TV programa
 

Horoskopai
 
SEKITE MUS Registruotiems varototojams
Paieška
LIETUVAKOMENTARAIPASAULISKULTŪRAISTORIJALŽ REKOMENDUOJAEKONOMIKASPORTAS
Šeima ir sveikataPrie kavosŽmonėsGimtasis kraštasMokslas ir švietimasTrasaKelionėsKonkursaiNamų pasaulisGamtaAugintiniai
MOKSLAS IR ŠVIETIMAS

Gilyn – į Visatos pradžią

2016 04 20 6:00
Kosmologas dr. Mindaugas Karčiauskas nuo pernai gruodžio dirba Juveskiulės universitete Suomijoje. Asmeninio albumo nuotraukos

Iš ankstyvosios Visatos, pirmosios jos sekundės, mus pasiekiančios pradinės gravitacinės bangos, kosminės infliacijos teorija apie vis greitėjantį Visatos plėtimąsi ar virtualios dalelės, tampančios realios, – temos iš kosmologo dr. Mindaugo Karčiausko tyrimų temos.

Iš Kauno kilęs Vilniaus universiteto (VU) absolventas daktaro laipsnį apgynė Lankasterio universitete, Jungtinėje Karalystėje, ir jau spėjo padirbėti įvairiose šalyse. Tiesioginių darbo ryšių su Lietuva 35 metų kosmologas bent kol kas neturi, nes nėra, pasak dr. M. Karčiausko, ir panašioje srityje dirbančių lietuvių mokslininkų. Ne tik Lietuvoje. Net nėra sutikęs tyrėjų iš savo srities lietuviška pavarde. Pažinojo vieną doktorantą, kuris taip pat Lankasterio universitete studijavo kosmologiją, bet vėliau iš mokslo pasitraukė į privatų sektorių.

Alhambros pilyje Ispanijos Granados mieste.

Esminiai klausimai

Dr. M. Karčiauskas prisiminė, kad dar vaikas būdamas aptiko knygą „Mokslas ir Visata“. Skaitė neatsitraukdamas. Fizika visada domino. Kodėl astronomija, o ne puslaidininkiai, tikrai nežino. Gal tiesiog rūpėjo, ką gali žmonės pasakyti tais dideliais, fundamentaliais klausimais. Mokykloje astronomija atrodė ta sritis, kuri galėtų bent kiek juos nušviesti, todėl įstojo į VU Fizikos fakultetą studijuoti astronomijos.

Paskutiniais bakalauro studijų metais M. Karčiauskas pagal ERASMUS mainų programą išvažiavo į Kopenhagos universitetą, susidomėjo kosmologija, lankė šios srities paskaitas. Teorinės astrofizikos centre, įkurtame prof. Igorio Novikovo, parengė bakalauro darbą ir grįžęs į Lietuvą toliau studijavo astronomiją. Tačiau apgynęs magistro darbą galiausiai apsisprendė doktorantūrai pasirinkti kosmologiją.

„Anksčiau mane domino vien astrofizika, kaip formavosi galaktikos, jų cheminė evoliucija. Apie kosmologiją žinojau labai mažai, nes Lietuvoje nėra žmonių, kurie dirbtų toje srityje, – kalbėjo tyrėjas. – Kosmologija nagrinėja visą Visatą kaip fizikinį vienetą, jos bendrą struktūrą, o ne atskiras dalis. Visatos kilmę, jos evoliuciją ir kokia bus tolesnė Visatos raida. Ji labiau susijusi su dalelių fizika nei su astronomija, nors griežtai nubrėžti, kur baigiasi viena ir prasideda kita, turbūt neįmanoma. Kosmologijai reikia žinių iš skirtingų mokslo sričių. Naudojami ir kai kurie astronominiai stebėjimai. Vis dėlto mano kasdieniam darbui bendrosios reliatyvumo ar kvantinių laukų teorijos reikia labiau nei astronomijos žinių.“

El Torcal de Antequera gamtos parke Ispanijoje.

Iš mokslinių kelionių geografijos

Baigdamas doktorantūros studijas Lankasterio universitete, lietuvis laimėjo Marie Curie stipendiją kelių mėnesių stažuotei Europos branduolinių tyrimų centre CERN, tuometiniame Teorinės fizikos skyriuje. Ten dar labiau ryškėjo, kas svarbu ir aktualu dabarties kosmologijos mokslui.

