Kako se je vesolje rodilo in kako bo umrlo? Kakšno vlogo imata pri vsem temna snov in temna energija? Obstaja poleg našega še kakšno drugo vesolje in ali bomo to kdaj lahko ugotovili? Na takšna vprašanja skuša najti odgovore eden vodilnih svetovnih kozmologov dr. Uroš Seljak, redni profesor na univerzi Berkeley v Kaliforniji, kjer vodi center za astrofiziko.

Letos je postal redni član Nacionalne akademije znanosti Združenih držav Amerike. Seljak se rad vrača v rodno Novo Gorico in poletja z družino večinoma preživlja v Sloveniji. Tokrat smo ga ujeli med gostovanjem na svetovnem kongresu slovenskih fizikov, ki so ga pripravili v okviru praznovanja 100-letnice ljubljanske univerze.
Omenili smo vprašanja, s katerimi se ukvarjajo kozmologi. Kako blizu pa so odgovorom? Blizu in hkrati daleč, pravi Seljak. »Zelo zanimivo vprašanje je inflacijska teorija. Na neki način smo že zelo blizu odgovora. Vse je odvisno od tega, ali bomo izmerili tako imenovane B-modes oziroma polarizacijo v prasevanju, ki ima posebno strukturo. Tudi če jih ne bomo, pa vedno obstaja možnost, da ob tem odkrijemo nekaj novega, povsem nepričakovanega. Pravzaprav je za to večja verjetnost, kot pa da najdemo odgovor na vprašanja o teoriji, ki jo skušamo potrditi. Če se ozremo na zgodovino raziskovanja, je bilo presenečenj precej. Primer: temna energija kot kozmološka konstanta, ki so jo odkrili pred skoraj dvajsetimi leti, je bila popolno presenečenje.«



Inflacijska teorija razlaga dogodke izpred 13,8 milijarde leti, tik po velikem poku. Inflacija predvideva, da se je v zelo majhnem delčku sekunde (10 na - 35 sekunde ali 0,00000000000000000000000000000000001 sekunde) vesolje zelo hitro razširilo iz nič na volumen več kot 10 na 50. Teorija reši kar nekaj problemov, od homogenosti vesolja do ukrivljenosti prostora, pa vendar ji ne verjamejo vsi. »Manjka eksperimentalna potrditev, ki bi prepričala tudi skeptike. Ni jih veliko, le peščica. Če bi izmerili te gravitacijske valove s pomočjo B-modes, potem jim drugega, kot da sprejmejo teorijo, ne bi preostalo.« Poteka več eksperimentov, ko s teleskopi na Zemlji in v vesolju zbirajo podatke, vendar ni zagotovila, da bomo teorijo kdaj potrdili.

Od temne snovi do drugih vesolij

Veliki skrivnosti vesolja ostajata tudi temna snov in temna energija. Vemo, da sta in kaj počneta, ne pa, kaj sta. »Glede temne snovi kozmologi ne moremo več veliko povedati in pomagati. Situacija je res kar nekoliko depresivna, ker še vedno niso odkrili ničesar z neposrednimi opazovanji in meritvami, čeprav temno snov poznamo že skoraj 90 let, ko jo je prvi predvidel Fritz Zwicky. Je kar nekaj kandidatov zanjo, lahko bi bila supersimetrija, aksioni ali kakšen bolj eksotičen delec,« razlaga Seljak.



O temni energiji pa kozmologija predvideva, da gre za kozmološko konstanto. »Predvidel jo je že Einstein, predvidevajo jo teorija strun, inflacija … Vse je konsistentno, teorije to konstanto napovedujejo. Spet to ni zadovoljiv odgovor, a težko ga je zavrniti kot napačnega. Gre za razmeroma kredibilno teorijo in ni pričakovati, da bi kaj novega odkrili.«

