Csendesebb hely lenne a Mátra az óriástávcső miatt

A Mátra alatti kőzetrétegek hatalmas párnaként tompítják a földmozgásokat, ezért a hegység - viszonylag kis tömege ellenére - megfelelő hely lehet az Einstein Teleszkópnak. Már csak Spanyolországot és Olaszországot kell "legyőznünk", hogy nálunk épüljön meg a világ egyik legnagyobb és legkorszerűbb tudományos berendezése.

A Magyar Tudományos Akadémián zajló nemzetközi konferencián szerdán elhangzott a döntés: az Einstein Teleszkóp végső helyének kijelölését szolgáló második fordulóba bejutott Magyarország. Ennek megfelelően már jó esély van rá, hogy Európa legmodernebb gravitációshullám-detektora a Mátrában épüljön meg - a vele járó tudományos, műszaki, gazdasági előnyöket is hazánkba fókuszálva.

Az Einstein Teleszkópnak olyan helyszín kell, ahol minél kisebbek és ritkábbak a földmozgások. Ilyen területeknek korábban csak a nagyobb tömegű hegységeket tekintették - azonban ebből a szempontból szerencsénk van, mert a Mátra szeizmikusan nagyon csendes hely. Ennek oka Rácz István, az MTA KFKI RMI Gravitációs Osztályának vezetője, az Einstein Teleszkóp program magyar koordinátora szerint az, hogy a hegység nagy blokkja alatt, közel két kilométer mélyen egy andezitből és andezittufából álló vulkanikus rétegsor található. Ezek a kőzetek pedig egy hatalmas rugóként csillapítják a földmozgásokat.

VIRGO: az Einstein Teleszkóp európai elődje

Az Einstein Teleszkóp a VIRGO, a már most is üzemelő európai gravitációshullám-detektor utódja lenne. A VIRGO két, egymásra merőleges, 3 kilométer hosszú alagútból áll, ezekben futnak a lézersugarak. A berendezés Pisa mellett, az Arno-folyó síkságán található a felszínen. A VIRGO esetében olasz és spanyol szakemberek fejlesztettek ki rendkívül stabil sugárzású lézert, amely az alagutakban összesen 120 kilométernyi utat fut be - tehát a tükrök között többször is visszaverődik, hogy így pontosabb mérést tegyen lehetővé.

A VIRGO jelenlegi nagy előnye a hasonló amerikai LIGO rendszerrel szemben, hogy egy speciális szeizmikus szűrő révén az alacsony frekvenciájú gravitációs hullámokra sokkal érzékenyebb. Ezek megfigyelése azért fontos, mert a leggyakoribb források, a pulzárok ebben a tartományban sugároznak. Utóbbiak szupernóva-robbanások után visszamaradt, rendkívül kompakt neutroncsillagok. Anyaguk atommag-sűrűségű és egy másodpercnél is rövidebb idő alatt fordulhatnak meg a tengelyük körül. Mivel alakjuk feltehetőleg nem gömbszimmetrikus, pörgésük során gravitációs hullámokat bocsáthatnak ki - ezek vizsgálatára ideális lehet a VIRGO rendszer továbbfejlesztésével megszülető Einstein Teleszkóp.

Az Einstein Teleszkóp fő részegységei. Az alagútrendszer háromszög alakú lesz, egy-egy oldal hossza 10 kilométer

Rácz István elmondta: a VIRGO együttműködésben fontos szerepet töltenek be a hazai szakemberek. Magyarország 2008-ban csatlakozott az európai hálózathoz, amelynek keretében a Magyar Tudományos Akadémia kutatóintézeteiben, európai uniós támogatásokkal együtt öt főállású kutató, valamint ugyanennyi hallgató és doktorandusz dolgozik - illetve a Virgo és ET tudományos együttműködések keretein belül 3-400 európai szakemberrel működnek együtt. Az európai gravitációshullám-kísérletekben való részvételben kulcsszerepet játszik a KFKI Részecske és Magfizikai Kutatóintézete (RMKI). Az itt dolgozó szakemberek munkája révén idén alakult meg az a magyar MTA-ET munkacsoport, mely négy akadémiai kutatóintézetben, valamint a nagyobb egyetemeken dolgozó kutatók munkáját integrálja az Einstein Teleszkóp program keretein belül.