Apgynęs daktaro laipsnį jaunasis mokslininkas išvyko į dvejų metų podaktarinę stažuotę Granados universitete Ispanijoje. Vėliau dirbo Helsinkio universitete Suomijoje. Laimėjęs Japonijos valstybinės organizacijos JSPS (Japan Society for Promotion of Science) stipendiją beveik metams išvyko į šią šalį ir įgyvendino projektą prie analogiško kaip CERN dalelių greitintuvo. Dėl asmeninių priežasčių grįžęs į Suomiją, dr. M. Karčiauskas nuo pernai gruodžio dirba Juveskiulės universitete. Ten yra auganti kosmologų grupė.

„Padirbėti įvairiose šalyse naudinga, o mano srityje – ir būtina, – sakė lietuvis. – Kitų sričių mokslininkai dažnai ir pasilieka tose pačiose institucijose, kuriose apgynė daktaro laipsnį. Mano srityje tai nėra girdėta. Žmonės paprastai gana nemažai keliauja, kol gauna nuolatinę darbo vietą. Tokios podaktarinės stažuotės – neįtikėtina patirtis tiek profesiniu, tiek asmeniniu požiūriu. Yra didelis skirtumas keliauti kaip turistui ir gyventi, dirbti tose šalyse. Užmegzti kontaktai suteikia galimybę įsitraukti į skirtingus mokslinius projektus. Kiekvienos mokslinės grupės patirtis ir kompetencija skiriasi, todėl analizuojami šiek tiek kitokie klausimai ar net tie patys – kitu kampu. Dalyvaujant bendrame akademiniame gyvenime, diskutuojant su kolegomis, lankant seminarus, susidaro daug geresnis tiek savo srities, tiek apskritai mokslo raidos supratimas, kyla ir paties kompetencija.“

Kosmologų susitikime Alpėse 2014 metais.

„Keista“ Visata

Dr. M. Karčiausko tyrimų sritis – pati Visatos pradžia ir Didysis sprogimas. Tyrimai susiję su kosminės infliacijos teorija, paaiškinančia kelias Visatos savybes, kurios, jei ne ši teorija, atrodytų labai keistos.

„Kaip atsitiko, kad Visata yra tokia sena ir kodėl ji tokia vienoda, kad ir kur pažvelgtum? Ir iš kur atsirado tokios kosminės struktūros kaip galaktikų spiečiai, pačios galaktikos? – vardijo mokslininkas kosmologijos problemas, išspręstas infliacijos teorijos. – Pavyzdžiui, pagal Alberto Einsteino gravitacijos teoriją tokia sena ir tokia vienoda Visata kaip dabar – neįtikėtinas faktas.“

1980 metais paskelbta infliacijos teorija teigia, kad pradžioje Visata plėtėsi vis didėjančiu pagreičiu, ir tuo galima paaiškinti, kodėl ji tokia dabar. Tačiau pagrindinis, pasak kosmologo, infliacijos teorijos privalumas, kad ji paaiškina, iš kur atsirado tokios kosminės struktūros kaip galaktikos ir galaktikų spiečiai.

„Stebėjimai rodo: kuo toliau žvelgiame į Visatos praeitį, tuo mažesnė ir karštesnė buvo Visata. Tam tikru metu ji buvo tokia karšta, kad negalėjo egzistuoti ne tik žvaigždės, bet ir atomai. Buvo tik atskiri protonai, elektronai ir šviesa, – pasakojo tyrėjas. – Visata buvo visiškai tolygi. Nebuvo didelių struktūrų, tik labai maži sutankėjimai kai kuriose vietose.“

Jie pirmą kartą užfiksuoti 1990 metais amerikiečių palydovo COBE. Tačiau patys tiksliausi pradinių tankio perturbacijų matavimai atlikti „Plancko“ palydovo, Europos kosmoso agentūros paleisto 2009 metais ir baigusio misiją 2013 metais. Pernai paskelbti paskutiniai išanalizuoti duomenys.

Iš virtualių – realios

Kaip parodė „Plancko“ palydovo matavimai, kosminės foninės mikrobangų spinduliuotės temperatūra yra visiškai tokia pati iki penkių skaičių tikslumu. Tačiau iš kur tada atsirado tos pradinės perturbacijos? Pasak dr. M. Karčiausko, jos atsiranda iš vadinamųjų kvantinių fliuktacijų. Procesas labai panašus kaip juodųjų skylių skleidžiamos vadinamosios Hokingo spinduliuotės.

