Mulți cred că Valeriu Predoi, cercetător român din echipa care a detectat undele gravitaționale, se urcă des pe munte și observă Universul cu un telescop. “Majoritatea îs deziluzionați când le zic că stau în fața unui calculator toată ziua,” spune astrofizicianul român Valeriu Predoi, cercetător din echipa care este responsabilă cu cea mai importantă descoperire a ultimelor decenii.

Dar munca la birou a lui Valeriu Predoi, cercetător la Universitatea Cardiff, Țara Galilor, nu seamănă cu cea a multora dintre noi. Cu apăsarea unei singure taste, el poate să afle evoluția unor obiecte colosale din Univers – sisteme de stele neutronice, explozii de raze gamma. Pe ecranul calculatorului său se derulează, sub formă de numere și programe, o multitudine de fenomene astrofizice.

Dacă noi am aflat despre detectarea undelor gravitaționale la vreo trei luni după ce ea a avut loc, Valeriu Predoi a aflat la câteva minute. Descoperirea undelor gravitaționale deschid un domeniu complet nou pentru observarea Universului și vor permite omului să meargă înapoi în trecut, înainte de Big Bang. “Detectarea acestor unde primordiale ne va spune despre interacțiunile materiei de atunci”, spune el. 

Numele tău apare în lista de peste 1000 de autori ai lucrării care a anunțat detectarea undelor gravitaționale. “O sută de ani de speculații, 50 de ani de încercări și erori, 25 de ani de perfecționare a instrumentelor necesare.” Asta scrie ziarul britanic The Guardian, la secțiunea Știință, că s-a întâmplat până la anunțul din februarie 2016. Care este contribuția ta în acest întreg proces?

O parte a echipei care a descoperit undele gravitaționale

Valeriu Predoi: Detecția s-a realizat în ziua de 14 septembrie 2015. Ulterior, s-au produs numeroase teste și verificări pentru a acorda statutul de detecție și nu cel de alarmă falsă (verificarea detectoarelor, a canalelor de zgomot, a calculelor analitice și numerice etc). Acest proces a durat, inclusiv scierea articolului științific, până în februarie anul acesta.  Eu am lucrat (și încă lucrez, sunt în LIGO din 2008) în domeniul analizei de date furnizate de observatoarele LIGO și Virgo și implementarea computațională a diferitelor aspecte statistice și fenomenologice ale undelor gravitaționale. Mai concret, am făcut parte din echipa care a detectat semnalul folosind metoda ‘excess power’ care utlizează conceptul ca orice undă gravitațională este un eveniment coerent care va crea un maxim de putere cu caracteristici foarte apropiate în fiecare din detectoarele folosite (LIGO Hanford si LIGO Livingston). Această metodă face parte dintr-un grup mai larg de metode de analiză, cunoscut în jargonul LIGO ca ‘burst’. Aceste metode caută semnale coerente, dar fără a asuma nimic despre forma undei și parametrii săi, această categorie de metode se deosebește fundamental de cealaltă categorie de metode care foloseșe filtrarea datelor printr-un set enorm de fronturi de undă, simulate întâi teoretic și numeric și cu parametri diverși pentru a acoperi majoritatea tipurilor de semnale de unde gravitaționale (‘matched filtering’).

Să încerci să explici ce sunt undele gravitaționale și de ce sunt ele importante e la fel de complicat ca și ecuațiile folosite pentru descrierea lor, potrivit news.discovery.com. Încearcă, totuși, o definiție, pentru profani. De ce sunt undele gravitaționale importante pentru viața fiecăruia dintre noi?

