Nobelova nagrada za fiziku 2025: Veliki korak ka kvantnoj tehnologiji budućnosti

IBM-ov kvantni kompjuter

U godini koju je UNESKO, povodom stogodišnjice kvantne mehanike – nauke utemeljene radovima Vernera Hajzenberga i Volfganga Paulija iz 1925, a čiji dometi su promenili našu percepciju fizičkog sveta – proglasio Međunarodnom godinom kvantne nauke i tehnologije, Nobelovu nagradu za fiziku dobili su Džon Klark, Mišel Devore i Džon Martinis. Njihovo otkriće makroskopskog kvantnog tunel-efekta i demonstracija kvantne prirode ukupne energije električnog kola omogućuje razvoj novih tehnologija baziranih na kvantnoj fizici, kao što su kvantna kriptografija, kvantni senzori i kvantni kompjuteri. Šta to zapravo znači?

Objavljivanje dobitnika Nobelove nagrade za fiziku za 2025. godinu
u Kraljevskoj švedskoj akademiji nauka u Stokholmu, 7. oktobra 2025.

Za razliku od Nobelove nagrade za mir, ona koja se dodeljuje za fiziku sačuvala je svoj renome i reputaciju. U svom testamentu, Alfred Nobel stavio je fiziku na čelo nagrađivanih naučnih disciplina – ispred hemije, medicine, književnosti ili nagrade za mir (nagrada za ekonomiju dodata je naknadno).

Iako je nepravdi bilo, jer neki veliki fizičari nikad nisu dobili ovu nagradu, bitno je pomenuti da nijedan dobitnik nije bio naučno osporavan i da su nagrađena naučna dostignuća preživela test vremena. Jednostavno, za fizičara ne postoji nagrada koja bi se mogla uporediti sa Nobelovom.

Zato je, i pored svojih manjkavosti, hronika Nobelove nagrade za fiziku jedna fascinantna priča o neprekidnom, nezaustavljivom rastu ljudskog znanja. Prošlogodišnju nagradu, podsećanja radi, dobili su Džon Hopfild i Džefri Hinton za svoj pionirski rad na polju mašinskog učenja i veštačke inteligencije.

Džon Martinis, Mišel Devore i Džon Martinis

Ove godine Nobelovu nagradu za fiziku dobili su Džon Klark, Mišel Devore i Džon Martinis za svoj rad u polju kvantne fizike, odnosno za otkriće „makroskopskog kvantnog tunel-efekta i demonstraciju kvantne prirode ukupne energije električnog kola“. Njihov rad, stoji u obrazloženju Nobelovog komiteta, „omogućio je razvoj novih tehnologija baziranih na kvantnoj fizici kao što su kvantna kriptografija, kvantni senzori i kvantni kompjuteri“.

U obraćanju nakon dodele nagrade, predsedavajući Nobelovog komiteta za fiziku Ole Erikson je izjavio: „Fascinantno je kako nam kvantna fizika, nauka stara preko 100 godina, još uvek priređuje iznenađenja. I sve to uz ogromnu praktičnu korist jer je kvantna mehanika utkana u temelj današnje digitalne tehnologije.“

Na važnost kvantne mehanike, koja objašnjava ponašanje materije i energije na najnižem, subatomskom nivou, skrenuo je pažnju i UNESKO, koji je u slavu njene stote godišnjice 2025. godinu proglasio za Međunarodnu godinu kvantne nauke i tehnologije.

Iako je na svom početku kvantna mehanika bila dočekana sa velikom skepsom jer se mnogi njeni postulati kose sa zdravorazumskim poimanjem sveta, a često i sa elementarnom logikom, ova teorija uspešno je prošla najrigoroznije eksperimentalne provere i danas se smatra jednom od najuspešnijih tvorevina ljudskog uma.

Tvorci kvantne mehanike: Maks Plank, Albert Ajnštajn, Nils Bor, Verner Hajzenberg, Luj de Brolj, Ervi Šredinger, Enriko Fermi, Volfgang Pauli i Pol Dirak

Počeci kvantne mehanike pripadaju zapravo kraju 19. veka, kada su fizičari pokušavali da objasne spektar zračenja koje emituje telo na određenoj temperaturi. Prema tadašnjim proračunima, ukupna energija emitovana u domenu vrlo kratkih talasnih dužina imala je beskonačnu vrednost. Pokušaji fizičara da objasne ovu „ultra-ljubičastu katastrofu“ bili su neuspešni sve dok Maks Plank nije dobio korektan rezultat pretpostavljajući da se emitovana energija sastoji iz diskretnih „paketa“.

Iako je za Planka ova pretpostavka bila tek korisna matematička poštapalica, naredne generacije naučnika (Hajzenberg, Dirak, Šredinger, Pauli, Ajnštajn, Bor i mnogi drugi) pokazaće da je Plankova pretpostavka zapravo fizička realnost. To saznanje staro je otprilike 100 godina, otud i inicijativa UNESKO-a da se ova godina adekvatno i obeleži. S pravom.

Kvantna mehanika nam je u međuvremenu pokazala da materija ima dualnu, čestično-talasnu prirodu, da je nemoguće istovremeno precizno odrediti sve parametre čestica (položaj, brzinu, energiju), da se svaka od čestica može nalaziti u superpoziciji stanja koja su često kontradiktorna, te da par čestica može imati spregnuta svojstva bez obzira na njihovo međusobno rastojanje. Ta saznanja nisu samo naučna egzotika: da nije njih, danas ne bismo imali poluprovodnike, mikroprocesore, računare...

Holandska kraljica Maksia na Svetskom danu kvantne 
mehanike u Enšedeu, Holandija, aprila 2025.

Jedan od čuvenih kvantnih fenomena odnosi se na tzv. kvantno „tuneliranje“ ili „tunel-efekat“ (quantum tunneling).

Posmatrajte, recimo, protone (jezgra vodonika), u Sunčevom jezgru – da bi došlo do njihovog spajanja (fuzije) neophodno je da protoni imaju dovoljnu energiju da savladaju nevidljivu „energetsku barijeru“. Ta barijera rezultat je proste činjenice da svi protoni imaju pozitivno naelektrisanje i da se istoimena naelektrisanja međusobno odbijaju.

Da bi protoni „preskočili“ ovu barijeru i „zalepili se“ međusobno, potrebno je da imaju dovoljno visoku kinetičku energiju određenu temperaturom u jezgru Sunca. Iako je ta temperatura kolosalna (reda 15 miliona Kelvina), ako uzmete u obzir zakone klasične fizike ispostaviće se da je ona, ipak, nedovoljna da prevaziđe postojeću odbojnu silu između protona kako bi fuzioni proces uopšte mogao da započne.

Dakle, prosta matematika kaže da bi Sunce trebalo da bude inertna, hladna lopta sačinjena od vodonika i helijuma, nalik na Jupiter ili Saturn. Pa ipak, fuzija na Suncu se dešava uz emitovanje ogromne količine energije jer postoji „nešto“ što omogućava započinjanje nuklearne reakcije. To „nešto“ je tzv. „tunel efekat“.

Suština fenomena leži u tome da je svaki proton u kvantnoj mehanici predstavljen „talasnom funkcijom“ koja definiše verovatnoću da se čestica u određenom trenutku nađe u određenom delu prostora. U blizini energetske barijere ta funkcija drastično opada, ali ne nestaje, tako da postoji neka mala verovatnoća da se čestica, i pored relativno male energije koju poseduje, nađe sa druge strane barijere.

Ta verovatnoća je toliko mala da će se od nekoliko milijardi protona koji se nalaze na putanji čeonog sudara formirati samo jedan par koji će moći da učestvuje u nastavku nuklearne fuzije. Za spoljašnjeg posmatrača izgleda kao da je jedan od protona iz novoformiranog para pronašao skriveni „tunel“ u energetskoj barijeri između njih i našao se na drugoj strani prepreke, u neposrednoj blizini drugog protona.

У класичној физици човек мора да се попење на планину да би стигао на другу страну. У квантној физици објекат може да дође на другу страну пробијајући тунел кроз планину

U klasičnoj fizici čovek mora da se popenje na planinu da bi stigao na drugu stranu. U kvantnoj fizici objekat može da dođe na drugu stranu probijajući tunel kroz planinu

I naredne faze nuklearne reakcije imaju slične energetske barijere, tako da je jednom protonu, u proseku, potrebno oko 10 milijardi godina da prođe kroz ceo proces fuzije. Ali to je samo prosek: zbog veličine Sunca i ogromnog broja protona, uvek ima dovoljno onih koji će mnogo pre proći kroz svoje „tunele“, sve dok se od četiri protona ne formira jezgro helijuma, uz oslobađanje energije koja Suncu omogućava da sija, a nama da živimo.

Sve što je moguće, desiće se kad-tad

Bez kvantnog tuneliranja ne bismo mogli da objasnimo ni fenomen radioaktivnosti – alfa čestica nalazi se zarobljena u atomskom jezgru jer je njena energija nedovoljna da se otrgne jakoj nuklearnoj sili koja je drži vezanom za jezgro. Pa ipak, zbog prirodne talasne funkcije, postoji određena verovatnoća da i tako „okovana“ alfa čestica kad-tad napusti jezgro. Ponekad je za realizaciju ovog procesa potreban delić sekunde, ponekad nebrojene godine...

Ali poenta je u tome da će se sve što je moguće, ma koliko malo verovatno, desiti kad-tad, jer priroda ima vremena koliko god hoćete.

Leon Djutiol, junak priče Marsela Emea "Čovek koji je prolazio kroz zidove", Monmartr

Fenomen je našao i svoju praktičnu primenu: bez tunel-efekta ne bi bilo ni mnogih modernih poluprovodničkih materijala, elektronskih mikroskopa ekstremno visoke rezolucije, savremenih uređaja za skladištenje podataka, merne opreme izuzetne osetljivosti, kvantnih računara...

Ovde se nameće jedno interesantno pitanje: ako jedan proton ili elektron može da prođe kroz naizgled nepremostivu energetsku barijeru, da li je tako nešto moguće na makroskopskom nivou?

Drugim rečima, i pomalo karikirano: da li je moguće da teniska loptica bačena u betonski zid prođe kroz prepreku i nađe se sa njegove druge strane? Teoretski odgovor je – da!

