A múlt csütörtökön bejelentett tudományos világszenzációban, a gravitációs hullámok első közvetlen megfigyelésében és megmérésében több mint ezer kutató vett részt, többen közülük Magyarországról. De különösen kiemelkedően fontos szerepet játszott a tudományos sikerben a New York-i Columbia Egyetemen dolgozó három magyar tudós. Márka Szabolcsot, a feleségét, Zsuzsát és Bartos Imrét a tudomány egyik Szent Gráljához való viszonyukról is kérdeztük.

hvg.hu: A magyar hírportálok jó része, mi is megpróbáltuk minél érthetőbben elmagyarázni az olvasóknak, hogy miért emberiség méretű szenzáció, hogy sikerült megmérni a gravitációs hullámokat. Nem könnyű feladat, az pedig, hogy a mérésnek mi köze a fekete lyukakhoz, talán ennél is bonyolultabb. Az alábbi, nagyon leegyszerűsítő leírás elfogadható-e magyarázatként arra, hogy mit is mért meg a LIGO két detektora: Két, egyenként a Napnál úgy 30-szor nehezebb fekete lyuk egymás körül kering, majd a fénysebességet megközelítő sebességre felgyorsulva egymásba olvad. Az új fekete lyuk tömege kisebb mint a két régi összege, és a különbséget az a felszabaduló energia jelenti, ami egy nagy robbanás után, szerteterjed az Univerzumban. Ez az esemény amúgy 1,3 milliárd éve történt, de a belőle kiáramló gravitációs hullám csak most érte el a Földet. Ezt sikerült speciális műszerekkel és mérési metodikával megmérni. Szóval: lényegében így történt?

Bartos Imre: Igen, lényegében ez.

hvg.hu: Meg az, hogy ezzel elsőként bizonyították Einsteinnek a gravitációs hullámokról tett állítását, vagyis végeredményben azt, hogy a tér tényleg relatív.

Bartos Imre: A gravitációs hullámok létezésére már volt közvetett bizonyíték. A ’70-es években kutatók megfigyeltek két, egymás körül keringő halott, rendkívül sűrű, úgynevezett neutroncsillagot. A csillagok mozgásából arra lehetett következtetni, hogy gravitációs hullámokat bocsátanak ki. Ez a mérés, a mi bejelentésünkkel együtt, alátámasztja Einstein egyik jóslatát, de új lehetőségeket is ad arra, hogy más jóslatokat mérésekkel teszteljünk.

Márka Szabolcs: Amikor azt mondják, hogy Tihany csodálatos, akkor hümmögünk és elhisszük, de amikor saját szemünkkel látjuk egy vitorlásról és a gyönyörű utcáit járjuk, akkor értjük is a gyönyörűséget. Ez a különbség a közvetett bizonyíték és a részletes megfigyelés között.
Márka Zsuzsanna, Márka Szabolcs és Bartos Imre
©

hvg.hu: Az átlagember számára ez az egész felfedezés vélhetően úgy hangzik, mintha egy Asimov-könyvből olvastuk volna, és nehéz felfogni, hogy ez a valóság. Külön érdekessé teszi azonban, hogy a CNN – annak érdekében, hogy e lépés fontosságát érzékeltesse az ameriakaiakkal egy magyar tudóst hívott be a stúdiójába. Az pedig tényleg hab a tortán, hogy a New York-i Columbia Egyetemen ezen valójában három magyar tudós dolgozik együtt. Mikor és hogyan kerültek ennek az egésznek a közepébe?

