Ce gandim. Ce vrem. Ce facem.
DoR Shop

Astrofizicienii (integral din DoR #16)

[…]

O poveste despre trei astrofizicieni și o Luiză pierdută în spațiu, găuri negre și felul în care ne uităm la Univers.

De Luiza Vasiliu
Ilustrație de David Stroe

Notă: Textul a câștigat unul dintre cele două premii Superscrierea Anului 2014, la Premiile Superscrieri.

Ilustratie de David Stroe
Ca să fie clar de la început: găurile negre nu sunt nici găuri şi nici negre. Ele sunt obiecte extrem de masive şi de compacte, care concentrează o masă uriaşă într-un volum foarte mic. De pildă, dacă luăm întregul nostru sistem solar şi-l condensăm cu puterea minţii la dimensiunile oraşului Măgurele, putem obţine în laboratorul nostru secret o gaură neagră. Găurile negre sunt de fapt stadiul final al unei stele care a colapsat. Sau, cum a spus o astrofiziciană într-o conferinţă TED, sunt inima stelelor. Găurile negre absorb tot ce se apropie de ele (cu cât un obiect e mai compact, cu atât atrage mai puternic materia din jur) – inclusiv lumina, pe care o ţin prizonieră şi n-o mai trimit înapoi. Dacă poţi citi acum explicaţiile mele stângace, e datorită faptului că lumina trimisă de soare sau de lampă/felinar/foc de tabără cade pe foaia de hîrtie, se reflectă şi ajunge în ochii tăi, care procesează apoi informaţia. E mecanismul prin care vedem tot ce ne înconjoară. Mai puţin găurile negre.

Nu le vedem, dar putem observa felul în care se comportă materia în jurul lor, adică jeturile de particule (o gaură neagră poate absorbi o cantitate limitată de materie, în funcţie de masa ei) pe care le expulzează în urma dezintegrării, şi discul de acreţie. Nu mai spun ce e discul de acreție, pentru că ar însemna să mă dau mare şi nu-i cazul. Tot ce ştiam eu despre fizică era că în clasa a VII-a furasem din laborator două bile de rulment: mâinile umede de frică, buzunarele pantalonilor de trening, mirosul metalic al bilelor, chicotelile colegei de bancă, urechile ascuţite ale profului. Atât.

Până acum o lună, când am dat peste un comunicat de presă al Institutului de Ştiinţe Spaţiale (ISS) de pe Platforma de Fizică din Măgurele care anunța că „trei cercetători propun o amprentă unică pentru identificarea dezintegrării găurilor negre microscopice – găuri negre cuantice de dimensiuni foarte mici a căror existență este deocamdată ipotetică”. Octavian Micu, Laurenţiu Caramete, Nicuşor Arsene, trei astrofizicieni sub 40 de ani, ale căror observații ar confirma teoria corzilor (string theory) și ar putea „schimba fizica aşa cum o ştim azi”.

Oricât de filoloagă aș fi, nu puteam rămâne de piatră. Le-am trimis un mail. „Sigur, hai la Măgurele, e Şcoala Altfel”, mi-a scris Octavian. Peste câteva zile, îmi prezenta domeniile întinse ale fizicii, plantate prin anii ’50 şi cultivate apoi de Ceauşescu în anii ’70 la câteva staţii de autobuz de Bucureşti: Institutul de Fizică Atomică, Facultatea de Fizică, căminele studenţilor, Institutul Naţional de Fizica Pământului, vizavi de ISS, şi o clădire de nouă etaje cu un atom în vârf, pe care şi-o împart toate institutele.

Am urcat la etajul șase şi am dat peste clase întregi de copii care ba se înghesuiau ca să ia pe vârful degetului puţină pilitură de fier, ba se căţărau unii peste alţii ca să ajungă primii la microscop, ba se-nghionteau la coadă la telescop ca să vadă petele solare. Laurenţiu, un tip molcom cu o cămaşă în carouri, tocmai le arătase sistemul solar cu ajutorul unui program interactiv pe care-l crease chiar el (spacescience.ro/exposol/).

„Hai să mâncăm”, a zis Octavian pe la 12 și ceva. Aşa că m-am trezit la masă cu şapte astrofizicieni. Şapte. În sala mare a unui restaurant bun de nunţi şi botezuri, două plasme rulau ştirile zilei în timp ce cercetătorii vorbeau despre fizicile lor și făceau poante din The Big Bang Theory (sitcomul american cu astrofizicieni care-a cucerit planeta cu viteza luminii şi a fost interzis în China pentru c-ar promova „rataţii social”). Octavian și-a amintit un schimb de replici între personajele principale despre teoria stringurilor:

„Leonard: At least I didn’t have to invent 26 dimensions just to make the math come out.

Sheldon: I didn’t invent them, they are there!

Leonard: In what universe?

Sheldon: In all of them, that’s
the point.”

A râs toată lumea, am râs și eu, deși n-am înțeles nimic.

