nas oddaljujejo. Ravno obratno, kakor bi pričakovali. Torej se
vesolje pospešeno širi. In čisto po šolsko: v sistemu morate imeti nekaj, kar
premaguje privlačno gravitacijsko silo in vesolje širi narazen. Ker ne vemo,
kaj to je, temu pravimo temna energija. Trenutno na svetu ni znanstvenika, ki
bi vedel povedati, kaj temna energija je.
So ugibanja?
Zelo špekulativna.
Če se vesolje širi, potem nekoč ne bomo videli nobene zvezde več?
Najprej je treba povedati, da je pogled v vesolje pogled v času nazaj. Svetloba
na primer s svojo hitrostjo potuje od Sonca do Zemlje približno deset minut.
Ko torej gledate sončni zahod in ob njem na morju uživate, morate vedeti, da
se je to zgodilo pred desetimi minutami. Gledate sliko, ki je ni več. Če pogledate
globlje v vesolje, je stvar še veliko hujša. Ko na primer pogledate kakšno galaksijo,
ki je oddaljena petdeset milijonov svetlobnih let, vidite sliko izpred petdesetih
milijonov let. Danes te galaksije morda ni več, morda se je kam zaletela, morda
jo je pojedla kakšna črna luknja. Res pa je, da bomo videli vse manj zvezd,
ker se vesolje ohlaja. Predstavljajte si zelo veliko kroglo, ki je zelo vroča,
kot je bilo vesolje ob nastanku. Ker je krogla zelo vroča, je zelo svetla. Bolj
ko je stvar vroča, bolj je svetla in seva: železo je pri 600 stopinjah rdeče,
pri tisoč pa belo. Potem pa se je vesolje začelo hladiti. Ker gre za zaprt sistem,
mu je ob širjenju in večanju prostornine logično padla temperatura. Danes je
vesolje v povprečju izredno hladno, ima le 2,7 stopinje Kelvina ali -270 stopinj
Celzija. In temu primerno je tudi zelo temno.
V Argentini sodelujete pri mednarodnem projektu raziskovanja žarkov iz vesolja
z izredno visokimi energijami. Kaj bo ta prispeval k znanju o vesolju?
Gre za specifičen projekt, ker se nihče od znanstvenikov ne more ukvarja z vsemi
problemi vesolja hkrati. Osredotočili smo se na fenomen, ki je zanimiv s stališča
kozmologije, astronomije in tudi fizike osnovnih delcev. Žarkov z izredno visokimi
energijami na Zemlji ni. Ti, ki pridejo iz vesolja, pa imajo energijo, ki je
od milijonkrat do desetmilijonkrat večja od tiste, ki jo imajo delci, ki smo
jih znanstveniki sposobni narediti v pospeševalnikih na Zemlji. In seveda se
postavi vprašanje, kje v vesolju ti žarki nastanejo, od kod pridejo? Morda imamo
v vesolju objekte, ki delujejo kot gigantski pospeševalniki in ki so delce sposobni
pospešiti do teh ekstremnih energij. Za zdaj jih ne poznamo. Lahko pa da so
ti žarki ostanki začetka vesolja, velikega poka, ko je bila gostota energije
v vesolju strahovito velika.
Znanstvenikom jo narava seveda vedno zagode, to se ve, in jo je tudi nam. Problem teh visokoenergijskih kozmičnih žarkov je, da jih je zelo malo. Od tistih z največjo energijo, ki nas najbolj zanimajo, pade na Zemljo samo eden na kvadratni kilometer na stoletje. Če jih hočete preučevati, morate torej narediti napravo, ki bo dovolj velika, da boste v delu vaše kariere oziroma vašega življenja izmerili dovolj žarkov, da boste iz tega lahko sklepali, kaj ti žarki so in od kod prihajajo. To pa pomeni, da morate zgraditi observatorij ekstremnih dimenzij. Če bi na primer želeli izmeriti vsaj en žarek na leto, morate torej pokriti vsaj sto kvadratnih kilometrov.