V.P.: Descoperirea este fundamentală: prima observare directă a undelor gravitaționale și prima observare directă a unei găuri negre Kerr (de fapt, trei: sistem binar care a format o a treia gaură neagră în urma coliziunii), având în vedere dimensiunile extrem de mici ale acestor perturbații ale spațiu-timpului (putem folosi exemplul dat la conferință de presa, 1/1000 mărimea unui proton), undele gravitaționale au fost considerate nedetectabile chiar și de Einstein. Pe lângă aspectul ‘flash’ al acestei descoperiri, trebuie să punem lucrurile în perspectivă: astrofizica undelor gravitaționale deschide un domeniu complet nou pentru observarea universului: o multitudine din sursele astrofizice nu emit radiație în domeniul electromagnetic și singura modalitate de a le observa este în domeniul undelor gravitaționale; alte surse emit în ambele (EM și gravitațional), dar observându-le în domeniul undelor gravitaționale vom avea informații mult mai complexe despre aceste surse (de exemplu, radiațiile gamma produse de coliziunea unei stele neutronice cu o gaură neagră, studiate în domeniul undelor gravitaționale, ne vor da informații despre masa și ecuația de stare a stelei neutronice, ca să nu mai spunem că o asemenea descoperire va confirmă teoria sursei de radiație gamma, și va fi de anvergura confirmării făcute în 1997 că radiațiile gamma lungi sunt produse de supernove).

Tu personal, ca parte din echipa lărgită, când ai aflat de descoperire și care au fost primele tale gânduri si reacții?

V.P.: Imediat, la câteva minute, deoarece am fost parte din echipa care a făcut descoperirea. Nu am crezut, să fiu sincer, până în momentul în care majoritatea testelor de follow-up au fost terminate cu succes, asta ar însemna prin decembrie-ianuarie. Este important de menționat că niciunul dintre noi nu s-a așteptat la o detecție atât de devreme – prognoza ar fi fost prin 2016-2017.

 “A fi cercetător științific înseamnă să vezi lumea cu alți ochi,” scrii în prezentarea ta de pe site-ul Universității Cardiff. Dezvoltă, te rog. Cum se vede lumea prin ochii tăi?

V.P.: Un pic de PR și un pic de adevăr: este interesant să ‘vezi’ o multitudine de fenomene astrofizice (sisteme binar de stele neutronice, explozii de raze gamma) pe ecranul tău de calculator sub forma de numere și programe și să afli evoluția acestor obiecte colosale doar prin apăsarea unei taste – vorbim acum de analiza de date și de modelarea numerică.

În aceeași prezentare vorbești despre acea latură a muncii tale care privește “modelarea matematică a infecțiilor virale”. Spune-ne mai multe despre ce înseamnă acest domeniu și de ce este important.

V.P.: Infecțiile virale pot fi modelate matematic și ecuațiile modelului pot fi introduse într-un calculator care le va rezolva: un virus este un sistem dinamic care trece printr-un numar de stadii bine determinate și modelabile de o serie de variabile numerice cu un număr de parametri care pot fi evaluați specific modelului. Acești parametri, odată identificați, pot fi folosiți pentru proiectarea medicamentelor care vor combate virusul. Metodele de evaluare a parametrilor nu difera mult de cele folosite în fizica sau inginerie (de exemplu, metoda Monte Carlo – n.r. calcul numeric al unei probleme prin construirea unui proces statistic ai cărui parametri sunt egali cu mărimile căutate în respectiva problemă).

Du-ne puțin în trecutul tău. Unde ai copilărit? Unde ai studiat? Când ai plecat din țară și din ce motiv?

V.P.: Brașov. Am făcut liceul la Colegiul Național “Andrei Șaguna”. Am plecat din țară în 2003 pentru că am vrut să fac cercetare șțiintifică și din păcate România nu a fost atunci locul potrivit pentru o cariera de cercetător.

Când te-ai orientat spre astrofizică? În ce moment ți-ai dat seama că este domeniul căruia vrei să te dedici?

V.P.: Cred ca în facultate, prin 2003-2004. Am făcut un major (n.r. o specializare) în Geoștiințe și Astrofizică și cursurile de astrofizică mi-au plăcut mult.

Ce, cine și din ce motive te-a inspirat în domeniul ăsta cel mai mult, până acum?

V.P.: Nimeni, la început. Mi-a plăcut astrofizica pentru că inițial nu am cunoscut nimic despre Univers și, luând cursuri de astrofizică, am început să înțeleg cum functionează, bazat fiind pe legi matematice. Am avut tot timpul un interes constant de a înțelege lucrurile prin domeniul unei ecuații.