„Hai, mai lăsaţi-mă cu teoriile voastre”, i-a tăiat-o un domn care-a lucrat la Smithsonian. „Bine că nu vă mai plac patru dimensiuni, astea pe care le ştie toată lumea, unde e totul clar, măsurat, stabilit. Vouă vă trebuie 11, 13 dimensiuni… nu vă mai săturaţi.”

După masă, am mers la ISS. Astrofizicienii caută găuri negre cuantice într-un conac cu aer brâncovenesc, zis şi „Castelul cu asul de treflă” (legenda spune c-ar fi fost câştigat la poker acum un secol şi ceva). Alături e o clădire susţinută de atele de lemn care arată a catedrală catolică dar e o fostă şcoală de fete pe unde dădeau târcoale Slavici şi Eminescu. Slavici scrie în Jurnal că pe-acolo „luna iese-ntreagă, se înalţ-aşa bălaie” (Scrisoarea IV).

Biroul celor trei e puţin mai mare decât sufrageria mea, aerisit, luminat, liniştit. Cinci mese, computere, hârtii, dosare, un copac de hârtie colorată pe biroul Anei, soţia lui Laurenţiu, o cană cu Big Bang Theory şi un robot primit de Crăciun pe biroul lui Laurenţiu, o tablă pe care-n mod normal se fac calcule, dar pe care Nicuşor, cel mai mic din trio, a scris cu carioca verde ecuaţia eternului feminin: „Woman= Money X Time, Time=Money, Money= √Problems”.

„Adică the root of our problems”, a râs Octavian, adăugând că „asta e off the record”. Le-am spus că aș vrea să scriu despre ei. „Noi suntem teoreticieni, stăm şi facem calcule toată ziua.”, mi-a răspuns Octavian. În timp ce-ncercam să-mi dau seama exact ce-nseamnă asta, Laurenţiu a completat, cu aerul cuiva care povesteşte că a mâncat la micul-dejun două felii de pâine prăjită: „Aşa e, noi împingem limitele cunoaşterii”.

***

A doua zi la 09:00, m-am dus la o şcoală din Titan unde Octavian, în blugi şi cămaşă albastră, urma să le explice copiilor de-a VII-a şi a VIII-a care-i treaba cu Universul şi cu găurile negre. Copiii veniseră fără să-i oblige nimeni, deşi era ultima zi înainte de vacanţa de Paşti şi şcoala era cam pustie.

„Ştiţi episodul cu vaca şi puiul care călătoresc în timp?”, şi-a început Octavian prezentarea. Copiii au dat din cap, sigur că ştiau. Aşa că Octavian a pornit de la supa primordială, a trecut printre stele şi a ajuns la găurile negre, explicându-le cam ce-am explicat şi eu la începutul textului.

Oricum, în materie de ştiinţă, majoritatea suntem nişte copii. Trebuie să fim avertizaţi că, în cazul în care călătorim până la începuturile Universului, ar fi bine să nu scăpăm o monedă în supa primordială, ca să nu dereglăm tot mecanismul cosmic. Trebuie să ni se spună că suntem făcuţi din atomi şi că fiecare atom mai greu decât hidrogenul sau heliul s-a format în centrul unei stele, deci că suntem făcuţi, de fapt, din stele. Că tot ce cunoaştem reprezintă doar 4,6% din Univers (restul e materie şi energie întunecată, despre care nu se ştie absolut nimic – „când fizicienii nu ştiu ce formează ceva, îi zic dark whatever”, glumeşte Octavian). Că prin fiecare centimetru pătrat al corpului nostru trec în fiecare secundă 60 miliarde de neutrini (neutrinii sunt nişte particule care interacţionează foarte puţin, aşa că nu-i niciun pericol). Trebuie să ni se explice că putem să ne sprijinim coatele de masă fără să trecem prin ea fiindcă electronii au grijă să ţină atomii la un loc şi putem să auzim ce ne spune persoana din faţa noastră datorită undei sonore care ajunge la noi şi care e simpla mişcare a moleculelor în aer.

Îmi închipui că, dacă am avea la joburile noastre câte două ore de astrofizică pe săptămână, am sta cu toţii la fel de cuminţi şi de uimiţi ca puştii din Titan, în timp ce aerul din jurul nostru s-ar umple încet-încet de molecule de azot, oxigen, argon, dioxid de carbon şi-ar începe să sclipească.

În ultima vineri înainte de vacanţa de Paşti, un Isus verde-violet privea îngăduitor de pe pervaz cum un astrofizician le povestea copiilor despre Big Bang, găuri negre şi experimentele de la CERN. „Aţi auzit de LHC, nu? Large Hadron Collider de la CERN, la graniţa dintre Franţa şi Geneva?”

Câţiva copii zic c-au auzit.