Ta projekt smo začeli leta 1995 z idejo, da zgradimo dva observatorija na južni in severni polobli, ki bosta imela površino vsak po 3000 kvadratnih kilometrov. Gradnja južnega observatorija se je začela leta 2000 in danes je končan približno do treh četrtin. Je pa narejen tako, da ga sproti dograjujemo in lahko že od leta 2004 opravljamo meritve.
3000 kvadratnih kilometrov najbrž ne pomeni, da imate krožnike razporejene
na območju petdeset krat šestdeset kilometrov?
Skoraj tako je. Naj povem, kako te kozmične žarke merimo. Ko priletijo v atmosfero,
prej ali slej trčijo v molekule dušika ali kisika. Pri tem nastanejo novi nabiti
delci, ki potujejo naprej in spet trčijo v druge molekule in tako nastane pravi
plaz nabitih delcev, ki je ogromen. Sto milijard delcev je v njem in ko pade
na Zemljo, se razširi po površini kroga s polmerom pet do deset kilometrov.
Merimo jih lahko na tleh, ko priletijo, in s posebnimi kamerami snemamo njihovo
pot skozi atmosfero. Za človeško oko so namreč ti delci nevidni.
Kako pa jih zaznate na tleh?
Detektorji so velike posode z vodo. Vsaka ima dvanajst kubičnih metrov vode,
torej dvanajst tisoč litrov. Vseh detektorjev je 1600, torej smo v pampo, kjer
je observatorij, izvozili 19 milijonov litrov vode, ki je biološko, kemijsko
in fizikalno očiščena. Ko delci pridejo v detektor, zasvetijo, fotopomnoževalke
svetlobo zaznajo in jo spremenijo v električni signal, ki ga je treba prenesti
v centralo, kar storimo s tehnologijo, ki je zelo podobna mobilni telefoniji.
Elektrike v pampi seveda ni, zato imamo sončne celice. Izredno pomembno je tudi,
da so ure na detektorjih natančno usklajene in za to uporabljamo kar globalni
sistem pozicioniranja.
O kakšnih energijah žarka govorimo?
Najvišji doslej izmerjeni žarek je imel energijo 3x10 na dvajseto elektronvolta.
Lahko ponazorite, koliko je to?
En proton z energijo 10 na dvajseto elektronvolta ima približno takšno kinetično
energijo kot teniška žogica pri hitrosti 200 kilometrov na uro. S tem, da ne
smete pozabiti, da je to mikrodelec.
Če bi zadel astronavta...
Pri tako veliki energiji vas kozmični žarek preprosto prebode, gre skozi vas,
ga ne čutite in ne naredi neke škode. S stališča sevanja so bolj nevarni nabiti
delci z manj energije, ki v vaših celicah pustijo več razdejanja.
Koliko žarkov oziroma plazov ste že ujeli?
Tistih žarkov z največjo energijo približno petdeset. Na podlagi meritev plazu
delcev lahko določimo, od kod je visokoenergijski žarek, ki je plaz sprožil,
prišel. To se nam zdi ključno: ali je žarek posledica velikega poka ali posledica
neznanih pospeševalnikov v vesolju, o katerih smo govorili, denimo zelo aktivnih
črnih luknjah v središču nekaterih galaksij. Prvi podatki so še zelo grobi,
a kažejo, da bi znali biti potencialni pospeševalniki v naši bližini - seveda
v astronomskem smislu, torej okoli 150 milijonov svetlobnih let daleč. To ni
naša galaksija, je pa superjata galaksij Virgo, katere del smo tudi mi. Vir
bi torej lahko bil znotraj te jate galaksij, kar je presenetljivo, saj tega
nihče ni pričakoval.
Druga stvar, ki se nam nakazuje, je, da je vsaj večina teh žarkov posledica
klasičnih pospeševanj, torej da ne gre za ostanke velikega poka.
