Η Ελληνίδα επιστήμονας που επιβεβαίωσε τη θεωρία του Αϊνστάιν

Μια εκπληκτική και, γιατί όχι, συγκινητική ιστορία κρύβεται πίσω από τις θαυμαστές και απροσπέλαστες για τον κοινό νου έννοιες της Αστροφυσικής και της κοσμολογίας που ήρθαν στην επικαιρότητα τις τελευταίες ημέρες, φαντασμαγορικά θα έλεγε κανείς, σαν έκρηξη σουπερνόβα. 

Πέρα από αυτούς τους μυστηριώδεις «αστέρες νετρονίων» που για τους επιστήμονες είναι πλανητικά «πτώματα ή ζόμπι», έχουν μέγεθος όσο ενάμισης ή δύο ήλιοι και κρύβουν μέσα τους τόση ενέργεια ώστε να «κάμπτουν και να παραμορφώνουν το χωροχρονικό συνεχές» κ.λπ., υπάρχει η δικαίωση των οραμάτων του Αλμπερτ Αϊνστάιν για το πώς λειτουργεί το σύμπαν.

Η προ ημερών κοσμοϊστορική επιστημονική ανακάλυψη, στην οποία πρωταγωνιστικό ρόλο διαδραμάτισε μια Ελληνίδα επιστήμων, η κυρία Βίκυ Καλογερά, είναι τόσο επαναστατική όσο θα μπορούσε να μαρτυρά μια επιδίωξη, η οποία πλέον φαντάζει εφικτή: το να καταφέρει η ανθρωπότητα να δει με τα μάτια της, να γίνει μάρτυρας ωσεί παρούσα της στιγμής που άρχισαν όλα. Η απαρχή της δημιουργίας, η Μεγάλη Εκρηξη, η γένεση του κόσμου, όσο και αν ακούγεται παρανοϊκό και απίστευτο, είναι δυνατόν να παρατηρηθεί ασχέτως εάν συνέβη πριν από ένα ασύλληπτα μεγάλο χρονικό διάστημα.

Το να περιεργαστεί κανείς τον τρόπο που θα επιτευχθεί αυτό το κοσμογονικό φλας-μπακ προϋποθέτει ότι διαθέτει, έστω και στοιχειωδώς, τα εργαλεία -αλλά και τη φαντασία- να κατανοήσει πρώτα από όλα τον χώρο και τον χρόνο σαν ένα όλον. Στον περίφημο χωρόχρονο δεν νοείται ο χώρος των γνωστών τριών διαστάσεων ανεξάρτητος από μια τέταρτη διάσταση, τον χρόνο. Πρακτικά αυτό σημαίνει ότι όταν τα πανίσχυρα όργανα παρατήρησης που έχει κατασκευάσει και διαρκώς βελτιώνει ο άνθρωπος μελετούν γαλαξίες οι οποίοι βρίσκονται στις εσχατιές του σύμπαντος, το φως που αυτοί εκπέμπουν και φτάνει στα γήινα υπερ-τηλεσκόπια είναι ένα φως παλαιό. Δεν έρχεται μόνο από μακριά στον χώρο, αλλά και από μακριά στον χρόνο. Και γι’ αυτό οι επιστήμονες λαμβάνουν ως δεδομένο ότι το σύμπαν δεν αναπτύσσεται μόνο στον χώρο, αλλά και χρονικά. 

