Dr. Anže Slosar o merjenju razvoja vesolja skozi čas

Astrofizik in kozmolog dr. Anže Slosar sodi med vodilne mlajše raziskovalce z zajetnim seznamom strokovnih člankov, objavljenih v uglednih revijah. Diplomiral in doktoriral je na Cambridgeu, raziskoval pa tudi na Oxfordu in na kalifornijski univerzi Berkeley. Trenutno je zaposlen v Brookhavenskem nacionalnem laboratoriju v Uptonu v New Yorku.

Prepričan je, da se bo trud njegove skupine z novo tehniko za opazovanje struktur v vesolju na velikih razdaljah v nekaj letih, ko bodo imeli na voljo dovolj kvazarjev, obrestoval, tako da bodo rezultati njihovih meritev lastnosti vesolja boljši od tistih, ki jih dosegajo z drugimi tehnikami. O merjenju zgradbe vesolja na velikih razdaljah pri rdečih premikih, večjih od 2, je na začetku leta predaval na ljubljanski fakulteti za matematiko in fiziko, kjer je bil tri leta podoktorski raziskovalec, kot docent pa tu poučuje kozmologijo in astronomijo na podiplomskem študiju.

Raziskava BOSS sodi pod okrilje projekta SDSS-III. Lahko kot vodja opišete raziskavo in njene temeljne ugotovitve in cilje?

Projekt BOSS je največji izmed štirih eksperimentov, ki sestavljajo kolaboracijo SDSS-III. Njegov cilj je čim natančneje izmeriti razvoj vesolja skozi čas in tako omejiti parametre temne energije, ki so eno najbolj perečih vprašanj moderne fizike. BOSS meri vesolje s pomočjo galaksij (kjer je bolj gosto, najdemo več galaksij, kjer je bolj redko, pa manj) in s pomočjo Lyman-alfa gozda (meritve absorpcije nevtralnega vodika v spektrih oddaljenih kvazarjev), s čimer se ukvarja delovna skupina, ki jo koordiniram. Pri tem moram poudariti, da je koordiniranje skupine astronomov bolj podobno poskusu, ko bi nekdo hotel na sprehod odpeljati trop mačk. S tem sem želel samo ponazoriti, da bi v tem primeru težko govoril o vodenju.

Merjenje tridimenzionalne strukture s pomočjo Lyman-alfa gozda je sicer kot ideja obstajalo že nekaj časa, toda naši skupini je prvi uspelo pokazati, da ta tehnika merjena strukture v vesolju res deluje. To mi zelo veliko pomeni, saj je bilo veliko kolegov precej skeptičnih, niso verjeli, da se bo tehnika obnesla tudi v praksi.

Kaj prinaša projekt BigBOSS, ki je še v pripravi?

Projekt, za katerega sicer denar še ni zagotovljen, naj bi postavil robotsko voden spektrograf na Mayalov teleskop na observatoriju Kitt Peak. Menim, da je to najbolj zanimiv projekt od vseh, ki jih lahko pričakujemo v naslednjem desetletju. To, kar dela BOSS, bo dvajsetkrat izboljšal. Zdaj ko vemo, da naša tehnika merjenja vesolja deluje, bo to projektu BigBOSS dalo še precej večjo kredibilnost.

Kaj lahko v prihodnjih letih pričakujemo od projekta SDSS-III?

Marsikaj. Podprojekt MARVELS naj bi našel nove planete, SEGUE2 in APOGEE bosta izmerila strukturo naše galaksije, BOSS bo omejil temno energijo. Če bo BOSS izmeril odklon obnašanja temne energije od standardnega kozmološkega modela, v katerem je temna energija zgolj inertna energija vakuuma, bi se to odkritje lahko potegovalo tudi za Nobelovo nagrado! Toda veliko bolj verjetno je, da bodo standardne teorije še naprej odlično opisovale vse meritve, kar je sicer nekoliko bolj dolgočasno, hkrati pa izjemno impresivno.

O skrivnostni temni energi ji ne vemo skoraj nič. Bo uporaba Lyman-alfa gozda to v é denje zdaj spremenila?

Lyman-alfa gozd meri strukturo oddaljenega vesolja skozi nekakšne sence, ki jih vodik pusti v spektru oddaljenih kvazarjev. Statistične lastnosti struktur, ki jih vidimo na ta način, nam omogočajo, da izmerimo razdalje v vesolju in tako omejimo modele razvoja vesolja in s tem tudi lastnosti temne energije. Prednost Lyman-alfa gozda je, da lahko to tehniko uporabimo pri zelo oddaljenem vesolju, ki je (ker svetloba potrebuje čas za pot skozi vesolje) hkrati zelo mlado. Tako oddaljeno vesolje je tako rekoč nemogoče opazovati samo z opazovanjem galaksij. Sicer lahko izmerimo eno, dve ali celo nekaj deset galaksij, ne moremo pa jih izmeriti na tisoče, kar bi bilo potrebno, da bi res videli strukture na velikih razdaljah v oddaljenem vesolju. V najbolj preprostih teorijah se temna energija še ni 'vžgala' pri mladem vesolju, ki ga opazuje Lyman-alfa gozd. Če pa obstaja možnost, da se je to kljub temu zgodilo, bomo mi to lahko izmerili.

Postopek, ki ste ga uporabili pri tokratnem kartiranju vesolja, se precej razlikuje od dosedanjih. Kako ste prišli na to idejo?

Ideja je obstajala že nekaj časa, nekako od začetka 21. stoletja. Toda precej časa je veljala bolj za nekakšno znanstveno fantastiko, predvsem zaradi izjemno velike količine potrebnih kvazarjev. BOSS bo prvi izmeril spektre dovolj velikega števila kvazarjev. Članek, ki smo ga objavili, jih vsebuje 14.000, po petih letih jih bomo imeli že več kot 150.000.

Z opazovanjem medgalaktičnega vodika lahko vidite zelo daleč v vesolje. Kako daleč?

Kakih 11 milijard let, ko je bilo vesolje štirikrat manjše od sedanjega in malo manj kot petkrat mlajše. To sicer ni tako oddaljeno, kot so meritve prasevanja, ki merijo vesolje, ko je bilo še dojenček. Mi merimo najstnika.

Pri kartiranju zgodnjega vesolja se verjetno počutite podobno, kot so se srednjeveški kartografi?

Da, res se, čeprav se zdi nekoliko patetično. Meritve smo najprej izmerili v obliki korelacijske funkcije – to so statistične meritve, s katerimi znanstveniki opisujemo lastnosti oddaljenega vesolja, vendar v resnici potrjujejo teorije, ki smo jih imeli o oddaljenem vesolju. Šele ko me je tiskovni predstavnik SDSS-III spodbudil, da sem naredil vizualne podobe vesolja, sem se zavedel, da pravzaprav merimo vso to strukturo v vesolju, ki je tam že vseskozi. Nenadoma sem bil prvi v zgodovini, ki je videl, kje so bile te globalne zgostitve in razredčitve v vesolju pred enajstimi milijardami let. To me je tako prevzelo, da sem si brž odprl pivo in za preostanek dneva odložil delo.

Kakšni so vaši načrti za prihodnja leta? Boste ostali v ZDA ali razmišljate o vrnitvi?

Trenutno mi je New York izjemno všeč, ne le kot mesto, pač pa tudi kot znanstveno središče. Vsaj še nekaj let se ne nameravam vrniti v Slovenijo. Toda človek se vsega enkrat naveliča in domov je zmeraj lepo priti.