A tudósok nem kérnek az óriásberuházásból, de nem azért, mert félnek a politikától

• A gravitációs hullámok kutatása az utóbbi évek egyik nagy tudományos sikerterülete. A munkában magyar kutatók is részt vesznek.
• Már egy évtizede tervben van az Einstein-teleszkóp, egy új típusú hullámdetektor megépítése. Magyarország is felmerült a nagy presztízsértékű gigaprojekt lehetséges helyszíneként.
• A kormány felkérte a Magyar Tudományos Akadémia (MTA) illetékes osztályát, hogy véleményezze a projektet. A kutatók úgy szavaztak, hogy nem támogatják, hogy Magyarország pályázzon az Einstein-teleszkóp megépítésére.
• Ezt a döntést néhányan úgy értelmezték, hogy a kutatók a kormánytól való félelem miatt megfutamodtak egy ritkán adódó nagy lehetőségtől.
• Az Indexnek nyilatkozó kutatók szerint azonban semmiféle politikai motiváltsága nem volt a döntésnek, egyszerűen nem érné meg Magyarországon megépíteni a detektort.
• Az is kérdéses, hogy egyáltalán az Einstein-teleszkóp lenne-e a legfontosabb beruházás a gravitációs hullámok kutatása terén.
• Végső döntés még mindig nem született, a kormány a kutatók véleménynyilvánítása után továbbra is gondolkodik, hogyan támogassa a gravitációs hullámok kutatását.

A napokban jelent meg a Qubiton egy nagy visszhangot kapott cikk arról, hogy a magyar kutatók egy november végi akadémiai osztályülésen úgy döntöttek, nem támogatják, hogy Magyarországon épüljön meg a gravitációs hullámok észlelésére szánt Einstein-teleszkóp, noha a cikk szerint ez “az évszázad tudományos beruházása” lesz. A lap szerint ez a döntés “különösen annak fényében meglepő, hogy tavaly novemberig még úgy tűnt: a magyar tudósok, de legalábbis a fizikusok épphogy egy emberként támogatják, hogy Magyarországon, közelebbről a Mátrában épüljön” a detektor, és “a pálfordulást a tudományfinanszírozási csörte indokolja”, azaz a Palkovics László vezette Innovációs és Technológiai Minisztérium (ITM) és az MTA közötti elmérgesedett viszony miatt hátráltak meg a tudósok.

A Qubitnak Lévai Péter, az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont főigazgatója, egyben az Einstein-teleszkóp Magyarországra hozásának köztudottan legnagyobb támogatója nyilatkozott a döntésről, ez alapján a lap azt írja, “a fizikusok attól tartottak, hogy az ITM és az MTA között tavaly nyár óta tartó tudományfinanszírozási perpatvarban az Einstein-teleszkóp megépítése kiváló ürügy lehetne a további forráselvonásra, más tudományos kutatások, akár teljes akadémiai kutatóintézetek költségvetésének kárára”. A cikket szemléző egyes lapok már egyenesen arról írtak, hogy a tudósok annyira “féltek Palkovics pénzszivattyújától”, hogy az MTA “inkább elgáncsolt egy áttörő jellegű magyarországi tudományos beruházást”, ami “rossz fényt vet az éppen a megmaradásáért küzdő Magyar Tudományos Akadémiára”.

Az Index ezzel szemben úgy tudja, hogy nincs szó pálfordulásról, mert a terület magyar kutatóinak túlnyomó többsége eddig se támogatta a projekt Magyarországra hozását; a döntésük oka pedig egyáltalán nem politikai természetű volt, csak úgy gondolták, hogy szakmailag nem érné meg pályázni; és nem egyértelmű az sem, hogy valóban ez lenne az évszázad tudományos beruházása, vagy akár csak a gravitációs hullámok terén a legfontosabb jövőbeli projekt.

De hogy érthető legyen, mégis miről van szó, és miért fontos egyáltalán az Einstein-teleszkóp, előbb nézzük röviden, hogy mik is azok a gravitációs hullámok, és hogyan lehet ezeket észlelni.

Milyen hullámok? Miféle detektor?

A gravitációs hullámok kutatása az utóbbi évek egyik legnagyobb figyelmet kapó tudományos projektje, mert a felfedezésükkel teljesen új eszközt nyertek a kutatók az univerzum megismeréséhez. Maguk a gravitációs hullámok a téridő hullámszerű megnyúlásai és összehúzódásai, vagy másképpen fogalmazva fodrozódások a téridő szövetén. Többféleképpen jöhetnek létre, eddig leginkább két fekete lyuk összeolvadásából származóakat sikerült megfigyelni, de észleltek már neutroncsillagok ütközésével keletkezőt is. Az első hullámot még 2016-ban fedezték fel, azóta már összesen 11 hullámjelet azonosítottak. A legutóbbi felfedezésekről ebben a cikkben írtunk, a témáról szóló cikkeinket és a legfontosabb tudnivalókat pedig ebben az aktában foglaltuk össze.

