Astrofizičar Vibor Jelić pokušava detektirati signale sa samog početka svemira i istražiti svojstva zračenja naše galaksije. Njegov je posao nalik traženju igle u plastu sijena, no čini se da je na dobrom putu
Bilo je ovo, kažu, dobro desetljeće za fiziku i fizičare. U posljednjih deset godina otkriven je Higgsov bozon. Duboko pod antarktičkim ledom pronađeni su neutrini, pristigli izvan našeg Sunčeva sustava. Dokazano je postojanje gravitacijskih valova, viđeno je spajanje dviju neutronskih zvijezda u procesu u kojem je stvoreno zlato vrijedno 100.000.000.000.000.000.000.000.000 dolara. Na koncu, proljetos je objavljena i prva fotografija crne rupe, a potom je zakratko zasjala i crna rupa iz naše galaksije.
vezane vijesti
Što se to događa u svemiru, pitamo dr. sc. Vibora Jelića, znanstvenog suradnika i voditelja Laboratorija za astročestičnu fiziku i astrofiziku na Institutu Ruđer Bošković. S međunarodnom ekipom suradnika i pomoću radioteleskopa LOFAR (engl. Low Frequency Array) oni već gotovo petnaest godina tragaju za kozmološkim radiozračenjem starim nekoliko milijardi godina.
'U znanstvene projekte radioteleskopa LOFAR uključen sam od početka doktorata', objašnjava Jelić. Riječ je o radioteleskopu koji se sastoji od više od 10.000 malih antena koje mogu detektirati zračenje na niskim radiofrekvencijama, od 50 do 250 MHz, dakle frekvencijama na kojima obično slušamo radiostanice.
'Pomoću LOFAR-a cilj nam je detektirati signale sa samog početka svemira, odnosno trenutka u kojem su nastale prve zvijezde i galaksije u svemiru i kad su svojim zračenjem počele uništavati (ionizirati) neutralne atome vodika', otkriva Jelić.
Znanstvenici do danas nisu saznali koja su bila točno svojstva prvih zvijezda i prvih galaksija te koji su izvori ionizirali svemir. Istraživačima na ruku ne ide ni to da je kozmološki signal koji žele detektirati jako slab i da se na istim frekvencijama detektiraju brojni drugi radiosignali.
'Naša galaksija također zrači na niskim radiofrekvencijama, kao i ostali ekstragalaktički radioizvori koji se između ostalih povezuju s aktivnim galaktičkim jezgrama. Moramo istražiti njihova svojstva i pronaći načine da ih eliminiramo iz mjerenja. Naš se posao može usporediti s traganjem za iglom u plastu sijena. Želimo vidjeti po čemu se igla razlikuje od plasta', pojednostavljuje Jelić inače zamršene astrofizičke poduhvate.
'Igla je od metala i jakim magnetom možete je pronaći i izvaditi iz plasta. Na sličan način zadnjih nekoliko godina istražujemo svojstva zračenja naše galaksije i drugih radioizvora te pokušavamo otkriti kako ćemo ih eliminirati iz naših podataka da detektiramo kozmološki signal.'
Za to je potrebno više od tisuću sati promatranja istog dijela neba; potom slijede mjeseci da bi se mjerenja obradila na superračunalu. Riječ je, dakle, o dugotrajnom procesu.
'Početkom iduće godine objavit ćemo rezultat istraživanja u kojem smo analizirali više od stotinu sati promatranja. Pokazat ćemo da sve sistematske pogreške imamo pod kontrolom, postaviti gornji limit na kozmološki signal i nastaviti kopati dalje', najavljuje Jelić.
Potraga za signalom trajat će još najmanje dvije godine. Astrofizičari s Instituta Ruđer Bošković, uključeni u istraživački projekt koji financira i Hrvatska zaklada za znanost, žele vidjeti što im radiozračenja govore i o fizici međuzvjezdane materije unutar naše galaksije i njezinu magnetskom polju. U tome će im se pridružiti početkom iduće godine i talijanski astrofizičar Andrea Bracco, dobitnik Marie Sklodowska Curie Individual Fellowshipa, prve ovakve stipendije koja će se realizirati na Institutu Ruđer Bošković.
U svemiru postoje magnetska polja, ali nam nije uvijek jasna njihova uloga, što ih stvara niti kojeg su oblika. Zadnje dvije-tri godine, pomoću radioteleskopa LOFAR i nekih drugih istraživanja, na Ruđeru su otkrili da ionizirajuća i neutralna materija prate jedna drugu i orijentiraju se duž silnica magnetskog polja. To zapravo znači da magnetska polja imaju puno veću ulogu u formiranju struktura nego što se mislilo. Rezultati ovih istraživanja objavljeni su u znanstvenom radu za koji je Jelić ove godine dobio Godišnju nagradu Instituta Ruđer Bošković.