M. Sz.: A gravitációs hullámok létezésének bizonyítására szerveződött LIGO-ban én már jóval a Columbiára jövetelem előtt is dolgoztam. Nekem ez már a 17. évem ebben a programban. Amikor először mentem az obszervatóriumokhoz, még földút vezetett oda, és az egész kísérlet is csak egy nagy álom volt a világ számára. Most pedig már tudományos értelemben is ez a valóság – köszönhetően a kitartásunknak. A LIGO Tudományos Együttműködés (LIGO Scientific Collaboration, LSC) is egyre nagyobb lett, ma már körülbelül 1000 tudóssal dolgozunk együtt a világban, de az is számított, hogy a gravitációs hullámok mérhetővé tételéhez az NSF (National Science Foundation – Amerikai Nemzeti Tudományos Társaság) egymilliárd dollárt fektetett be. Ez kellett ahhoz hogy felfedezzük a gravitációs hullámokat.

Zsuzsa kísérleti fizikus, Imre asztrofizikus – egykor a tanítványom volt, most pedig az egyik legfontosabb munkatársam –, mindketten 10 éve vannak ebben a történetben.

Zsuzsával mi 1993-ban, rögtön a debreceni egyetemi évek után jöttünk az USA-ba. Először csak azért, hogy a PhD-met itt szerezzem meg a Vanderbilten. Eredetileg úgy volt, hogy itt megtanulunk valamit, amit aztán hazaviszünk, de úgy alakult, hogy otthon nem voltak meg a lehetőségek és zárva voltak az ajtók. Itt pedig egyre sikeresebbek lettünk: a Cornell után a Caltech, majd a Columbia jött – a világ legjobb privát egyetemein akartam dolgozni, mert ezek adták a legjobb esélyt a legjobb tudományos munkára. Aztán ide születtek a gyerekeink, négy, mi meg csak mentünk előre, míg végül itt maradtunk. Ezzel együtt is: a gyermekeim tökéletesen beszélnek magyarul, a magyar iskolában is jól teljesítenek. Minden nyarat otthon töltenek és imádják Magyarországot.

hvg.hu: Miért a LIGO és miért a Columbia?

B. I.: Csak azt tudtam, hogy ha itt leszek doktorandusz, akkor az legalább hat évet jelent Amerikában. Most már 10 éve vagyok itt, de alapvetően továbbra is a szakmai szempontok vezérelnek. A LIGO már az elején érdekelt, de nem feltétlenül a gravitációs hullámok, hanem a fekete lyukak miatt. Borzasztóan érdekes jelenség, amiről azonban eddig nagyon-nagyon kevés dolgot tudtunk biztosan – előttünk például valójában senki nem is látta őket közvetlenül. Egy ilyen ismeretlen terület a kutatók számára azt az ígéretet hordozza, hogy sok új dolgot elsőként tudhat meg róla. Én a tudományt úgy képzelem, hogy megy a tudós az ismeretlen dzsungelben, rajzolja a térképet, és rögzíti, amit lát és talál. A LIGO-nál is ez történt: oda akarunk elmenni, ahol még nagy fehér (illetve: fekete...) foltok vannak a térképen.

A Lézer Interferométeres Gravitációshullám-vizsgáló Obszervatórium (LIGO) egyik optikai berendezése
©

Sok összetevője van annak, hogy miért a Columbia, de a legfontosabb az, hogy a Columbián a kutató előtt kinyílnak a lehetőségek. Olyan erőteljes a kisugárzása ennek az egyetemnek, olyan sok neves kutató fordul meg itt, hogy már ez sokkal nagyobb információáramlást eredményez, mint a legtöbb más helyen a világban. Egy ilyen nagy egyetem, pláne New Yorkban, ahol mindenki szívesen megfordul, és ahol tényleg mindennap lehet találkozni vezető elmékkel, egy olyan információs pufferként működik, ami szerintem máshol elképzelhetetlen. Mindehhez egy másfajta kulturális háttér is hozzáadódik, mert itt a keleti parton nagyon aktív, nagyon gyors ütemű az élet. Hozzá lehet szokni az óriási elváráshoz és a tempóhoz, de ha máshol is megfordul az ember, megtapasztalja, hogy ahogy itt robog, ahhoz képest máshol szinte megállt a világ.