A gravitációs hullámokat úgynevezett lézer interferométerekkel tudják érzékelni a kutatók. Ezek a detektorok leegyszerűsítve több kilométer hosszú, L alakban elhelyezett vákuumcsövek, amelyben egymásnak irányítanak két lézersugarat. Ezeket a sugarakat használják vonalzóként a hullámok kereséséhez, mert a fotonjaik fénysebessége állandó, így ha mégis a szokásosnál hosszabb vagy rövidebb idő alatt érnek el ugyanoda, azzal közvetve jelzik a téridő átmeneti megnyúlását vagy összehúzódását – azaz a fénysebességgel közlekedő gravitációs hullámok áthaladását. Ma három detektor áll rendelkezésre: a két amerikai LIGO és a kisebb érzékenységű olaszországi Virgo, amelyek 4-4, illetve 3 kilométeres karokkal rendelkeznek.

Az Einstein-teleszkóp jelentősége abból adódik, hogy másfajta dizájn szerint készülne: két L alakú kar helyett háromszög alakban lenne három karja, amelyek hosszabbak lennének, és az egész konstrukció a föld alatt épülne meg, amivel jobban kivédhetné az interferométerek legnagyobb rákfenéjét: a nagy környezeti zajt. Már 2010-ben is felmerült, hogy a Mátra lehet a teleszkóp megépítésének egyik lehetséges helyszíne. Két másik gyakran emlegetett potenciális helyszín a németországi Limburg (holland-belga-német megvalósításban) és az olaszországi Szardínia.

Az a bizonyos akadémiai szavazás

Amikor az Einstein-teleszkóp Magyarországra hozásának ötlete a kormány elé került, a Palkovics-minisztérium az Akadémiához fordult, hogy foglaljon állást a kérdésben, az Akadémia pedig a leginkább illetékes Fizikai Tudományok Osztályát kérte fel a véleményezésre. Az osztály a november végi ülésén vitatta meg a témát, és két kérdésben szavaztak: azt támogatják, hogy az Einstein-teleszkóp megépüljön, és a magyar kutatók is részt vegyenek a kutatásban; azt viszont 20-5 arányban leszavazták, hogy a projekt Magyarországon valósuljon meg.

A Qubit cikke alapján úgy tűnhetne, mintha a kutatók valamiféle politikai megfontolásból vagy félelemből szavazták volna le a pályázást az Einstein-teleszkóp megépítésére.

Semmi jele nem volt ennek az ülésen, ezt abszolút cáfolom. Föl sem merült ez a szempont, nem volt része a diszkussziónak. Magán az osztályülésen egy szó nem esett politikáról, minden ilyen beállítás teljesen hamis

– mondta az Indexnek Kiss László csillagász.

Ő januártól az MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont főigazgatója, de az Einstein-teleszkópról nem ebben a minőségében, hanem csillagász kutatóként beszélt. “Az osztályelnök Rácz Zoltán azt kérte, hogy legyen egy pro és egy kontra képviselő az előnyök és árnyoldalak bemutatására. A pro oldal képviseletére engem kért fel, mert csillagászként értek a témához, de a jelenleg futó kutatásokban kevéssé vagyok érintett, így felvehettem a semleges szakértő szerepét” – mondta.

Rácz Zoltán, a Fizikai Tudományok Osztályának elnöke még decemberben szintén azt mondta az Indexnek, hogy az Einstein-teleszkóppal kapcsolatos egyeztetés a politikailag terhelt finanszírozási vitától teljesen függetlenül folyik, itt részükről tisztán szakmai kérdésről van szó. Az osztály döntése szerinte azt tükrözi, hogy nincs nagy támogatottsága az Einstein-teleszkópnak a magyar tudományos közösségben.

A szavazással a pályázás kérdése ugyanakkor még nem dőlt el. Az Akadémia a döntést megküldte a minisztériumnak, amely azt tudomásul vette, de további kérdéseket fogalmazott meg a gravitációs hullámok hazai kutatásával kapcsolatban, amire az MTA szintén válaszolt. A labda most a minisztériumnál pattog, de ők március elején csak annyit árultak el, hogy “az Einstein-teleszkóphoz kapcsolódó infrastrukturális fejlesztésben még nem született döntés”, a további kérdéseinkre viszont nem válaszoltak.

