Anil Anantasvami: Koliko je zahtevna astrofizika

Želeo bih danas da govorim o onome što je mislim jedna od najvećih avantura na koju je čovečanstvo pošlo, a to je potraga za razumevanjem univerzuma i našeg mesta u njemu. Moj lični interes za ovu temu i moja strast za nju, su počeli sasvim slučajno. Kupio sam kopiju ove knjige, "Univerzum i Dr. Ajnštajn" -- polovno džepno izdanje iz knjižare u Sijetlu. Nekoliko godina nakon toga, u Bangaloru, imao sam problema da zaspim jedne večeri, i uzeo sam tu knjigu, mislio sam da će me uspavati za 10 minuta. I kao što se desilo, pročitao sam je bez zaustavljanja od ponoći do pet izjutra. Ostao sam sa ovim snažnim osećanjem strahopoštovanja i radoznalosti prema univerzumu i naše mogućnosti da ga delimično razumemo. To osećanje me još uvek nije napustilo.

To osećanje je uzrok za moju promenu karijere -- od programera postao sam naučni pisac -- tako da mogu jednim delom da uživam u nauci, i istovremeno da uživam u prenošenju znanja drugima. To osećanje me je takođe povelo u neku vrstu hodočašća, bukvalno do kraja sveta da vidim teleskope, detektore, instrumente koje ljudi grade ili su izgradili u cilju istraživanja kosmosa sve detaljnije i detaljnije. Pošao sam sa mesta kao sto je Čile -- Atakama pustinja u Čileu -- do Sibira, do podzemnih rudnika, u japanskim Alpima, u Severnoj Americi, sve do Antartika čak do Južnog Pola.

Danas bih želeo da podelim sa vama neke slike i neke priče sa ovih putovanja. Ja sam ustvari poslednjih nekoliko godina beležio napore nekih izuzetno hrabrih muškaraca i žena koji su stavljali, ponekad izistinski, svoje živote na kocku radeći u nekim veoma udaljenim i veoma negostoljubivim mestima da bi mogli da zabeleže ponekad jedva primetne signale iz kosmosa da bi nam omogućili da razumemo univerzum.

Počeću sa kružnim prikazom. Obećavam ovo je jedini kružni prikaz u celoj prezentaciji. Ali on će nam dati prikaz našeg razumevanja kosmosa. Sve fizičke teorije koje mi danas poznajemo objašnjavaju ono što mi zovemo normalna materija -- materijal od koga smo sačinjeni -- a to je četiri procenta univerzuma. Astronomi, kosmolozi i fizičari pretpostavljaju da u univerzumu postoji i nešto što se zove tamna materija, što čini 23 procenta univerzuma, i nešto što se zove tamna energija, koja prožima sastav prostora i vremena, to čini preostalih 73 procenta Dakle ako pogledate na ovaj prikaz, 96 procenta univerzuma, u ovom trenutku našeg istaživanja istog, je nepoznato ili nije dovoljno dobro objašnjeno. Većinu eksperimenata, teleskopi koje sam video se na neki način bave ovim problemom, ovim dvema zagonetkama, tamne materije i tamne energije.

Povešću vas prvo u podzemni rudnik u severnoj Minesoti gde ljudi traže ono što se zove tamna materija. Ideja je da oni ustvari traže signal sudara čestice tamne materije i njihovih detektora. Razlog zbog kojega moraju da idu ispod površine Zemlje je taj, da ukoliko bi pokušali ovaj eksperiment na Zemljinoj površini isti eksperiment bi bio zatrpan signalima koji bi mogli biti uzrokovani, na primer kosmičkim zracima, prirodnom radioaktivnošću, čak i našim telima. Možda nećete verovati, ali čak i naša tela su dovoljno radioaktivna da poremete ovaj eksperiment. Zato oni idu duboko u rudnike da bi pronašli tihu sredinu koja će im omogućiti da čuju kada čestica tamne materije udari u detektor.

Otišao sam da vidim jedan takav eksperiment, i ovo je zapravo -- jedva možete da vidite, zato što je tamo toliko mračno. Ovo je pećina koju su napustili rudari kada su napustili rudnik 1960. I fizičari su došli i počeli da ga koriste u neko doba 1980-ih. Rudari su početkom prošlog veka radili, bukvalno, uz pomoć sveća. Danas, ovo možete da vidite unutar rudnika, oko 700 metara ispod zemlje. Ovo je jedna od najvećih podzemnih laboratorija u svetu. Između ostalih stvari, oni tragaju i za tamnom materijom.