Već pomenuta talasna funkcija može se sračunati i za grupu čestica i za čitava tela tako da, bar u teoriji, bačena loptica može da završi bilo gde, pa čak i iza zida. Međutim, ta verovatnoća toliko je mala da se u praksi takve stvari ne dešavaju: mogli biste da provedete trilione godina bacajući loptu u zid, a da ona nijednom ne pređe na suprotnu stranu.

Automobili ne propadaju kroz asfalt, putnici ne ispadaju iz aviona, zatvorenici ne prolaze tek tako kroz zatvorske rešetke i vi, dok čitate ovaj tekst, svakako nećete propasti kroz stolicu. Reklo bi se da je tunel-efekat pojava ograničena na mikrosvet, na samo jednu ili, eventualno, par čestica.

Ipak, jedna grupa američkih naučnika rešila je da ovo naizgled očigledno tvrđenje stavi na probu.

U seriji eksperimenata obavljenih sredinom osamdesetih godina prošlog veka, Džon Klark, Mišel Devore i Džon Martinis pokazali su da se tunelski proces može osmotriti na mnogo većoj skali, sa mnogo većim brojem čestica.

Testirani objekat bio je nalik na kompjuterski čip, dovoljno veliki da stane u šaku, sastavljen od dva poluprovodnika odvojena tankim slojem izolatora (takozvanim „Džozefsonovim spojem“, koji je osmislio još jedan nobelovac, Brajan Džozefson).

Kada se ovaj materijal ohladi skoro do apsolutne nule, elektroni koji slobodno „plutaju“ unutar kristala poluprovodnika formiraju tzv. „Kuperove parove“, koji se ponašaju kao jedna elementarna čestica sa potpuno novim svojstvima. Ta svojstva omogućavaju parovima elektrona da putuju kroz materijal bez otpora. Brajan Džozefson je pretpostavio da ovi parovi, zahvaljujući tunel-efektu, mogu da prođu kroz izolacionu membranu, što je eksperimentalno potvrđeno 1962. godine.

Inspirisani radovima britanskog naučnika Entonija Džejmsa Legeta, koji se bavio fizikom niskih temperatura i za svoj rad u oblasti superfluidnosti dobio Nobelovu nagradu za fiziku 2003. godine, ovogodišnji nobelovci Klark, Devore i Martinis rešili su da odu korak dalje.

Prema Legetovoj teoriji, na dovoljno niskoj temperaturi sistem bi trebalo da dođe u stanje minimalne energije u kome bi svi Kuperovi parovi zajedno bili opisani jednom talasnom funkcijom i ponašali se kao jedinstveni entitet.

Koristeći inovativne tehnologije merenja karakteristika Jozefsonovog spoja, ovaj trio naučnika uspeo je da pokaže da se na ekstremno niskim temperaturama milijarde elektrona koji prolaze kroz membranu ponašaju kao jedna čestica koja formira čitavo strujno kolo.

Oni su istovremeno pokazali i da se energija uskladištena u takvom električnom toku može uvećati ili smanjiti samo u diskretnim količinama, istim onim „paketićima“ koje je nekada davno „izmislio“ Maks Plank, baš kao što to kvantna mehanika i predviđa.

SQUIDS

Klark je u jednom radu iz devedesetih godina pokazao kako se ovaj makroskopski tunel-efekat može iskoristiti u industriji superprovodnih materijala za izradu ekstremno osetljivih instrumenata za merenje intenziteta magnetnog polja ili strujnog napona. Ovi uređaji, poznati pod nazivom SQUIDS, vrlo brzo su našli primenu i u industriji, pre svega u medicinskoj opremi.

Suštinski doprinos ove trojice naučnika bio je u tome što su pokazali da kvantna mehanika nije ograničena samo na svet veoma malog već da se može primeniti i na srednjem („mezo“) i na najvišem („makro“) nivou, gde u kvantnim procesima orkestrirano učestvuju milijarde spregnutih čestica.

Ti kvantni sistemi dovoljno su veliki da ih možete videti i opipati i ne traže nikakvu posebnu opremu za rukovanje.

Džon Klark rođen je u Kembridžu 1942. godine, gde je studirao fiziku i stekao doktorsku titulu. U Ameriku se preselio 1968. kako bi nastavio post-doktorske studije na Berkliju. Profesorsko mesto na istom univerzitetu dobio je godinu dana kasnije i tu je proveo celu naučnu karijeru.

Mišel Devore

Mišel Devore rođen je u Parizu 1953. godine. Doktorirao je fiziku na pariskom univerzitetu 1982. godine. Nakon toga preselio se u Berkli kako bi radio sa Klarkom i Martinisom, koji je u to vreme još uvek bio student. Nakratko se vratio u Francusku da bi tamo osnovao sopstveni istraživački centar, ali se 2002. godine odlučio da karijeru nastavi na univerzitetu Jejl. Na univerzitet Santa Barbara u Kaliforniji prešao je 2024. godine.

Devore je, uz fakultetsku karijeru, veoma angažovan i u Guglu gde predvodi Guglov „Kvantum tim za veštačku inteligenciju“. Predsednik Francuske Emanuel Makron lično mu je čestitao na dobijenoj nagradi.

Džon Martinis rođen je 1958. godine u Americi. Diplomirao je na Berkliju 1980. godine, a na istom univerzitetu kasnije je i doktorirao. Post-doktorske studije započeo je u Americi, a završio u Francuskoj. Na univerzitetu u Santa Barbari radio je od 2004. do 2014. godine, a zatim se pridružio Guglu, kako bi učestvovao u razvoju kvantnih računara. U Australiju se preselio 2020. godine i zaposlio u startap kompaniji „Silikon Kvantum Kompjuting“ u kojoj i dalje radi kao menadžer zadužen za tehnologiju.

Džon Martinis sa suprugom Džin nakon vesti da je dobio Nobelovu nagradu

Kada preletite kroz ove biografije, reklo bi se da se ovogodišnja dodela Nobelovih nagrada nadovezala na prošlogodišnju kada su tri Nobelove nagrade, dve za hemiju i jedna za fiziku, takođe otišle u ruke inženjera koji su manji ili veći deo svog radnog veka proveli u Guglovim istraživačkim centrima.

U svojoj prvoj izjavi nakon saznanja da je dobio Nobelovu nagradu Klark nije krio iznenađenje, s obzirom da je od trenutka otkrića pa do danas prošlo skoro četiri decenije. Skromno je rekao da je on samo jedan od trojice zaslužnih i da je oduševljen činjenicom da se fenomen kojim su se bavili, danas koristi u svakom kompjuteru ili mobilnom telefonu.

Osim toga, pomenuo je da sa velikim interesom prati razvoj kvantnih računara čije su mogućnosti, bar na papiru, neslućene: „Znam da neki od ovih računara koriste rezultate našeg rada, a da li će se nešto iz toga na kraju izroditi, ne umem da procenim.“

Džon Klark

Da bismo uopšte počeli priču o kvantnim kompjuterima, u koje najveće svetske informatičke kompanije ulažu milijarde dolara, moramo da se podsetimo kako funkcionišu oni klasični.

Bez obzira da li govorimo o mobilnom telefonu, tabletu, laptopu ili superkompjuteru, postoji nešto što im je zajedničko: svi ti uređaji manipulišu isključivo nulama i jedinicama na isti način.

Svaki video, tvit, poruka ili tekst koji upravo čitate nije ništa drugo do niz nula i jedinica. Kada kompjuter „nešto računa“, procesor, kao glavna „radilica“ u njemu, konvertuje jedan skup nula i jedinica u drugi korišćenjem instrukcija koje su takođe zapisane nulama i jedinicama.

Ono što obično nazivamo „memorijom“ zapravo je skup elektronskih prekidača koji imaju tačno dva različita stanja – jedno od njih označavamo kao „0“, drugo kao „1“. Ne postoji „međustanje“, nešto između dve pomenute krajnosti. Najmanja količina informacija kojom kompjuter može da manipuliše zove se bit i bit može da ima samo dve navedene vrednosti.

Superkompjuter "Fugaku"

Kada povežete hiljade procesora i mnogo bitova u jednu celinu i na to dodate softver koji je u stanju da iskoristi sav taj hardverski potencijal, dobijate superkompjuter koji je u stanju da rešava najteže probleme iz matematike, fizike, hemije, medicine, tehnike...

Najbrži superkompjuter današnjice, japanski „Fugaku“, u stanju je da izvede neverovatnih 440 hiljada biliona računskih operacija u sekundi.

Ali priroda ne funkcioniše po sistemu „ili nula ili jedan“. U prirodi postoji element neizvesnosti koji je teško simulirati klasičnim kompjuterima. Postoji i čitava klasa problema koji su naizgled jednostavni, ali nepodesni za rešavanje korišćenjem superkompjutera.

Jedan od interesantnijih je „problem trgovačkog putnika“. Zamislite trgovca koji želi da ponudi svoju robu u 100 različitih gradova. Kojim redosledom on treba da poseti ove gradove tako da pređe najmanje kilometara? Ovo je klasični kombinatorni problem i nalaženje optimalnog rešenja često podrazumeva sekvencijalno ispitivanje enormnog broja mogućnosti, što je dugotrajan proces čak i na najjačim kompjuterima. 

Kvantni kompjuteri ne predstavljaju novu generaciju kompjutera, baš kao što ni sijalica ne predstavlja novu generaciju sveća. Kvantni kompjuteri neće jednog dana zameniti svu našu kućnu ili kancelarijsku elektroniku. Klasični kompjuter i dalje će predstavljati najjednostavnije, najekonomičnije, a često i najbrže sredstvo za rešavanje većine svakodnevnih problema. Kvantni kompjuteri su nešto sasvim drugo za nešto sasvim treće...

Kod kvantnih kompjutera umesto bitova imamo „kvantni bit“ ili kubit („qubit“). U fizičkom smislu, kubit može da bude jedan foton, par spregnutih elektrona unutar provodnika ohlađenog do apsolutne nule, jedan atom na tacni od silicijuma, jon kontrolisan elektromagnetnim poljem ili nešto stoto.

U svakom slučaju, kubit je zbog svoje veličine vrlo osetljiv i svaka manipulacija kubitima je vrlo delikatan proces.

Na tako minijaturnoj skali, svaka čestica ima određena svojstva koja najčešće nemaju ekvivalent u makroskopskom svetu. Ta svojstva zajedno definišu tzv. kvantno stanje čestice. Ako je to stanje kontrolisano i merljivo, imamo kubit, osnovnu računarsku jedinicu kvantnog kompjutera. Jedan kubit ne predstavlja ništa, kvantni računar nastaje tek kad povežete više kubita u jednu celinu.