M. Sz.: A Columbia a világ legjobb egyetemei között is kiemelkedő hely, aminek csak kis része a több mint két tucat Nobel-díj, amely a tanszékünkhöz köthető. A egyetemi kulturánk erős hangsúlyt helyez a kiemelkedő kutatási eredményekre is, ezért a Columbiára a legjobb agyak jönnek. Tudtam, hogy ha a LIGO-t sikerre akarjuk vinni, akkor a legokosabb és legkreatívabb elméket kell összegyűjtenem a csoportomba – ez a Columbián sikerült is. De imádjuk az itteni kulturális pezsgést is; magyarok vagyunk, akiket New Yorkban becsülnek és befogadnak. Tudunk magyarul és tudunk boldogan élni a családunknak és a tudománynak. Hazalátogatni is csak egy rövid repülőút, de a szüleink is gyakran töltenek itt hosszabb időt, hisz a város emberközeli, befogadó és barátságos. Azért azt sajnáljuk, hogy Magyarországnak nem volt szüksége ránk és a gyermekeinkre.

Márka Zsuzsanna: Itt lehet magyarnak is lenni, amerikainak is, és ez a saját  választásunk. Ennek része az is, hogy bár a gyermekeink mind itt születtek, de minden nyáron hosszú időre otthon vannak a nagyszülőknél. Számunkra fontos az is, hogy akcentus nélkül, tökéletesen beszélnek magyarul, és hogy szombaton a New York-i magyar iskolába járnak.

Az életük annyiban változik meg most, hogy máris elkezdhetik a következő nagy kalandot
©

New Yorkban óriási magyar élet is van, sok tudós és kutató él itt, plusz az ENSZ és a különböző nemzetközi szervezetek központja miatt nagyon sok magyar vezető jár New Yorkba, és sokkal közülük lehetőségünk van találkozni is. Imre például a New Yorki-i Magyar Tudományos Társaság alelnöke, ahol havi rendszerességgel találkozva próbálják a magyar kulturális életet is felpezsdíteni. Előadókat és közéleti embereket hívnak meg és tudományos eszmecseréket folytatnak.

hvg.hu: Zsuzsa, igaz, hogy azért került a programba, mert otthon unatkozott?

M. Zs.: New York előtt Kaliforniában, a Caltech-en és a UCLA-n dolgoztam. Éppen akkor költöztünk ide, amikor vártam a harmadik gyermekünket, de mint tudománnyal folgalkozó ember, megőrültem volna, ha nem mozgathatom meg az agyamat is. Érdeklődésből már évek óta hozzájárultam a LIGO-hoz is, így csatlakozni a Columbia csapatához végül is természetes volt.

Amolyan igazi laborközpontú mentalitással megáldott kísérleti fizikus vagyok, ezért úgy alakult, hogy a fiúk (sokszor elméleti) feltevéseit, kreatív ötleteit és elképzeléseit elkezdtem megmérni és igazolni. Eredetileg optikával foglalkoztam, mostanra viszont megszállott kitartással tervezek új eszközöket és kísérleteket, így a gravitációs hullámot mérő műszer elkészítésében is részt vettem.

B. I.: Zsuzsa most is szerénykedik, de valójában úgy van köztünk a munkamegosztás, hogy Szabolcs szokás szerint mindenbe beleásta magát a műszertől, az adatanalízisen át az asztrofizikáig – sorozatban gyártva a jó ötleteket, én az asztrofizikában a fekete lyukak „dolgában” jeleskedek igazán, és Zsuzsának pedig a detektorok fejlesztése lett a specialitása. A LIGO időszinkronizáló rendszerének a megépítése alapvetően az ő érdeme. Az ő vezetésével épült meg a Columbián az az elektronika, mely képes biztosítani a detektorok kontrollját. Ha ez nincs, akkor a sok száz együttműködő rendszerelem nem tudna szinkronban dolgozni, és lehetetlen volna pontosan mérni azokkal.

hvg.hu: Helyes megközelítés-e az, amikor a gravitációs hullámok mérhetőségének tudományos súlyát egy szintre helyezik azzal, mint amikor Galilei elkezdte az eget fürkészni?

