Wyprawa po ciemn± energiê rozp³ynie siê w mroku?
Warta ponad miliard dolarów, ambitna misja badania ciemnej energii, tajemniczej si³y odpowiedzialnej najprawdopodobnie za przyspieszanie ekspansji wszech¶wiata, mo¿e zostaæ opó¼niona a¿ o dekadê - twierdzi NASA. Powodem jest przekroczenie bud¿etu i b³êdy w zarz±dzaniu innym projektem - Kosmicznym Teleskopem Jamesa Webba.
Wiadomo¶æ ta przerazi³a wielu astronomów w USA, którzy obawiaj± siê, ¿e w wy¶cigu do rozwi±zania najwiêkszej tajemnicy wszech¶wiata zostan± w tyle za swoimi europejskimi kolegami.
(....) - W¶ród amerykañskich naukowców panuje poczucie, ¿e "zaczynamy oddawaæ innym pole w tych najwa¿niejszych obszarach fizyki - mówi Saul Permutter, astronom z University of California, Berkeley, jeden z odkrywców ciemnej energii.
Ciemna energia priorytetem, ale...
Zesz³ego lata, po dekadzie wewn±trzagencyjnych rozmów i sporów, presti¿owy komitet z National Academy of Sciences (Narodowej Akademii Nauk Stanów Zjednoczonych) nada³ projektowi teleskopu satelitarnego, który potrafi³by dok³adnie mierzyæ ciemn± energiê, najwy¿szy priorytet w¶ród projektów kosmicznych przewidzianych na najbli¿sze 10 lat. Projekt okre¶lono skrótem WFIRST (Wide-Field Infrared Survey Telescope - szerokok±tny podczerwony teleskop badawczy).
W listopadzie nad decyzj± Akademii zebra³y siê jednak ciemne chmury. NASA og³osi³a bowiem, ¿e nastêpca Hubble'a, Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, którego start przewidziano na 2014 rok, wymaga zainwestowania kolejnych 1,6 miliarda dolarów i kilku dalszych lat pracy. W efekcie data wyniesienia go na orbitê mo¿e siê znacznie opó¼niæ - w najlepszym wypadku bêdzie to 2022 rok. Webb nie zosta³ zaprojektowany do badania ciemnej energii, ale do poszukiwania pierwszych gwiazd i galaktyk, które uformowa³y siê we wczesnym kosmosie.
Nadzieja w Euklidesie?
By wype³niæ powsta³± lukê, agencja zaproponowa³a, ¿e wykupi 20 proc. udzia³ów w europejskiej misji maj±cej badaæ ciemn± energiê - Euklidesie, która ma wystartowaæ w 2018 roku. W zamian NASA poprosi Europê o podobn± inwestycjê w WFIRST.
Jednak, jak mówi Perlmutter, "wiêkszo¶ci z nas trudno sobie wyobraziæ, ¿e po ewentualnym sukcesie Euklidesa, znów zdecydujemy siê na podobn± misjê".
Alan Boss z Carnegie Institution for Science, który przewodzi komitetowi doradzaj±cemu NASA w dziedzinie astrofizyki, dodaje: "Je¶li Euklidesowi siê powiedzie, Europejczycy obejm± przywództwo w badaniach na ciemn± energi±. USA ju¿ nie bêd± mog³y ich powstrzymaæ".
W zesz³ym miesi±cu obawy amerykañskich astronomów o zepchniêciu z pierwszego miejsca nabra³y kszta³tu podczas drugiego panelu Akademii. Spotkanie zwo³ano, by rozwa¿yæ mo¿liwo¶æ zaanga¿owania siê w Euklidesa. Paneli¶ci wskazali, ¿e powodem, dla którego WFIRST nadano tak wysoki priorytet by³ fakt, ¿e teleskop móg³ wystartowaæ raczej wcze¶niej ni¿ pó¼niej. Dlatego uznano, ¿e NASA albo powinna trzymaæ siê ustalonego planu, albo rozwa¿yæ wspóln± misjê WFIRST i Euklidesa.
USA ust±pi± miejsca Europie?
Ostateczne decyzje jednak jeszcze nie zapad³y. Euklides musi wygraæ konkurencjê z dwoma innymi projektami zanim zostanie zaaprobowany przez Europejsk± Agencjê Kosmiczn± (ESA). Dopiero wtedy europejscy astronomie bêd± mogli negocjowaæ zmiany w projekcie.
NASA nie okre¶li³a tak¿e, sk±d zamierza pozyskaæ owe 1,6 miliarda dolarów potrzebnych do skoñczenia teleskopu Webba. Dlatego wci±¿ nie wiadomo, ile pieniêdzy zostanie dla innych projektów. Czê¶æ odpowiedzi bêdzie znana ju¿ w przysz³ym miesi±cu, gdy agencja og³osi bud¿et na 2012 rok.
(...) Zapytany o obawy, ¿e Euklides da Europejczykom przewagê w badaniu ciemnej energii, Jon Morse, dyrektor astrofizyki w NASA mówi: "Europejczycy ju¿ dawno rozwinêli zdolno¶æ do wykonywania w³asnych misji".