'Prije se vjerovalo da je međuzvjezdana materija većinom difuzni plin, vrlo turbulentan, tj. da vizualno izgleda poput dima cigarete. Sad znamo da se međuzvjezdana materija orijentira duž magnetskih silnica u barem jednom dijelu naše galaksije, odnosno turbulentni procesi pokazuju preferirani smjer', objašnjava Jelić. 'Ključ svega je razumjeti magnetsko polje i na koji način oblikuje materiju unutar naše galaksije, ali za to su nam potrebni podaci s većeg dijela neba i na tome trenutno radimo.'
Od otkrića gravitacijskih valova do istraživanja postanka svemira, fizika u posljednje vrijeme grabi velikim koracima naprijed. Koji su najveći izazovi pred fizičarima?
'Najveći su izazovi zapravo tehnološki', smatra Jelić. 'Da biste pokrenuli i pogurali znanost, s jedne strane trebaju vam sve precizniji instrumenti, a s druge strane morate obrađivati strašno velike količine podataka. Govorimo o znanosti velikih podataka, jer da biste izvukli neki zaključak o svemiru, morate prikupiti i obraditi ogromnu količinu podataka.'
U posljednje vrijeme u znanstvenim krugovima dosta se govorilo o mogućim došljacima iz svemira, kakav je bio međuzvjezdani posjetitelj 'Oumuamua. S druge strane čovječanstvo je ozbiljno krenulo u potragu za egzoplanetima. Što se uopće traži, tragovi života u svemiru ili rezervni planet na koji bismo se preselili kad ovaj upropastimo do kraja?
'Egzoplaneta ima toliko da moramo pronaći efikasan način na koji da ih lociramo i istražimo. Praktički na slijepo morate provjeriti svaku zvijezdu i svaki potencijalno naseljiv planet. Sljedeći će korak biti potražiti nekakav dokaz postojanja bilo kakvog oblika života na tom planetu koji se može iščitati iz spektroskopske analize atmosfere', kaže Jelić. Nije sasvim jasno koji su to tragovi i tu je ključno multidisciplinarno istraživanje. To ne mogu napraviti sami astrofizičari, u to treba uključiti i kemičare, biologe, geologe...
'Prvo i osnovno, najvažnije je otkriti planet koji ima neki trag života. Ne moraju to nužno biti biljke, životinje ili organizmi slični ljudima, dovoljno bi bilo da otkrijemo postojanje određenih vrsta bakterija', kaže Jelić. A što se tiče rezervnog planeta, u blizini imamo Mars, samo treba osmisliti način na koji ćemo useljenicima osigurati životne uvjete. Dalje od Sunčeva sustava će ići malo teže...
'Današnja tehnologija ne omogućava međuzvjezdano putovanje', spušta loptu na zemlju Jelić. To se najbolje može ilustrirati svemirskim sondama Voyager, lansiranim još 1977., a tek su nedavno došle do ruba Sunčeva sustava.
'Kad bismo i otkrili neki planet sličan Zemlji, on bi bio toliko daleko da bi nam bio nedohvatljiv bez warp brzina', kaže Jelić. A i te warp brzine samo gomilaju nove probleme.
'Putovanje warp brzinom, odnosno putovanje brzinom višestruko većom od brzine svjetlosti, naravno, nije moguće. Ljudi ne mogu putovati ni približno brzinom svjetlosti. Putovanja velikim brzinama su jako daleka budućnost, osim ako ne otkrijemo nešto novo što će fundamentalno izmijeniti današnje razumijevanje fizike', zaključuje Jelić.
Vibor Jelić diplomirao je fiziku na zagrebačkom PMF-u, a nakon doktorata iz astrofizike na Sveučilištu u Groningenu prvi je postdoktorat odradio na Nizozemskom institutu za radioastronomiju ASTRON. Nakon toga dobio je prestižnu VENI stipendiju Nizozemske zaklade za znanost za mlade istraživače koju je realizirao na Sveučilištu u Groningenu, da bi se nakon toga vratio u Hrvatsku, na Ruđer. Naši znanstvenici obično odu zauvijek, no on se vratio kući.
'Iskreno, nakon deset godina života u Nizozemskoj čovjek se zaželi kuće', objašnjava Jelić. Povratku je kumovao splet okolnosti. S jedne strane privatni život, a s druge izazovi vezani za osnivanje vlastite istraživačke grupe.