Naslednji korak, ki ga moramo storiti, je pogledati v smer, od koder žarki prihajajo,
in videti, ali so tam kakšni zanimivi astronomski objekti. Lahko bi to bila
aktivna galaktična jedra - galaksije, ki imajo v sredini zelo masivno črno luknjo,
ki je zelo aktivna. Tudi naša galaksija ima v sredini črno luknjo, a je majhna
in za zdaj mirna. Veliko pa je galaksij z aktivnimi jedri. Prečesati moramo
mape vesolja in pogledati, ali se smeri prihoda žarkov bolj ujemajo z določenimi
objekti kakor z drugimi. Za to pa potrebujete določeno število teh kozmičnih
žarkov in zato so naši rezultati trenutno omejeni.
Kaj se bo torej zgodilo, če se izkaže, da visokonergijski žarki prihajajo
iz enega konca vesolja? Se bodo tja obrnili vsi teleskopi?
Zelo odvisno. Če so tam objekti, ki so vidni v klasični optični in radioastronomiji,
potem se bo gotovo marsikaj obrnilo v tisti del vesolja. Če pa so tam objekti,
ki jih s klasično astronomijo ne vidimo, potem se bo začelo zelo resno obdobje
razvoja astronomije morda celo z nabitimi delci ali gama žarki.
V obeh primerih bo veliko hrupa.
Hrupa bo nedvomno veliko, da. Saj gre za temeljno in globalno zanimivo znanstveno
vprašanje.
Torej se gibate v dometu Nobelove nagrade?
Tega ne bi ocenjeval. Nobelova nagrada je kot vsaka druga, eni jo dobijo, drugi
ne.
Niste nikoli mislili, da bi jo projekt lahko dobil?
Seveda je možno. Če gledate znanstveno vrednost in zanimivost projekta, je gotovo
v najvišjem rangu znanosti na svetu. Ampak saj veste, kako je z nagradami -
gre za subjektivno odločitev neke komisije. Kot na primer pri oskarjih. Ali
kot je ob podelitvi Nobelove nagrade rekel moj znanec Jack Steinberger: "Ko
si mlad, moraš kaj pametnega narediti in potem dovolj dolgo živeti, da dočakaš
odločitev komisije."
Koliko dni preživite v Argentini?
Observatorij deluje avtomatsko. Potrebno je minimalno vzdrževanje, tam je ekipa
približno 25 inženirjev in tehnikov. Sicer pa smo vsi sodelujoči na svojih delovnih
mestih, jaz na primer tu v Novi Gorici. Podatki se zberejo v osrednjem računalniku
v Argentini in so tam prek spleta dostopni vsem sodelavcem po svetu. Analizo
podatkov lahko opravljamo doma. Sicer pa gremo v Argentino dvakrat do trikrat
na leto za dva do tri tedne.
Observatorij stoji sredi malo obljudene pampe. Zakaj? So tam najboljši pogoji?
Eno so fizikalni razlogi, drugo pa politični. Fizikalno je tako, da za pokritje
vsega neba potrebujemo en observatorij na južni, enega pa na severni polobli.
Idealno je, da sta med 30 in 45 stopinj zemljepisne širine, med 1200 in 1400
metri nadmorske višine, kjer lahko izmerimo največ informacij o plazu delcev,
ki jih sproži kozmični žarek. Iskali smo torej 3000 kvadratnih kilometrov dokaj
ravne površine na tej nadmorski višini s čisto atmosfero. Na južni polobli so
bile možne tri lokacije. Avstralije projekt ni zanimal. Za južno Namibijo je
bilo zelo veliko zanimanja, vendar je praktično brez infrastrukture, kar bi
zelo podražilo projekt. Zato smo se odločili za Argentino, kjer je pampa, ljudi
je zelo malo, a je obljudena. Takratni predsednik Argentine Menem se je za projekt
zelo ogrel in precej pripomogel, da je država pomagala pri gradnji infrastrukture.
Kako ste vi našli mesto pri projektu? Zanimanja najbrž ni manjkalo?