Η τολμηρή υπόθεση του 1916

Πριν από έναν αιώνα και ένα έτος, το 1916, ο Αλμπερτ Αϊνστάιν είχε διατυπώσει μία από τις πιο τολμηρές υποθέσεις του, εφόσον βασιζόταν κυρίως στη διαίσθησή του ή μάλλον στην καλπάζουσα φαντασία του, παρά σε οποιοδήποτε δεδομένο. Ο Αϊνστάιν υπέθεσε ότι στο σύμπαν θα πρέπει να υπάρχουν φαινόμενα τα οποία εξηγούνται μόνο εάν υπάρχει κάτι σαν ενέργεια που μεταδίδεται με κύματα. Βάφτισε αυτά τα φανταστικά κύματα «βαρυτικά», όμως ακόμη και ο ίδιος αμφέβαλλε για το αν η υπόθεσή του έχει νόημα, εξ ου και επανερχόταν συχνά σε αυτήν, τροποποιώντας και αναδιατυπώνοντάς την, σαν να πάσχιζε να πείσει τον εαυτό του ότι οι ενοράσεις του δεν είχαν εκτροχιαστεί εντελώς προς την καθαρή φαντασιοκοπία, αλλά ότι παρέμεναν στις ράγες της επιστημονικής γνώσης. Επιγραμματικά ο Αϊνστάιν πίστευε ότι η γενικότερη θεωρία του περί σχετικότητας δεν θα μπορούσε παρά να οδηγεί στα βαρυτικά κύματα, διότι έτσι εξηγείται ότι σώματα υπέρπυκνα, με τεράστια μάζα, τα οποία κινούνται σπειροειδώς, πλησιάζοντας το ένα το άλλο προξενούν αναταραχή στον ιστό του χωροχρόνου. Ακολούθως οι παραμορφώσεις αυτές, οι επονομαζόμενες και «ρυτιδώσεις», μεταδίδονται στο σύμπαν σαν κυματισμοί που διαταράσσουν την ηρεμία μιας λίμνης - αλλά αυτό γίνεται με την ταχύτητα του φωτός. Οπότε, τα βαρυτικά κύματα είναι η συνέπεια των πιο βίαιων επεισοδίων που συμβαίνουν στο σύμπαν, τα οποία μπορεί να είναι εκρήξεις πλανητών, συγκρούσεις μεταξύ αστέρων νετρονίων ή συσσωματώσεις μαύρων τρυπών. Θεωρείται δεδομένο ότι ο πλανήτης Γη είναι εκτεθειμένος και πλήττεται διαρκώς από τέτοια βαρυτικά κύματα, τα οποία, όμως, δεν καταγράφονται, καθώς τα όργανα που θα είχαν τη δυνατότητα να τα ανιχνεύσουν απλώς δεν έχουν κατασκευαστεί ακόμη. 

Εξηγήθηκε η καταγωγή του χρυσού

Το γεγονός που ενδεχομένως άλλαξε για πάντα την πορεία της Αστρονομίας περιγράφηκε από έναν εκ των επικεφαλής επιστημόνων σαν την «πρώτη φορά που το σύμπαν μάς προσέφερε μια ομιλώσα ταινία. Στην περίπτωσή μας, ο ήχος της μουσικής επένδυσης αυτού του νοερού φιλμ προέρχεται από τα βαρυτικά κύματα. Η εικόνα του βίντεο είναι το φως που έφτασε ως εμάς».
Η παγκόσμια κοινότητα ενημερώθηκε για την κοσμοϊστορικής σημασίας είδηση στις 16 Οκτωβρίου του 2017 με μια ανακοίνωση: Επιστήμονες, διασκορπισμένοι σε ερευνητικά κέντρα και στα πλέον προκεχωρημένα παρατηρητήρια των μεταβολών του σύμπαντος που υπάρχουν σήμερα στη Γη, επιβεβαίωσαν ότι για πρώτη φορά, πέραν οποιασδήποτε αμφιβολίας, καταγράφηκε η ύπαρξη βαρυτικών κυμάτων.

Ο Αϊνστάιν είχε δίκιο, έστω και αν στις μέρες του δεν είχε καταφέρει να πείσει ούτε τον εαυτό του. Η σύγκρουση ανάμεσα σε δύο αστέρες νετρονίων, ένα συμβάν που έλαβε χώρα σε απόσταση 130 εκατομμυρίων ετών φωτός στον μακρινό αστερισμό της Υδρας, έγινε αντιληπτή από τη συνδυασμένη δράση του LIGO και του VIRGO, δηλαδή κάποιων από τα πιο φιλόδοξα και πολυδάπανα πειραματικά κέντρα παρατήρησης που υπάρχουν σήμερα στον κόσμο. Δεν είναι διόλου τυχαίο ότι το Νόμπελ Φυσικής για το 2017 απονεμήθηκε αρχές Οκτωβρίου στους τρεις ιδρυτές του LIGO, τους Ρέι Βάις, Κιπ Θορν και Μπάρι Μπαρίς.

