Ελληνική «dream team»… δαμάζει τα βαρυτικά κύματα

Τη δική της ιστορία στον διεθνή ερευνητικό αγώνα για τη θεμελιώδη κατανόηση της βαρύτητας «γράφει» η Ελλάδα. Μία βίαιη σύγκρουση στο Σύμπαν, επτά δισεκατομμύρια χρόνια πίσω, έγινε προ ημερών πρώτη είδηση σε εκατοντάδες χιλιάδες έντυπα και ηλεκτρονικά μέσα. Οι ερευνητικές ομάδες πίσω από τους συνεργαζόμενους ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων «LIGO» (ΗΠΑ) και «VIRGO» (Ευρώπη), στις 2 Σεπτεμβρίου 2020, στις 15.00 ώρα Ελλάδος, ανακοίνωναν πως τον Μάιο του 2019 εντόπισαν την κατακλυσμική σύγκρουση και συγχώνευση δύο μελανών οπών, των πιο μακρινών και με μεγαλύτερη μάζα -65 και 85 φορές την μάζα του Ήλιου- που έχουν ανακαλυφθεί μέχρι σήμερα με τη βοήθεια των βαρυτικών κυμάτων.

Και σε αυτή την ανακοίνωση, όπως και σε άλλες μεγάλες ανακοινώσεις των τελευταίων χρόνων, τα ονόματα Ελλήνων επιστημόνων περιλαμβάνονταν στους συντελεστές της ιστορικής ανακάλυψης μέσα από σημαντικές θέσεις που κατέχουν σε διεθνή ερευνητικά κέντρα και πανεπιστήμια. Εδώ και δύο μήνες, όμως, η ανάπτυξη της Αστρονομίας Βαρυτικών Κυμάτων στη χώρα έχει περάσει σε άλλο επίπεδο, καθώς από το Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο Αθηνών δημιουργήθηκε η πρώτη «εθνική ομάδα», που εξασφάλισε την επίσημη συμμετοχή στις ανιχνεύσεις του «VIRGO».

«Η συμμετοχή της πρώτης ελληνικής ομάδας στο VIRGO πιστεύω πως θα σηματοδοτήσει μια διαρκή ανάπτυξη της Αστρονομίας Βαρυτικών Κυμάτων στη χώρα μας», δηλώνει σε συνέντευξη στο Αθηναϊκό/Μακεδονικό Πρακτορείο Ειδήσεων ο επικεφαλής της ομάδας, καθηγητής Αστροφυσικής του ΑΠΘ, Νίκος Στεργιούλας και πρόεδρος της Ελληνικής Εταιρείας Σχετικότητας, Βαρύτητας και Κοσμολογίας και εξηγεί πως η χώρα διαθέτει το ανθρώπινο δυναμικό για να διεκδικήσει πρωταγωνιστικό ρόλο σε έναν τομέα, που βρίσκεται στην πρώτη γραμμή της παγκόσμιας έρευνας, με αντίστοιχα πολύ μεγάλες χρηματοδοτήσεις.

«Στη σημερινή ομάδα του ΑΠΘ, εκτός από τον επίκουρο καθηγητή Γεώργιο Παππά και τον υποψήφιο διδάκτορα Παναγιώτη Ιωσήφ, συμμετέχει και η ερευνητική ομάδα του αν. καθηγητή Αναστάσιου Τέφα από το Τμήμα Πληροφορικής, με τον μεταδιδάκτορα ερευνητή Νίκο Πασσαλή, και υποψήφιους διδάκτορες την Παρασκευή Νούση και το Νίκο Φλωρόπουλο. Η ομάδα του κ. Τέφα έχει πολύ μεγάλη τεχνογνωσία στις εφαρμογές μεθόδων της μηχανικής μάθησης στην ανάλυση δεδομένων. Έχουμε δηλαδή μια διεπιστημονική συνεργασία μεταξύ δύο Τμημάτων του ΑΠΘ, ενώ στην ομάδα μας συμμετέχει και ο καθηγητής Θεοχάρης Αποστολάτος από το ΕΚΠΑ», αναφέρει ο κ.Στεργιούλας, εκτιμώντας πως «υπάρχει η προοπτική μελλοντικά να ενταχθούν και άλλοι ερευνητές από ελληνικά πανεπιστήμια», καθώς ήδη έχει κατατεθεί σχετική πρόταση, ώστε να ενισχυθεί η ομάδα με δύο ακόμη νέους ερευνητές.