B. I.: Egy teljesen új ablakot nyitottunk az univerzumra. Ahhoz képest, ahogy eddig alapvetően fény segítségével tudtuk megfigyelni, hogy mi történik a világegyetemben, ez egy új irányt jelent. Az ember eddig az égboltra egy távcsővel vagy akár egy neutrino detektorral nézett. Mostantól pedig egy teljesen új érzékszervet adtunk a csillagászatnak, amellyel együtt megérthetőbb, hogy az univerzumban mi hogyan történt.

A gravitációs hullámok felfedezésének bejelentése
©

Az újdonságot az a készülék jelenti igazán, amivel az eddiginél nagyságrendekkel pontosabban  tudunk mérni távolságokat. Jobban tudjuk mérni a tér görbületét, mint ezelőtt bármi. Jelenleg két ilyen detektor van a világon, olyat tud, amit  távol-közel soha senki és semmi. Ezzel több milliárd fényévre is el tudunk látni. A csillagászatban ez olyan nagy változást jelent, mintha a némafilmes korszakban valaki bekapcsolta volna a hangot is az előadásba. Teljesen új érzékszervet adtunk ezzel az emberiségnek; ha úgy tetszik: füle lett a távcsöveknek.

Így töltődnek, akik a világmindenség működésének megértéséhez készítettek kulcsot

Én mindennap sokat sétálok, New Yorkban utcák százai hetente ismerősként köszöntenek” – meséli Szabolcs, aki gondolkodni megy az utcára. Évente néhány alkalommal búvárkodik is lányával, leginkább az éjszakai merülésekért vannak oda, mert „az egy olyan helyzet, ahol nem teheted másként a dolgokat, mint a külvilágból mindent kikapcsolva”. A felesége ilyenkor nincs vele, Zsuzsának egyébként a relaxálása is gyakorlatias. A hétköznapjai egyik legjobb részének tartja azt, amikor a gyerekekkel az iskolába menet beszélget, majd fél órára az iskola kávézójában marad más anyukákkal társalogni. „Sok a tudós és a kutató itt is, de az a legjobb, amikor mindenféle emberi dologról is értekezni kezdünk” – magyarázza. Zsuzsát a sok jó baráti kapcsolat képes kikapcsolni és feltölteni.

Imrének viszont éppen hogy a családja jelenti a kikapcsolódást, mint mondta: „van egy három hónapos kislányom, aki sok, eddig szokatlan munkát, de rengeteg kikapcsolódást is jelent az életemben”. Az egyetemi malomból amúgy a rendszeres futással szeret kiszakadni. Szerinte azért fut sokat, mert „sok jó park van Manhattanben, és a futás közben gyakran jönnek jó ötletek is”. De azt is hozzáteszi: az is egyfajta hobbijuk lett Szabolccsal és Zsuzsával, hogy a feketelyuk-kutatás mellett a szúnyogok elleni lézerfüggönyös védekezésen dolgoznak. Sőt, építettek egy olyan biooptikai készüléket is, ami különböző állatokat képes genetikai és más eredetű, neurológiai betegségekre vizsgálni. Mint mondta: az agyunk számára ez is egyfajta intenzív kikapcsolódás.

hvg.hu: Ha egy tudósnak Bill Gates egymillió dollárt ad az egyik meglepő ötletére, vagy ha a Forbes magazin a legfigyelemreméltóbb fiatal tudósok egyikeként mutatja be, akkor ezt a mostani, felfokozott hangulatot könnyebb kezelni?