Το LIGO (Laser Interferometer Gravitational - Wave Observatory ή Παρατηρητήριο Βαρυτικών Κυμάτων μέσω Παρεμβολόμετρου Λέιζερ) είναι ένα δίδυμο κέντρο με πανομοιότυπες εγκαταστάσεις στη Λουιζιάνα και στην Ουάσινγκτον των ΗΠΑ. Μαζί με το αντίστοιχο ευρωπαϊκό VIRGO συνθέτουν ένα δίκτυο μέσω του οποίου γίνεται η ασφαλής τεκμηρίωση των ευρημάτων. Αυτό έγινε και στην περίπτωση της 16ης Οκτωβρίου, όταν όλα τα κέντρα επιβεβαίωσαν το ίδιο γεγονός, κάτι που συνέβη για πρώτη φορά στην ιστορία. Οτι δηλαδή δύο αστέρες νετρονίων, αφού στροβιλίστηκαν στο σύμπαν, συγκρούστηκαν και διαλύθηκαν. Από την κολοσσιαία έκρηξη, μια ποσότητα μάζας όσο 25 πλανήτες του μεγέθους του Δία μετατράπηκε σε βαρυτικά κύματα. Και για τους επίδοξους χρυσοθήρες του Διαστήματος, διασκορπίστηκε μια αχανής ποσότητα, όσο 50 φορές ο Δίας, από βαρέα στοιχεία, όπως χρυσός και άργυρος. Οι συγκρούσεις μεταξύ τέτοιου είδους αστέρων ονομάζονται kilonova και παράγουν μέταλλα σε ποσότητες που ισοδυναμούν 16.000 φορές το μέγεθος της υδρογείου.

Το κρίσιμο σημείο είναι ότι αυτό το κοσμικό τρακάρισμα έγινε στα τρίσβαθα του παρελθόντος, εφόσον οι αστέρες νετρονίων είναι απομεινάρια νεκρών πλανητών. Ωστόσο, αυτά τα «ζόμπι» είναι πολύ ομιλητικά, καθώς περιβάλλονται από πανίσχυρα μαγνητικά και βαρυτικά πεδία δισεκατομμύρια φορές πιο δυνατά από αυτά της Γης. Μελετώντας τα κύματα που εκπέμπουν οι αστέρες νετρονίων, οι επιστήμονες κατάφεραν να λύσουν το μεγάλο αίνιγμα της καταγωγής υλικών, όπως ακριβώς ο προαναφερθείς χρυσός. Ελπίζουν ότι ακολουθώντας τα βαρυτικά κύματα ως την πηγή τους, θα φτάσουν, ενδεχομένως, ακόμη και στην ίδια τη στιγμή της πρωταρχικής Μεγάλης Εκρηξης.

Από τις Σέρρες

Ισως να οφείλεται στην ελληνική της ιδιοσυγκρασία, αλλά ήταν εμφανές ότι δύσκολα έκρυβε την έξαψή της. Η δρ Βίκυ Καλογερά θα έλεγε κανείς ότι ακτινοβολούσε από υπερηφάνεια και ικανοποίηση κατά την παρουσίαση της πρώτης, χειροπιαστής τρόπον τινά, ανίχνευσης βαρυτικών κυμάτων από γήινα παρατηρητήρια. Εξάλλου η ίδια εδώ και αρκετό καιρό είχε προϊδεάσει την επιστημονική -και όχι μόνο- κοινότητα ότι επέκειτο «μία από τις μεγαλύτερες ανακαλύψεις στη φυσική και την αστρονομία». Διακεκριμένη αστροφυσικός, πολυβραβευμένη και πολυγραφότατη στον τομέα της εξειδίκευσής της (Λευκοί Νάνοι, αστέρες νετρονίων, μαύρες τρύπες), είναι το αρχετυπικό παράδειγμα της Ελληνίδας που, μοιραία, δεν θα χωρούσε ποτέ στην Ελλάδα. Σήμερα, λόγω της ιστορικής αποκάλυψης των βαρυτικών κυμάτων, η κυρία Καλογερά συστήνεται με την ιδιότητά της ως καθηγήτριας Αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο Νορθγουέστερν του Ιλινόις στις ΗΠΑ και διευθύντρια του Κέντρου Διεπιστημονικής Ερευνας Αστροφυσικής στο ίδιο ανώτατο εκπαιδευτικό ίδρυμα, ενώ κατέχει ηγετικό ρόλο στο Παρατηρητήριο LIGO και συνεργάζεται στενά με τη NASA.

