No tā, kā jūs izprotat gravitācijas viļņus, Einšteina relativitātes teoriju un citus fundamentālus dabaszinātņu jautājumus, atkarīga visa valsts attīstība, pārliecinoši pierāda astrofiziķis Lundas Universitātes profesors Dainis Draviņš
Ne jau lasot ziņas, kā igauņi mūs atkal apsteiguši, varam kaut ko mainīt. Tā mazliet skarbi, jautāts, kāpēc Tartu Universitātē gatavo jau otro satelītu, kamēr mēs nezinām, kur ir mūsu vienīgais Venta-1, Dainis Draviņš pārtrauc čīkstēšanu. Strādājis daudzās pasaules observatorijās, viņš zina, ka Irbenē atjaunotais radioteleskops ir labā tehniskā stāvoklī un Ventspils Starptautiskajam radioastronomijas centram, kas par to gādā, ir izredzes iekļauties Eiropas radioteleskopu tīklā un izstrādāt jaunu Eiropas navigācijas sistēmu. Tikai zinātnieku, kas to darītu, Latvijā trūkst.
«Pēc gadiem 5-10, izmantojot kosmiskās tehnoloģijas, tiks noteikts, kādā veidā rakt ūdens notekcaurules Latvijas mazpilsētā un kur tieši sienās ir elektrības vadi. Tas ir skaidrs. Jautājums – kurš par to piegādās rēķinu? Uzņēmums Somijā, Zviedrijā, Igaunijā vai tepat Latvijā? Tas atkarīgs no tā, vai Latvijā būs cilvēki, kas laikus sapratīs, cik nozīmīgas ir šādas tehnoloģijas un kā tās izmantojamas,» saka Dainis Draviņš un mudina jaunos pievērsties dabaszinātnēm un arī kosmosa pētniecībai. Viņš runā mierīgi un rāmi, bet katra doma ir kā noasināts zīmulis.
Kāpēc fakts, ka atklāti gravitācijas viļņi, ir tik nozīmīgs?
Tas saistīts ar fundamentāliem priekšstatiem par laiku un telpu. Mums vienmēr ir bijis pašsaprotami, kas ir laiks un telpa. Bet pirms aptuveni simt gadiem Alberts Einšteins, un ne tikai viņš, sāka saprast, ka laiks un telpa nav absolūti. Neeksistē absolūts laiks un telpa. Telpa nav kaut kas, kas ir četrās sienās, tāpat laiks nav absolūts, tas ir relatīvs. Cilvēki saprata, ka tas, cik ātri laiks iet, atkarīgs no tā, cik ātra ir kustība. Pulkstenis lidmašīnā iet lēnāk par pulksteni, kas nekustīgi stāv uz vietas. Pulksteņa gaitu ietekmē arī gravitācija.
Piemēram, pulkstenis, kas atrodas tālu kosmosā, iet ātrāk par to, kas atrodas uz Zemes, jo uz to iedarbojas pievilkšanās spēks. Atšķirības ir niecīgas, bet izmērāmas. Mēs to ne tikai saprotam, bet arī izmantojam. Piemēram, viedtālruņos lietojam GPS jeb globālo pozicionēšanas sistēmu. Ja mēs neizprastu laika relativitātes efektus, nevarētu radīt GPS. Tas, kas kādreiz bija eksotisks atklājums, šodien pasaulē nodrošina miljoniem darbavietu.
Bet laiks ir atkarīgs no telpas, telpa ir atkarīga no laika. Un [14. septembrī ASV, LIGO observatorijā] pirmo reizi telpā izmērītas izmaiņas. Par to, kā telpa mainās, liecina gravitācijas viļņi. Kaut kur kosmosā sen ir notikusi eksplozija vai kādu matēriju saplūšana, un šie traucējumi sadrebinājuši Saules sistēmu.
Pirmo reizi gravitācijas viļņi ir izmērīti tiešā veidā, nevis ar pieņēmumiem, kā būtu jābūt. Ir pierādīta ne tikai laika, bet arī telpas relativitātes teorija. Satricinājuma rezultātā telpa ieliecas, tā ir elastīga. Kaut kādā veidā tas rada neērtības sajūtu, jo veselais saprāts iebilst pieņēmumam, ka telpu var saspiest vai izstiept. Bet tā tas ir. Pirmo reizi ir izmērīts, ka telpa kustas. Tā elpo: ieelpo, izelpo. Īstenībā diezgan jocīgi.