"Efekty, które do tej pory uzyskali, s± wybitne" - stwierdza i dodaje, ¿e teraz naukowcy ze Starego Kontynentu nastawili siê na pionierskie odkrycia naukowe.
Klucze "spadaj± do góry"
Badania nad ciemn± energi± z pewno¶ci± spe³niaj± kryteria "pionierskich". Odkrycie sprzed dekady, ¿e wszech¶wiat przyspiesza na przekór zdrowemu rozs±dkowi i kosmicznej grawitacji, podda³o w w±tpliwo¶æ dotychczasowe pogl±dy na los kosmosu i istniej±cego w nim ¿ycia, nie wspominaj±c ju¿ o grawitacji i naturze praw fizyki. To tak, jakby po upuszczeniu kluczy, one unios³y siê do sufitu.
Fizycy maj± ju¿ jedno, gotowe wyja¶nienie tej sprawy, jednak wielu z nich uwa¿a, ¿e to "lek", który jest znacznie gorszy ni¿ sama "choroba". Chodzi o wymy¶lon± przez Alberta Einsteina w 1917 roku sta³± kosmologiczn±. Noblista zasugerowa³ wówczas, a teoria kwantowa pó¼niej potwierdzi³a, ¿e w pustej przestrzeni mo¿e dzia³aæ si³a odpychaj±ca, rozrywaj±ca materiê na czê¶ci. Najdok³adniejsze wyliczenia zak³adaj± jednak efekt o 10 do potêgi 120. razy wiêkszy od pomiarów astronomów. W efekcie fizycy rw± sobie w³osy z g³owy i szepcz± co¶ o wszech¶wiatach równoleg³ych.
Naukowcy, którzy dokonali tego odkrycia, pos³u¿yli siê supernowymi typu Ia, jako kosmicznymi miernikami odleg³o¶ci, by okre¶liæ tempo ekspansji wszech¶wiata.
Od tego czasu pojawi³y siê inne narzêdzia, z pomoc± których astronomowie mog± okre¶laæ ciemn± energiê - m.in. badaj±c jak opó¼nia ona wzrost galaktyk i innych struktur w kosmosie. Dotychczasowe obserwacje pokrywaj± siê z ide± sta³ej kosmologicznej Einsteina, jednak ostatecznie jej nie potwierdzaj±. Potrzeba dok³adniejszych pomiarów, z których wiele musi zostaæ wykonanych z kosmosu.
Zawi³e losy projektu
W 1999 roku Perlmutter, który pracuje w Departamencie Energii w Lawrence Berkeley National Laboratory, zaproponowa³ misjê SNAP (Supernova Acceleration Probe) obliczon± na poszukiwanie ciemnej energii. Cztery lata pó¼niej Bia³y Dom zleci³ Departamentowi Energii, by partnerowa³ NASA w projekcie, który sta³ siê znany jako JDEM (Joint Dark Energy Mission). Og³oszono te¿ przyjmowanie zg³oszeñ na projekty konkurencyjne.
Okaza³o siê jednak, ¿e wspó³praca NASA i Departamentu Energii siê nie uk³ada. Kilka rund spotkañ do niczego konkretnego nie doprowadzi³o. "Mo¿e nie powinni¶my byli próbowaæ z³apaæ dwóch srok za ogon" - zastanawia siê Perlmutter.
Ostatecznie w 2008 roku NASA i Departament Energii przeznaczy³y na tê misjê 600 milionów dolarów (kwota bez uwzglêdnienia kosztów startu). Naukowcy zajmuj±cy siê ciemn± energi± nie potrafili jednak zaprojektowaæ urz±dzenia, które zmie¶ci³oby siê w tym bud¿ecie.
Chwileczkê... Czy to czasem nie to samo?
Przeczuwaj±c, ¿e do kontynuowania dro¿szego projektu bêdzie potrzebne b³ogos³awieñstwo National Academy of Sciences, Morse przedstawi³ kilka wersji misji panelowi w ramach NAS - znanemu te¿ jako Astro2010 - któremu powierzono zadanie okre¶lenia priorytetów dla spo³eczno¶ci astronomicznej na nastêpn± dekadê.
Alan Dressler z Carnegie Observatories, który przewodniczy³ jednemu z podkomitetów panelu zauwa¿y³, ¿e trzy ze zg³oszonych projektów - dotycz±ce ciemnej energii, poszukiwania planet wokó³ innych gwiazd i badania promieniowania podczerwonego z kosmosu - wymaga³y identycznego sprzêtu. Zaproponowa³ wiêc ich po³±czenie w wiêksz± misjê, która mog³aby wystartowaæ oko³o 2020 roku. W³a¶nie tê misjê nazwano WFIRST.
"Wtedy wydawa³o mi siê to i zreszt± nadal wydaje dobrym pomys³em" - mówi Roger Blandford ze Stanford, astrofizyk i przewodnicz±cy panelu Astro2010.
