Savanţi români studiază clipa "zero" a Universului

La câţiva kilometri de Bucureşti, la Institutul pentru Ştiinţe Spaţiale din Măgurele, s-a născut o parte din conceptul ştiinţific al unui satelit la a cărui construcţie a lucrat toată floarea industriei din Europa şi America. Savanţii români încearcă să desluşească o parte din secretele exploziei primordiale, Big Bang, la 13,7 miliarde de ani după producerea ei.

Aproximativ 20 de ani de cercetare şi câteva miliarde de euro au fost necesari pentru a da viaţă unuia dintre cele mai ambiţioase şi mai importante proiecte ştiinţifice, în care România, singura ţară din est participantă la această misiune, joacă un rol deosebit. Omenirea caută să înţeleagă misterele Universului, iar noi, românii, avem şansa de a participa direct la această misiune.

La 14 mai, Agenţia Spaţială Europeană (ESA) a lansat o dublă misiune ştiinţifică, menită să colecteze informaţii legate de primele semne de după Big Bang. La ora locală 04:15, o rachetă s-a ridicat zgomotos de la Centrul ESA din Kourou, Guiana Franceză. Ariane 5 ECA avea la bord doi sateliţi - Herschel şi Planck, care s-au desprins de corpul rachetei la aproximativ o jumătate de oră după lansare şi şi-au început călătoria în direcţii diferite.

Zece minute mai târziu, ei au stabilit primul contact cu Terra. Herschel va studia originile şi evoluţia stelelor şi a galaxiilor, iar "fratele" său Planck va examina radiaţiile fosile rezultate în urma exploziei primordiale. Misiunea ştiinţifică a celor doi sateliţi n-ar fi fost posibilă fără cei mai importanţi pioni: ESA, NASA, Institutul Naţional de Astrofizică din Italia, Institutul de Astrofizică Spaţială din Franţa, Thales Alenia Space, Astrium Space, Centrul Spatial Danez, Institutul olandez pentru studierea spaţiului, Institutul Max Planck, Universitatea Cardiff, Saab Space etc.

Suntem în Anul Internaţional al Astronomiei, iar oamenii de ştiinţă din lumea-ntreagă se-ntrec în performanţe. Deşi nu este încurajat şi susţinut financiar aşa cum se întâmplă la nivel european, domeniul românesc al ştiinţelor spaţiale este tot mai apreciat peste hotare. Străinii au devenit atât de interesaţi de competenţele ştiinţifice spaţiale româneşti încât au oferit unor savanţi de-ai noştri şansa să participe la elaborarea conceputului ştiinţific al sateliului Planck, primul sistem european consacrat studierii naşterii Universului.

Satelitul Planck urmează să fie poziţionat pe o orbită aflată undeva pe linia imaginară dintre Soare şi Lună, într-un punct denumit Lagrange L2 (după matematicianul francez Louis Lagrange), situat la circa 1,5 milioane de kilometri de Terra, în direcţia opusă astrului zilei. Contribuţia americană în Planck o constituie cămaşa exterioară a satelitului, construită dintr-o combinaţie pe bază de heliu. Satelitul transportă două instrumente ultraperformente de lucru: unul de înaltă frecvenţă, altul de joasă frecvenţă.





Ambele au misiunea de a scruta Universul şi de a identifica şi studia, cu o sensibilitate de zece ori mai mare decât sondele spaţiale, fluctuaţiile de radiaţii primordiale. "Prima obligaţie a lui Planck este de a furniza un catalog de date", ne explică dr Lucia Popa, coordonatoarea Grupului de Cosmologie de la Institutul de Ştiinţe Spaţiale din Măgurele (singurul grup de acest fel din ţară).

Ne-a vorbit frumos despre contribuţia românească la satelitul Planck, ea fiind unul dintre cei mai importanţi cercetători care au luat parte la realizarea conceptului ştiinţific al lui Planck încă din faza de propunere a experimentului, alături de oameni de ştiinţă din Italia, Franţa, Spania, Marea Britanie, Germania, Danemarca şi Finlanda.