Divu melno caurumu sadursme pirms 1,3 miljardiem gadu – kādu ietekmi tā atstājusi uz mums šeit, 21. gadsimtā?
Uz Zemes var izmērīt procesus, kas notiek sekundes simtdaļā, pat tūkstošdaļā, bet līdz pat nesenai pagātnei nebija zināms, kā izmērīt gravitācijas viļņus. Tāpēc ka nebija zināms, cik stipri tie ir. Šis ir pirmais gravitācijas vilnis, kas izmērīts. Pārsteigums, ka atklājies – ar Einšteina matemātiskajiem aprakstiem var precīzi izprast gravitācijas viļņus.
Pirms simt gadiem matemātiku veidoja bez zināšanām par kosmosā esošām parādībām, bet Einšteina vienādojumi labi apraksta, kas notiek. No tiem var secināt, ka pirmie signāli, kurus uz Zemes izmērījām, bija divi melnie caurumi, kādas 30 reizes masīvāki par mūsu Sauli, kas kustējās viens ap otru aizvien ātrāk, līdz saplūda kopā. Pēdējā nāves dejas augstākā frekvence atskan tā, it kā putns nosvilptos – fuuuuiiķ. Skaņa atbilst frekvencei, ko auss var sadzirdēt.
Jūsu pētījumi ir saistīti ar astronomiskiem instrumentiem un novērošanas metodēm. Pastāstiet, cik tām liela nozīme!
ASV ir divas laboratorijas, kurās iespējams izmērīt sīkas izmaiņas, kas nāk no kosmosa. Līdzīgas laboratorijas ir arī citviet: pie Pizas pilsētas Itālijā, Japānā tiek gatavota laboratorija, arī Indija pievienojas gravitācijas viļņu mērījumiem. Ja darbosies laboratorijas dažādās vietās un tās uztvers gravitācijas viļņus, varēs pateikt, no kurienes tie nāk. Šis ir tikai sākums Visuma pētījumiem caur gravitācijas viļņiem. Tiek gatavoti arī eksperimenti, lai tos mērītu no kosmosa. Eiropas Kosmosa aģentūra mēģina izveidot laboratorijas uz satelītiem.
Vēl ir doma mērīt gravitācijas viļņus ar tādu radioteleskopu palīdzību, kādi ir Ventspils starptautiskajam radioastronomijas centram. Ar tiem var izmērīt signālus no pulsāriem – zvaigznēm, kas ātri griežas ap savu asi. Tās griežas ar ļoti precīzu laiku, kā pulksteņi kosmosā. Ja izmēra to pulsus, var izmērīt, kādu laiku tie it kā rāda. Ja tām iet pāri gravitācijas vilnis, var izmērīt, kā telpa izplešas un sašaurinās. To var izdarīt ar radioteleskopiem, kas atrodas dažādās valstīs un savienoti vienā tīklā. Gravitācijas viļņi tiek meklēti ar tāda tipa teleskopiem, kādi ir Ventspils radioastronomijas centram, bet tur pašlaik nenotiek šāda veida mērījumi.
Kāpēc izlēmāt studēt Saules fiziku, kāpēc tā mums jāizprot?
Saule ietekmē mūs visus. Bet Saules uzvedība joprojām nav īsti izprotama. Saulei ir plankumi, ko var novērot teleskopā. Ja Sauli redzam kā pusdienu šķīvi, tad plankumi ir zirņa lielumā. Plankumu skaits mainās ik pa 11 gadiem. 11 gadus relatīvi daudz plankumu, 11 gadus – maz. Tā tas ir bijis, kopš cilvēki var pamanīt Saules plankumus. Izņemot periodu, kad tie izzuda, un tas notika 17. gadsimtā. Patlaban zinām, ka ap Saules plankumiem notiek magnētiskie izvirdumi, vētras, eksplozijas un Zemes virzienā tiek izmestas enerģētiski uzlādētas daļiņas. Pāris diennaktis pēc izvirduma Zemi sasniedz šīs daļiņas, ko redzam kā ziemeļblāzmu.