Tako spregnuti kubiti imaju neuporedivo veću računarsku snagu u odnosu na isti broj povezanih bitova. Dodavanjem jednog bita u klasični sistem ne dobijate praktično ništa, ali zato dodavanjem jednog kubita u kvantni računar duplirate njegovu snagu.

Ova snaga proističe iz dva kvantna fenomena: superpozicije i spregnutosti.

Zamislite novčić bačen u vazduh. On će na kraju pasti na pod, na jednu ili drugu stranu, na nulu ili jedinicu. U svetu klasičnih kompjutera, ovo su jedina dva moguća ishoda. Kubit, međutim, predstavlja bačeni novčić koji se još uvek vrti u vazduhu. U svom kvantnom stanju kubit sadrži oba krajnja rezultata, i nulu i jedinicu.

Superpozicija predstavlja sposobnost kubita da bude u oba različita stanja istovremeno.

Kubit je, prosto rečeno, objekat koji u datum trenutku ima vrednost 0 ili 1 sa određenom verovatnoćom. Kubit može da „naginje“ jednoj od ove dve vrednosti, a suština kvantnih proračuna je da se ovo „neodređeno“ stanje prevede u stanje u kome kubit ima vrednost 0 ili 1, eliminišući element slučajnosti.

Kvantna superpozicija

Još jedan primer superpozicije: zamislite lavirint i zadatak da nađete izlaz iz njega. Klasični kompjuteri jednostavno prave nasumične pokušaje. Prvi pokušaj biće, na primer, skretanje ulevo. Ako se ovo pokaže kao pogrešna strategija, naredni pokušaj biće skretanje udesno. I tako na svakoj raskrsnici lavirinta na koju kompjuter naiđe. Proces je u svakom slučaju dugotrajan, ali vodi do krajnjeg cilja.

Kod kvantnog kompjutera, zahvaljujući superpoziciji kubita, moguće je istovremeno skrenuti i levo i desno.

Kvantni kompjuter istražuje obe mogućnosti istovremeno, kao da funkcioniše u dve paralelne dimenzije. Broj mogućnosti raste sa svakom novom raskrsnicom, ali se složenost proračuna ne povećava. Povećava se samo broj dimenzija problema.

Ključna karakteristika kvantnog kompjutera je da on ove dodatne dimenzije rutinski tretira kao jedan veliki multidimenzionalni prostor, u kome svaka dimenzija sadrži jedno od mogućih rešenja.

Kvantna spregnutost

Drugi kvantni fenomen, spregnutost, predstavlja sposobnost kubita da se uparuju tako da se nalaze u identičnom kvantnom stanju. Promena stanja jednog kubita trenutno se odražava i na spregnuti kubit, čak i ako se on nalazi na veoma velikom rastojanju.

Ajnštajn je ovu pojavu nazvao „sablasnom akcijom na daljinu“, a kvantna mehanika još uvek nema zadovoljavajuće objašnjenje za ovaj fenomen.

Svejedno, niko nas ne sprečava da koristimo čak i ono što ne razumemo. Za razliku od klasičnih kompjutera čija je snaga, otprilike, proporcionalna broju bitova, snaga kvantnih kompjutera raste strahovito brzo sa dodavanjem novih kubita, upravo zahvaljujući kvantnoj spregnutosti.

Kako se broj kubita bude povećavao, super-računari će sve teže držati korak. Kada kvantni računar bude imao više od 70 stabilnih kubita, super-računar će morati da zauzme površinu čitavog jednog grada kako bi imao istu kompjutersku snagu. Na duge staze, superkompjuteri će izgubiti ovu trku. Ali samo pod uslovom da kvantni kompjuteri prežive, tj. prevaziđu sadašnje teškoće.

Ovde nailazimo na ključni problem: svi današnji kvantni računari pate od „dekoherencije“, (pre)osetljivosti na spoljašnje uticaje, čak i one najmanje. Upravo kontrola dekoherencije kvantne računare čini tako komplikovanim i skupim.

Guglov kvantni kompjuter

Najmanja vibracija, priliv toplote ili fizički kontakt mogu nekontrolisano da promene ili očitaju kvantno stanje kubita pre nego što on završi svoje učešće u izračunavanju. Kada se kvantno stanje kubita očita pre završetka izračunavanja, kubit „kolabira“. Drugim rečima, postaje neupotrebljiv.

Upravo zato se kubiti smeštaju u strogo kontrolisano okruženje, najčešće vakuum, uz temperaturu blisku apsolutnoj nuli. Iako su kubiti često minijaturni, kvantni kompjuter ima veličinu velikog frižidera u kome se najveći deo opreme koristi za sprečavanje dekoherencije.

Sa svim tim cevima, crevima, spiralama, visećim provodnicima, blokovima za hlađenje, stvaranje i održavanje vakuuma, kvantni kompjuter više liči na instalaciju Hansa Gigera pozajmljenu iz serijala „Osmi putnik“, nego na mašinu za računanje.

Današnji informatički giganti troše milijarde dolara godišnje kako bi njihovi kvantni računari konačno demonstrirali „kvantnu supremaciju“, tj. sposobnost da reše bar neki komplikovani (ne nužno i korisni) matematički ili fizički problem brže od klasičnih računara.

Dosadašnji rezultati su relativno skromni i diskutabilni. Gugl je 2019. godine objavio da je, koristeći svoj kvantni računar „Sikamor“ sa 53 kubita dostigao stadijum supremacije, da bi nešto slično uradila i kineska kompanija „Jiužang“, samo godinu dana kasnije. Problemi koji su rešavani u ova dva slučaja bili su toliko apstraktni (i beskorisni) da bi svaki pokušaj njihovog opisivanja u par rečenica bio uzaludan.

Javnost je sa skepsom ispratila ovu kvantnu „demonstraciju sile“, smatrajući da su rešavani problemi bili izveštačeni, bez ikakve upotrebne vrednosti, uz poneki „zloban“ komentar da kvantni računari još uvek kubure sa elementarnim računskim operacijama kao što su sabiranje ili množenje dva dvocifrena broja.

Ali, niko još nije spreman da odustane. Gugl i mnogi njegovi rivali razvoj svojih kvantnih računara danas baziraju na superprovodnim kubitima, nalik na one sa kojima su eksperimentisali Klark, Devore i Martinis.

Džon Klark, Mišel Devore, Džon Martinis

Oni su pokazali da se kvantna svojstva potrebna za implementaciju kubita i kvantnih računara mogu naći i u makro-sistemima koji su, može biti, mnogo podesniji za implementaciju, korišćenje i upravljanje od kubita konstruisanih od pojedinačnih atoma ili elementarnih čestica.

Ako imate kubit koji dobro razumete, koji je relativno lako napraviti, kojim je lako manipulisati i koji je stabilan tokom dugotrajnih proračuna, onda ni dostizanje kvantne supremacije ne mora da bude daleko.

Uz ogromnu slavu koja ih je zasluženo snašla, Klark, Devore i Martinis treba da podele i novčanu nagradu od milion evra na ravne časti. Deluje mnogo ali to je, verovatno, tek milioniti deo profita koji će ostvariti kompanija koja na tržište bude izbacila prvi kvantni kompjuter sposoban da rešava praktične probleme.

Ovogodišnji laureati su svojim radom pokazali da se kvantni sistemi mogu stvoriti i u makroskopskom svetu. Koliko veliki ti kvantni sistemi zaista mogu da budu i kako ih iskoristiti u digitalnim tehnologijama sutrašnjice pokazaće, najverovatnije, neki novi nobelovci.

RTS OKO

Šta sanjamo a šta nam se događa

Nije sporno da su sve posete našeg predsednika stranim državama i državnicima istorijske, toliko puta se tok istorije promenio zato što je naš predsednik seo na Trampovu hoklicu, otišao kod Makrona da (opet) kupi “Rafale”, ili gledao Putunovu paradu, on i predsednik Slovačke i niko više iz Evrope, valjda su svi ostali državnici EU tog dana sređivali podrum ili vozili auto na tehnički pregled. Ipak, među svim tim istorijskim događajima, naročito se ističu oni koji su prerasli u legendu, koji se pamte i prepričavaju, koji su ušli u narodni folklor i koji će jednog dana svakako biti opevani u desetercu. Prve pesme u tom novom ciklusu junačkih narodnih pesama pod nazivom “Zlatno doba Aleksandra Velikog” svakako će biti posvećene kineskom predsedniku - jer, kad god naš predsednik ode u Kinu, odatle stižu tako dobre vesti koje svu onu sreću koja nas je zadesila u poslednje vreme (jeftiniji kulen i prašak za pecivo, kratko ali dostojanstveno učešće košarkaške reprezentacije na Evropskom prvenstvu) uzdižu na nivo sveopšte nacionalne euforije.

Sećate li se (ko bi to uopšte mogao da zaboravi, sve i da sme) legendarne posete našeg predsednika Kini iz septembra 2018. godine? Bilo je to ono vreme kada smo osmislili novi strateški pristup trgovini sa ovom mnogoljudnom zemljom: ​​mi njima kokošije noge, svinjske glave i papke, sve ono što smo do juče bacali a onda saznali da Kinezi to smatraju specijalitetom. Svima nam se urezala u sećanje slika rahmetli Palme Jagodinskog kako maše kesicom u kome se nalaze neki živinski otpaci dok novinarima, sav rumen, objašnjava: “Ovo je naš predsednik prodao Kinezima! Ovo!” Za uzvrat, takav je dil bio, mi ćemo od Kineza da dobijemo razne električne sprave, fabrike električnih automobila i kamiona, i ne samo to... Vučić je svojim gostoljubivim domaćinima jasno poručio da mi znamo da oni imaju prototip letećeg automobila (ima li nešto što naš predsednik ne zna?). "Hajde da napravimo tako nešto i u Srbiji. Imamo neke ideje koje sam dobio posle razgovora sa šeikom Muhamedom Bin Zajedom, nešto oni rade i zajedno", rekao je Vučić. Potpisan je ugovor sa kineskom kompanijom CRBC nakon čega je ministar Siniša Mali izjavio: “Kada pređete Pupinov most sa leve strane, u sledećih par godina nići će ogroman industrijski park na 320 hektara... Ukupna investicija iznosiće oko dva milijarde evra“. Leteći automobili stigli su u Srbiju.

