U ekskluzivnom intervjuu za B92 nobelovac Brajan Šmit govori o otkriću koje je promenilo naše viđenje svemira, a njemu, Adamu Risu i Solu Perlmuteru donelo Nobelovu nagradu iz fizike 2011. godine. Osam decenija nakon Ajnštajnove Opšte teorije relativiteta, ova tri naučnika vraćaju na naučnu scenu nešto što ni sam Ajnštajn nije najbolje shvatio iz svojih formula.

IVANA HORVAT IZVOR: ČETVRTAK, 14.08.2014. | 09:14 ->09:54

Brajan Šmit. Izvor: ESOF 2014.

Nakon što je 1916. godine Albert Ajnštajn objavio Opštu teoriji relativiteta, uvideo je da njegove formule ukazuju na postojanje dinamičnog svemira u pokretu, što nije bilo u skladu sa opšte prihvaćenim idejama tog vremena. Kako bi “poništio”efekat formula, Ajnštajn u svoju teoriju uvodi kosmološku konstantu, koja je trebala da neutrališe stanje kretanja u kojem se svemir nalazio i održi ga u stanju statičnosti.

Međutim, kada je 1929. godine poznati astronom Edvin Habl zaključio, na osnovu teleskopskih posmatranja, da svemir nije statičan i da se širi, Ajnštajn povlači kosmološku konstantu i naziva je svojom najvećom zabludom.

Prema teoriji Velikog praska, svemir je nastao iz tačke beskonačno male zapremine i beskonačno velike gustine koju nazivamo singularitet, pre 13,7 milijardi godina, nakon čega nastavlja da se širi sve do danas. Međutim, postavlja se pitanje kakva je konačna sudbina univerzuma i da li će se širenje zauvek nastaviti. Naučnici su “pisali” razne kosmičke scenarije.

U zavisnoti od toga koliko materije ima u svemiru, neki scenariji su govorili o večnoj ekspanziji i beskonačnosti, dok su druge verzije išle na ruku gravitaciji, koja bi u slučaju dovoljno masivnog svemira pobedila, zaustavila ga i počela da ga sažima, dok se konačno ne vrati u početno stanje - slično kao što bi lopta koju bacite u vis ponovo pala na zemlju, pod uticajem gravitacije. Brajan Šmit ovaj scenario često u šali naziva gnaB giB, što je Big Bang unazad.

Kako bi bolje shvatili u kom svemiru živimo, ova tri naučnika su posmatrala udaljene supernove, snažne eksplozije zvezda, koje su im pomogle da izračunaju koliko brzo se svemir širio u prošlosti. Nakon što su obradili podatke snimljenih supernovih, usledilo je veliko iznenađenje: svemir uopšte ne usporava, kako se ranije mislilo, nego zapravo ubrzava!

Ovo otkriće je bilo vredno Nobela! Da bi uspešno interpretirali svoje rezultate, tim naučnika je morao da pozove u pomoć i davno zaboravljenu Ajnštajnovu kosmološku konstantu! Šta ste tačno dešavalo, Brajan Šmit govori tokom intervjua u Kopenhagenu, na European Science Open Forumu 2014.

B92: Sa još dvojicom kolega 2011. godine podelili ste Nobelovu nagradu iz fizike za otkriće ubrzanog širenja svemira. Međutim, ono što ste otkrili niko nije očekivao – kako se to dogodilo?

BŠ:Zahvaljujući tehnologijama, velikim teleskopima i detektorima i saznanju kako da koristimo supernove tipa Ia – što su otkrile moje kolege u Čileu 1994. godine – bili smo u mogućnosti da merimo udaljenost objekata u svemiru, koji su bili stari pet i osam milijardi godina. Još od vremena Edvina Habla znamo da se svemir širi - što je objekat udaljeniji, to se brže udaljava od nas. Ovo možete posmatrati kao tačkice na balonu koje se udaljavaju jedna od druge dok duvate balon. Ideja je bila da izmerimo koliko brzo se svemir širio u prošlosti i da taj podatak uporedimo sa vrednošću brzine kojom se širi sada. Tako bismo videli koliko se širenje svemira usporilo tokom vremena, zahvaljujući efektima gravitacije. Ovo je u suštini jednostavan eksperiment: što je širenje sporije, to znači da je svemir teži, odnosno u njemu ima više mase. Dakle, ovo predstavlja i način da izmerimo koliko svemir teži. Bili smo vrlo iznenađeni kada smo 1998. godine otkrili da se svemir ranije širio sporije nego danas i da je zapravo ubrzao svoju ekspanziju. Jedini način na koji smo to mogli da razumemo je da gravitacija ne skuplja, nego na neki način širi svemir. Ovo je bilo veliko iznenađenje za sve nas 1998. godine.