Temna energija povzroča pospešeno širjenje vesolja, ki mu ne kaže najbolje, pojasni sogovornik. »Vedno bolj se širi, vedno hladnejše je, zvezdam bo zmanjkalo energije za ogrevanje planetov. Na koncu bo mrtvo. No, ko se bo to zgodilo, tudi nas ne bo več,« se nasmehne. »Je pa ravno zaradi tega konca, če posežemo že nekoliko v filozofijo, zanimiva ideja, da se mogoče rojevajo nova in nova vesolja in se znova začne cikel, kakršnega poznamo.«

Multiverzum, mnoga vesolja ali univerzumi so resna znanstvena hipoteza, čeprav se zdi, da je nikakor ne moremo potrditi. »Potencialno bi jo lahko potrdili. Če bi tisto drugo vesolje trčilo z našim, bi zaznali krog energije, in to bi bila potrditev. Druge razlage, kot da je še nekaj tam zunaj, ne bi bilo. Res je, da je po eni strani to čista filozofija, a po drugi strani velja, da kar se potencialno lahko meri, je legitimna znanost.«

Skrivnostno o eksoluni

Seljak se trenutno bolj kot s kozmologijo ukvarja z analizo podatkov oziroma njeno optimizacijo, kar bi lahko prenesli tudi na druga znanstvena področja. »Mogoče bi bile s tem metode matematično bolj zahtevne, a hkrati natančneje definirane. S tem bi iz analize odvzeli element subjektivnosti. Do statistike smo pogosto skeptični, in to z dobrim razlogom. Saj veste, kako pravijo, laž, večja laž, statistika, saj lahko z vpeljavo različnih parametrov dobimo dva povsem različna rezultata. Želim razviti eno samo pravo statistično analizo, v kateri ne bo mogoče spreminjati parametrov, čeprav ne ponudi pričakovanih rezultatov.«



Druga možna aplikacija pa bi bila odkrivanje lun pri planetih zunaj našega osončja. Pred leti je že završalo, da so morda odkrili prvo tako imenovano eksoluno, a tega niso nikoli potrdili. Zdaj ima ekipa, v kateri je dr. Seljak, novo kandidatko. »Z optimalno analizo zmanjšamo mersko napako in morda je ravno to dovolj za novo odkritje. Ne vem, ali bo naša luna preživela skeptičnost znanstvene skupnosti. Članek še ni bil objavljen, morda ga niti ne bomo objavili. Morda sem jo celo prehitro omenil,« pove in ostane skrivnosten.

Tretja možnost aplikacije analize podatkov, s katero se ukvarja, je strojno učenje. »Težko je verjeti, da bi kozmologi na tem velikanskem področju kaj prispevali. Bi pa opozoril, da tu ni bilo nekega poudarka o merskih napovedih. To pa bi morali izboljšati.«


 

Dodatne obveznosti in slovenska znanost

Letos so Seljaka sprejeli v prestižno ameriško nacionalno akademijo znanosti. Priznanje mu pomeni veliko, saj potrjuje, da so njegovo delo opazili, sicer pa članstvo prinaša predvsem dodatne obveznosti. »To je glavni znanstveni svetovalni organ za ameriško vlado, tako moramo člani pripravljati različne odgovore in strokovna mnenja. Članstvo sicer odpira vrata do vodilnih položajev na Berkeleyju in drugih univerzah, toda ti me ne zanimajo,« je jasen Seljak.

Kako pa znanstvenik z Berkeleyja vidi slovensko znanost? »Ne poznam podrobnosti, vendar opažam, da se razvija. Kar nekaj slovenskih znanstvenikov je pridobilo projekte Evropskega raziskovalnega sveta (ERC), članke objavljajo tudi v prestižnih revijah Nature in Science. Poznam več zelo sposobnih mladih slovenskih znanstvenikov, a Slovenija je majhna in menim, da v akademskem svetu ni dovolj prostora za ves talent. Zanimivo pa bi bilo videti več prenosa znanja iz znanosti v tehnologijo. Živim blizu Silicijeve doline in večina mojih podoktorskih študentov konča tam. Te povezave tu ne vidim, no, morda je tako, ker razmer ne poznam dovolj dobro. Seveda pa ne gre pričakovati, da bo Slovenija Silicijeva dolina.« Pa vendar, zakaj pa ne?