Mislim, stigli bi sigurno, samo da nešto nije zapelo. Vrednost projekta revidirana je na znatno skromnijih 300 miliona evra ali je ostao cilj da se tu smesti preko hiljadu tehnoloških kompanija i otvori najmanje 10–25 hiljada novih radnih mesta. Reklo bi se: mnogo priče, malo betona. Da li zbog korone ili zbog toga što je cela priča bila, bože sakloni, izmišljena ili naduvana preko svake mere, od te grandiozne investicije nije bilo ništa. Kad pređete Pupinov most sa leve strane je jendek, kao što je vazda i bio. Srbija je ostala bez letećih automobila i drugih čuda savremene Kine, a ne zna se ni da li je krenuo izvoz kokošijih nožica, svinjskih glava i papaka svih vrsta u kojima definitivno ne oskudevamo.

Ali kad Srbin hoće da poleti, nema tih “studenih sindžira” koji bi ga držali vezanim za zemlju. Ima u Srbiji mnogo pametnih, inovativnih ljudi spremnih da iz sopstvenih skromnih sredstava finansiraju svoje maštovite ideje. Takav je, na primer, Željko Mitrović, vlasnik “Pinka” i istraživačkog centra sa zvučnom skraćenicom (“PRDC”) koji se 24. januara 2021. godine obratio javnosti sa neke neimenovane njive u okolini Beograda: “Verujem da će današnji dan biti upisan u istoriju srpskog i evropskog vazduhoplovstva”. A onda je stavio crnu kacigu na glavu, seo u svoj “oktokopter” (veliki crveni tiganj sa osam rupa za osam elisa) i vinuo se nebu pod oblake. Dobro, možda ne baš pod oblake pošto vozilo tokom trominutnog leta nikad nije dostiglo visinu veću od par metara, pritom se opasno klateći čas na jednu, čas na drugu stranu, kao da je pilot, dalekobilo, vozio ušikan ili ušmrkan. Srećom, letelica je ukroćena nekoliko metara pre nego što je krenula da kosi kukuruz. I onda je pala najava da će vrlo brzo taj isti leteći auto trijumfalno preleteti čitav Beograd, tik iznad naših glava.

Nije se desilo. 

“PRDC” se okrenuo nekim drugim stvarima, kao što su aparat za ozonizaciju krvi i puška za gašenje požara. Ali kad predsednik nešto kaže, onda je to rešeno, onda to tako mora da bude, sve je samo pitanje vremena. Kao metro, kao fabrika čipova “Mubadala”, kao jarbol za zastavu od 200 metara, kao stanica “Prokop”, kao fabrika električnih automobila i kamiona... Ove godine imamo još jedan predsednikov legendarni put u Kinu, opet sa predsednikom Slovačke, rod li su, šta li su, na još jednu paradu raznih ratnih sprava i naprava. Jeste da se naš predsednik nalazio na začelju kolone svetskih državnika koju je predvodio kineski predsednik pa je izgledalo kao da naš predsednik smotava crveni tepih iza onih koji su ga već izgazili, ali to je samo optička varka: on je bio poslednji u koloni jer su zvanice bile poređane po visini. Da je Vučić bio samo pola metra niži, bio bi odmah pored predsednika Sija, možda čak i ispred njega, kao što je i red. 

Nije to bitno, bitno je šta naš predsednik otud poručuje: “Biće kao što sam i obećao, ne brinem za ismevanje. Vodio sam razgovore sa Ikspengom (“Xpeng”) . Ja očekujem da će oni u Kini dobiti dozvolu za leteće automobile, koji su sad ovde u vrednosti oko 300.000 dolara, znači oko 270.000 evra. Verujem da ćemo već sledeće godine do 1. decembra mi moći da pokažemo kako funkcionišu leteći automobili na teritoriji Republike Srbije i da ćemo imati primenu i korišćenje tokom specijalizovanog Ekspa u našoj zemlji, pa ćemo videti da li će i dalje da mi se podsmevaju”. 

U tekstu koji je “Vreme” objavilo 2018. godine, pokušao sam da se šire osvrnem na priču o letećim automobilima. I u to vreme bilo je kompanija koje su pokušavale da ukrste autombil s avionom, dronom ili helikopterom. Nešto od toga je poletelo, nešto nije, ali se prognoza iz teksta da u skorije vreme neće biti pokrenuta komercijalna proizvodnja letećeg vozila - obistinila. Da ponovimo samo neke ključne razloge...

Leteća vozila moraju da budu napravljena od lakih ali dovoljno čvrstih (obično kompozitnih) materijala, da imaju jak, kompaktan sistem propulzije, da imaju brojne sigurnosne mehanizme i redundantne komponente kao i navigaciono-upravljački sistem koji je u stanju da izbegne iznenadne opasnosti i eliminiše pilotske greške. To što je do sada napravljeno nekoliko prototipova koji mogu da uzlete u strogo kontrolisanim okolnostima, tek je prvi korak: skaliranje prototipa i izrada komercijalnog vozila koje može bezbedno da preveze više putnika i dalje je strahovito težak zadatak. Poseban ograničavajući faktor su baterije koje su potrebne za električni pogon elisa na letećim automobilima. Uz sve napretke na ovom polju, kapacitet baterija u odnosu na njihovu masu i veličinu i dalje je mali. Stručnjaci bi rekli da je gustina energije u današnjim baterijama nedovoljna da bi leteći auto bio sposoban da preleti velika rastojanja. 

Rizici eksploatacije letećih automobila takođe su ogromni. Na zemlji, automobili se lupaju svakodnevno, najčešće bez žrtava, jer se najveći deo vožnje obavlja u gradovima gde su brzine kretanja relativno male. U vazduhu, međutim, čak i blisko mimoilaženje dva brza leteća objekta može jednu od njih da baci u “kovit” (nekontrolisano “tumbanje” koje obično ima fatalne posledice). U slučaju sudara, leteći automobili bi zasuli svojim delovima ljude na ulicama koji možda ne bi ni bili svesni da se iznad njihovih glava upravo desio katastrofalan sudar. Na kraju, tu su i kvarovi - ako motori iz bilo kog razloga stanu ili otkaže softver koji kontroliše njihov rad, leteći auto će pasti s neba kao trula kruška. Ukratko, leteći automobili imaju mnogo veći “destruktivni potencijal” od onog koji ima vaš “Punto”. Da bi se tako nešto izbeglo, neophodno je da leteći automobili imaju sisteme za izbegavanje kolizija, da putnici budu opremljeni padobranima, da postoje procedure za hitno prizemljenje i da svi kritični sistemi budu urađeni “u duplikatu”. Implementacija svih ovih zaštitnih mehanizama povećava težinu i kompleksnost vozila, samim tim i njihovu cenu.

Uz to, nebo iznad nas je već preopterećeno saobraćajem. Čak je i vožnja relativno malih dronova zakonski regulisana: u Srbiji i Crnoj Gori za kontrolu leta i izdavanje odgovarajućih dozvola odgovorna je SMATSA (“Serbia and Montenegro Air Traffic Services Agency”). Prema važećem pravilniku, samo dronovi lakši od 250 grama ne podležu značajnim ograničenjima. Svi dronovi teži od 4 kilograma, sve što leti na visini većoj od 100 metara, što može da leti noću, iznad ljudi ili ima radijus letenja veći od 500 metara mora da bude evidentirano u državne knjige. Letovi na visinama većim od 100 metara, sa radijusom većim od 500 metara ili u krugu od 5 kilometara od aerodroma moraju biti prethodno najavljeni i odobreni od strane SMATSA. Rastojanje od ljudi ne sme biti manje od 30 metara a kad je reč o osetljivoj infastrukturi i vojnim objektima, pravila su još rigoroznija.

Zamislite sada nebo iznad grada kojim šparta na hiljade letećih automobila. Kako bi se izbegli incidenti, potrebno je osmisliti potpuno novi sistem registracije letova uz automatizovani sistem kontrole leta koji bi bio spregnut s vozilima u vazduhu. Takvi sistemi ne samo da ne postoje nego na njihovoj izradi trenutno niko i ne radi. Bez takvih sistema, leteći automobili samo bi doprineli da haos u vazduhu budu još veći.

Takođe, leteći autombili ne mogu da polete tek tako što se zalete, rašire krakove sa elisama ili krila i odlepe se od zemlje. Potrebna je infrastruktura za to, potrebna su određena mesta gde te leteće naprave mogu da se prizemlje, servisna mreža i stanice gde je moguće dopuniti gorivo ili baterije. U već prenatrpanim gradovima gde je teško naći mesto i za novi ulični kiosk, ovo će zahtevati novi urbanistički plan i investicije čija se veličina meri milijardama evra.

X-Peng

Tu je i ekološki aspekt: sve postojeće letelice (budući leteći automobili neće biti izuzetak) veoma su bučne, svejedno da li koriste mlazni ili elisni pogon. Ljudi koji žive u neposrednoj blizni visoko-frekventnih aerodroma izloženi su takvim nivoima buke da su najčešće prinuđeni da se odsele na neko mirnije mesto. Iako su današnji avionski motori neuporedivo tiši od onih od pre par decenija, nivo buke je i dalje neprihvatljiv za urbane zone. Kada na već postojeći nivo gradskog “akustičnog zagađenja” dodate zujanje i brujanje silnih letećih automobila, boravak u gradu postaće nesnosan. Uz to, ako leteći automobili ne budu koristili obnovljive izvore energije za svoj pogon, i vazdušno zagađenje biće još veće.

Na kraju, tu je i glavni limitirajući faktor: cena. Leteći automobili tipično koštaju nekoliko stotina hiljada evra a neki od njih i čitav milion. Ako bi jednoga dana krenula njihova serijska proizvodnja, troškovi proizvodnje će se smanjiti pa će i cene biti niže. Ali ne toliko da u narednih par decenija leteći autombili postanu pristupačni širokim narodnim masama i državama “ometenim u razvoju” gde je cena kulena i guz-papira centralna tema centralne informativne emisije. Da ne tupimo mnogo, Srbi će se voziti letećim automobilima kada se svi Amerikanci budu vozili raketama. 