Távcső a Mátrában

A gravitációs hullámok hatására a téridő enyhén zsugorodik vagy tágul, aminek megfigyeléséhez a távolságokat kell extrém pontosan mérni. Ehhez tükröket és róluk visszavert lézersugarakat használnak - a két tükör között a távolság megváltozását kell azonosítani. Méghozzá olyan területen, ahol nagyon gyengék a földmozgások - erre lenne ideális terep a Mátra. Az Einstein Teleszkóp esetében egy 10x10x10 kilométeres háromszög épülne 100-200 méterrel a felszín alatt, és azt vizsgálnák, hogy egyes oldalainak hossza miként változik a rajta áthaladó gravitációs hullámok következtében.

Az egyik lehetséges helyszín a Mátra, amelynek területén lehetne elhelyezni a háromszög alakú berendezést

Jelenleg négy nagy esélyes ország van Európában, ahol az Einstein Teleszkópot megépíthetik - ezek egyike Magyarország. A friss bejelentés alapján a legjobb három jelölt között szerepel hazánk, Olaszországból Szardínia szigete, Spanyolországból pedig a Pireneusok a fő vetélytársaink.

Az európai uniós kutatás-fejlesztési keretprogramban közel 4 milliárd eurót terveznek az Einstein Teleszkóp megvalósítására. Ennek keretében tíz év alatt egy olyan új kutatási központ épülhet fel hazánkban, amely mintegy 50 évig működne. Ha Magyarország nyeri el a megvalósítás lehetőségét, a közeljövő fejlesztései során minden egyes itthon befektetett magyar forint négy forint külföldi megrendelést hozhat. Az Einstein Teleszkóp létrehozásával hazánk olyan technológiai előnyre tenne szert szomszédjaihoz és sok európai államhoz képest, amely több évtizeden keresztül biztosítana anyagi hasznot az országnak.

Környezeti ártalmak nem várhatók

A Mátra sok védett természeti értéket hordoz, a természet, a környezet féltése az egyik központi téma a keddi beszámolónkhoz érkezett kommentekben is. A szakemberek szerint a teleszkóp kiépítése gyakorlatilag nem okoz érezhető környezeti változást, mivel 100-200 méterrel a felszín alá kerül. Ennek megfelelően egy felszíni bejáraton túl más nem lenne látható az egész rendszerből.

Rácz elmondta: a mélyben kiépítendő alagútjárat nem lesz nagyobb a korábbi bányászati tevékenység révén már most is ott lévő vájatrendszereknél. Néhány régebbi aknát is felhasználhatnak majd, ezeket kitágítják, illetve tovább fúrják. Emellett a munkálatok során kitermelt ásványkincsek hasznosíthatók lennének.

A szakember szerint az Einstein Teleszkóp tartós működtetése még segítheti is a környezetvédők erőfeszítéseit. Ha a detektor hazánkban valósulna meg, a telepítés befejezése után ugyanis zajos ipari tevékenység nem indítható meg a területen. Nem csak az obszervatórium fog szó szerint tökéletes csöndben üzemelni, de ezt a környező területtől is elvárják a végső döntés mérlegelése során.

Mikor készülne a távcső?

Az Einstein Teleszkóp elkészítése előtt a VIRGO rendszert teszik pontosabbá, majd ennek tapaszalatait felhasználva születik meg a főműszer.

2011: Einstein Teleszkóp (ET) terveinek első változata elkészül
2014: VIRGO második generációs műszerei üzembe állnak
2015: ET szeizmológiai vizsgálat befejezése, végleges döntés
2016: részletes, a konkrét helyszínre történő tervezés
2017: alagútépítés megkezdése
2021: vákuumrendszer kiépítése
2023: detektorok kiépítése
2025: első mérési adatok megszületése

Animáció egy galaxis centrumában lévő szupernagytömegű és egy körülötte keringő kisebb fekete lyukról. Az objektumok egymáshoz közel mozogva gravitációs hullámokat bocsátanak ki, majd végül összeolvadnak