ULTIMA "FRONTIERĂ"
"În 1996, am creat un grup de cosmologie. În general, colegii mei sunt oameni plecaţi în străinătate pe care i-am convins să revină în România. Am ajuns astăzi în echipa de coordonare a programului ştiinţific Planck, pentru că noi facem ştiinţă", povesteşte dr Popa, clipind cu emoţie atunci când pronunţă cuvântul englezesc "ultimate" (conclusiv), referindu-se la experimentul Planck: "Nu va mai fi un alt experiment pe aceeaşi temă. Acest domeniu e foarte activ. În 2006, s-a luat Premiul Nobel pentru Fizică pentru descoperirea radiaţiei cosmice de fond pe care o măsoară acum Planck".

Aceste radiaţii conţin informaţii despre primele procese care au avut loc la naşterea Universului. În timp ce Universul şi-a extins dimensiunea şi s-a răcit, aceste radiaţii au continuat să se plimbe fără încetare. "Noi încercăm să măsurăm fluctuaţiile de temperatură, cu o precizie extraordinară, de ordinul milionimei de grad Kelvin (10-6).

Aceste fluctuaţii, care s-au produs la naşterea Universului, au imprimat un spectru radiaţiei, creând astfel deviaţii de la omogenitate (principiul cosmologic conform căruia Universul este omogen şi izotrop), dar a mai existat o serie de procese care a imprimat anizotropie (variaţie - n.r.), care este foarte mică. Aceste fluctuaţii mici au evoluat în timp şi au format, de exemplu, galaxiile", a mai explicat dr Popa.

Prin conceptul ştiinţific al satelitului se urmăreşte momentul la care s-a produs radiaţia cosmică de fond şi în spectrul căreia au fost imprimate aceste minuscule fluctuaţii de temperatură.





"Noi facem măsurători directe la originea Universului. Ne interesează, de exemplu, neutrinii cosmologici - care a fost masa lor la producere, cum au evoluat în timp până în ziua de astăzi, cum şi dacă au interacţionat cu celelalte elemente din Univers, dacă au fost capturaţi în formaţiuni stelare sau nu, cum putem să complementăm sau să comparăm informaţia pe care o obţinem de la câteva secunde după Big Bang cu rezultatele pe care ni le dă, de exemplu, Acceleratorul de particule de la CERN din Elveţia".

Secretul GRID
Satelitul care poartă numele fizicianului german Max Planck, părintele Teoriei cuantice, urmăreşte să afle dacă Big Bang-ul a creat mecanisme de inflaţie şi/sau unde gravitaţionale primordiale. Cercetătorii vor identifica şi anumite defecte topologice în structura Universului.

"Dacă Planck descoperă că Universul este o lume calmă, omogenă, izotropă, neevolutivă, în echilibru, aşa cum au arătat şi experimentele precedente, asta înseamnă că aşa e. Prima obligaţie a satelitului este să furnizeze un catalog de resurse atât de necesare comunităţii ştiinţifice. După ce se va încheia această misiune, nimeni nu o să mai cerceteze anizotropia radiaţiei cosmice de fond", a explicat dr Popa, în timp ce căuta, în computer, primele informaţii transmise de Planck, prin intermediul unei antene din Australia, care confirmă că sistemul de comunicaţie al satelitului funcţionează corect.

Primele rezultate ştiinţifice le va trimite peste şase luni. La Institutul de Ştiinţe Spaţiale există chiar şi un proiect de suport informatic: "Tocmai au ajuns la institut toate serverele pentru Planck, prin care avem în vedere formarea unei reţele de tip GRID (o reţea conectată la alte reţele din lume - n.r.)", mai spune dr Popa. Primele misiuni ştiinţifice prin care s-a încercat cartografierea radiaţiilor cosmice de fond şi a anizotropiilor lor au fost lansate de NASA în 1989 (Cosmic Background Explorer, COBE) şi în 2001 (Wilkinson Anisotropy Probe, WMAP).

"Ceea ce facem noi e la vârf. Acest domeniu e foarte activ, de altfel, în 2006, s-a luat Premiul Nobel pentru Fizică pentru descoperirea radiaţiei cosmice de fond pe care o măsoară acum Planck"
Dr Lucia Popa - Şeful Grupului de Cosmologie de la Institutul de Ştiinţe Spaţiale

(Continuarea pe http://zoom.jurnalul.ro/)