„Ei, dacă faceţi fizică, s-ar putea să lucraţi la CERN, acolo e Organizaţia Europeană pentru Cercetare Nucleară. LHC e un tub lung de 27 de kilometri, la 100 de metri sub pământ, unde ciocnim particule şi încercăm să vedem ce se întâmplă când energia e foarte mare. Ei, vă mai aduceţi aminte că s-a tot vorbit de găuri negre microscopice care o să înghită Pământul?”

În 2008, presa internaţională a preluat nişte zvonuri legate de găurile negre ucigaşe care ar fi fost create la LHC. Octavian s-a implicat, împreună cu alţi doi cercetători, în dezamorsarea isteriei, arătând prin calcule exacte că, dacă la LHC s-ar forma într-adevăr găuri negre, ele s-ar dezintegra instantaneu, nemaiapucând să înghită materia din jur.

Teoria actuală de dezvoltare a Universului susţine că în centrul fiecărei galaxii (Universul cuprinde între 100 şi 200 de miliarde de galaxii) există o gaură neagră supermasivă şi, în afară de ea, alte milioane de găuri masive, de dimensiunile unei stele. În galaxia noastră, cea în care se află Sistemul Solar, există o gaură neagră supermasivă, Sagittarius A*, şi trei milioane de găuri masive. Pe lângă aceste două tipuri de găuri, ar mai fi şi un al treilea – găurile negre cuantice, rezultate în urma coliziunii unor particule foarte energetice și a căror existenţă rămâne să fie dovedită (sau nu).

În 2010, Laurenţiu a publicat un catalog de 6.000 de găuri negre masive şi supermasive dintr-un spaţiu bine determinat, contribuția lui originală fiind că a calculat masa acestor găuri. Catalogul arată ca o listă interminabilă de cifre, dar ascunde informaţii esenţiale pentru experimentele care caută sursa razelor cosmice.

„Atmosfera pământului este în continuu bombardată de raze cosmice foarte energetice, care ne vin de la obiecte îndepărtate, de la galaxii şi, dacă nu ne-ar proteja scutul atmosferei, am muri instantaneu”, le-a spus Octavian copiilor. (Ce bine că avem atmosferă!) Când lovesc atmosfera, razele produc jerbe de particule, care ajung până la noi. Ele pot fi înregistrate cu detectori la sol (experimentul Pierre Auger din Argentina) sau cu telescoape, prin care razele cosmice se văd ca un fel de fulgere. Până acum, niciunul dintre experimente n-a reuşit să găsească sursa razelor cosmice; ele se văd, se observă, dar nu se ştie de unde vin. O posibilitate ar fi găurile negre.

Când vine vorba de ştiinţă, nu e uşor să găseşti un limbaj comun între profani şi specialişti. Limita peste care un profan nu va putea trece niciodată e matematica (aia ucigătoare, cu calculi diferenţiali). Din fericire însă, aproape orice eveniment din cosmos are şi povestea lui non-matematică. O poveste cu metafore, analogii, imagini pe înţelesul Luizei de rând.

În astrofizică, un „eveniment” înseamnă orice întâmplare din Univers, de la ciocnirea a două particule până la explozia unei supernove. Să ne imaginăm că (asta e o formulă pe care Einstein o folosea des şi-i spunea Gedankenexperiment – experiment mental) de fiecare dată când ridicăm ceaşca de pe masă şi luăm o înghiţitură de cafea, de fiecare dată când ne spălăm pe dinţi, de fiecare dată când dăm un like pe Facebook, în Univers se întâmplă miliarde şi miliarde de evenimente, la fel de importante pentru mediul galactic ca o declaraţie de război pentru integritatea noastră teritorială. Să ne imaginăm că, pe lângă găurile negre supermasive şi masive, există găuri negre cuantice, obiecte „foarte, foarte, foarte, foarte foarte, foarte, foarte, foarte, foarte, foarte, foarte mici – o să mai ratezi câţiva de «foarte», că nu i-am numărat”, a spus Laurenţiu râzând. Nimeni nu le-a detectat în experimentele de până acum, dar teoria stringurilor presupune existenţa lor. Ce faci când ai de-a face cu ceva care nu se vede? Cum descrii invizibilul?

Aș putea uşor să îi descriu pe Octavian, Laurenţiu şi Nicuşor. Aş putea să spun cât de înalţi sunt, dacă au barbă sau nu, ce fel de tricouri poartă, ce culoare au ochii lor. Aș putea să-ți descriu forma norilor deasupra oraşului Măgurele într-o zi de mai, aerul de staţiune balneară pe jumătate părăsită, cu oameni care-şi duc zarzavaturile ca să le vândă la piaţă şi fizicieni care vin la serviciu ca să traseze harta Universului. Dar n-aş putea să concep un model teoretic care să împace o dată pentru totdeauna teoria relativităţii a lui Einstein cu mecanica cuantică. Asta e treaba fizicienilor teoretici, deci şi a lui Octavian, Laurenţiu şi Nicuşor.

