Lovili bodo sporočila z roba vesolja

Dve veliki polji teleskopov, eno na severni in eno na južni polobli. To je cilj projekta Polje teleskopov Čerenkov, skritega pod kratico CTA, pri katerem sodelujejo tudi slovenski znanstveniki, med njimi sodelavci Univerze v Novi Gorici. Teleskopi bodo lovili visoko energijske gama žarke. Obetajo si, da bodo ti žarki, ki neovirano pripotujejo k nam tudi iz najbolj oddaljenih galaksij, človeku pomagali razumeti, kako je nastalo in deluje vesolje. “Tu smo na robu znanosti,” razmišlja rektor novogoriške univerze Danilo Zavrtanik.

NOVA GORICA > Restavracija na koncu vesolja, ena najbolj znanih in duhovitih domislic znanstvenofantastičnega pisca Douglasa Adamsa, ni na koncu vesolja v prostorskem, temveč v časovnem smislu. Je torej takrat, ko se milijarde let dolga zgodba o vesolju zaključi z veličastno katastrofo.

Zvezdni odtenki

Ko opazujemo vesolje, se vprašanji “kje” in “kdaj” pravzaprav prekrivata. “Dlje v vesolje kot vidimo, dlje v njegovo zgodovino gledamo. Ker se vesolje širi, so najbolj oddaljene galaksije tiste, ki so nastale najprej po velikem poku, najbližje galaksije pa najmlajše,” pojasnjuje Zavrtanik. Z novimi tehnologijami in metodološkimi pristopi se znanstveniki trudijo gledati nočno nebo tako, da njihov pogled seže čim dlje: v prostoru in hkrati v času.

Rektor novogoriške univerze Danilo Zavrtanik, ki je svojo znanstveno pot začel kot raziskovalec fizike osnovnih delcev in tudi delal v Cernu, na predhodniku aktualnega velikega hadronskega trkalnika, se vse bolj ukvarja z astronomijo. “Da se fizik na stara leta obrne k astronomiji, je morda smešno,” se nasmehne Zavrtanik, “a pravzaprav imata fizika delcev in astronomija isti cilj: videti čim dlje v preteklost vesolja. Pri čemer prva to počne z opazovanjem neba, druga pa z opazovanjem trkov delcev pri visokih energijah.” Zavrtanik opaža, da astronomija pri novih generacijah fizikov vzbuja vse več zanimanja. Zato in ker želijo preliti izkušnje iz mednarodnih projektov, kakršen je CTA, v pedagoški proces, bodo študij fizike na univerzi povsem prenovili: “To bo postal najbolj astronomski študij fizike pri nas.”

Na nek način je astronomija najstarejša znanost. “Človek najbrž opazuje zvezdnato nebo, od kar se zaveda samega sebe,” razmišlja Zavrtanik. Astronomija, kot jo razumemo laiki, je izkustveno opazovanje vidnega spektra svetlobe. A tehnologija človeku omogoča, da zaznava tudi podatke na drugih valovnih dolžinah in energijskih ravneh. “Precej znana je radio-astronomija, ko opazujemo radijske valove. Skoraj vse objavljene fotografije vesolja nastanejo na tak način,” pravi Zavrtanik. In zdaj prihajajo gama žarki.

Severna in južna obzorja

CTA je velik mednarodni projekt. Drugače kot z mednarodnim sodelovanjem tako velike raziskovalne strukture niti ne bi mogli zgraditi. Prvič zaradi tehnološke zahtevnosti in drugič zaradi cene, ki bo približno 300 milijonov evrov. Polji teleskopov sodita med prve prioritete za področje fizikalnih in inženirskih znanosti Evropskega strateškega foruma za raziskovalne infrastrukture (ESFRI). Foruma, ki je zasnovan zato, da bi dal Evropi dolgoročni razvojni pospešek.

Observatorij bo stal na dveh lokacijah, najverjetneje na Kanarskih otokih in v Čilu. Dvojnost zato, ker je z vsake zemeljske poloble vidna le polovica neba. V naravi bo to polje posebnih teleskopov z velikimi ogledali s premerom od šestih do 24 metrov. Prototip srednje velikega teleskopa so že izdelali v Berlinu.

Danilo Zavrtanik: “Dlje v vesolje kot vidimo, dlje v njegovo zgodovino gledamo. Ker se vesolje širi, so najbolj oddaljene galaksije tiste, ki so nastale najprej po velikem poku, najbližje galaksije pa najmlajše.”

Vloga novogoriške univerze v projektu je razvejana. Sodelujejo že od leta 2010 in so bili del načrtovanja in snovanja ter izbire lokacij. V tej fazi pa se ukvarjajo s tehnološko izvedbo. “V velikih skupnih projektih si znanstveniki, v CTA jih je vpletenih več kot 1000 iz več kot 30 držav, delo razdelijo. Trenutno se v sodelovanju s kolegi iz Padove in Vidma trudimo s silicijevimi foto pomnoževalkami,” pojasnjuje Zavrtanik. Pomnoževalke so celice v sprednjem delu teleskopa, ki omogočajo, da se fotoni, ki jih zaznava naprava, spreminjajo v berljiv niz podatkov. Hkrati pa razmišljajo še o drugih vidikih načrta, denimo o kemičnih sistemih za samočiščenje ogledal. In o ozračju, saj imajo s tem zaradi observatorijev v Argentini in na Otlici precej izkušenj.

Orodje za skrivnosti

Ustanove, ki so del projekta, bodo dobile možnost prioritetne in brezplačne uporabe naprav, ki bodo seveda na voljo raziskovalcem po vsem svetu. Kaj natančno bodo novogoriški znanstveniki odkrivali na podlagi podatkov s polja teleskopov, pa je preuranjeno vprašanje.

Visokoenergijski gama žarki lahko pripovedujejo o oddaljenih kotičkih vesolja, o regijah, v katerih je dogajanje zelo burno in katastrofično, o supernovah in pulzarjih v naši lastni galaksiji, o temni snovi in črnih luknjah, pa tudi o eni največjih ugank: delovanju gravitacije. Lahko, ni pa nujno. Rezultati meritev, ki se bodo začele v nekaj letih, lahko znanstvenike povsem presenetijo. “Za zdaj gradimo orodje,” razmišlja Zavrtanik, “kaj natančno bomo odkrili, pa ni mogoče napovedati, saj hodimo po robu znanega.”

VESNA HUMAR

---