Care este partea cea mai plăcută a vieții de astrofizician? Dar cea mai neplăcută?

V.P.: Plăcută: să încerci să dezvolți și să implementezi idei noi. Neplăcută: să aplici pentru finanțare. Bănuiesc că asta e valabil pentru orice domeniu științific.

Care sunt primele întrebări care ți se adresează în momentul în care interlocutorii află că ești astrofizician?

V.P.: Majoritatea mă întreabă dacă mă sui pe un munte și observ Universul cu un telescop, majoritatea îs deziluzionați când le zic că stau în fața unui calculator toată ziua.

Într-un interviu pentru revista românească de astronomie “Exploratori Moderni – Space” spui așa: “vom putea să creăm o fotografie completă a Big Bang-ului”.  Cum va fi acest lucru posibil și la ce întrebări ale omenirii va răspunde această fotografie?

V.P.: Partea frumoasă este că vom putea descoperi atât de multe alte surse astrofizice pe care nu le cunoaștem acum. Partea tehnică este că tot ce știm despre Univers se oprește în jur de două sute de mii de ani după Big Bang (‘last scattering surface’) – undele gravitaționale merg mai înainte (n.r. de Big Bang) în trecut și detectarea acestor unde primordiale ne va spune despre interacțiunile materiei de atunci. Din păcate nu sunt expert în cosmologie, așa ca poate poți afla mai multe de la un cosmologist.

O prietenă îți scrie pe wall-ul de Facebook că a văzut filmul “Horizon” și glumește spunând că a rezistat cu brio celor două minute în care a fost vorba despre unde gravitaționale. Apoi face referire la anii întregi în care tu te-ai ocupat cu asta. Ce este atât de captivant la undele gravitaționale încât te-au cucerit? Cum ai descrie anii în care te-ai dedicat acestui domeniu?

V.P.: E simplu: un mister nedezlegat încă. Ah, până în februarie. Există constant acel simțământ care te face să zici ‘poate azi, când obțin rezultatele x după analiza a y săptămâni de data LIGO, poate găsim un eveniment care seamănă cu o undă gravitațională, poate azi am noroc’. Este ca jocul la o ruletă la care pierzi tot timpul, dar nu cedezi până nu câștigi măcar o dată!

Cum se uită un astrofizician la filme precum “Horizon”? Te atrag filmele care ating domeniul tău sau, din contră, tinzi să le eviți?

V.P.: Seria “Horizon” descrie multe domenii știintifice – să fiu sincer mi se par mult mai interesante episoadele despre medicină, virulogie sau biofizică, pentru că nu cunosc multe detalii despre aceste domenii și descrierea lor este accesibilă profanilor ca mine. Acest lucru este valabil pentru orice documentar științific, încerc să aflu cât mai mult despre domenii în care nu lucrez.

Ai o pasiune pentru fotografie. Cum a început ea? Crezi că va rămâne doar un hobby sau te gândești să ai propriile expoziții, într-o bună zi?

V.P.: Ah, da, doar un hobby. Nu cred ca sunt îndeajuns de bun comparativ cu alții ca să am expoziții.

Am aruncat o privire pe pagina ta de Facebook și mi-au sărit în ochi, din postările tale și ale prienilor pe wall-ul tău, cuvinte precum “palincă”, “Pink Floyd”, “bere”. Au astrofizicienii timp liber? Tu cum ți-l petreci?

V.P.: Da, la urma urmei este un job, încerc sa nu îl iau acasă prea mult. Weekenduri, călătorii de conferința etc, există timp liber.

Numește trei descoperiri ale omenirii fără de care nu crezi că ai putea trăi.

V.P.: (Râde) E mai simplu, două pentru mine: electricitatea și grătarul, barbecue.

Te gândești să te întorci în țară?

V.P.: Nu, nu încă, cel puțin. Bani foarte putini pentru cercetarea științifică.

CITAT: “Mi-a plăcut astrofizica pentru că inițial nu am cunoscut nimic despre Univers”. Valeriu Predoi, astrofizician