Şi pentru că fizica teoretică înseamnă exprimarea matematică a legilor naturii şi descrierea la fel de matematică a fenomenelor din Univers, iar eu am mari probleme când mă întreabă cineva cât fac 26 minus 9, trebuia să găsesc un teren comun. Terenul comun au fost două cafenele din București, apoi Quantic Pub din Măgurele. Locuri unde lumea se întâlneşte ca să vorbească despre una-alta şi să ia o pauză, dar noi am vorbit despre viaţa unui cercetător în particular şi viaţa Universului în general, iar capul meu s-a desprins timid, dar hotărât, de restul corpului şi a început să plutească în spaţiu.

***

Da, am fost copilul tipic bun la matematică şi la ştiinţe exacte, n-am fost niciodată foarte bun prieten cu literatura”, a recunoscut Octavian. „Era OK dacă trebuia să facem chestii de gramatică, dar compunerile mele despre cum ţi-ai petrecut vacanţa de vară erau aşa, de-o pagină, cu date, liniuţe, pe ore. Mă mai ajuta mama. Mă uitam la ea şi ziceam: «Mama, treburile astea sunt pentru fete!» Era o bătălie cruntă. Întotdeauna mi-au plăcut ştiinţele exacte, prin clasa a XI-a m-am hotărât să fac fizică, din dorinţa de a înţelege cum funcţionează lumea asta, am citit tot felul de chestii, de filozofie, despre cum văd orientalii lumea, şi pînă la urmă am zis «Eu cred că ştiinţa explică lucrurile».”

Octavian a făcut liceul în Tăşnad, facultatea la Cluj, masteratul şi doctoratul în America, postdoctoratul în Germania. În America, a fost asistent de cercetare la University of Alabama, a predat laboratoare şi cursuri, s-a apucat de salsa. L-am rugat să-mi spună un lucru care îi lipseşte din America. Mi-a răspuns că poate să-mi spună 10, cel puţin. Îi lipseşte sistemul neierarhizat: „Dacă îi spuneam şefului meu: «Ben, I think this is wrong», îmi zicea: «OK, aici ai creta, acolo e treaba, du-te şi dovedeşte-mi».” Îi lipseşte deschiderea celor de-acolo faţă de străini: „În America, lumea îmi spunea «A, tu eşti din Europa de Est, voi sunteţi buni la matematică, la ştiinţe exacte». În Europa, oamenii sunt foarte speriaţi de străini, fiecare străin e un om care contribuie la creşterea ratei şomajului băştinaşilor.”

În Germania, i s-au întâmplat nişte lucruri care l-au dezamăgit. Mi-a povestit că s-a dus la un magazin specializat în stilouri ca să cumpere un stilou. „I-am zis ce model vreau, nu-l aveau acolo şi nu s-a sinchisit să mi-l comande.” Aşa că l-a comandat de pe Amazon, cu 50 de euro mai puţin. „Asta înseamnă că 50 de euro, cât era probabil adaosul magazinului, n-au fost suficienţi pentru vânzătoare.” În America, în schimb, când s-a dus la University Supply Store şi a cerut o călimară din vitrină, i-au zis: „Ştiţi, e veche, aici lumea nu prea cumpără cerneală, dar vă comandăm una fresh, vine în două zile”. „O călimară costă cinci dolari. Pentru cinci dolari, s-a străduit să mă păstreze ca şi client. Pentru că, cine ştie, poate că a doua zi vin şi cumpăr ceva mult mai valoros.” Logică imbatabilă, calcul perfect, diferenţa între America şi Germania se măsoară în străduinţă împărţită la cantitatea de cerneală. Cu cât cerneala e mai puţină, iar străduinţa mai mare, cu atât satisfacţia clientului e mai mare. La fel, forţa gravitaţională a unui obiect e egală cu masa obiectului împărțită la raza lui la pătrat. Dacă vrem să creştem forţa gravitaţională, atunci creştem masa şi scădem raza obiectului. Concentrăm, adică, o masă foarte mare într-un volum foarte foarte foarte foarte foarte mic şi ne trezim cu o gaură neagră minusculă sau cuantică şi o forţă gravitaţională uriaşă. Ţine minte partea asta, ne întoarcem la ea mai târziu.

***

Laurenţiu e din Petrila. A făcut liceul de informatică şi apoi Facultatea de ştiinţă din Petroşani, Secţia Matematică-Fizică. A lucrat ca matematician la o firmă de topografie şi s-a înscris la Facultatea de Mine, secţia Topografie, tot în Petroşani. „Topografia îţi dă o altă viziune asupra lumii: o clădire are colţuri, nivele, garduri, stâlpi care trebuie măsuraţi. După ce am măsurat gara din Deva, vreo lună de zile n-am mai putut să mă uit la liniile de tren, mă lua ameţeala.” După doi ani, s-a gândit că poate n-a făcut destule pentru fizicianul din el şi a dat la masterat la Facultatea de Fizică din Bucureşti. Adică la Măgurele. A trecut, de fapt, de la spaţiul terestru la spaţiul cosmic, de la vizibil la invizibil.