Zviedrijā un Kanādā ir bijuši gadījumi, kad magnētisko lauku radītais elektriskais spriegums rada traucējumus elektriskajos tīklos: Saule maina Zemes magnētisko lauku, un elektriskā strāva maina virzienu, izraisot īssavienojumus. Milzīgs Saules izvirdums var traucēt ne tikai radiosakariem, bet arī satelītu darbībai. Tie kosmosā nav aizsargāti, tāpēc būtu vērtīgi, ja varētu pareģot Saule darbību.
Vai Saules aktivitāte ir saistīta ar klimatiskajām izmaiņām, piemēram, mazo ledus laikmetu, kas kulminēja 17. gadsimtā?
Varbūt. Īsti nezinām mazā ledus laikmeta iemeslus, bet šis periods, kad Saulei nebija plankumu, sakrīt ar Eiropas mazo ledus laikmetu, kad Temza un Nīderlandes kanāli bija aizsaluši. Bet vēl kādus 400-500 gadus agrāk bija pretēja parādība – Saule bija ļoti aktīva, uz tās bija daudz plankumu. Tas saskan ar laika periodu, kad bija siltāks klimats un vikingi kolonizēja Grenlandi. Tās ir spekulācijas, bet ir uzskats, ka Saules aktivitātes izmaiņas varētu ietekmēt arī klimatu.
Jūs pievērsāties Saulei radniecīgu zvaigžņu izpētei, lai labāk saprastu Sauli?
Lai veiktu pētījumus, kā Zemi ietekmē Saules magnētiskās vētras, būtu vajadzīgi tūkstošiem gadu. Mums nav tik daudz laika. Saule mums tikai viena, bet ir daudz zvaigžņu, tāpēc varam pētīt zvaigznes, kurām ir tāds pats ķīmiskais sastāvs, vecums, spožums, temperatūra. Varam pētīt šādas zvaigznes kvantitatīvi un tad nonākt pie secinājumiem gluži kā pēc socioloģiskas aptaujas. Vēl interesantākas ir planētas, kas līdzīgas Zemei. Dāņu astronoms Tiho Brahe 16. gadsimtā Venas salā izveidoja observatoriju, kuras moto bija: kad es skatos augšā, skatos uz leju. Kad es skatos uz leju, skatos augšā. Tas nozīme – ja es skatos zvaigznēs, redzu Zemi. Viss ir savienots.
Ja valdībai nav ilgtermiņa redzējuma par ieguldījumiem zinātnē un tehnoloģijās, tad var teikt, ka tā lemj iedzīvotājus trūkumam, teicis National Geographic raidījumu vadītājs astrofiziķis Nīls Degrass Taisons. Kāda ir saikne starp ieguldījumu Visuma pētniecībā un cilvēku labklājību?
Starpība starp praktiski izmantojamiem un fundamentālās zinātnes atklājumiem ir tāda, ka pēdējie parasti netiek veikti, lai pelnītu miljonus. Taču ar tiem vēlāk var nopelnīt miljardus. Atgriežoties kaut vai 20 gadus senā pagātnē – zinātnieki varēja veikt praktisku pētījumu, kā uzlabot informācijas atrašanu telefonu grāmatā. Bet tas nebūtu uzlabojis pasauli. Toties ir attīstījusies tāda meklēšanas sistēma kā Google. Kas ir tā pamatā? Fundamentālā matemātika. Svarīgi, lai Latvijā būtu pietiekami daudz cilvēku, kuriem ir sapratne par to, kas zinātnē notiek.
Piemēram, ja runājam par laiku, telpu un Einšteinu. Cilvēkiem jāsaprot, ka šīs relativitātes teorijas pielietojamība ir kaut kas, kas nepieciešams globālajai pozicionēšanas sistēmai. Nav jābūt GPS speciālistam, bet jāsaprot, kādas iespējas paver relativitātes teorija. Ja to nesaprot, nesaprot arī rūpnieciskus projektus. Ja kādreiz būtu ieguldīta nauda elegantos plauktos telefona grāmatām, nevis fundamentālajā zinātnē, šodien nebūtu ne Google, ne interneta, ne GPS. Valsts, kas investē fundamentālās zinātnēs, rada kompetenci. Vienmēr ir jābūt cilvēkiem, kas saprot zinātnisko domāšanu un kurus nevar apmānīt. Ja cilvēkiem nav izpratnes par fundamentālajām zinātnēm, viņus viegli pierunāt uz nepareizām investīcijām.