Még március elején telefonon és írásban is kerestük Lévai Pétert, a Wigner Fizikai Kutatóközpont főigazgatóját is, aki az Einstein-teleszkóp magyarországi megépítése mellett állt ki, de nem reagált a megkeresésünkre.

Nyomuló minisztérium, személyes ellentétek

Bár minden kutató, akivel beszéltünk, azt mondta, hogy magában az Einstein-teleszkóppal kapcsolatos szakmai kérdésben nem játszik szerepet a nagypolitika, annyiban tényleg tapintható a feszültség, hogy még ebben a tisztán szakmainak tartott kérdésben se sokan voltak hajlandóak névvel vállalni a véleményüket. Ennek részben az is lehetett az oka, hogy az ITM egy forrásunk szerint már a kezdetektől érezhetően támogatólag lépett fel a projekttel kapcsolatban.

A neve elhallgatását kérő kutató szerint a minisztérium még tavaly júliusban összehívott egy gravitációs hullámokkal kapcsolatos tanácskozást, ahol az Einstein-teleszkóphoz potenciálisan kapcsolódó mind a 18 akadémiai és egyetemi intézet képviselőit elhívták, és maga Palkovics miniszter is jelen volt. A minisztérium tulajdonában álló Valor Hungariae Zrt. igazgatósági tagjaként az ITM küldöttségében ott volt Szőcs Géza is, aki azzal biztatta a jelenlévőket, hogy “nyugodtan lehet akár egymilliárd eurós álmuk is”, ha kell, ők kijárják a miniszterelnöknél a támogatást.

A minisztérium feltűnése a történetben politikai színt adott a felvetésnek, ami nem biztos, hogy szándékos, de mégiscsak ez a következménye, ha ilyen korai fázisban megjelennek. Nekik sokkal később kellett volna bekapcsolódniuk

– mondta forrásunk.

Egy másik szempont, amiről több általunk megkérdezett kutató is beszélt, hogy a kérdés megítélésében személyes és szakmai ellentétek is közrejátszhatnak. Van, aki nem nézi jó szemmel, ha a kollégái a minisztériumnál lobbiznak egy projekt támogatásáért, és az is igaz, hogy a tudományos közösségen belül is lehetnek harcok az erőforrásokért. “Először mindig a tervezést, előkészítést kell megfinanszírozni. Ha egy projekt előkészítése a teljes költség 5-10 százaléka, és egy egymilliárd eurós projektről beszélünk, ami mondjuk 300 milliárd forint, akkor 15-30 milliárd forintról van szó. Egy tudósközösségben már ez is egy igen szépen csillogó összeg” – mondta egyikük

Kevesebbet és másra lenne érdemes költeni

Az Einstein-teleszkóp megépítése melletti legerősebb érv, hogy egy nagy presztízsű projektről van szó, és a detektor a tervek szerint az elkövetkező évtizedek fizikai alapkutatásainak fontos eszköze lesz. A beruházást támogató kutatók emellett még a járulékos előnyökkel érvelnek: a teleszkóp megépítése és üzemeltetése szerintük a kapcsolódó iparágakban is fellendülést hozhatna, a kivitelezőktől és közvetlen beszállítóktól kezdve egészen a turizmusig.

A megépítést elutasító többség elsősorban azzal kapcsolatban szkeptikus, hogy Magyarország megengedheti-e magának, hogy ilyen óriási – ráadásul kockázatos megtérülésű – összeget fordítson egyetlen tudományos projektre ahelyett, hogy a gravitációs hullámok kutatása terén már futó projektekben való részvételre koncentrálna.

“Az Einstein-Teleszkóp jelenleg becsült költsége egymilliárd euró. A kontra oldal egyik fő érve, hogy ez Magyarország gazdasági lehetőségeit rendkívüli mértékben meghaladó kiadás lenne, mert egy fogadóországnak legalább a költségek 30-50 százalékát kell állnia. Ha egymilliárd euróról beszélünk, akkor ez 300-500 millió euró. És ezt aztán fent is kellene tartani. Egy nagy tudományos infrastruktúra éves fenntartási költsége a megvalósulás költségének átlagosan 10 százaléka. Ha megépítünk valamit egymilliárd euróért, annak a fenntartása évi 100 millió euróba kerül. Ha mondjuk húsz évig akarjuk, hogy működjön, akkor az még további 2 milliárd euró, és akkor már egyből 3 milliárd eurós költségről beszélünk. Ki fogja ezt kifizetni?” – foglalta össze az aggályokat az Indexnek nyilatkozó egyik kutató.