Spune că a avut mereu o înclinaţie pentru partea teoretică: „Am avut colegi care au rămas îndrăgostiţi de partea magică a matematicii şi n-au reuşit să scape de simbolistica noţiunilor, de fascinaţia ecuaţiilor scrise pe tablă. Şi dacă nu-şi pot traduce în ecuaţii anumite lucruri, atunci înseamnă că nu există.” Oricum, lui Laurenţiu i-a plăcut mereu literatura. „Am început să citesc destul de devreme, mai ales povestiri şi romane SF. După ’89 colecţionam reviste, Anticipaţia, Jurnalul SF…”.

Primul lui drum către Măgurele pare luat din Ghidul autostopistului galactic, înainte ca Arthur Dent să fie trimis în spaţiu de prietenul său, un extraterestru cu formă umană. „A fost o adevărată experienţă să descopăr Măgurele. Iei autobuzul de undeva din Ghencea, mergi, mergi, mergi, ieşi din oraş, mergi, mergi, mergi, intri pe nişte câmpuri goale, vezi pungi de plastic peste tot, peisaje părăsite, şi la un moment dat vezi o clădire înaltă şi pe ea simbolul atomului şi zici „Hm, ar putea să fie bine unde mă duc…”. E un loc special, o combinaţie între fizicieni şi ţărani, mergi şi tu cu acelaşi maxi taxi cu care oamenii duc legumele la piaţă şi se întorc, e un mix foarte interesant.”

***

Nicuşor a ajuns prima oară la Măgurele când era în clasa a VIII-a. L-a luat cu el fratele lui, cu opt ani mai mare, care era student acolo. „Pe drumul Bucureşti-Măgurele, pe stânga şi pe dreapta era porumb, am zis: «What the fuck, mergem cumva la ţară?»” A stat la cămin, a ieșit cu băieţii la bere, i-a plăcut viața de student. Deși fratele lui a încercat să-l convingă să nu vină la Măgurele, pentru că salariul de cercetător era foarte mic, Nicuşor a dat la fizică, a terminat facultatea al treilea și a fost chemat să lucreze la ISS.

Într-o zi, acum vreun an şi ceva, s-a dus în birou la Octavian şi Laurenţiu, pe care îi ştia „de pe holuri”. Cei doi lucrau în echipă din 2011, când Octavian aplicase la un concurs național de proiecte de cercetare. Proiectul a fost câştigător şi a obţinut finanţare, în condiţiile în care toţi evaluatorii fuseseră externi, cercetători de la universităţile din străinătate. Anul trecut însă, n-a mai fost organizat concursul, iar planul Guvernului e de a reveni la evaluatorii interni, punând astfel în pericol corectitudinea procesului de selecţie.

„M-am dus la ei ca într-o telenovelă şi le-am zis: «Aveţi nevoie de mine?». Ei au zis da, şi asta a fost.” Nicuşor studiază în cadrul doctoratului o metodă de a detecta particula iniţială a unei raze cosmice, ceea ce se potriveşte la fix cu cercetările lui Octavian şi Laurenţiu. În plus, el face legătura dintre propunerile teoretice şi simulările matematice. „Îmi place să simulez, să mă uit la date, să văd ce-a ieşit, ce n-a ieşit.”

Aşa s-au adunat în acelaşi birou de pe strada Atomiştilor Octavian din Tăşnad, Laurenţiu din Petrila şi Nicuşor din Huşi, căutând metode prin care să dovedească existenţa găurilor negre cuantice, semnături unice pe care acestea le-ar lăsa în observaţiile de la experimentele cu raze stelare şi neutrini, ceea ce ar aduce dovada incontestabilă a faptului că teoria stringurilor e validă.

***

A doua oară m-am dus la Măgurele cu transportul în comun. Mi-am zis că aşa face un jurnalist adevărat. Am intrat pe site-ul RATB, mi-am notat combinaţia şi am pornit la drum: metrou de la Victoriei la Unirii, tramvai până la Antiaeriană, urcat în autobuzul 303, coborât la capăt. Pustiu. Şosea plină de praf, camioane trecând în viteză, un atelier de reparaţii auto şi semnul de intrare în Măgurele, undeva departe. Am intrat în atelier, am întrebat cum ajung la fizicieni, mi s-a răspuns cu un semn din mână care arăta distanţe nesfârşite. L-am sunat pe Octavian, i-am spus la ce staţie am coborât (Pecinisca), mi-a răspuns că vine să mă recupereze.