Ivana Horvat sa Brajanom Šmitom

Kako ste koristili supernove da izmerite širenje svemira?

Supernove su džinovske termonuklearne bombe. Ispotavilo se da im je potrebno oko 16 do 17 dana da dostignu maksimum sjaja. To se dešava zbog toga što tokom eksplozije proizvode mnogo radioaktivnih elemenata, kao što je nikl 56 koji prelazi u gvožđe. Skoro celokupne zalihe gvožđa koje vidimo na Zemlji nastale su u procesima eksplozija supernovih. Sve ovo dovodi do stvaranje vatrene lopte džinovskih razmera. Merili smo njihovu udaljenost, na osnovu toga koliko sjajno izgledaju sa te udaljenosti – što je objekat udaljeniji, sjaj mu je naravno slabiji. Sledeća vrsta merenja koju smo mogli da uradimo - za to nam je bio neophodan 10-metarski Kek teleskop koji je postao dostupan 1994. godine - je da izmerimo koliko se svetlost sa ovih udaljenih objekata “rasteglila”. S obzirom na to da se svemir širi i svetlosni talasi, koji polaze sa objekata koje posmatramo, se rastežu zajedno sa svemirom. Kada ustanovimo u kojoj meri se svetlost razvukla, možemo reći koliko je objekat udaljen. Ovo nam je dodatno omogućilo da saznamo koliko brzo se svemir širio u ranijoj fazi, jer smo posmatrali objekte iz njegove davne prošlosti, stare nekoliko milijardi godina. Na ovaj način funkcioniše naš eksperiment.

Na koji način ste oživeli Ajnštajnovu kosmološku konstantu, koju je i sam Ajnštajn odbacio davne 1929. godine?

Kada je Ajnštajn 1917. godine pogledao u svoje jednačine, izgledalo je da ukazuju na to da se svemir, kao i sve u njemu, kreće pa je s toga izumeo kosmološku konstantu, koju mi sada posmatramo kao jednu vrstu energije koja je utkana u samu strukturu prostora. Ova konstanta čini da gravitacija gura objekte jedne od drugih, a ne da ih privlači. Problem je bio taj, naravno, što je Ajnštajn izumeo kosmološku konstantu kako bi učinio svemir statičnim. Onog momenta kada je saznao da se svemir zaista širi, shvatio je da to nije bio baš najpametniji potez. Nama je u ovom slučaju bilo neophodno nešto što će učiniti da gravitacija “gura” stvari i ispostavilo se da upravo ta energija, koja je utkana u samu strukturu prostora, deluje na taj način. Međutim, bilo je potrebno da čak 70% svemira bude sačinjeno od ove energije, kako bismo predstavili rezultate merenja.

Znači, kosmološka konstata danas služi tome da objasni misterioznu silu, nazvanu tamna energija, koja ubrzava stopu širenja svemira?

Da, bila je to pomalo luda ideja, ali na to su ukazivali naši podaci. Dok nismo razmotrili i druge opcije, moram reći da sam bio poprilično skeptičan. Znao sam šta podaci govore, ali sam smatrao da možda postoji još nešto. Međutim, gde god da pogledamo poslednjih 15-16 godina, dobijamo isti odgovor. Sve u svemu, to je ono što teorija predviđa sa velikom sigurnošću – praktično svako merenje koje smo do sada uradili. Sviđalo se to nama ili ne, tako nauka funkcioniše. Ako teorija predvidi sve što vidite, čak iako vam izgleda besmisleno, to mora biti tako.

Da li ste razmišljali o tome šta bi Ajnštajn rekao o Vašem otkriću?

Čitao sam dosta o Ajnštajnu i ne mogu da odlučim da li bi prosto bio nemilosrdan i rekao: “Ne, ovo ne može biti tačno!”. Ili bi se se nasmejao i rekao “Ha-ha, ipak sam bio u pravu!”. Više mi deluje da bi uradio ovo drugo, ali nisam siguran.

Da li mislite da će naučnici uskoro otkriti pravu prirodu tamne energije?

BS: Rekao bih da baš nemamo neki dobar trag trenutno. Sumnjam da ćemo to učiniti ubrzo, ali nauka nas uvek iznenađuje – i to je predivna stvar. Toliko pametnih ljudi širom sveta razmišlja na tu temu – a potrebna nam je jedna prava ideja koju ćemo moći da testiramo i bum – tako nauka funkcioniše! Čovečanstvo napreduje jer su nam na raspolaganju ideje 7 milijardi ljudi koji žive na ovoj planeti i čim se javi dobra ideja, mi ćemo je prihvatiti. To je veoma moćna stvar i uvek nas može iznenaditi.

foto: NASA.