„Kas atsitinka juodųjų skylių paviršiuje, ties vadinamuoju horizontu? Virtualios dalelės tampa realiomis. Panašus procesas vyko esant pradinei Visatos būsenai, – aiškino kosmologas. – Visata plėtėsi vis greitėdama, ir dalelės, atsirandančios iš vakuumo, tapo realiomis. Galiausiai jos suformavo pradinio tankio perturbacijas, kurios vėliau, kai Visata pakankamai atšalo, pradėjo traukti aplink esančią medžiagą. Taip pasidarė dar tankesnės, dar didesnės, pradėjo traukti dar daugiau medžiagos, kol susiformavo kosminės struktūros.“

Pagrindiniai kosminės infliacijos principai perprasti prieš keliasdešimt metų. Dabartiniai stebėjimai ją dar labiau sustiprina. Tačiau vis dar nesuprasta, pasak dr. M. Karčiausko, kokie iš tikrųjų fizikos dėsniai galiojo ankstyvojoje Visatoje, kai jos amžius buvo gerokai mažesnis nei viena sekundė (10 pakelta – 43 laipsniu). Ir kaip tai susiję su dabar suprastais dalelių fizikos modeliais.

Per kosmologijos konferenciją Kolumbijos Kalio mieste.

Atradimų link

Vienas naujausių lietuvio projektų skirtas Visatos stabilumo problemai. Neseniai Europos branduolinių tyrimų centre CERN išmatuota Higso bozono masė ir nustatytas jo sąveikos stipris su kitomis Standartinio modelio dalelėmis rodo, kad mūsų Visata, kaip sakė tyrėjas, yra metastabilios (santykinai pastovios) būsenos. Kodėl Visata yra metastabilios, o ne žemiausios energijos būsenos, kai galiotų visai kitokie fizikos dėsniai, ir bandoma dabar atsakyti.

„Visi, žinoma, nori didelio atradimo, tačiau jo negali prognozuoti. Reikalingas ne tik įdirbis. Daug ką lemia ir sėkmė, – įsitikinęs dr. M. Karčiauskas. – Geras pavyzdys yra kosminių stygų teorija. Po COBE eksperimento buvo kitas, pavadintas „Bumerangu“. Taip pat matuota kosminių bangų spinduliuotė. Išmatuota mažesnė sritis, bet gerokai tiksliau, ir suprasta, kad kosminės stygos yra ne ta teorija, kuri galėtų paaiškinti, iš kur atsiranda struktūros Visatoje. Kur kas geriau tai paaiškina kosminė infliacija. Taip atsitiko ne todėl, kad stygų teorija bloga, tiesiog gamta, pasirodo, veikia kitaip. Daug mokslininkų skyrė visą gyvenimą šiai teorijai. Jei būtų paaiškėję, kad vis dėlto kosminės stygos yra atsakingos už Visatos struktūras, tos teorijos kūrėjai tikrai būtų gavę Nobelio premiją.“

Nemažai atradimų buvo tikimasi ir po „Plancko“ palydovo matavimų. Tačiau tų pradinių tankio perturbacijų savybių, kurios pateikiamos sudėtingesniuose infliacijos teorijos variantuose, nebuvo pastebėta. Tai rodo, pasak mokslininko, kad galbūt paprasčiausia infliacijos teorija yra ta, kurią „pasirinko“ gamta. Atlikus dar tikslesnius matavimus, galbūt laukia ir didelis atradimas.

Dabar nemažai pastangų dedama ieškant pradinių gravitacinių bangų. Kaip patikslino dr. M. Karčiauskas, visai neseniai per tarptautinį LIGO (Lazerinių interferometrų gravitacinių bangų observatorija) projektą aptiktos gravitacinės bangos atsirado dėl dviejų juodųjų skylių susidūrimo. Pradinės gravitacinės bangos, atsiradusios dėl kosminės infliacijos, mus pasiekia iš ankstyvosios Visatos. 2014 metais buvo paskelbta, kad jos aptiktos. Deja, būta tik kosminių dulkių. Tobulinant eksperimentus ir siekiant kuo tikslesnių matavimų, tikimasi, kad jas pavyks užtikti. Tai būtų labai didelis atradimas ir neginčijamas įrodymas, kad infliacijos teorija paaiškina ankstyvąją Visatą.

DALINKIS:
0
0
SPAUSDINTI
MOKSLAS IR ŠVIETIMAS
Rubrikos: Informacija:
AugintiniaiEkonomikaFutbolasGamtaĮkainiai
Gimtasis kraštasIstorijaJurgos virtuvėKelionėsInfoblokai
KomentaraiKonkursaiKovos menaiKrepšinisReklaminiai priedai
KultūraLengvoji atletikaLietuvaLŽ rekomenduojaPrenumerata
Mokslas ir švietimasNamų pasaulisPasaulisPrie kavosKontaktai
SportasŠeima ir sveikataTrasaŽmonėsKarjera
Visos teisės saugomos © 2013-2016 UAB "Lietuvos žinios"