Zato je izjava našeg predsednika o letećim automobilima iz Kine, uz svu mudrost koja joj se ne može osporiti, pomalo apsurdna. Ako je došlo vreme za leteće automobile od 300.000 evra, čemu onda priča o jeftinom parizeru, o tome kako je ministar Mali uštedeo 15% kupujući neke tričarije koje mu ič nisu potrebne u marketu u koji je ušao dva puta u životu (da bi napravio poređenje), zašto obraćati pažnju na vest koju je objavila odnarođena televizija N1 da je struja značajno poskupela, koga briga koliko košta kubni metar kulena, centimetar viršle, litar boze... Hajde da pričamo o onome što je stvarno bitno i aktuelno, o onome što nas čeka već za godinu dana! Kako se ti leteći automobili parkiraju, u vazduhu ili na zemlji? Hoće li i taj parking biti zoniran (moj predlog: prva zona do 100 metara visine, druga zona - troposfera, treća zona - stratosfera, slobodna zona - sve od Meseca pa nadalje). Da li ćemo mi što imamo vozačku dozvolu za B-klasu automatski dobiti i dozvolu za leteće automobile ili ćemo morati da polažemo i pilotski ispit. Kako će saobraćajci regulisati saobraćaj i naplaćivati kazne? Tako što će visiti sa dronova, ili direktno iz helikoptera? Da li će biti dozvoljeno parkiranje na krovovima i špijuniranje komšiluka? Ko će da krpi rupe u vazduhu koje će leteći saobraćaj sigurno proizvesti? Ista služba koja (ne) krpi rupe na putu? Kako će biti rešen prelazak putnika iz jednog u drugi leteći autobus gradskog saobraćajnog? Nije uputno da autobus sleće svaki čas: potrebne su nam leteće autobuske stanice koje bi liftom bile povezane sa zemljom, a s obzirom da nam se liftovi svaki čas kvare, moraju da postoje i merdevine kao rezervno rešenje. Uz dužno poštovanje predsedniku, samo skrećem pažnju na to da u ovoj oblasti imamo gomilu nerešenih problema, dok nas neodgovorni članovi vlade zamajavaju nekakvim krompirom i deteržentom.

X-Peng, naredna generacija

Nego da se vratimo na firmu Xpeng koju je pomenuo predsednik Srbije. Ta firma stvarno postoji (zar je neko sumnjao?), sedište firme nalazi se u gradu Gvandžou, u kineskoj provinciji Gvandong, a postoje i isturena odeljenja u Nemačkoj i SAD. Firma ima oko 15.000 radnika i godišnje proizvede oko 190.000 električnih automobila. Godišnji prihod firme procenjuje se na oko 5,7 milijardi dolara. Akcijama Xpenga slobodno se trguje na njujorškoj i hongkonškoj berzi. Kompanija trenutno nudi sedam bogato opremljenih modela u “sedan” i “SUV” klasi. Sve modele krasi savremeni dizajn i poprilično visoka cena koja u proseku iznosi oko 30.000 dolara. Ali, za taj novac dobija se puno: komfor, sigurnost i obilje opreme (lidar, radar, video kamera) pomoću koje automobilski kompjuter (“XPilot”) može da sklopi potpunu sliku okoline, čak i u lošim vremenskim uslovima. Zahvaljujući tome, Xpeng automobili imaju drugi stepen autonomne vožnje: automobil sam kontroliše brzinu i pravac pod određenim uslovima, ali vozač mora da drži ruke na volanu. Trenutno je u fazi razvoja podrška za treći nivo autonomne vožnje gde automobil kontroliše kompletno vozilo ali vozač i dalje mora da bude na oprezu, spreman da preuzme kontrolu. 

X-Peng AeroHT

Xpeng je 2020. godine kupio kompaniju “AeroHT” koja se bavila istraživanjem u oblasti letećih automobila. Pod novim imenom “Xpeng AeroHT”, kompanija je nastavila da se razvija mnogo brže: proizvedena su dva leteća modela, “Vojadžer X1” i “X2”, koji nemaju mnogo veze sa automobilima jer više liče na oktakoptere (imaju 4 kraka, sa po dve elise na svakom). Letelice nemaju točkove već su oslonjene na šine a poletanje i sletanje obavlja se vertikalno. 

Ono o čemu naš predsednik priča verovatno je “Land Aircraft Carrier”, nešto što liči na dva vozila u jednom. Radi se o velikom transporteru koji u svom gepeku nosi spakovanu letelicu. Kada se gepek rasklopi, letelica počinje da klizi po šinama i postepeno rasklapa svoj stajni deo, sve dok se ne nađe na tlu. Nakon toga, letelica se rasklapa kako bi iz kompaktne prešla u konfiguraciju za letenje. Sve to izgleda kao da gledate “Optimus Prajma” u filmu “Transformers”: čitav proces je automatizovan i ne traje više od par minuta. U rasklopljenom stanju letelica deluje impresivno: reč je o “heksakopteru” (6 krakova sa elisama), sa dva dodatna horizontalna “fena” koji letelicu guraju napred ili nazad, sa kabinom koja može da ponese dve osobe od kojih jedna ima ulogu pilota. Letelica je lagana ali čvrsta jer je pretežno napravljena od kompozitnih materijala najnovije generacije. Ima brojne sigurnosne mehanizme, sposobna je da se vrati na mesto poletanja bez intervencije pilota, u stanju je da leti čak i ako joj otkaže polovina elektromotora, a svi kritični sistemi su redundantni. Transporter je takođe tehnički impozantan: ima šest točkova, tri osovine, hibridni električni pogon, dovoljno prostora za smeštaj letelice i pet dodatnih osoba a pritom služi i kao stanica za punjenje: u njemu je dovoljno električne energije za šest uzastopnih letova. 

Čitav projekat trenutno je na prekretnici: od kineskih vlasti zatražena je licenca za komercijalnu upotrebu. U nedostatku regulative, proces odobrenja sigurno će potrajati. Dozvolu za let kompanija je već dobila u Dubaiju, tamo vole sve što liči na cirkus i turističku atrakciju, pa makar to nosilo i određenu dozu rizika. U međuvremenu, firma ne gubi vreme i uveliko se sprema za serijsku proizvodnju. Već je evidentirano 2.000 porudžbina u vrednosti od oko 600 miliona dolara. Xpeng trenutno pravi novu fabriku koja će godišnje moći da napravi 10.000 vozila a prve isporuke planirane su već za 2026. godinu. Paralelno, razvija se i infrastruktura: do sada je pripremljeno 60 mini-aerodroma, uglavnom u blizni atraktivnih turističkih lokacija. Kompanija se vešto brani od primedbi da je njen proizvod namenjen isključivo bogatima: “Zapamtite, svaka nova tehnologija prvo je bila skupa a tek onda je postala pristupačna”.

Ono najbolje iz Xpenga tek treba da dođe. Trenutno se razvija pravi leteći auto (zasad bez oficijelnog imena), oktakopter, četiri kraka sa po dve elise na svakom. Tokom vožnje po zemlji, kraci sa elisama sakriveni su ispod pomičnog krova. U izvornom obliku, auto uopšte ne izgleda kao nešto što može da leti. Ali kada se krov podigne i kraci razmaknu i fiksiraju, postaje očigledno da je reč o letelici. Unutrašnjost automobila je luksuzna i potpuno futuristička: sa svojim plavo-belim, argon-ksenon nijansama, savršeno bi se uklopila u film “Tron” (ko je gledao film, zna na šta mislim). Krov i pod automobila, kao i mnogi drugi elementi u kabini napravljeni su od stakla, zbog bolje vidljivosti tokom leta. U kokpitu se nalaze sklopivi volan (za vožnju po zemlji) i džojstik (za upravljanje vozilom tokom leta). Ako se razvoj nastavi sadašnjim tempom, za očekivati je da će prvi Xpeng auto poleteti 2030. godine i da neće biti skuplji od 150.000 dolara (što je uporedivo sa najskupljim Mercedes ili BMW modelima). 

Beogradski metro, najlepši neizgrađeni metro u Evropi

A dok taj leteći Xpeng auto ne stigne na Expo u Srbiju, treba da rešimo neke sitnije probleme, da se ne sramotimo kad se krem-de-la-krem čitavog sveta sjati u Srbiju, da vidi sve ono što je na internetu već odavno okačeno. Jer ništa ne može stranca tako da obeshrabri kao dolazak u gradu od dva miliona ljudi u kome 30% teritorije nije pokriveno kanalizacijom pa tokom svake veće kiše gacamo ne samo po blatu nego i po ... Ali zato umesto metroa imamo tri muzejske železničke linije na kojima se putnici prevoze  iškrabanim vozovima u čijim ruiniranim vagonima još stoje pločice sa natpisom “Сделано в СССР. Рижский вагоностроительный завод”. Tu je, zatim, prolazak kroz centralnu železničku stanicu “Prokop” koja prokišnjava i u vreme suše, koja je otvorena samo zato što je bila završena do pola da bi odmah počela da se raspada, pa zatim vožnja ulicama u kojima je svaka rešetka slivnika propala u kolovoz bar pola metra a poneka čak do Japana... Kakav samo intelektualni stimulans nudi rešavanje gradskih rebusa u vidu kružnih tokova, sa i bez semafora, koji su išarani kao Denis Rodman, da se ljudi malo nasmeju pre nego što se slupaju prateći besmislene linije na asfaltu koje se prepliću kao raskuvani šageti. Koliko će se ljudi sjatiti samo na Slaviji pokušavajući da priđu najvećoj gradskoj fontani pre nego što shvate da fontana nije tu zbog vode i osveženja nego zbog muzike. Svaki od njih poželeće da fotografiše naše tek uvezene tramvaje koje su u nemanjićko-plavu boju obojili Turci (nema tu nikakve ironije, posao je posao), onaj trenutak kad pokušavaju da se mimoiđu u krivini, a ne mogu jer su preširoki. 

Da ne preskočimo i činjenicu da je gradski prevoz besplatan i da su nam gradska vozila pretrpana, često i bez kimatizacije jer vozaču iz Bangladeša počinju da otkazuju vitalne životne funkcije ako temperatura vazduha padne ispod 35oC. Put obavezno vodi kroz Beograd na vodi gde će naši gosti moći da vide... hmmm... na primer, solitere čija sivo-braon boja deluje bolje od bilo kakvog bensedina, a one inače depresivne podstiče da skoče s mosta u Savu. Most je, možda baš zbog toga, demontiran i odnet u nepoznatom pravcu. I tako, polako, sve do poslednje stanice, tamo gde žandar kaže “dalje ne može”, do našeg ponosa, do onog što Šolakovi i Đitlerovi plaćenici podrugljivo zovu “Ćacilend” a zapravo je studentski dom “Pionirski park”, jedinstven po tome što u njemu svih 100% studenata, njih petorica, žele da uče dok je u svetskim koledž-centrima taj proces neuporedivo manji. Sam prolazak kroz taj suvi destilat inteligencije, mentalnog pregnuća, naučnog entuzijazma i kreativnosti, učiniće naše goste pametnijim, možda neko od njih i trajno ostane tamo da se napaja znanjem sa tog vrela mladalačkog nadahnuća. 