Poznato je da ste, osim Nobelove nagrade, sa Adamom RisomiSolom Perlmuterom takođe delili i teleskop. Međutim, Sol je bio u protivničkom timu - da li imate nekih anegdota iz tog perioda?

Pa, Sol je bio veoma takmičarski nastrojen. U procesu pronalaženja supernovih, slao bio nam kandidate na proveru – ali uglavnom ništa nije bilo od toga. Njihov tim je bio na dosta lošem glasu da šalje ljude u lov na duhove (smeh). Bio je to težak posao, imali su male detektore, ne preterano kvalitetne. Ali, iz našeg ugla, on je bio jedan od onih likova koji bi se pojavio niotkuda, usred noći, sa idejom da potrošite pola teleskopskog vremena na objekat koji nije bio ono što tražite. Ali, 1994. godine nešto se promenilo. Ja sam bio na postdokotrskim studijama na Harvardu, Adam Ris i Bob Kiršner su takođe postali deo tima. Sol je poslao objekat koji smo trebali da proverimo i s obzirom na to da nisu imali ništa drugo da rade na teleskopu, Adam, Bob i Pit su proveli nekolio sati radeći na njemu – i odjednom se pojavio spektar supernove i to sa velikim crvenim pomakom 4, najvećim do tada. To je bilo vrlo uzbudljivo! Sećam se da su mi ujutru poslali podatke na analizu i zaista se ispostavilo da je u pitanju bila supernova tipa Ia, na tako velikoj udaljenosti, odnosno crvenom pomaku – neverovatno! To se desilo nakon šest godina, ali se nametnulo pitanje da li možemo da radimo sa drugim timom? Nakon svega par meseci, postalo je jasno da ne možemo, da su naši timovi dosta različiti i to nas je nagnalo da osnujemo svoj program.

Na konferenciji ste održali dva predavanja, koja su bila zaista odlična! Često držite popularna predavanja – zašto mislite da je to važno?

Javnost troši novac na nauku i veoma je zainteresovana za astronomiju, možda više nego za druge nauke. Često nas ljudi pitaju zašto se bavimo astronomijom? Postoje dva razloga. Jedan je zato što je zanimljiva. Ljudi bi trebali da se interesuju za nauku, da nauče ponešto, ovladaju matematikom, a neki od njih će možda postati astronomi. Većina će se baviti nečim drugim od čega društvo ima direktne koristi. Ali, astronomija je takođe veoma korisna i društvo ima direktne koristi od nje.

Ljudi to često ne vide.

Tako je, ali kad koristite wi-fi, vi zapravo koristite istraživački rad jednog australijskog astronoma. Kada koristite internet vi koristite istraživanje ljudi uz CERN-a. I to su možda najveće stvari koje danas svi koristimo. I onda me ljudi pitaju: “Šta ćete još da uradite?”. A ja im odgovaram: “Morate priznati da je ovo poprilično mnogo!”. Mnogo više para dolazi od ovih izuma nego što je ikada uloženo. Takođe, tu su i digitalni fotoaparati i kamere, itd. Sve je to proisteklo iz naše branše. Zbog toga mislim da je bitno da ljudima pričamo o nauci i da ih zainteresujemo, da bi uložili malo više napora da razmisle o tome kako nauka funkcioniše. Na početki intervjua sam pričao upravo o tome, kako nauka funkcioniše i to je isti proces koji biste koristili za fomulisanje zakona ili za vođenje firme - morate da pružite dokaze. Ne možete izaći pred ljude tek tako i reći: “Ja mislim da je to tako!” i na taj način rizikovati sve što imate. Ovaj proces je veoma važan, a astronomija je sjajan način da ljudima ispričate tu priču.

Vlasnik ste vinarije u okolini Kanbere, gde proizvodite kvalitetnu vrstu vina Pinot Noir. Kako vino i astronomija idu zajedno?

Trudim se da ih razdvojim što je više moguće, ne ide mi astronomija baš najbolje posle vina.

Šta biste poručili mladim naučnicima u Srbiji?

Moj savet je da uvek radite ono što vas zaista interesuje. Nauka će vam pružiti odličan trening i nikada ne znate šta ćete na kraju raditi - ali ne brinite o tome. Ja sam skoro počeo da se bavim nečim drugim, što bi kratkoročno bilo veoma razočaravajuće za mene, ali bih onda našao nešto drugo i primenjivao bi sve ove stvari kojima me je nauka naučila, bez obzira na to da li bih radio u banci, u vladi ili nekoj drugoj oblasti nauke. Uvek kažem ljudima: radite ono što vas interesuje i radite to dobro i budite otvorenih vidika jer nikada ne znate čime ćete se na kraju baviti – treba da radite narednih 45 godina.

Hvala vam na razgovoru!

Bilo mi je zadovoljstvo!