Europa te¿ chce badaæ ciemn± energiê
W miêdzyczasie tak¿e Europejska Agencja Kosmiczna uczyni³a z ciemnej energii swój priorytet. W lutym 2010 roku Europejczycy wys³ali list do NASA, w którym proponowali Amerykanom 20 proc. udzia³ów w Euklidesie i dwa miejsca w zespole naukowym. Astronomowie w USA zareagowali z mieszanymi uczuciami. Zaanga¿owanie w Euklidesa odci±gnê³oby zasoby od ich w³asnej misji, z pewno¶ci± j± opó¼niaj±c.
We wrze¶niu komitet doradzaj±cy NASA w dziedzinie astrofizyki, którym kieruje Boss z Carnegie Institution, doszed³ do wniosku, ¿e zanim WFIRST wyruszy w swoj± podró¿, Euklides bêdzie ju¿ pracowa³ od trzech-czterech lat.
Zarówno komitet Bossa, jak i Astronomy and Astrophysics Advisory Committee, który doradza National Science Foundation and Energy Department oraz NASA, doszli jednak do wniosku, ¿e w³±czenie siê w europejski projekt by³oby niezgodne z rekomendacjami Akademii.
Naukowcy te¿ maj± problemy z pieniêdzmi
Zanim drugi panel NAS zebra³ siê w grudniu, sytuacjê pogorszy³a wiadomo¶ci o problemach z teleskopem Webba. Webb, który by³ najwiêkszym priorytetem Akademii 10 lat temu i do tej pory poch³on±³ ju¿ 5 miliardów dolarów, nie zostanie wystrzelony na orbitê wcze¶niej ni¿ w 2015 roku (a nawet pó¼niej), poniewa¿ NASA okaza³a siê niezdolna do poprawnego oszacowania, ile czasu zajm± jej m.in. testy teleskopu. Kwesti± wci±¿ otwart± pozostaje to, ile pieniêdzy pozostanie agencji na nowe projekty po op³aceniu prac zwi±zanych z Webbem. A ¶rodków wiele nie ma - tylko 2,2 miliarda dolarów.
Na dodatek NASA musi zmierzyæ siê z tym, co Morse nazywa "trudnym ¶rodowiskiem finansowym". Chodzi o maj±cych obecnie przewagê w Izbie Reprezentantów Republikanów, którzy zapowiadaj± redukcjê bud¿etu federalnego.
...i z ba³aganem
Niektórzy astronomowie twierdz±, ¿e NASA i Morse, postawili ich pod ¶cian±. "Nie wiedzia³? (o problemach z Webbem) W takim razie powinien zostaæ zwolniony" - mówi Dessler z Carnegie Observatories.
Morse zapewnia, ¿e rozumie i podziela frustracjê kolegów. Twierdzi jednak, ¿e od dawna ostrzega³ panel, i¿ jego plany mog± zostaæ pokrzy¿owane przez projekt teleskopu Webba, o którym od pocz±tku wiedziano, ¿e bêdzie sprawia³ problemy."Spo³eczno¶æ - mówi, odnosz±c siê do Astro2010 - wykona³a swoj± pracê najlepiej jak mog³a przy dostêpnych zasobach. Presja finansowa jest dzi¶ znacznie wiêksza, ni¿ spodziewali¶my siê jeszcze rok temu".
Albo, jak to uj±³ Michael Turner, kosmolog z University of Chicago i cz³onek Astro2010: - "Mamy tu ogromny ba³agan".
W grudniu NASA zaczê³a przyjmowaæ zg³oszenia od astronomów chc±cych do³±czyæ do Euklidesa i wy³oni³a zespó³, który od lutego rozpocznie uk³adanie planu dla WFIRST.
"Przecie¿ wszyscy chcemy tego samego"
Z punktu widzenia Akademii Euklides ma pewne wady - nie przewiduje obserwacji supernowych, dziêki którym odkryto przecie¿ ciemn± energiê. Na dodatek, Amerykanie nie odgrywaj± w nim wiod±cej roli.
Boss uwa¿a jednak, ¿e te obawy maj± siê nijak do dzisiejszych realiów. Trzymanie siê ich tylko pozbawi USA udzia³u w tym, co mo¿e byæ jedyn± misj± obliczon± na badanie ciemnej energii w najbli¿szym czasie. "Czas na odrobinê kreatywno¶ci" - mówi.
"W Unii Europejskiej powstaje rocznie wiêcej prac naukowych ni¿ w Stanach Zjednoczonych" - kontynuuje Boss - "Przegonili nas rok temu i dalej ca³kiem nie¼le im idzie".
Perlmutter, jeden z odkrywców ciemnej energii, twierdzi podobnie. "Smutne w tym wszystkim jest to, ¿e wszyscy bardzo siê staraj±. Nie ma na kogo zrzuciæ winy. Wszyscy chcemy mieæ w tym udzia³. W koñcu jeste¶my naukowcami."
Dennis Overbye
The New York Times
t³um. AWT
http://fakty.interia.pl/new-york-times/news/wyprawa-po-ciemna-energie-rozplynie-sie-w-mroku,1579917,6806