| Darko Donevski

O velikom otkriću gravitacionih talasa pisali smo pre mesec i po dana na istom ovom mestu. Međutim, od tada ne prestaju debate o potvrdi onoga što su astronomi otkrili. Poslednjih dana, napokon su objavljeni i naučni radovi koji analiziraju pomenuta merenja i dodaju još dramatike u vezi sa pričom o gravitaciji.

Snimak polarizacije Mlecnog puta koji je uradio teleskop PLANCK

Da se podsetimo - naučnici sa projekta BICEP-2 (Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization) objavili su svečano na konferenciji za štampu 17. marta da je napokon detektovan prvi signal gravitacionog talasa u istoriji nauke. Pomenuli smo i da bi to otkriće direktno potvrdilo teoriju da se Svemir, u jednom kratkom trenutku svog života, naglo ubrzao i uvećao svoju zapreminu, što bi autore te teorije, Alana Guta i Andreja Lindea, nominovalo za dobijanje Nobelove nagrade. Međutim, nakon te objave, tim istraživača koji rade na projektu susreo se sa velikim problemima.

Šta je BICEP i kakvu primenu on ima?

U pitanju je osetljivi radio teleskop koji je sastavljen od 98 osetljivih detektora koji se nalaze na Južnom polu. Frekvencija talasa koji se snimaju je između 100 i 150 GHz (mikrotalasno zračenje). Zapravo, ono što BICEP meri jeste polarizacija (orijentacija električnog polja tog talasa) u prostoru, tj. promene u zračenju koje je poteklo od vremena kada je naš svemir postao dovoljno prozračan da pusti svoje čestice da otputuju na sve strane vidljivog Kosmosa.

S obzirom da danas znamo za postojanje "kosmičkog pozadinskog zračenja" koje je zapravo ništa drugo nego "ohlađeno" zračenje zaostalo iz vremena ranog i vrelog kosmosa, tada BICEP merenja dobijaju na važnosti, jer direktno snimaju vrlo osetljive promene koje su se dogodile za manje od jedne sekunde nakon događaja Velikog praska. Tako bi bar trebalo da izleda scenario po onome što kaže moderna nauka.

Problem je, međutim, što šum koji Svemir poseduje mnogo jače zrači od gravitacionog šuma. Otprilike, efekat je isti kao kada biste stajali u centru najprometnije ulice u Beogradu i pevali tihu pesmu očekujući da vas čuje neko u Obrenovcu. Takođe, još mnogo drugih efekata otežava merenja, poput galaktičke prašine ili zračenja jakih radio-galaksija. Sad se verovatno pitate kako su onda uspeli da snime nešto što podseća na gravitacioni talas?

Efekat koji su naučnici detektovali u ovom slučaju je jedinstvena osobina gravitacionih talasa – da “skupe” Univerzum u jednom pravcu tako da izgleda topliji na datoj mapi, a u drugom smeru da razvuku prostor, što na mapi oslikavaju hladnija mesta. Teorija inflacije, koja se često pominje u medijima kao odgovorna za takvo ponašanje, predviđa da su upravo gravitacioni talasi krivac zašto je došlo do polarizacije. Kao što smo pomenuli i ranije u prvom tekstu, teškoća u analizi ovakvih efekata je ogromna jer se radi o razlikama u temperaturi manjim od sto hiljaditog dela Kelvina!

Nakon euforije koja je zahvatila naučni svet krajem marta, danas imamo situaciju koja je malo sumnjičavija u pogledu verifikacije otkrića. Osnovni problem koji postoji u obradi ovih podataka je kako ukloniti "artefakte" koje stvara prašina u našoj galaksiji. Naime, prašina u Mlečnom putu može da raseje mikrotalase tako da je potrebno pažljivo odstraniti taj efekat kako bismo bili sigurni da su talasi koji su otkriveni zaista potekli iz Velikog praska. Naučnik sa Njujorškog univerziteta, Rafael Flauger, istakao je u svojoj analizi da astronomi sa BICEP-a nisu dobro uradili jedan od šest metoda koje se koriste da se taj doprinos galaktičke prašine ukloni.

Osnovni detalj ovog problema je mapa galaktičke prašine - takva mapa nije snimljena BICEP teleskopom, već jednim drugim snažnim uređajem, svemirskim teleskopom PLANCK. Iako je PLANCK tim svoju mapu pokazao prošle godine, njeni podaci još uvek nisu dostupni, jer statistička potvrda signala na Južnom polu nije bila velika da bi se smatrala pouzdanom. Zbog toga su astronomi sa BICEP eksperimenta rekonstruisali tu mapu na osnovu grafika koji su autori PLANCK tima prezentovali na jednoj konferenciji! (ovo je, takođe, i jedan izuzetan primer naučne škrtosti, jer se otkrića velikih i skupih timova često međusobno urušavaju i smatraju manje vrednim ukoliko nisu i medijski pompezno propraćena). I upravo se tu krije ključna dilema - prema mnogim

Za i protiv - dokle se stiglo?

Dakle, problem je nastao što podataka o krucijalnom parametru (infracrvenom zračenju Mlečnog puta merenog na "polarnoj kapi" Južnog pola) nema. Kako to prevazići? Jedan od načina je da se uradi rekonstrukcija merenja pod pretpostavkom da se rasejanje zračenja na česticama prašine dešava svuda na isti način. To je tačno ono što su uradili Amerikanac Mortonson i poznati slovenački kosmolog, prof. Uroš Seljak sa Univerziteta Berkli (Berkeley).

U radu koji su zajednički objavili pre nekoliko dana, njihova analiza je dala zastrašujuću prognozu za BICEP tim: ne postoji jasan dokaz da je mereni signal zaista deo gravitacionog talasa !Druga strana na čelu sa prof. Džonom Kovačom nije bila raspoložena za komentare, a više o samom otkriću čitaoci mogu saznati i putem popularne diskusije koja se ovih dana vodi u okviru World Science festivala - na njemu učestvuju svi velikani kosmologije, od Lindea preko Grina do samog Alana Guta.

Šta dalje?

Ono što je dobro i pozitivno, jeste da uprkos svim skeptičnostima u pogledu statistike mernog rezultata, i dalje preovladava mišljenje da je način merenja BICEP tima sasvim ispravan, samo da se detaljnije moraju razmotriti spomenuti efekti. U tom pogledu, naučni svet duboko veruje da je pitanje vremena (i sreće) kada će postojanje gravitacionih talasa dobiti i svoju zvaničnu potvrdu.

Značaj otkrića primordijalnih gravitacionih talasa