«Πεποίθησή μου είναι πως θα αξιοποιηθεί πλήρως το δυναμικό που έχει η χώρα μας σε αυτό τον τομέα, εάν μελλοντικά δημιουργηθεί ένα Κέντρο Αριστείας στην Αστρονομία Βαρυτικών Κυμάτων, καθώς και εάν συμμετάσχει η χώρα μας στον σχεδιαζόμενο Ευρωπαϊκό ανιχνευτή τρίτης γενιάς Einstein Telescope. Μια τέτοια συμμετοχή θα έχει όχι μόνο επιστημονικά, αλλά και τεχνολογικά οφέλη, με ευρύτερο αντίκτυπο στην πρόοδο της χώρας μας», εκτιμά ο καθηγητής.

Ένα ακόμη σημαντικό εγχείρημα στο οποίο το Αριστοτέλειο εξασφάλισε σημαντικό ρόλο είναι η κοινή προσπάθεια της ESA και της NASA, για τη διαστημική αποστολή LISA. Ο καθηγητής το χαρακτηρίζει «τολμηρό», διότι, όπως διευκρινίζει, «πρέπει να ξεπεραστούν ένα πλήθος από εμπόδια, ώστε τρία διαστημόπλοια που θα απέχουν μεταξύ τους εκατομμύρια χιλιόμετρα και θα επικοινωνούν με ακτίνες λέιζερ, να μπορέσουν να ανιχνεύσουν βαρυτικά κύματα προερχόμενα από τα βάθη του διαστήματος».

«Η ερευνητική μου ομάδα στο Τμήμα Φυσικής του ΑΠΘ συμμετέχει σε αυτή την προσπάθεια και μόλις λάβαμε χρηματοδότηση από την ESA για να αναπτύξουμε πιλοτικά μέρος του λογισμικού που θα χρησιμοποιηθεί για την ανάλυση των παρατηρήσεων που θα κάνει το LISA», γνωστοποιεί ο καθηγητής.

«Η παρακαταθήκη εκείνων που διέπρεψαν στο εξωτερικό»

Μιλώντας για τους συναδέλφους του, που συνέβαλαν από σημαντικές θέσεις στις ιστορικές ανακαλύψεις των «LIGO» και «VIRGO» ο καθηγητής του ΑΠΘ επισημαίνει πως «η συμμετοχή Ελλήνων και Ελληνίδων σε αυτά τα πειράματα έχει, εμμέσως, πολύ θετικές επιπτώσεις στην έρευνα και στη χώρα μας».

Στις ιστορικές ανακαλύψεις των πειραμάτων «LIGO» και «VIRGO» συνέβαλαν, μεταξύ άλλων, η Βίκυ Καλογερά (Northwestern) και ο Ερωτόκριτος Κατσαβουνίδης (MIT), που είναι απόφοιτοι του Τμήματος Φυσικής του ΑΠΘ, ο Σταύρος Κατσανέβας (πρόεδρος του EGO), ο Χάρης Μαρκάκης (Queen Mary College), η Μαίρη Σακελλαριάδου (King's College) και η Κατερίνα Χατζηιωάννου (Caltech), που προέρχονται από το ΕΚΠΑ και o Μιχάλης Αγάθος (Cambridge) που είναι απόφοιτος του ΕΜΠ. «Όλοι και όλες οι παραπάνω συνάδελφοι δείχνουν έμπρακτο ενδιαφέρον για την ερευνητική συνεργασία με πανεπιστήμια της Ελλάδας, έχουν ενεργό συμμετοχή σε επιστημονικές εταιρείες, έρχονται συχνά σε συνέδρια που διοργανώνονται στην Ελλάδα και δίνουν ομιλίες για το ευρύ κοινό ή για την επιμόρφωση των εκπαιδευτικών μέσης εκπαίδευσης.

