Nakon više od dva desetljeća razvoja Zvjezdarnica Vera C. Rubin u Čileu započela je najveće snimanje promjenjivog svemira u povijesti. Jedan od ljudi koji su taj znanstveni megaprojekt pretvorili u stvarnost hrvatski je astrofizičar Željko Ivezić, a on za tportal govori o teleskopu što će svemir pretvoriti iz statične slike u 'film uživo', otkriti milijune dosad nepoznatih objekata i možda ponuditi odgovore na pitanja koja znanost još ne zna ni postaviti
Hrvatski astrofizičar s američkom adresom Željko Ivezić dobro je poznat u znanstvenim krugovima, a zahvaljujući svom radu na izgradnji Zvjezdarnice Vera C. Rubin postao je poznat i široj javnosti.
Nakon što je uspješno završena gradnja Zvjezdarnice (opservatorija) Vera C. Rubin u Čileu, Ivezić se okrenuo desetogodišnjem projektu Legacy Survey of Space and Time (LSST), pokrenutom krajem lipnja, zahvaljujući kojem Zvjezdarnica svake noći snima stotine slika neba južne hemisfere. Podaci i fotografije koje prikupi astronomi diljem svijeta koristit će za razumijevanje prirode tamne materije i tamne energije, izradu inventara Sunčeva sustava, mapiranje Mliječnog puta i istraživanje promjenjivog neba.
Samo je pitanje vremena u kojem će analiza neke od tih fotografija otkriti ono što je dosad bilo skriveno. Iskoristili smo ovu priliku da porazgovaramo s prof. Ivezićem o projektu LSST, Zvjezdarnici Vera C. Rubin, ali i njegovu profesionalnom putu koji ga je od rodnog Sarajeva doveo do Washingtona i Čilea.
vezane vijesti
Vaš profesionalni put vodi od Sveučilišta u Zagrebu do Washingtona i čelnog mjesta u jednom od najvažnijih astronomskih projekata na svijetu. Koliko vam je hrvatsko obrazovanje pomoglo na tom putu, a što ste morali naučiti usput?
U Hrvatskoj sam završio studije strojarstva i fizike (FSB i PMF na Sveučilištu u Zagrebu). Ta dvostruka podloga pokazala se neprocjenjivom za vođenje projekta poput LSST-a. Fizika mi je dala snažne analitičke temelje i teoretsko razumijevanje svemira dok mi je strojarstvo usadilo inženjerski način razmišljanja i rješavanja praktičnih problema. Naš obrazovni sustav u području STEM-a tradicionalno inzistira na dubokoj matematičkoj i teorijskoj podlozi. Kada sam otišao na doktorat u SAD, ta rigorozna tehnička baza omogućila mi je da odmah ravnopravno surađujem s vodećim svjetskim stručnjacima.
Nekoliko područja morao sam naučiti usput. Tek nakon što sam završio studije u Hrvatskoj astronomija se počela pretvarati u znanost o 'velikim podacima' (Big Data). Morao sam ovladati naprednim algoritmima, strojnim učenjem i metodama pretraživanja baza podataka kako bih iz milijardi piksela izvukao smislene kozmičke objekte. Kasnije sam morao puno naučiti o vođenju megaprojekata i o Big Science menadžmentu. Voditi međunarodni tim od nekoliko stotina inženjera, programera i znanstvenika te upravljati stotinama milijuna dolara američkih saveznih sredstava (NSF-a i DOE-a) vještina je koja se uči isključivo u praksi. To zahtijeva diplomatske sposobnosti, strateško planiranje i krizni menadžment. Također sam morao naučiti kako predstaviti znanost široj javnosti jer američki sustav snažno naglašava važnost komunikacije s javnošću i opravdavanja ulaganja poreznih obveznika u znanost. U ulozi zamjenika direktora, kasnije i direktora, morao sam usavršiti vještinu prevođenja najkompliciranijih jednadžbi astrofizike u jednostavan i inspirativan jezik koji privlači građane i medije.
Nakon više od dva desetljeća razvoja projekt LSST je napokon započeo. Što ste pomislili u trenutku u kojem je donesena odluka da je sustav spreman za početak znanstvenog rada?
Osjetio sam golemo olakšanje i sreću, a bilo je to jako slično osjećaju kao kada mi se rodila kći. Bio je to i trijumf inženjerstva. Nakon više od 20 godina planiranja, nadvladavanja tehničkih prepreka te preciznog sklapanja složenog optičkog sustava i najveće digitalne kamere na svijetu (3200 megapiksela), odluka da je sve spremno značila je da je vizija napokon postala stvarnost. Svi složeni podsustavi, od teleskopa u Čileu do superračunala koja obrađuju podatke, proradili su kao jedan sustav.
Odluka o pokretanju značila je da sustav svake noći počinje slati milijune automatiziranih upozorenja o promjenama na nebu, što je zauvijek promijenilo dinamiku rada u astronomiji. Taj trenutak označio je službeni kraj ere u kojoj smo svemir promatrali kroz statične slike. Donošenjem te odluke, znanstvena zajednica zakoračila je u eru u kojoj se svemir promatra uživo, u obliku filma.