Latvijā bieži aizrāda, ka trūkst saiknes starp zinātnieku atklājumiem un uzņēmumiem, kas zinātnieku darbu pārvērstu inovācijās. Kas nepieciešams saiknes izveidošanai?
Man ir radies priekšstats, ka Latvijā kopš padomju laikiem no cilvēkiem, kuri iegūst augstāko izglītību, gaida, ka viņi turpinās zinātnisko darbu savā specialitātē. Zviedrijā niecīgs skaits zinātņu doktoru pēc augstskolas turpina pētniecisko darbu. Lielākā daļa strādā rūpniecībā un dažādos uzņēmumos. Tādā veidā tiek nodrošināts, ka industrijā ir cilvēki, kuriem ir zinātniskā pieredze. Nav tik svarīgi, vai viņi ir pētījuši tauriņu spārnus, literatūras vēsturi vai nodevušies ķīmiskiem eksperimentiem. Svarīgi, ka viņiem ir pieredze risināt problēmas, sākotnēji nezinot atbildes. Skolā uzdod uzdevumus, kuru atbildes ir zināmas. Bet pētniecībā ir jāuzdod jautājumi, uz kuriem atbildes nav. Tā ir attieksme, kas svarīga tiem uzņēmumiem, kas pelna nevis miljonus, bet miljardus. Tādā veidā sabiedrībā rodas jaunas vērtības, arī jaunas ekonomiskas vērtības. Tāda ir sabiedrības un rūpniecības prasība – cilvēks ir jāpieradina pie brīvas ideju attīstības. Gribam izglītotus cilvēkus, kuri ir trenēti nestandarta domāšanā. Tāda domāšana rada jaunas darbavietas un produktus ar augstu pievienoto vērtību. Universitāte ir treniņu laukums brīvai domāšanai.
Pirms pāris gadiem Latvijas sabiedrībai bija jāpierāda, ka ir vērts maksāt līdzdalības maksu Eiropas Kosmosa aģentūrā. Ko, piemēram, zviedri ieguvuši ar dalību šajā aģentūrā?
Eiropas Kosmosa aģentūra apvieno lielu skaitu valstu, kas kopīgi attīsta tehnoloģijas, kas izmantojamas kosmosā. Tā nav organizācija, kuras prioritāte ir pētniecība. Zinātnei un pētniecībai atvēlēti tikai ap 10% finansējuma. Lielākā daļa ir pielietojumi dažādās jomās. Mēs zinām GPS, visi pašlaik izmantojam amerikāņu radītās sistēmas. Eiropa mēģina izveidot savu navigācijas sistēmu, kurā paredzēts izmantot lielu satelītu skaitu, lai būtu iespējams noteikt objekta atrašanās vietu ar desmit centimetru precizitāti. Zemes resursu pētniecība ir būtiska Eiropas Kosmosa aģentūras darba daļa.
Minēšu piemēru no Dānijas vēstures. Tā kopš 1975. gada ir bijusi aģentūras locekle, bet krīzes laikā valdība nolēma, ka jāierobežo izdevumi, un Dānija izstājās. Bet Dānijas rūpniecība drīz vien pamanīja, ka interesantie pasūtījumi, kas ir izaicinoši, prasa nestandarta produktus, iet secen. Ja nav izaicinošo pasūtījumu, uzņēmumu atstāj labākie darbinieki, jo viņiem nav intereses strādāt rutīnas darbu. Tad rūpnieki saziedoja līdzdalības naudu, lai Dānija atkal būtu Eiropas Kosmosa aģentūrā. Jo tā ir vieta, kur Eiropas valstis diskutē par nākotnes iespējamībām, par atklājumu komerciālo izmantojumu. Bez līdzdalības Eiropas Kosmosa aģentūrā daudzi datortehnikas un tehnoloģiju uzņēmumi nevarētu pastāvēt, jo būtu ārpus notikumu epicentra. Viņu darbība kļūtu otršķirīga.
Tartu Universitātes studenti un pasniedzēji, kas darbojušies satelīta ESTCube izstrādē, iesaistījušies uzņēmējdarbībā un publicējuši savus pētījumus starptautiskos izdevumos. Kāpēc Latvijas satelīts Venta-1, kurš it kā bija lielāks par ESTCube, nav tik veiksmīgs projekts?