Ωστόσο, αυτή η λαμπρή επιστήμων που θεωρείται παγκόσμια αυθεντία στα βαρυτικά κύματα γεννήθηκε και μεγάλωσε στις Σέρρες και φοίτησε στο ΑΠΘ, προτού βεβαίως μετοικίσει στις ΗΠΑ για τις μεταπτυχιακές της στο Χάρβαρντ κ.ο.κ. Οπως λέει η ίδια, «από πολύ μικρή κοινώνησα την ομορφιά των μαθηματικών, μια που ο πατέρας μου είχε μεγάλο πάθος γι’ αυτά. Εκείνος με μύησε στη λογική και στη δομή τους, οπότε εγώ πολύ γρήγορα έγινα εμμονική με την επίλυση προβλημάτων. Υπήρξε όμως και ένας σπουδαίος καθηγητής στο σχολείο, ο οποίος με ώθησε και με ενθάρρυνε να προχωρήσω. Οταν εκείνος με πρότεινε για τη Μαθηματική Ολυμπιάδα, με κατέλαβε τρόμος γιατί πίστευα ότι δεν θα τα κατάφερνα. Τελικά, όμως, προς μεγάλη μου έκπληξη, ύστερα από τις εξετάσεις ήμουν το ένα από τα δύο άτομα ανάμεσα σε εκατοντάδες μαθητές από τη Βόρεια Ελλάδα που προχώρησαν στην επόμενη φάση και τον εθνικό διαγωνισμό».

Μόνιμα στις ΗΠΑ

Η κυρία Καλογερά είναι μόνιμα εγκατεστημένη στις ΗΠΑ, όπου πλέον έχει τη δική της οικογένεια, με τον επίσης αστροφυσικό και καθηγητή στο Πανεπιστήμιο Νορθγουέστερν, Φρεντ Ρέιζιο. Καθώς, όμως, είναι και οι δύο ερευνητές -και δη στην αιχμή της επιστήμης-, ως στελέχη πολυδάπανων, εξαιρετικά σημαντικών προγραμμάτων έχουν αποφασίσει από κοινού όχι μόνο να μη συνεργάζονται, αλλά ούτε καν να συζητούν για οτιδήποτε σχετικό με την πρόοδο της έρευνας που κάνει ο καθένας τους.

Οπως εξομολογείται η κυρία Καλογερά, ο πρώτος πνευματικός έρωτας για εκείνη ήταν ο μικρόκοσμος των αθέατων με γυμνό μάτι σωματιδίων της ύλης. Ωστόσο, το επιστημονικό πεδίο που τελικά την κέρδισε ήταν το αχανές Διάστημα, εκεί όπου η ύλη λαμβάνει μορφές, όπως οι αστέρες νετρονίων, οι οποίοι είναι τόσο πυκνοί ώστε μάζα ίση με αυτή του Ηλιου μπορεί να περιέχεται σε μια σφαίρα μεγέθους μόλις όσο μια αμερικανική μεγαλούπολη, όπως π.χ. το Σαν Φρανσίσκο. Παραδόξως, στις μεγαλύτερες ανακαλύψεις που έχει κάνει ποτέ η κυρία Καλογερά, πριν από οτιδήποτε άλλο αναφέρει αυτό που η ζωή τη δίδαξε για τον εαυτό της. Οτι δηλαδή «εάν κάτι μου κεντρίζει την περιέργεια, θα πρέπει να το παλέψω, ακόμη και αν με φοβίζει».

Το ότι βρίσκεται σε τροχιά υποψηφιότητας ακόμη και για το βραβείο Νόμπελ πλέον είναι κάτι αυτονόητο για την ίδια. Ωστόσο, υπάρχει ένας τίτλος μοναδικός, πιθανώς ακόμη πιο σπουδαίος από οποιαδήποτε διάκριση, τον οποίο η Ελληνίδα επιστήμων έχει ήδη κατακτήσει: ανήκει σε μια πολύ μικρή ομάδα ερευνητών που συνέβαλαν στην πανηγυρική δικαίωση του Αλμπερτ Αϊνστάιν, επιβεβαιώνοντας τις πιο μεγαλοφυείς από τις εμπνεύσεις του και αλλάζοντας εκ βάθρων την άποψη που έχει ο πλανήτης για την ίδια του την καταγωγή, αλλά και τη θέση του μέσα στο σύμπαν.