Na začetku ni bilo nekega hudega pritiska. Vsi so nas imeli celo malce za lunatike,
ko smo rekli, da želimo zgraditi 3000 kvadratnih kilometrov velik observatorij.
Danes je seveda drugače in moramo ljudi celo odvračati, saj je 300 do 350 znanstvenikov,
kolikor nas je zraven, dovolj, da projekt kakovostno izpeljemo. Pobudnik projekta
je profesor James Cronin, Nobelov nagrajenec za fiziko iz Chicaga. Spoznal sem
ga v osemdesetih letih, ko sem večinoma živel v Ženevi in delal v laboratoriju
Cern. Usmeril se je v raziskave kozmičnih žarkov in nas nekaj z vsega sveta
povabil, da se pridružimo projektu. Zdel se mi je zanimiv.
Kakšna je njegova praktična vrednost?
Projekt je čista bazična znanost - gre za človeško željo po razumevanju okolice
in vesolja, v katerem živi. Je pa projekt drugače tehnično zanimiv. Ker moramo
ob merjenjih poznati kakovost atmosfere, smo razvili posebne laserske naprave,
ki lahko na razdalji od 25 do 30 kilometrov horizontalno izmerijo podatke za
vsak košček atmosfere, navpično pa v razdalji 15 kilometrov. Te naprave so se
izkazale za izredno zanimive za študij atmosfere, denimo aerosolov. Eno smo
postavili tudi na Otlici in zdaj razvijamo še mobilno varianto.
Koliko ta projekt v Argentini stane?
V primerjavi z drugimi megaprojekti je težko verjeti, za kako malo denarja smo
ga postavili. Observatorij je stal 55 milijonov dolarjev.
Je zasebno financiran?
Ne, v glavnem s strani držav, ki sodelujejo.
Unesco je pokrovitelj.
Ja. Vedeti morate, da je projektov v fiziki osnovnih delcev veliko. Mi smo združba
znanstvenikov iz 55 ustanov sveta in ko smo s projektom začenjali, je bilo zelo
težko odgovoriti na vprašanje: kdo pa sploh ste? Takrat je Unesco prevzel pokroviteljstvo,
da se je projekt lahko predstavil kot celota.
Omenjali ste že Cern, ki ima največji pospeševalnik delcev na svetu. Kaže
potreba po vašem projektu na njegove omejitve?
V znanosti vedno potrebujete različne pristope. Vsak dela na manjšem področju,
potem pa sestavi celoto. Zgodba je v našem primeru in primeru Cerna zanimiva,
ker se mikro- in makrosvet združujeta. Na eni strani Cern in podobni laboratoriji
raziskujejo mikrosvet, osnovne gradnike vesolja pri zelo visokih energijah.
V laboratoriju ustvarjajo pogoje, kot so bili v vesolju po prapoku, manj kot
milijardinko sekunde po njem. Mi pa gledamo makrosvet. A sta oba povezana. Tisto,
kar se je dogajalo na začetku, vpliva na to, kar se dogaja danes. O Cernu se
morda v zadnjih letih manj sliši, ker gradijo največji hadronski pospeševalnik,
na račun katerega so ustavili druge poskuse. Letos ali prihodnje leto, ko bodo
ta pospeševalnik zagnali, bo Cern po mojem ponovno zablestel v polni luči. To
je le največji laboratorij tega tipa na svetu, pospeševalnik bo tudi največji.
Mimogrede, ste brali Angele in demone?
Bral (smeh).
Cern je bil predstavljen kot nekakšen zagrizen znanstveni antipod Cerkvi.
Dan Brown bi lahko izbral tudi kakšno ameriško inštitucijo. Morda je namenoma
izbral evropsko. Moram reči, da me knjiga ni pretirano navdušila, vse skupaj
je malce privlečeno za lase, a je tipični ameriški bestseller.
Bi Slovenija potrebovala svojo vesoljsko agencijo?
Vprašanje. Če ni spontanega interesa, potem je verjetno prav, da je nima.