M. Sz.: Nem hiszem, hogy bárki teljesen hideg fejű tudott maradni, amikor tudatosult benne, hogy ez a kutatás valóban az egész emberiség szempontjából kiemelt fontosságú eredményre jutott. A bejelentés előtti hetekben, amikor egyre kézzelfoghatóbbá vált, hogy egy igazán nagy dolognak vagyunk a részesei, valójában megnehezült a munka. Láttuk a célt, tudtuk, hogy elérjük, de a célba éréshez ezer embernek kellett pontosan együttműködnie, és ezer ember munkájának kellett minden egyes leírt mondatunkban is megjelennie, megfelelnie.

B. I.: Még a bejelentés előtti éjszaka is sokáig dolgoztam, annyi mindent kellett még ellenőrizni. Előzőleg már szinte exponenciálisan nőtt az energiaigény, ami ahhoz kellett, hogy időre készen legyünk. Ráadásul, mióta pár hete kiszivárgott, hogy „valami nagyot” be fogunk jelenteni, az érdeklődés hihetetlen módon megnőtt. A csütörtöki bejelentés előtt két nappal még úgy volt, hogy egy 30 fős teremben fogunk előadni, végül 600-an jöttek el a Columbia legnagyobb előadótermébe, és sokaknak meg ülőhely sem jutott.

Egy másik egyetemen az egyik kollégámat azzal kereste meg az ottani IT-rendszer vezetője, hogy valószínűleg vírusos az emailrendszere, mert az egész tanszék mailforgalmának a fele nála jelentkezik. De az érdeklődés most sem kisebb, hetekre előre be vagyunk táblázva; szinte egyetlen napunk sem lesz, hogy valamelyikünk ne repülne valahová Amerikában – előadni intézetekben, egyetemeken.

hvg.hu: Szabolcs 2011-ben, amikor még csak megjósolta, hogy a tudomány eljut erre a pontra, azt mondta egy magyar újságnak, hogy tudja is, aztán mit fog tenni. „Pontosan tudom, hogy én mit fogok csinálni. A gravitációs hullámok segítségével az Univerzum eddig teljesen rejtett részét látjuk majd. Megtudjuk például, hogyan viselkednek, hogyan születnek és hogyan halnak meg a fekete lyukak. A következő évtized hihetetlenül izgalmas eredményeket hoz, ha reményeim valóra válnak” – nyilatkozta. Tehát ez jön most?

M. Sz.: Természetesen! Nekem nagyon fontos a stratégia, ahogy a Columbia-csapatnak is, ezért soha nem tettünk volna olyan projektre, aminek nincs jövője a felfedezés előtt – és évtizedekig utána. A döntésünk nagyon is tudatos és logikus volt. Az életünk csak annyiban változik meg most, hogy máris elkezdhetjük a következő nagy kalandot!

B. I.: Ez a kutatás számunkra mindig is egy jövőbe mutató kutatás volt, egy gyerekcipőben járó terület, ahol ezért minden felfedezésnek óriási jelentősége van. Igazából most ez változik meg, mert mostantól nem arról beszélünk, hogy majd a következő generációs obszervatórium lesz-e olyan jó, hogy elérhessük vele a céljainkat, hanem arról, hogy dolgozzuk ki, hogy a fekete lyukak detektálásából kapott információk mit jelentenek a fizikai törvényekről alkotott képünk szempontjából.

Azt reméljük, hogy mostantól a fekete lyukak vizsgálatával meg tudjuk találni, mi a gond azzal, ahogyan ma értjük a világegyetemet. Jól hangzik, hogy igazoltuk Einstein százéves tézisét, de valójában ennél is fontosabb, hogy tovább tudunk lépni egy nagy, egységesített elmélet megalkotása felé, ami az apró dolgokat és a kozmikus méreteket is képes kezelni. Ezért gondolom, hogy az útnak most nem a végére, hanem csak az elejére értünk oda. Az eddigi erőfeszítések azért voltak, hogy elkezdhessük azt a munkát, amelyikre mindenki vágyik.