Cât l-am așteptat singură pe şosea m-am gândit că, într-un univers paralel, o altă versiune a mea s-ar fi trezit în dimineaţa aceea cu mintea clară, nu şi-ar fi luat rochia invers (cum am constatat uitându-mă într-o vitrină la Unirii) şi nu s-ar fi urcat în singurul autobuz care face stânga împrejur înainte să intre în Măgurele. Într-un univers paralel, aş fi fost o jurnalistă serioasă, nu o fată pierdută în spaţiu. În teoria stringurilor, universul nostru ar fi doar o felie dintr-o mare pâine universală în care fiecare felie e câte un univers paralel, fiecare cu propria lui alcătuire şi propriile lui legi. Tot ce vedem şi ce nu vedem în Univers, toată materia e alcătuită din „stringuri”, corzi de energie (dacă un atom ar fi la fel de mare ca sistemul solar, atunci un string ar fi cât un copac) care prin vibraţiile lor diferite formează particule distincte. În teoria stringurilor, Universul e un violoncel a cărui muzică ţese spaţiul, timpul, planetele, oamenii. În teoria stringurilor, există, pe lângă cele patru dimensiuni pe care le cunoaştem (trei spaţiale şi una temporală), șase sau șapte extra-dimensiuni atât de mici, curbate şi strecurate peste tot în jurul nostru şi în noi, încât va fi imposibil să le percepem vreodată, ca şi cum am fi o furnică prinsă la rădăcina unui fir de iarbă, dându-i târcoale frenetic, dar neputând să se urce pe el şi să-i perceapă, astfel, lungimea. Extra-dimensiunile pot fi chiar la câţiva milimetri de noi, pe vârful nasului, dar ne e imposibil să le atingem sau să le vedem. În teoria stringurilor, zisă şi „teoria unificatoare” sau „teoria totului”, Universul ar putea fi descris printr-o singură ecuaţie, reuşind să facă ceea ce nicio teorie n-a făcut până acum: să împace forţa gravitaţională (care funcţionează între obiectele mari) cu celelalte trei forţe din Univers (care funcţionează între obiectele mici, adică în lumea subatomică, între particulele dintr-un atom), să împace, de fapt, teoria relativităţii a lui Einstein şi mecanica cuantică, cele două modele de explicare a Universului, ambele perfecte din punct de vedere matematic dar deocamdată incompatibile una cu cealaltă. În teoria stringurilor, oraşul universal care funcţionează după două seturi de reguli diferite de circulaţie ar avea în sfârşit un singur cod rutier. În teoria stringurilor, există găuri negre cuantice, produse la nivele de energie uriaşe, iar gravitaţia e mai puternică decât credem şi decât putem simţi pe propria piele.

Dar teoria stringurilor este un model matematic desăvârşit, fără nicio dovadă experimentală. De aceea, unii fizicieni spun că e mai degrabă filozofie, nu ştiinţă. „S-au scris sute de mii de articole”, mi-a spus Octavian, „mii de cercetători au lucrat în ultimele decenii ca să pună la punct un aparat matematic extrem de complex care să explice lumea la cel mai fundamental nivel. De aceea, pentru noi e foarte important să-l validăm sau nu”. Existenţa găurilor negre cuantice ar putea fi o astfel de validare.

„Când am lucrat la semnătura noastră de micro black hole (gaură neagră cuantică)”, mi-a spus Laurențiu, „am început cu ce s-a făcut. Am pornit de la un articol, am văzut ce-au făcut ceilalţi, am încercat să facem ceva, n-a ieşit, am încercat să facem altceva, n-a ieşit şi până la urmă am reuşit să găsim chestia respectivă, care a fost chiar ceva extraordinar, chiar fain”.

Chestia respectivă a fost propunerea unei metode de identificare indirecte a găurilor negre cuantice, căutând în experimente urma dezintegrării lor, adică semnătura lor specifică. Dacă o gaură neagră cuantică s-ar dezintegra în două particule, s-ar vedea în razele cosmice?

Să ne imaginăm că avem două nave spaţiale minuscule (echivalentul celor două particule), mai mici chiar decât un atom, care pornesc spre noi din spaţiu. Instrumentele noastre de observaţie nu vor putea niciodată deosebi traiectoriile celor două nave şi vor vedea doar una singură. În afară de cazul în care, arată calculele cercetătorilor noştri, ele ar pleca de pe linia de start dintr-un anumit interval de unghiuri, foarte foarte foarte mic, unde diferența dintre traiectorii ar crește destul cât să fie observabilă.

În 2012, au publicat propunerea în Journal of High Energy Physics, una dintre cele mai importante reviste de astrofizică. Apoi au calculat semnăturile pe care le-ar lăsa dezintegrarea găurilor negre cuantice în experimentele de neutrini. „Aici intervine treaba experimentaliştilor – noi am arătat semnătura, cam cum ar trebui să se vadă, dar simularea numerică trebuie să fie văzută şi de cei care au experimente la sol sau în apă.”

Mai mulți reprezentanţi ai unor experimente internaţionale le-au spus că propunerea e interesantă și că o vor căuta în experimentele lor. Majoritatea însă publică rezultatele după mulţi ani, aşa că deocamdată cei trei cercetători de la Măgurele îşi rafinează semnătura şi lucrează la un nou articol, în care arată că şi atunci când cele două jerbe sunt suprapuse, semnătura dezintegrării unei găuri negre ar putea fi identificată, pentru că jerbele respective ar avea forme şi compoziţii unice.