I za kraj, tu je i “Beograd na šatoru”, naš “Šatorgrad”, naš “Tentarijum”, naselje podignuto nasred najvećeg beogradskog bulevara, na njegovom najširem mestu. Čemu služe avetinjski čadori u kojima čami tek po koji zbunjenik koji u plastičnoj stolici drema s glavom na plastičnom stolu ili samo diše i tako ubija vreme između dva sendviča, nama je nejasno, ali neki viši smisao mora da postoji. Kada sam jednog od njih pitao da li se tu, možebiti, nešto deli, da uzmem, da ponesem, voli moja supruga kad joj donesem blokče, olovku, štabilo, čovek mi zagonetno reče: “Mi delimo dobru volju”! Od njega sam čuo da postoji legenda koja kaže da je naš “Šanti-taun” osnovao Organizator čija organizatorska dozvola još nije istekla. Na žalost, ime Organizatora izgubljeno je u hodnicima vremena. Tu, na tom mestu, naši gosti moći će da provedu čitave sate pokušavajući da reše enigmu “grada duhova” a ako im se posreći i da prisustvuju snimanju nekog holivudskog blokbastera koji se savršeno uklapa u scenografiju kojoj ne treba nikakva dorada (“Indijana Džons i tajna zaboravljenog vašarišta”). 

Ćacilend

Dakle, ima šta da se vidi, i tek će da se vidi, ima Beograd za Expo da bude lep kao lutka, kao Njujork u “Petom elementu”, samo malo da se popegla, išmirgla i ištemuje tu i tamo, sa letećim automobilom ili bez njega. Neće da bude Brus Vilis kao u filmu ali će da budu Džeki Čen i Usein Bolt, pretpostavljam u ime Svetske penzionerske organizacije. Ja, na žalost, neću moći da odem na taj Ekspo jer baš tih dana imam zakazano kod mehaničara: lupa mi đunta na kolima, već sam kupio novu sa sitnim nutom. Ne pasuje, ali kažu da može da se nabudži, samo treba vremena. Kako stoje stvari, najveći doživljaj u životu i dalje će mi biti davna poseta Beogradskom sajmu kada sam, kao musavi provincijalac iz osnove škole u Trsteniku, gledao nekog Flojda kako vozi motor u buretu. Da li je Flojd još uvek živ, da li se možda skrljao ili izleteo iz bureta i odleteo za letećim automobilima, ko zna... I zbog toga, zavidim svima vama koji ste već stali u red da kupite karte za Ekspo ili za vožnju letećim automobilom, ako naši dragi gosti iz Bugarske već nisu sve pokupovali.  

Vreme #1810

Nova opservatorija „Vera K. Rubin“ u Čileu: Čudesne slike (ne)vidljivog svemira

Opservatorija "Vera Rubinu" i Mlečni put

Pre otprilike nedelju dana, nova opservatorija „Vera K. Rubin“ u Čileu objavila je svoje prve zvanične fotografije ostavljajući bez daha sve one koji imaju makar mali interes za nauku.

Izgradnje opservatorije je trajala punih deset godina i koštalo je oko 700 miliona dolara, a sudeći po objavljenim fotografijama reklo bi se da je čekanje – vredelo.

Za premijeru je izabrana živopisna fotografija maglina Trifid i Laguna u sazvežđu „Strelac“: te magline, čuvene zbog svog impresivnog kolorita, zapravo su ogromni oblaci gasa i prašine, 5.200 svetlosnih godina daleko od nas, u kojima se neprekidno rađaju nove zvezde. Utisak je potpuno uporediv sa onim koji smo imali kada je američki predsednik Džozef Bajden objavio snimke koje je 2022. godine napravio tek lansirani kosmički teleskop „Džejms Veb“.

Prva objavljena slika sa nove opservatorije na kojoj se nalaze magline Trifid i Laguna

U prvih 10 sati svog rada, teleskop u Čileu je otkrio preko 2.000 novih asteroida i detektovao 7 novih objekata u neposrednoj blizini Zemlje. Poređenja radi, sve svetske opservatorije za godinu dana rada otkriju oko 10.000 asteroida, nešto što će opservatorija „Vera Rubin“ daleko premašiti u prvom mesecu svoje eksploatacije.

Kada opservatorija završi svoju misiju, katalog poznatih objekata u Sunčevom sistemu biće bar deset puta duži.

Bogati sponzori

Otkud ovako spektakularni rezultati još u početnoj fazi rada teleskopa? Pre svega, tu je veliki sponzor: čitav poduhvat finansira „Američka nacionalna naučna fondacija“ iza koje stoji moćno američko ministarstvo energetike. Izgradnju teleskopa pratio je i dobar marketing, tako da su značajna inicijalna sredstva obezbedili brojni svetski filantropi i bogati ljubitelji nauke, među njima i Bil Gejts.

Posebno darežljiv bio je Čarls Simonji sa suprugom Lizom. Čarls je mađarski milijarder koji je, između ostalog, pomogao Bilu Gejtsu da osmisli „Windows“ operativni sistem, da bi zatim kreirao neke od najpoznatijih i najpopularnijih Majkrosoftovih programa kao što su „Word“ i „Excel“. U znak zahvalnosti sam teleskop je na „krštenju“ dobio ime „Simonji“.

Čarls Simonji sa suprugom Lizom

Čak su i američki političari, tradicionalno rezervisani za svako trošenje para koje im neće pribaviti nove glasače, bili neočekivano darežljivi: američki Kongres je 2018. godine, na sopstvenu inicijativu, izdvojio dodatna sredstva za finansiranje izgradnje opservatorije u želji da ona što pre bude završena.

Zdrava finansijska potpora omogućila je naučnicima da konstruišu teleskop baš onako kako su ga i zamislili. Teleskop ima vrhunsku optiku sastavljenu od tri ogledala: primarno ogledalo je najveće i ima prečnik od 8,4 metra, dok su naredna dva upola manja (3,4m i 4,8m). Iako je dimenzija primarnog ogledala impozantna, ovo nije najveći teleskop na svetu – već postoje tri teleskopa čiji je prečnik glavnog ogledala veći od 10 metara (teleskop GTC na La Palmi, jednom od Kanarskih ostrva, prečnika 10,4m i dva nešto manja teleskopa, „Keck I“ i „Keck II“, smeštena na vulkanskoj planini Mauna Kea na Havajima), a u izgradnji su još tri čiji će prečnik biti 3-4 puta veći; najveći od njih, u opservatoriji Paranal, takođe u Čileu i u vlasništvu Evropske južne opservatorije (ESO), biće prečnika čak 39,3 metra i počeće sa radom 2028. godine.

Kosmičko "obilje" u sazvežđu Devica, snimljeno teleskopom "Simonji"

Čile kao astronomska Meka

Opservatorija „Vera Rubin“ nalazi se u severnom delu Čilea, na vrhu planine Sero Pačon, na oko 2.700 metara nadmorske visine. Ako izuzmemo dva susedna teleskopa, drugih tragova ljudskog prisustva tamo nema (operativni centar opservatorije nalazi se u mestu La Serena koje je 100 kilometara daleko).

Zašto su danas mnogi od najvećih i najmoćnijih teleskopa locirani baš u Čileu? Pre svega, zato što Čile na svom severu ima pustinju Atakama koja pruža idealne uslove za posmatranje zvezda. Pustinja garantuje oko 300 dana godišnje sa potpuno vedrim noćima, što astronomima omogućava da svakodnevno posmatraju nebo bez ijednog oblaka na njemu. Vazduh sadrži minimalne količine vodene pare koja je glavni uzročnik distorzije slika u zemaljskim teleskopima, naročito u infracrvenom delu spektra.

Većina teleskopa nalazi se isturena na lokalnim planinskim vrhovima čija visina ide od 2.500 do 5.000 metara tako da je vazduh ređi, mrak savršen a slike besprekorno oštre. Atmosfera iznad Atakame je, uz to, nezagađena, najčešće mirna i bez turbulencija, tako da je linija vida stabilna i prozračna.

Interferomentar "Alma" na nadmorskoj visini od preko 5.000 metara u Čileu

Na kraju, pomenimo da je Atakama „bogu iza nogu“, njeno središte udaljeno je desetinama kilometara od najbliže ljudske naseobine, dok je Santjago hiljadu kilometara južnije, tako da urbano „svetlosno zagađenje“ praktično ne postoji. Dodatni je plus i to što se iz Čilea vidi i južna nebeska hemisfera, deo neba koji se ne vidi iz Evrope ili SAD.

Sve to je kao strateški resurs prepoznala i čileanska država koja je tradicionalno naklonjena astronomiji i, zajedno sa međunarodnim organizacijama, čini sve da resurse Atakame zaštiti od civilizacije, za dobrobit svetske i čileanske nauke. Naravno, nije samo nauka u pitanju: Čile ostvaruje veliki prihod od kirije koju naplaćuje strancima, iznajmljujući im najbolja mesta za izgradnju opservatorija.

Još jedan pogled na opservatoriju "Vera Rubin" na 2.684 metra nadmorske visine

Zbog toga svaka čileanska ulična lampa mora da ima propisani oblik, zbog toga nije dozvoljeno šarati nebo vatrometima i laserima, zbog toga su noćne utakmice i koncerti na otvorenom strogo regulisani, zbog toga nije dozvoljena vožnja kroz Ande sa upaljenim dugačkim svetlima, čak i kada je put potpuno prazan. U blizini teleskopa režim je još stroži, tako da postoje restrikcije na upotrebu mobilnih telefona, baterijskih lampi... Žar cigarete nije sankcionisan, ali cigarete jesu – najbliža pepeljara je 100 kilometara daleko.