Postoji i drugi način da se traži tamna materija, a to je posredno. Ukoliko tamna materija postoji u našem univerzumu, u našoj galaksiji, onda bi se ove čestice trebale sudarati i proizvoditi druge čestice za koje znamo -- neutrino je jedna od njih. Neutrino može da se detektuje uz pomoć traga koji ostavi kada se sudari sa molekulom vode. Kada neutrino udari u molekul vode emituje neku vrstu plave svetlosti, bljesak plave svetlosti, i kada prepoznamo ovu plavu svetlost, možemo razumeti nešto o neutrinu i tada, posredno, ponešto o tamnoj materiji koja je možda stvorila taj neutrino. Ali za to su potrebne ogromne količine vode da bi se ovo odigralo. Trebalo bi nešto kao desetine megatona vode -- skoro gigatona vode -- da bi se stvorila najmanja šansa da se uhvati neutrino. Gde u svetu može da se nađe toliko vode ? Pa, Rusi poseduju toliko spremište vode.

Ovo je Bajkalsko jezero. Najveće jezero na svetu. Dugačko je 800 km. Široko je oko 40 do 50 km na većini mesta, i duboko jedan do dva kilometra. Ono što Rusi rade je izgradnja detektora i njihovo potapanje oko kilometra ispod površine jezera tako da mogu da traže ove bljeskove plave svetlosti. Ova scena me je dočekala kada sam stigao tamo. Ovo je Bajkalsko jezero u sred sibirske zime. Jezero je potpuno zaleđeno. Linije crnih tačaka koje vidite u pozadini, to je polarni kamp gde fizičari rade. Razlog zbog koga moraju da rade preko zime je zato što nemaju finansijskih sredstava da rade u proleće i leto, ukoliko bi to poželeli, trebali bi im brodovi i podmornice da obave njihov posao. Zato oni moraju da čekaju zimu -- kada se jezero potpuno zamrze -- tada oni koriste ovaj metar debeo led kao platformu na kojoj izgrade polarni kamp i obavljaju posao.

Ovo su Rusi koji rade na ledu u sred sibirske zime. Moraju da izbuše rupe u ledu, da zarone u vodu -- veoma hladnu vodu -- da bi uzeli instrument i doneli ga na površinu, da obave sve popravke i održavanja koja moraju da urade, da ga vrate nazad i odu pre nego se led istopi. Ova faza čvrstog leda traje svega dva meseca i on je prepun pukotina. Možete zamisliti, dole je ogromno jezero kreće se, ispod. Još uvek ne mogu da razumem ovog Rusa koji je radio polu go, ali to vam samo govori koliko se mučio. Ovi ljudi, svega nekoliko njih, rade ovako već 20 godina, traže čestice koje možda postoje, a možda i ne. Oni su posvetili svoje živote tome. Samo da bi razumeli, oni su potrošili 20 milliona u toku 20 godina. Ovo su veoma okrutni uslovi. Oni rade sa "štapom i kanapom" Toaleti koje koriste su bukvalno samo rupe u zemlji pokrivene daskama. Samo najnužnije, ali ipak oni ovo rade svake godine.

Od Sibira do Atakama pustinje u Čileu, da bi videli nešto što se zove "Veoma veliki teleskop". Veoma veliki teleskop to je jedna od stvari koje astronomi rade -- oni daju nemaštovita imena svojim teleskopima. Iskreno mogu da vam kažem, da je sledeći koji planiraju nazvan "Izuzetno veliki teleskop". (smeh) Nećete mi verovati ali onaj nakon toga će biti nazvan "Izuzetno ogroman teleskop". Ipak, to je izuzetno projektantsko delo. Ovo su četiri teleskopa promera 8.2 m. Ovi teleskopi, između ostalog, se koriste za proučavanje kako se širenje univerzuma menja u toku vremena. Što više to razumemo, bolje ćemo razumeti šta tamna energija -- koja sačinjava univerzum -- predstavlja.

Pre nego što završimo sa ovim pokazaću vam jedan deo sa ovog teleskopa to je ogledalo. Svako ogledalo, a ima ih četiri, je napravljeno iz jednog komada stakla, ogromni komad visoko tehnološke keramike, koji je brušen i poliran do tolike preciznosti da jedini način da to razumete je da zamislite grad kao Pariz, sa svim njegovim građevinama i Ajfelovom kulom, ukoliko bi izbrusili Pariz toliko detaljno, sva uzvišenja koja bi ostala bila bi samo milimetar visoka. Toliko su dobro uglačana ova ogledala. Izuzetan komplet teleskopa. Još jedan pogled istog. Razlog zbog kojeg su ovi teleskopi izgrađeni na mestima kao pustinja Atakama je zbog visoke nadmorske visine. Suv vazduh je dobar za teleskope, takođe, oblaci su ispod vrha ove planine tako da teleskop ima oko 300 dana čistog neba.

Konačno, povešću vas na Antarktik. Želeo bih da provedem duže vreme u ovom delu sveta. Ovo je za kosmologiju konačni cilj. Neki od veoma zadivljujućih eksperimenata, neki od najekstremnijih eksperimenata, su izvedeni na Antarktiku. Bio sam tamo da bih video nešto nazvano dugački let balonom, koji ponese teleskope i instrumente sve do gornje atmosfere, do gornje stratosfere, do 40 km visine. Tamo oni vrše svoje eksperimente, nakon toga balon i njegov tovar, se vraćaju dole. Ovo mi slećemo na Ros lednik na Antarktiku. Ovo je Američki C-17 transportni avion koji nas je doleteo sa Novog Zelanda do MakMurdo na Antarktiku. Ovde se ukrcavamo na autobus. Ne znam možete li pročitati natpis, piše, "Ivan Groznibus". Odlazimo u MakMurdo.