Αποτελούν, επίσης, παραδείγματα προς μίμηση για τη νέα γενιά και διατηρούν ζωντανό το ενδιαφέρον για την επίτευξη μιας αξιοζήλευτης επιστημονικής καριέρας», εξηγεί ο κ. Στεργιούλας, προσθέτοντας πως «το κέρδος θα είναι ακόμη μεγαλύτερο, εάν μπορέσουμε να προσελκύσουμε ένα ποσοστό των Ελλήνων που διαπρέπουν στο εξωτερικό –δημιουργώντας συνθήκες αντίστοιχες με αυτές που ήδη έχουν εκεί, ώστε να επιστρέψουν στη χώρα μας, φέρνοντας μαζί τους την τεχνογνωσία που απέκτησαν ή δημιούργησαν».

«Η συνεργασία φέρνει τα επιστημονικά άλματα και τις ανατροπές»

Σχετικά με τις ανακαλύψεις που έχει να περιμένει η ανθρωπότητα στην Αστρονομία Βαρυτικών Κυμάτων, ο κ. Στεργιούλας παρατηρεί πως πρόκειται για ένα ερευνητικό πεδίο στο οποίο «επικρατεί, ευτυχώς, η άμιλλα και η συνεργασία», καθώς «όλοι οι επίγειοι ανιχνευτές -οι δύο LIGO στις ΗΠΑ, ο VIRGO στη Ευρώπη, ο KAGRA στην Ιαπωνία και σύντομα ο LIGO-India στην Ινδία- λειτουργούν ως ένα ενιαίο μεγάλο πείραμα, με τους ερευνητές να συμμετέχουν σε κοινές ομάδες εργασίας και να δημοσιεύουν από κοινού τα αποτελέσματά τους».

Όπως διευκρινίζει, τα τελευταία χρόνια η βασική επιστημονική έρευνα έχει αλλάξει πολύ σε σχέση με τη μακρινή εποχή που ένας σχετικά απομονωμένος ερευνητής μπορούσε να ανατρέψει τα θεμέλια της Φυσικής με μια εντελώς νέα ιδέα και υπάρχει πλέον ένας πολύ μεγάλος αριθμός ερευνητών παγκοσμίως, οι οποίοι βρίσκονται σε διαρκή επικοινωνία μέσω του διαδικτύου. Υπάρχει επίσης η τάση μικρά βήματα να δημοσιεύονται άμεσα, από το φόβο μήπως κάποιος άλλος σκεφτεί την ίδια ιδέα. Έτσι, η επιστήμη προοδεύει πλέον μέσω μια διαρκούς ροής ιδεών και μέσω ενός μεγάλου πλήθους δημοσιεύσεων.

«Πραγματικά άλματα και ανατροπές κατά κανόνα γίνονται πλέον όπου υπάρχουν διεθνείς συνεργασίες, στις οποίες συμμετέχει ένα μεγάλο πλήθος ερευνητών που δε λειτουργούν μεταξύ τους ανταγωνιστικά, αλλά ως ένας οργανισμός», τονίζει.

Σε ό,τι αφορά την επόμενη γενιά ανιχνευτών προβλέπεται πως μέσω αυτών «θα ανιχνεύουμε χίλιες φορές περισσότερα σήματα βαρυτικών κυμάτων και θα "ακούμε" τις συγχωνεύσεις σε αποστάσεις δέκα φορές μεγαλύτερες σε σχέση με σήμερα». Συγκεκριμένα, στην Ευρώπη σχεδιάζεται να κατασκευαστεί το τρίτης γενιάς Einstein Telescope, ενώ στις ΗΠΑ το Cosmic Explorer. «Μελλοντικά θα έχουμε ζεύγη μελανών οπών που θα ανιχνεύονται πρώτα από το LISA και στη συνέχεια τα Einstein Telescope και Cosmic Explorer θα περιμένουν να τα δουν και αυτά με τη σειρά τους όταν συγχωνεύονται, με πολύ μεγάλη ακρίβεια πρόβλεψης. Οποιαδήποτε σημαντική διαφορά στον προβλεπόμενο χρόνο άφιξης θα αποτελεί βάσιμη ένδειξη ότι η Γενική Θεωρία Σχετικότητας του Einstein χρήζει βελτίωσης», εξηγεί ο καθηγητής.