Ne zdi pa se mi prav, da Slovenija ni članica Evropske vesoljske agencije. Ta
se ne ukvarja, kot bi si morda predstavljali, le z vesoljskimi poleti. Velik
del dejavnosti so raziskave, ki so tako ali drugače vezane na vesolje ali vesoljsko
tehnologijo. Ker Slovenija ni članica, se odpoveduje zelo kakovostnemu delu
raziskovalne dejavnosti, ki bi jo lahko imela. Ministru sem že večkrat rekel,
da je ESA del evropske integracije in da bi morali biti zraven ter enkrat razbiti
stereotip, da ESA predstavlja le vesoljske polete. A smo za zdaj neuspešni.
To je lahko tudi minus, ko se bo odločalo o sedežu evropskega navigacijskega
sistema Galileo. Esa je pomemben partner.
Ne sledim zelo dobro zgodbi z Galileom. Opazil pa sem, da se o tem odloča na
drugi ravni. Pomoč znanstvenikov, ki se na to vsaj malo spoznamo, se mi ni zdela
zaželena in sem se s tem nehal ukvarjati. Čeprav se mi zdi, da bi se to agencijo
v Slovenijo dalo pripeljati in to ne bi bilo tako nepomembno. Je pa to politična
odločitev na ravni EU.
Kaj vas je gnalo, da ste ustanovili Politheniko, iz katere je nastala Univerza
v Novi Gorici?
Ne vem, če me je kaj posebnega gnalo.
Ste bili kaj jezni na inštitut Jožefa Štefana, kjer ste bili dotlej direktor?
Ne, sploh ne. To je projekt, ki je pravzaprav na Jožefu Štefanu nastal. Ideja
je bila razširiti dejavnost inštituta na pedagoško dejavnost in je zorela v
letih 1993, 1994. Razvijali smo jo kot strateški cilj, da inštitut predvsem
na podiplomski ravni pripeljemo na univerzo in da bi imeli možnost formalnega
izobraževanja. Ko sem leta 1996 prenehal biti direktor inštituta, so se poti
malo razšle, novo vodstvo je imel drugačne prednostne naloge. Nam pa se je zdelo,
da je projekt dober, razvili smo nove študijske programe in pred desetletjem
se je pokazalo, da se da projekt pripeljati do univerze. Spremenili smo ime
v Polithehniko, kar so nekateri narobe razumeli, češ da politehnike po svetu
ukinjajo, mi jih pa ustanavljamo. Le redki pa so dojeli, da je to namig, da
želimo univerzo.
Kako to, da je končala v Novi Gorici?
Strateško smo pogledali, kam bi lahko projekt umestili. V izboru so bili Koper,
Nova Gorica, Novo mesto, Celje in Kranj, v tem vrstnem redu. In smo šli naokoli.
V Kopru ni bilo navdušenja in smo nekako odšli z dolgimi nosovi. V Novi Gorici
pa smo županu razlagali naše želje tako vneto, da nas je po petnajstih minutah
ustavil in rekel: veste, saj jaz vsega ne razumem, kar mi pravite, ampak se
mi zdi projekt v redu in naj kar bo v Novi Gorici. Saj je tako prav: lokalna
skupnost si mora tak projekt želeti.
Katero vino nama boste zdaj priporočili glede na to, da ste na univerzi
tudi dekan visoke šole za vinogradništvo in vinarstvo?
(smeh) Saj nisem dekan. Ta šola je kot enota nastala pred dvema, tremi meseci
in sem jo pomagal postaviti na noge s svojimi organizacijskimi izkušnjami. Dekan
bo nekdo iz stroke, kakšno vino vam pa lahko vseeno priporočim.
Andrej Brstovšek
www.dnevnik.si
Za vrnitev v običajni format kliknite tukaj:
www.pozitivke.net
http://www.pozitivke.net/article.php/20070120114928364
|
|
| Domov |
|
Powered By GeekLog |