Octavian crede că infirmarea sau confirmarea existenţei găurilor negre microscopice se va produce în următorul deceniu. Între timp, până şi a arăta că ele nu se produc la nivelul de energie disponibil la experimentele de acum şi că trebuie să se mai urce un nivel (îndepărtându-se, astfel, de ceea ce anunţă teoria stringurilor) ar însemna un pas înainte pentru ştiinţă.

Nicuşor vede lucrurile puţin altfel. „Să zicem că experimentele se uită acum după semnătura noastră şi spun: «Ia să vedem, s-a schimbat cum au spus băieţii ăia?» Nu s-a schimbat, deci sunt bălării. Poate să fie totul greşit, în cercetare poţi să munceşti degeaba toată viaţa, absolut degeaba.”

***

Fizica teoretică lucrează pe un teren nesigur. Teoria e susţinută de o tapiţerie matematică desăvârşită, dar drumul până la validarea experimentală poate să dureze zeci de ani. (Peter Higgs, de pildă, a aşteptat aproape 50 de ani ca să-şi vadă confirmată teoria existenţei câmpului Higgs, un soi de substanţă invizibilă care explică felul în care particulele primesc masă. 50 de ani la capătul cărora a luat Premiul Nobel.) L-am întrebat pe Laurențiu dacă li se întâmplă să se simtă descurajaţi. Mi-a spus că da, normal, dar viaţa de cercetător trebuie să meargă mai departe. „Stăm în birou, lucrăm pe tablă, mergem la masă, ne întoarcem la birou, cam asta e.”

După ce fac suficiente simulări numerice încât să poată extrage statistici relevante în legătură cu un eveniment, scriu un articol pe care îl propun spre publicare celor mai importante reviste din domeniu. „Ca să vezi nivelul unui cercetător, te uiţi la articolele lui, asta e cartea lui de vizită. Nu interesează pe nimeni cu ce se îmbracă, ce face – bine, să nu umble gol prin facultate…” Trebuie să fie tot timpul la zi cu ultimele articole, să meargă la conferinţe, să-și vândă munca, să performeze suficient de convingător încât să atragă atenţia altor cercetători, care să îi citeze apoi în articolele lor, să îi invite să colaboreze etc.

Comunitatea cercetătorilor e un mediu extrem de competitiv, iar Octavian, Laurenţiu şi Nicuşor joacă în liga I. I-am întrebat pe toţi trei cum li se pare ceea ce fac şi mi-au răspuns folosind acelaşi cuvânt: cool.

Şi mie mi se pare foarte cool să fii astrofizician. Laurenţiu, de pildă, a fost de câteva ori de serviciu în camera de control a experimentului ANTARES, conceput pentru observarea fluxului neutrinilor de origini cosmice care ajung în emisfera sudică a Pământului. Asta înseamnă că a stat de două ori, câte o săptămână întreagă, într-o clădire care arată ca un cazinou de secol XIX, într-o mică staţiune de pe Coasta de Azur, şi a supravegheat ecranele care îi trasmiteau informaţii despre ceea ce înregistrau detectorii pe fundul mării. „În adâncul mării există şi peştişori. Şi dacă peştișorii se agită şi creează bioluminiscenţă, experimentul nu mai e în stare să discearnă între evenimentele cauzate de neutrini şi evenimentele cauzate de peştişori care se aleargă unul pe celălalt.”

Astrofizicienii nu stau toată ziua cu nasul în calcule. Octavian e maestru în salsa, s-a apucat anul trecut și de tango şi e pasionat de fotografie. Nicuşor a fost chitarist într-o trupă de heavy metal care se chema The Vegetarians și acum visează să se reapuce de cântat, dar nu prea mai are timp. Locuieşte de şapte ani în căminele din Măgurele. „Pentru că aici e destul de izolat, s-a creat o comunitate în care toţi oamenii se ştiu. Dacă vii să bei o cafea, ai mereu cu cine. Dacă nu e nimeni, bei o bere cu Adi de la bar. Sau cu oricine.”

I-am întrebat la finalul discuţiilor noastre dacă ei văd altfel lumea decât o vedem noi. „Lumea e la fel pentru toţi, însă câteodată am câte un moment în care zic: «Mamă, ce cool arată Universul!» ”, mi-a spus Octavian. „În măsura în care îl înţelegi, ajungi să te bucuri de el. Dacă pricepi principiile ăstea de bază care guvernează lumea, pur şi simplu te bucuri că înţelegi de ce lucrurile se întâmplă aşa. De ce? e una dintre întrebările fundamentale pe care trebuie să ţi le pui întotdeauna, ca să încerci să-ţi explici lucrurile. Dacă încerci asta, vei deveni cercetător.”

Totuşi, chiar tot ce ni se întâmplă are o explicaţie ştiinţifică?