U čast Vere Rubin

Ko je Vera Florens Kuper Rubin po kojoj je opservatorija dobila svoje novo ime (ono originalno, „Large Synoptic Survey Telescope“, bilo je mnogo teže za pamćenje)? Da bismo razumeli i shvatili značaj njenih naučnih istraživanja moramo da se vratimo u 1933. godinu, kada je švajcarski astronom Fric Cviki zaključio da sa „Koma“ klasterom (strukturom u kojoj se nalazi više od 1.000 galaksija) „nešto nije u redu“.

Detalj galktičkog klastera Koma

Naime, kada je sračunao koliko vidljive materije ima u osmotrenim galaksijama i izmerio brzine njihovog kretanja, zaključio je da u čitavom klasteru nema dovoljno mase koja bi generisala gravitacionu silu dovoljno veliku da klaster drži na okupu. Drugim rečima, „Koma“ klaster trebalo je da prestane da postoji još pre mnogo milijardi godina.

Iako su Cvikijevi proračuni bili prilično grubi, razlika u veličini izmerene i potrebne mase bila je toliko velika da tu nikakve dvojbe nije bilo. Cviki je zaključio da „Koma“ klaster opstaje zahvaljujući tome što u njemu postoji ogromna količina nevidljive materije („Dunkle Materie“) koju ne možemo da vidimo. Bez ove dodatne mase, koja višestruko prevazilazi celokupnu vidljivu masu, klaster bi se raspao na sastavne galaksije koje bi se rastopile u kosmičkoj tami.

Cviki nije pronašao neke dodatne dokaze koji bi potkrepili njegova osmatranja, a uz to, kao osobenjak, nije bio ni naročito popularan u naučnoj zajednici, pa je njegova teza o „dunkl“ materiji brzo pala u zaborav.

Vera Rubin rođena je 1928. godine u Filadelfiji, a njen interes za zvezde i kosmičke tajne potiče još iz predškolskih dana. Srećom, imala je oca koji je bio spreman da je podrži i ohrabri – prvi teleskop kroz koji je pogledala u zvezdano nebo Vera je dobila upravo od njega, sve to u vreme kada je retko koja žena mogla da računa na naučnu karijeru, što zbog eksplicitnih zabrana, što zbog nedostatka društvene podrške.

Vera Rubin sa spektrografom pomoću koga je dokazala postojanje tamne materije

S lakoćom je diplomirala na koledžu „Vasar“ na kome je nekada davno, u 19. veku radila Marija Mičel, prva Amerikanka koja je otkrila kometu i prva profesorka astronomije. Iako je bila briljantna studentkinja i jedini astronom u generaciji, Vera Rubin je, i pored toga, naišla na brojne prepreke kada je odlučila da nastavi usavršavanje. Univerzitet u Prinstonu je, recimo, odbio da je primi s obrazloženjem da odeljenje za astronomiju ne prima žene.

Ni to nije moglo da je zaustavi, na kraju je čak i profitirala jer se izborila za mesto na „Kornel“ univerzitetu, gde je imala privilegiju da uči od najvećih umova tog doba među kojima su bili genijalni Ričard Fejnman (dobitnik Nobelove nagrade za doprinos kvantnoj fizici) i Hans Bete (još jedan laureat Nobelove nagrade koji je objasnio zašto Sunce sija). 

Kada je na red došla izrada doktorske teze, Vera Rubin se preselila na Univerzitet „Džordžtaun“ kako bi mogla da se posveti izučavanju najvećih kosmičkih struktura, galaktičkih klastera i super-klastera kojima se do tada malo ko bavio. Došla je do zaključka da se galaksije u kosmosu retko kada nalaze potpuno izolovano, da su najčešće grupisane u jata ili dugačke lance, što će postati opšte prihvaćeno tek nekoliko decenija kasnije.

Do svog glavnog otkrića Vera Rubin će doći početkom sedamdesetih godina, sa opservatorije Kit Pik u Arizoni, kada je, koristeći teleskop sa ogledalom prečnika dva metra i izuzetno osetljiv spektrograf koji je konstruisao njen kolega Kent Ford, počela da proučava brzine kretanja zvezda u Andromedi, nama najbližoj galaksiji.

Galaktički klaster Koma sadrži preko 1.000 individualnih galaksija

Sve galaksije rotiraju oko svog centra, a zakon gravitacije nalaže da se zvezde bliže centru kreću mnogo brže od onih na periferiji. Slično ponašanje jasno je uočljivo na mnogo manjoj razmeri, kada posmatrate planete Sunčevog sistema. Tako se, na primer, Zemlja kreće oko Sunca brzinom od oko 30 km/s. Jupiter je pet puta udaljeniji ali se zato kreće i mnogo sporije: jedva 13 km/s.

Vera Rubin je očekivala da slična zakonitost važi i u galaktičkim razmerama, ali su je rezultati merenja temeljno demantovali: brzine kojom su se zvezde u Andromedi kretale oko galaktičkog centra bile su takoreći konstantne, zvezde na periferiji galaksije imale su praktično istu brzinu kao i one sasvim blizu centra. Štaviše, periferne zvezde kretale su se tako brzo da bi napustile galaksiju ukoliko ih neka dodatna, nevidljiva masa svojom gravitacijom ne bi držala na okupu. Tamna materija se na velika vrata ponovo vratila u nauku.

Tokom narednih godina, Vera Rubin i drugi astronomi pronašli su obilje dokaza da je svet oko nas prepun tamne materije, i da galaksije predstavljaju tek vidljiva ostrva u neuporedivo većim i masivnijim oblacima tamne mase koja ih okružuje. Ta masa ne emituje svetlost i na okolinu deluje isključivo gravitacionom silom.

Štaviše, danas znamo da je količina „standardne“ materije (materije koju vidimo golim okom sa kojom smo svakodnevno u kontaktu), bar pet puta manja od količine tamne materije koja prožima čitav kosmos i, zajedno sa tamnom energijom (koju ćemo ostaviti za neku drugu priliku), odlučujuće utiče na evoluciju kosmosa. Zahvaljujući postojanju tamne materije kosmos ima paučinastu strukturu, sa galaksijama grupisanim duž čvorova i niti te mreže i ogromnim praznim prostorima između njih.

Međutim, do današnjeg dana, priroda tamne materije i čestica od kojih je ona sačinjena nije odgonetnuta. Svi pokušaji da se tamna materija eksperimentalno detektuje ostali su bezuspešni, i pored toga što su detektori koje su naučnici konstruisali kako bi uhvatili makar tračak njenog postojanja postali milion puta osetljiviji u poslednjih deset godina.

Bez obzira na to, svi dosadašnji eksperimenti završeni su kompletnim neuspehom. Nema ni neke alternativne teorije, bez tamne materije, koja bi pomirila prirodne zakone i ono što vidimo u kosmosu. I dalje verujemo da je tamna materija svuda oko nas (i u nama), ali da mi jednostavno ne možemo da je osetimo jer je suviše retka, prolazi kroz nas potpuno neosetno i manifestuje se samo u kolosalnim, kosmičkim razmerama. Tamna materija je za kosmos ono što je vazduh za čoveka: nešto nevidljivo, ali sveprisutno i esencijalno važno.

Žene su, kroz istoriju i vekove, najčešće bile marginalizovane, prinuđene da se drže podalje od poslova koji su „prirodno“ pripadali muškarcima, uključujući tu i nauku. Danas je situacija svakako mnogo bolja, ali je seksistički pristup ostao da tinja i u modernim, liberalnim društvima 20. veka.

Iako se dugo smatralo da je samo pitanje vremena kada će Vera Rubin za otkriće tamne materije dobiti Nobelovu nagradu, to se nikad nije desilo. Nastavila je da se bavi naukom ali je, kako su godine odmicale, sve više bila okrenuta svojoj velikoj porodici. Rodila je četvoro dece, obdarila ih je pronicljivim, istraživačkim duhom i izvela na naučni put koji je i sama prošla.

Sve dok je imala snage borila se za emancipaciju žena, mnogo njih nikad ne bi počelo da se bavi naukom da nije bilo njene nepokolebljive podrške. Iako se afirmisala u astronomiji, profesiji koju je izabrala, u njoj je, kao žena, bila veoma usamljena. Možda je zbog toga često odbijala da govori na naučnim skupovima gde su govornici bili isključivo muškarci.

Vera Rubin

Bila je i jedna od prvih žena koja se „usudila“ da potraži radno mesto u prestižnoj opservatoriji Palomar u San Dijegu. Ulazak u tu „mušku jazbinu“ nije bio nimalo lak: primili su je nevoljno, a da bi je dodatno obeshrabrili rekli su joj da neće moći mnogo vremena da provodi u opservatoriji jer u njoj ne postoji ženski toalet. Vera je isekla žensku siluetu od papira, zalepila je na vrata muškog WS-a i rekla: „Sada postoji.“

Iako je umrla daleko od očiju javnosti 2016. godine nakon duge borbe sa demencijom, njeno delo inspiracija je ne samo za ambiciozne žene već i za sve one koji se bave naukom, uprkos nesavršenim, čak i nemogućim uslovima.

Nova opservatorija u Čileu nazvana je njenim imenom.

U opservatoriji „Vera Rubin“

U odnosu na ostale teleskope, glavna prednost teleskopa u novoj opservatoriji „Vera Rubin“ je u ekstremnoj širini njegovog vidnog polja (takvi teleskopi zovu se još i „sinoptički“) i u kameri neverovatnih mogućnosti koja prikupljenu svetlost konvertuje u digitalne fotografije.

Kamera je velika kao manji automobil (1,6x3m) i sposobna je da na jednom snimku uhvati komad neba koji je 40 puta veći od punog Meseca. Glavni deo kamere predstavlja najveći do sada konstruisani optički senzor od 3.200 megapiksela (svaki piksel predstavlja jednu obojenu tačku).

Da biste postigli sličnu rezoluciju (broj tačaka po horizontali i vertikali) koristeći senzor ugrađen u najmoderniji „ajfon“, bilo bi vam potrebno bar 70 telefona. Što ne znači da biste time dobili i identičan kvalitet – jer, postoji razlog zašto je konstrukcija kamere na teleskopu „Simonji“ koštala 170 miliona dolara.

Fotografije sa opservatorije "Vera Rubin" predstavljene su u "Domu omladine" u Beogradu

Senzor je poslednji optički element u konstrukciji čija je funkcija da informaciju koju nosi svetlost pretvori u digitalni oblik, u niz nula i jedinica koji predstavlja jednu fotografiju. Da biste sliku sa opservatorije reprodukovali u punoj veličini, bilo bi vam potrebno oko 400 najsavremenijih televizora sa podrškom za 4K rezoluciju.