Ovo je scena koja vas dočeka na ulazu u MakMurdo. Jedva možete razaznati ovu brvnaru ovde. Nju su izgradili Robert Falkon Skot i njegovi ljudi kada su prvi put došli na Antarktik u toku njihove prve ekspedicije na Južni Pol. Zato što je toliko hladno, celokupni sadržaj brvnare je još uvek kao što su ga oni ostavili, zajedno sa ostacima poslednjeg obroka koji su tamo spremili. To je izuzetno mesto. Ovo je MakMurdo. Oko hiljadu ljudi radi ovde u toku leta, i oko 200 u toku zime kada je i potpuni mrak šest meseci.

Bio sam tamo da posmatram lansiranje ovog specifičnog instrumenta. Ovo je eksperiment kosmičkih zraka koji je lansiran sve do gornje stratosfere do visine od 40 km. Zamislite ovo je teško dve tone. Zamislite da koristite balon da ponesete nešto teško dve tone sve do visine od 40 km. Inžinjeri, tehničari i fizičari moraju sve to da sastave na Ros ledniku, zato što je Antarktik -- neću ići u razloge zašto -- jedna od najboljih lokacija za obavljanje ovih lansiranja balona, izuzetak su vremenske prilike. Vremenske prilike su, kao što možete da zamislite, ovo je leto, a vi stojite na 60 m leda. Ovo je vulkan u pozadini, sa lednikom na vrhu. Oni moraju da osposobe čitav balon -- platno, padobran i sve ostalo -- na ledu i nakon toga da ga napune helijumom. Sav taj proces traje oko dva sata.

Vremenske prilike lako mogu da se promene dok oni to obavljaju. Na primer, ovde postavljaju platno balona iza njih, koje će posle biti ispunjeno helijumom. Ova dva kamiona koja vidite u pozadini nose 12 tankova kompresovanog helijuma svaki. Ukoliko se vremenske prilike promene pre lansiranja, oni moraju sve da spakuju nazad u odgovarajuće kutije i da ih vrate nazad u MakMurdo stanicu. Upravo ovaj balon, zato što mora da ponese dve tone tereta, je izuzetno veliki balon. Samo platno je teško dve tone. Da bi smanjili težinu, veoma je tanko, tanko je kao papir za sendviče. Ukoliko moraju da ga spakuju nazad, moraju da ga vrate u kutije i da stoje na njemu tako da može da stane nazad u kutiju -- osim što, kada su to uradili prvi put, bilo je to u Teksasu. Ovde, to ne mogu da postignu sa obućom koju nose, tako da moraju da skinu čizme, da budu bosi kada ulaze u kutije po ovoj hladnoći i rade takav posao. To je posvećenost koju ovi ljudi imaju.

Ovde se balon puni helijumom, kao što vidite prizor je zadivljujući. Ovo je scena koja prikazuje balon i teret od početka do kraja. Sa leve strane balon se puni helijumom, platno je sve do sredine gde se nalazi deo sa elektronikom i eksplozivom koji je zakačen za padobran, a padobran je zakačen za teret. Ne zaboravite, sve ovo su povezali ljudi u ekstermnoj hladnoći, na temperaturi ispod nule. Oni nose oko 15 kg odeće i opreme, ali ipak moraju da skidaju rukavice da bi uradili ovo. Hteo bih da podelim sa vama trenutak lansiranja.

(Video) Radio: U redu, oslobodite balon, oslobodite balon, oslobodite balon.

Anil Anantasvami: Za kraj ću vas ostaviti sa dva prizora. Ovo je opservatorija na Himalajima, u Ladaku u Indiji. Ono što želim da primetite ovde je teleskop na desnoj strani. Na krajnoj levoj strani je 400 godina star budistički manastir. Ovo je budistički manastir iz blizine. Bio sam zadivljen prizorom ovima dvama dostignućima čovečanstva. Jedno je istaživanje kosmosa izvana, a drugo je istaživanje sebe samih iznutra. Oba zahtevaju neku vrstu tišine.

Ono što me je iznenadilo je da na svakom mestu gde sam otišao da vidim teleskope, astronomi i kosmolozi su u potazi za izvesnom vrstom tišine, bilo da je to tišina od radio zagađenosti ili svetlosna zagađenost ili šta drugo. Bilo je očigledno da, ukoliko uništimo ova tiha mesta na Zemlji, bićemo zaglavljeni na planeti bez mogućnosti da vidimo napolje, jer nećemo biti u mogućnosti da razumemo signale koji dolaze iz svemira.

Hvala.

(Aplauz)