Projekt će u deset godina stvoriti najveću astronomsku bazu podataka u povijesti. Što će, po vašem mišljenju, biti najveće otkriće – ono koje danas očekujete ili ono koje još ne znamo ni postaviti kao pitanje?
To je jedno od najuzbudljivijih pitanja u modernoj znanosti. Kada pokrenete složeni sustav poput Zvjezdarnice Vera C. Rubin, koji će prikupiti stotine petabajta podataka i katalogizirati više galaksija nego što ima ljudi na Zemlji, otvarate vrata u oba smjera. Ipak, ako moram birati između onoga što očekujemo i onoga što ne znamo ni pitati, povijest astronomije uči nas da su najvažnija otkrića gotovo uvijek ona potpuno neočekivana.
Često kažete da će Zvjezdarnica Vera C. Rubin 'oživiti svemir'. Kako biste običnim ljudima objasnili što će oni moći vidjeti ili razumjeti zahvaljujući ovom projektu, a što dosad nije bilo moguće?
Izraz 'oživljavanje svemira' savršeno opisuje kako Zvjezdarnica Vera C. Rubin mijenja naš pogled na njega, pretvarajući ga iz statične slike u film uživo. Prije ovog projekta teleskopi su uglavnom snimali 'fotografije' malih, specifičnih dijelova neba, pri čemu su između pojedinih snimaka često prolazila desetljeća. Projekt LSST (Legacy Survey of Space and Time) Zvjezdarnice Rubin to mijenja jer će tijekom cijelog desetljeća, svakih nekoliko noći, snimati cjelokupno vidljivo južno nebo. Evo jednog primjera o tome što ćemo moći vidjeti, a što prije nije bilo moguće. Vidjet ćemo kozmički 'film' uživo: prije se noćno nebo činilo mirnim, tihim i nepromjenljivim golom oku i tradicionalnim teleskopima, a sada ćemo vidjeti dinamičan svemir u stalnom pokretu. Zvjezdarnica Rubin djelovat će poput sigurnosne kamere za svemir, bilježeći u stvarnom vremenu pojave poput treperenja, bljeskova, eksplozija ili kretanja objekata.
LSST će svake noći prikupiti oko 10 terabajta podataka i generirati milijune upozorenja o promjenama na nebu. Je li danas veći izazov izgraditi vrhunski teleskop ili razviti umjetnu inteligenciju i računalne sustave koji će razumjeti sve te podatke?
Izgradnja vrhunskog teleskopa i kamere te razvoj računalnih sustava predstavljaju dvije potpuno različite, ali jednako kritične tehnološke barijere. Ipak, danas se razvoj umjetne inteligencije i softverske infrastrukture smatra dinamičnijim i dugoročno većim izazovom.
Projekt bi trebao pomoći u boljem razumijevanju tamne tvari i tamne energije, koje zajedno čine većinu svemira, a o njima još uvijek znamo vrlo malo. Koliko je realno očekivati da će upravo LSST donijeti odgovore na neka od najvećih pitanja fizike?
Očekivanje da će LSST donijeti ključne odgovore o tamnoj tvari i tamnoj energiji nije samo realno, već je glavni razlog zbog kojeg je ovaj projekt uopće izgrađen. Dok su drugi teleskopi dizajnirani za promatranje pojedinačnih objekata, Zvjezdarnica Rubin napravljena je kao 'stroj za statistiku' koji će mapirati cijeli svemir, što je jedini pravi način za proučavanje ovih nevidljivih komponenti. Ključni razlog za to što je upravo LSST najizgledniji kandidat za proboj u modernoj fizici prelazak je s nagađanja na preciznu statistiku.
Tamna tvar i tamna energija ne mogu se vidjeti izravno pa njihovo postojanje dokazujemo promatranjem njihova utjecaja na vidljivu materiju (galaksije i zvijezde). Prije su znanstvenici testirali teorije na uzorcima od nekoliko tisuća ili milijuna galaksija, a LSST će katalogizirati oko 20 milijardi galaksija. Kada imate tako golem uzorak, statističke pogreške se smanjuju na minimum te to omogućuje testiranje kozmoloških modela s dosad neviđenom preciznošću.
Zvjezdarnica Rubin već je tijekom probnog rada otkrila tisuće novih asteroida. Koliko će ovaj projekt promijeniti naše razumijevanje Sunčeva sustava, ali i sposobnost da na vrijeme uočimo potencijalno opasne objekte za Zemlju?
Zvjezdarnica Rubin značajno će unaprijediti otkrivanje asteroida ili 'svemirskog kamenja' u našem kozmičkom susjedstvu. Prije je praćenje malih tamnih asteroida ili ledenih kometa u Sunčevu sustavu bilo iznimno sporo, a mnogi objekti u blizini Zemlje ostajali su neprimijećeni. Sada će Rubin otkriti milijune skrivenih objekata i mapirati opasne asteroide u blizini Zemlje s dosad neviđenom preciznošću, ali i otkriti tisuće ledenih svjetova u vanjskom dijelu Sunčeva sustava, pokazujući nam što sve lebdi našim susjedstvom.