Senzor ima približno kružni oblik prečnika 64 centimetra i nije napravljen izjedna – sastavljen je inteligentnim pakovanjem 189 manjih senzora, pri čemu svaki od njih izgleda kao kvadratna pločica širine 45 milimetara, sa rezolucijom od 16 megapiksela.

Iako je svaka pločica filigranski precizno izrađena, greške su neminovne i tokom konstrukcije, i tokom montaže, ali je sistem tako inteligentno osmišljen da te greške može da eliminiše čak i kada otkaže nekoliko blokova piksela, pa čak i čitava senzorska pločica. Svaki piksel, od preko 3 milijarde koliko ih senzor ima, individualno se kalibriše kako bi slike u svakom svom delu imale istovetan kvalitet.

Najveća kamera na svetu

Da bi se smanjio termički uticaj okoline i šum koji on unosi u sliku, senzor se hladi sve do radne temperature od -100C. Najveći deo površine senzora učestvuje u generisanju fotografija, dok se nekoliko rubnih pločica koristi za precizno pozicioniranje i izoštravanje slike.

Beskrajni niz fotografija

Teleskop je u stanju da generiše jednu kompletnu fotografiju na svakih 40 sekundi, od čega na samu ekspoziciju otpada 30 sekundi, videći pritom sve i ne previđajući bilo šta. S obzirom da je čitava konstrukcija vrlo pokretljiva i da teleskop može da se fokusira na susedni deo neba za samo pet sekundi, očekuje se da on kompletira novi snimak čitavog neba na svaka tri do četiri dana. Čim završi jedan ciklus, teleskop započinje sledeći, generišući nove fotografije istih segmenata neba, ponavljajući jedan te isti proces u nedogled.

Model CCD senzora u prirodnoj veličini

Tokom životnog veka teleskopa koji neće biti kraći od deset godina, svaki segment neba biće fotografisan najmanje 800 puta. Poenta je da, kada sakupite mnogo snimaka identičnih delova neba, te snimke možete da uporedite tražeći objekte koji su se pomerili, koji su se pojavili, nestali ili su se drastično promenili. Kad god vidite takvu promenu na nekom od snimaka, znaćete da se u međuvremenu u tom delu neba nešto desilo.

Poređenje slika vršiće kompjuterski programi, a svaka promena na sukcesivnim slikama generisaće alarm svega 60 sekundi nakon što je napravljena poslednja fotografija u nizu. Na markiranim slikama naći će se eksplozije supernova i magnetara (neutronskih zvezda sa ekstremno jakim magnetnim poljem), novi kvazari (galaksije sa ogromnim, aktivnim crnim rupama u središtu), komete, asteroidi, možda i „planeta X“ za koju pretpostavljamo da obitava toliko daleko od Sunca da je nemoguće uhvatiti njen slabašni sjaj (ako postoji, teleskop će je najverovatnije uslikati u prvoj godini svog rada).

Ako nam se posreći, možda vidimo i neke sasvim nove objekte za koje, sa manje ili više verovatnoće, pretpostavljamo da postoje: zvezde sastavljene od tamne materije ili egzotičnih čestica kao što su kvarkovi, bozoni ili aksioni, minijaturne crne rupe za koje verujemo da su postojale u ranoj vasioni, crvotočine (prečice) u prostor-vremenu, „goste“ u Sunčevom sistemu (objekti ekstra-solarnog porekla koji su tu samo „u prolazu“), možda i znak postojanja neke inteligentne kosmičke civilizacije... Malo mašte nikad nije na odmet.

Montaža teleskopa "Simonji"

Neka otkrića mogu bukvalno da spasu našu planetu tako što će nam dati više vremena da reagujemo: ovakav teleskop može vrlo rano da prepozna opasne asteroide koji će nam se jednoga dana naći na putu.

Kombinovanjem bezbrojnih snimaka dobićemo još detaljniju mapu Sunčevog sistema i čitavog Mlečnog puta. Da li je moguće da još uvek ne znamo sve o svojoj matičnoj galaksiji? Periferija Mlečnog puta praktično je neistražena, dosadašnji teleskopi mogli su da dobace do zvezda koje su 160.000 svetlosnih godina daleko. Ali Mlečni put ima svoj prateći, tamni deo u kome se kriju davno odbačene zvezde i planete ili satelitske galaksije, koje su toliko blede i daleke da ih je teško detektovati.

Filter za teleskop "Simonji"

Sa novom kamerom, granica je pomerena na preko milion svetlosnih godina, što je dovoljno da vidimo Mlečni put u totalu, sa dosad neviđenim rubnim detaljima. Na kraju, ne zaboravimo da je kosmos zapravo jedan ogroman vremeplov – ako gledate dovoljno duboko u vasionu, videćete kako je ona izgledala pre mnogo milijardi godina.

„Vera Rubin“ treba da nam otkrije brojne tajne iz istorije svemira koje se kriju u delu prošlosti koji je još uvek obavijen mrakom: kako se menjala distribucija tamne materije i tamne energije tokom eona, da li se ekspanzija svemira zaista ubrzava, koliko je kosmos zaista star i kako je on izgledao u ranoj mladosti...

Skladištenje i obrada podataka

Kamera sa ovako velikim brojem piksela generiše enormnu količinu podataka (oko 200.000 fotografija godišnje). Srećom, današnja „cloud“ infrastruktura, ogromne farme računarskih kapaciteta koje se nalaze „tamo negde“ (zapravo, širom sveta), omogućavaju da sve što teleskop snimi bude efikasno uskladišteno, a zatim i obrađeno.

Kada jednom bude u punom pogonu teleskop će svake noći generisati oko 20 terabajta podataka: kada biste taj isti prostor napunili muzičkim fajlovima u MP3 formatu, imali biste muzike za preko 20 godina neprekidnog slušanja. Kompjuteri koji budu obrađivali ove fotografije svakoga dana će na ovim snimcima detektovati preko 10 miliona događaja i fenomena koji su potencijalno interesantni za astronome.

Naravno, to je ogroman broj i apsolutno je nemoguće da grupa naučnika, ma koliko velika ona bila, „ručno“ pregleda sve ono što zaslužuje pažnju. Umesto toga, naučnici će morati da se oslone na kompjutersku obradu u više distribuiranih računarskih centara, koji će iz obilja potencijalno interesantnih snimaka izabrati one koji imaju najveći potencijal za dodatna posmatranja i neka nova otkrića.

Podaci sakupljeni u opservatoriji u Čileu biće preko posebnog internet-linka prvo prebačeni u matični centar u Kaliforniji, jer svi podaci moraju prvo da prođu kroz filter američkog Ministarstva odbrane kako bi se eliminisao neznatni procenat slika od interesa za državnu bezbednost. Kopija podataka odatle se šalje u Francusku (Lion) i Britaniju (više gradova), a jedan manji deo ostaje u Čileu kako bi i domaći astronomi imali na čemu da rade.

Samo procesiranje podataka radiće se paralelno u tri zemlje: Amerikanci treba da obrade oko 35% podataka, Francuzi 40%, a Britanci preostalih 25%. Geografska dislociranost garantuje da ništa od snimaka neće biti izgubljeno i da proces obrade fotografija neće biti prekinut čak i u slučaju velike havarije u nekom od regionalnih računskih centara.

Ako sve bude išlo po planu, u narednih 10 godina biće fotografisano 40 milijardi galaksija, zvezda, kometa, asteroida i sakupljeno oko 500 petabajta podataka (ako biste u ovaj prostor smestili filmove u vrhunskom HD 4K kvalitetu, imali biste šta da gledate narednih 8.000 godina). Prema rečima stručnjaka sa Opservatorije, količina informacija biće veća od svega što je do sada napisano na svim svetskim jezicima još od sumerskih vremena.

Biće potrebno nekoliko decenija da se sav ovaj materijal do kraja istraži, ali će se u prvo vreme naučnici fokusirati samo na najinteresantnije snimke sa ciljem da ono što ima najveći naučni potencijal bude odmah i analizirano.

Materijal za sve

Odabir takvih snimaka iz dnevne baze od 10 miliona potencijalno zanimljivih detalja, radiće sedam „brokera“. Svaki broker je jedan kompjuterski program koji se paralelno izvršava na stotinama virtuelnih računara, i u sebi sadrži logiku kojom se odbacuje ono što je poznato i favorizuje ono što je nejasno ili dosad neviđeno.

Neki brokeri baziraju se na veštačkoj inteligenciji i neuronskim mrežama i u stanju su da, kako vreme prolazi, rade sve kvalitetniju selekciju. Drugi su, opet, bazirani na klasičnim grafičkim algoritmima, nalik na one iz „Fotošopa“ koji su veoma brzi i u većini slučajeva daju odlične rezultate.

Ovaj kombinovani pristup neophodan je kako bi se održao korak sa neprekidnim prilivom novih informacija sa opservatorije. Na kraju čitavog ovog procesa, samo će mali broj generisanih upozorenja, ona koja se odnose na najinteresantnije ili dosad neviđene fenomene, završiti na stolovima naučnika širom sveta koji će obaviti njihovu detaljnu analizu ili zatražiti dodatna snimanja.

To ne znači da će ostatak materijala biti bačen – plan je da na kraju, što pomoću kompjutera, što ljudskim radom, bude istraženo sve što ima makar i mali značaj, ali će taj proces trajati još mnogo decenija nakon što teleskop završi svoju misiju. Na kraju će sve biti javno dobro: plan je da svaka fotografija bude dostupna svima najkasnije dve godine od svog nastanka.

I to nije sve: opservatorija „Vera Rubin“ rezervisala je 10% svojih pozamašnih računarskih kapaciteta za potrebe akademskih institucija, naučnika i talentovanih amatera koji žele da samostalno istražuju obilje prikupljenih fotografija koristeći neki svoj metod pretočen u kompjuterski program. Sve što je vam je za to potrebno (softver i prateća uputstva) već se nalazi na internetu i redovno se ažurira, nedostaje samo dobra ideja: šta da tražite, kako da tražite i odakle da počnete. Jer, ovaj teleskop u sebi ima potencijal za nekoliko Nobelovih nagrada, treba samo da vam se posreći da pronađete iglu u plastu sena.

RTS OKO