Tagad ir cerības palaist šo satelītu kopā ar Indijas nesējraķeti. Aizkavēšanās bijusi tāpēc, ka bija jāatrod nesējraķete. Mūsu satelīts ir mazs, un tas nozīmē, ka nav vienīgais «pasažieris» uz raķetes. Ja atceramies, pirms desmit gadiem taisīt satelītu bija dārgi. Bet tagad arī tādas augstskolas kā Tartu Universitāte izgatavo satelītus, kas var lidot kopā ar lielākiem un smagākiem. Neliels projekts, ko var īstenot kā izglītības projektu, jo izstrādes laikā uzrakstāmi kādi desmit maģistra darbi par datu pārraidi, bet tie, kuri piedalījušies satelīta veidošanā, var droši taisīt savus start-up uzņēmumus. Var arī savas zināšanas un pieredzi piedāvāt citiem uzņēmumiem. Tādā veidā jāstrādā. Ne jau izlasot avīzē, ko atkal igauņi ir izdarījuši, bet pašiem rīkojoties.
Kā vērtējat Ventspils Starptautiskā radioastronomijas centra darbu? Vai tiek pilnvērtīgi izmantots Irbenes radioteleskops?
Irbenē ir vareni. Pēdējos gados modernizētas visas iekārtas. Bet būtu jāpiesaista lielāks skaits zinātnieku, kas tās izmanto. Tas ir pats galvenais – cilvēki ar plašu zinātnisko izglītību, kas spēj izmantot Ventspils radioastronomijas centra un Irbenes radioteleskopa iespējas. Tas tagad iesaistās arī garās bāzes interferometrijas tīklā, kas saslēdz kopā teleskopus, kuri atrodas Polijā, Zviedrijā, Vācijā, Krievijā, Somijā, Nīderlandē. Lai tīkls darbotos, visiem komponentiem jābūt labā stāvoklī – teleskopiem Latvijā, Vācijā un Zviedrijā. Katrā vietā jābūt zinātniekiem, un tas nozīmē, ka arī Irbenē.
Jums ir kolēģi, ar kuriem sastrādāties Latvijā?
Jā, ir! Bet Latvijā zinātniskā darbība koncentrējusies Rīgā. Latvijas intelektuālajam potenciālam būtu labi, ja attīstītos zinātniskās aktivitātes reģionos – Daugavpilī, Ventspilī, Liepājā, Rēzeknē un Valmierā. Citādi iet zudumā intelektuālā kapacitāte. Kā? Parasti cilvēki izvēlas to, kas ir visvieglāk pieejams. Bet tas arī nozīmē, ka daudzi neizmanto savus talantus, jo nav tādu iespēju. Domāju, ka reģionos skolās un augstskolās var veicināt interesi par astronomiju, parādīt, kādas ir sakarības starp dažādām dabas parādībām, kā tās saistītas ar fiziku, ķīmiju un matemātiku, mehāniku un bioloģiju. Tādā veidā varētu paaugstināt dabas un dabaszinātņu izpratnes līmeni. Tad būtu cilvēki, kurus neapmānīt ar brīnumzālēm pret visām iespējamajām kaitēm.
5 ieteikumi
Doties uz Ventspils Starptautisko radioastronomijas centra radioteleskopu, kas atrodas Irbenē.
Apskatīt debesis no Latvijas Universitātes Astronomiskā torņa, kas atrodas Rīgā.
Aizbraukt uz Baldones observatoriju, apskatīt tās lielo Šmita teleskopu.
Apmeklēt Ventspils Jaunrades namu ar observatoriju un planetāriju.
Noklausīties grupas Astro’n’out dziesmu Gravitātei nē.
CV
Dzimis 1949. gadā Zviedrijā, Lundā
Studējis Lundas un Upsalas universitātēs, Kalifornijas Tehnoloģiju institūtā
Strādā par astronomijas profesoru Lundas Universitātē
Darbojies starptautiskos institūtos Eiropā un Dienvidamerikā, bijis viesprofesors arī Latvijas Universitātē
Latvijas Zinātņu akadēmijas ārzemju loceklis
Iesaistījies Ventspils Starptautiskā radioastronomijas centra darbā un dažādos projektos arī Igaunijā un Lietuvā