Octavian mi-a răspuns cu un da atât de hotărât, încât am izbucnit într-un hohot de râs (metoda mea preferată de aparăre) care era cât pe ce să mă răstoarne de pe scaun. Dar Octavian a continuat, imperturbabil. „Eu cred că tot ceea ce simţim e generat de conexiuni neuronale, de sinapse şi de diferite concentraţii de hormoni pe care le avem, dopamină, endorfine etc. E totuşi fantastic! Fără nicio intervenţie de niciun fel, la un moment dat, natura a dus la prima celulă vie. După aceea, celula aia vie a dus la organisme pluricelulare, după aceea a apărut la un organism o senzitivitate la lumină faţă de alte organisme care n-au senzititivitate la lumină, trăiesc în apă. Cele cu senzitivitate s-au adaptat mai bine la mediu. O lungă, lungă evoluţie a dus la formarea ochiului. Noi suntem consecinţa a miliarde de întâmplări care, una dacă ar fi mers diferit, n-am fi fost aici. Mi se pare fantastic!”

Așa am ajuns la vechea dispută dintre știință și religie, pentru care Laurenţiu vede o rezolvare: „Adevărul are foarte multe feţe, mulţi cercetători gândesc în alb şi negru, religie versus ştiinţă, ca şi cum ar fi două lucruri care se bat cap în cap. Eu văd lucrurile total diferit, adevărul are multe feţe, dar e acelaşi adevăr, poate fi corect şi din punctul de vedere al unui fizician, şi din punctul de vedere al unui teolog. Ei pur şi simplu vorbesc limbi diferite. Se spune că la început a fost lumină. Ei, asta susţine şi teoria actuală a Big Bangului şi s-a luat Premiul Nobel pe chestia asta cel puţin de două ori.”

Pe Laurenţiu, care e pasionat de acţiunile de popularizare a științei (ciulește urechile când auzi de „Cu mic, cu mare prin Univers” sau „Noaptea cercetătorilor”), l-a întrebat odată cineva: „La ce bun toate astea?”.

„E foarte greu să-i explici cuiva că tu studiezi raze cosmice şi vrei să afli de unde vin ele, pentru că o să-ţi spună: «Ce mă interesează pe mine? Eu te plătesc din impozitele mele, dă-mi o explicaţie practică în viaţa de zi cu zi.» Pe nimeni nu interesează treaba cu «avansează fizica», e frecţie la picior de lemn. De-atunci, m-am gândit de fiecare dată şi la aspectul practic. Cu ce mă ajută găurile negre cuantice?

„Dacă se găseşte un mecanism de stabilizare a lor, vom vedea că sunt nişte sisteme care fac o conversie foarte eficientă a materiei în energie, căci sunt cele mai eficiente motoare din Univers.”

Ce-ar mai rămâne de făcut acum, c-am ajuns la finalul textului? Să umplem […] cu o masă de trei ori mai mare ca soarele, cam la fel cum facem cu inimile noastre când le dăm prea multe de suportat, să deschidem fereastra, să pornim motoarele galactice, s-o luăm prima la dreapta după Proxima Centauri şi de-acolo să desenăm harta Universului. ●

Luiza Vasiliu scrie, traduce și face multe minuni. O citești pe Casa Jurnalistului și în Dilema Veche.

● Articol publicat în DoR #16 (Vară 2014). Revista poate fi cumpărată din toate librăriile partenere sau din shopul DoR. Decât o Revistă este o inițiativă jurnalistică independentă. Abonându-te, ne susții.

5 Comentarii pentru “Astrofizicienii (integral din DoR #16)”

  • Pingback: Simona Tache - Regele Bruce Lee, închisorile terorii și găurile negre - Simona Tache

  • Pingback: Superscrieri: despre jurnalismul care schimbă lumea. Plus recomandări de citit în vacanță | Elena Cîrîc Blog

  • Stirbu Petre a scris:

    Am citit in ultima vreme citeva carti despre univers, gauri negre, teoria corzilor, diagramele Feinman si altele. Nu banuiam ca la noi , la Magurele, sunt oameni care au posibilitatea sa se ocupe cu studiul unor astfel de lucruri, dar asta ma bucura. Dupa ce am citit cartile respective am fost incintat atit cit am putut eu sa inteleg si daca as fi din nou tinar as alege fizica teoretica. Acum ma amagesc cu gindul ca poate fiul meu ar putea sa faca lucrul acesta.

  • Pingback: Avon Space Blog » Arhiva Blog » Superscrieri de iarnă

  • Pingback: Câștigătorii Premiilor Superscrieri, ediția a IV-a | Fundația Friends For Friends

  • Comentează

    Numărul curent: DoR #25

    DoR #25 * Muncă

    Susține DoR. Abonează-te!

    Abonează-te la DoR. Fii Susținător!

    The Power of Storytelling 2016

    #story2016

    Arhiva DoR în format PDF

    Arhiva DoR în format PDF

    Curierul oficial

    Curierul oficial

    English DOR

    English DoR

    RSS

    Articole
    Comentarii
    © 2016 Decât o Revistă