“Ez több mint egy évtizedes magyar tudományos költségvetés, amit sokkal inkább másra, kisebb projektekre lehetne költeni, amelyekben nagyobb eredményeket tud elérni az ország, mint ha egyetlen projektre rászánnánk sok száz milliárd forintot. Még úgy se tudom azt mondani a tudományos közvéleménynek, hogy szánják rá a gravitációs hullámok kutatására ezt az összeget, hogy nekem kedves területről van szó” – mondta az Indexnek Frei Zsolt, az ELTE TTK Fizikai Intézet igazgatója, az ELTE-s LIGO-tagcsoport vezetője.

Inkább költsünk arra, hogy a következő 20 évben aktívan részt tudjunk venni a már folyó kísérletekben, illetve olyanokban, amik már előkészület alatt állnak, és az Einstein-teleszkópnál hamarabb fognak annál jóval érdekesebb fizikával foglalkozni, mint a LISA űrteleszkóp. Képezzük ki a következő generációt, ami majd részt tud venni az Einstein-teleszkópban, bárhol is lesz Európában. Erre kéne rászánni egy normál nagyprojekt költségvetését, de semmiképpen se több száz milliárd forintot.

A költségek és megtérülésük mellett egy további aggály, hogy egyesek szerint túlságosan optimista a kivitelezés becsült ideje is. A támogatók szerint a Mátra alá építendő létesítmény már akár tíz év múlva működőképes állapotban lenne. Mások ezt nem érzik reálisnak, a nemzetközi tudósközösség többsége inkább 14-16 évre teszi az Einsten-teleszkóp megépítéséhez szükséges időt. Több kutató intő jelnek tekinti azt is, hogy a detektor legfrissebb dizájndokumentuma 2011-es, azóta nem frissültek a tervek.

Három jobb lenne, mint egy

Azon túllépve, hogy Magyarországon vagy máshol fog-e megépülni az Einstein-teleszkóp, szakmai szempontból az is érdekes kérdés, hogy valóban az évszázad tudományos beruházásáról van-e szó.

“Az Einstein-teleszkópnak tíz kilométeresek lennének a karjai, de nem kettő L alakban, hanem három háromszög alakban. Mégpedig azért, mert ha három karja van, akkor két-két kar páronként egy interferométert alkot, és ha úgy tetszik, ez már három interferométer, amik más-más irányba állnak egymáshoz képest. Ez azért érdekes, mert két különböző irányú interferométerrel meg lehetne mondani a polarizációs állapotát egy gravitációs hullámnak. A két LIGO-detektor erre nem jó, mert azok egy irányba állnak, direkt azért, hogy az érzékenységet növeljék az adott irányba, a Virgo pedig fele olyan érzékenységű, mint a LIGO, így a polarizációs állapot meghatározását csak az esetek elhanyagolható részében tenné lehetővé” – magyarázta az Indexnek Frei Zsolt.

Az Einstein-teleszkóppal kapcsolatban viszont az a fő szakmai kritika Frei szerint, hogy ez a háromszöges konfiguráció nagyon drága és nem is túl praktikus. Ha egyszerű L alakú detektorból építenének három újat a világ három különböző pontjára (akár szintén a föld alá), ezek együttesen is jóval olcsóbban jöhetnének ki, ráadásul úgyis szükség lesz három detektorra azért, hogy időkésleltetés alapján a három detektor jeléből pontosabban meg lehessen mondani, hogy honnan jött az égről az adott jel. Ezért lenne szükség három egyforma dizájnú és érzékenységű detektorra. Létezik egy GWIC (Gravitational Wave International Committee, Gravitációs Hullám Nemzetközi Bizottság) nevű szervezet, ennek kellene koordinálnia három egyforma detektor megtervezését és megépítését az USA-ban, Ázsiában és Európában egyszerre – mondta.

Közben pedig a már működő két LIGO-detektort is fejlesztik tovább, a karjaikat meg fogják hosszabbítani, és már épül az ezeket kiegészítő harmadik detektor, a LIGO-India is (amelynek a pontos földrajzi elhelyezkedéséhez éppen magyar kutatók végezték a számításokat). Ezzel a harmadik egységgel a kutatók már a továbbfejlesztett LIGO-detektorokkal is képesek lesznek nagy biztonsággal meghatározni a gravitációs hullámok helyét is polarizációját is, így addigra, mire az Einstein-teleszkóp elkészülhet, a funkcióját a LIGO-projekt már nagyrészt képes lesz ellátni.

Van ennél fontosabb projekt

Bizonyos értelemben ugyanakkor mindennél fontosabb egy másik készülő projekt: a LISA (Laser Interferometer Space Antenna) nevű új detektor, amelyet az európai űrügynökség, az ESA épít másfél milliárd euróból. Ez az űrben fog keringeni, mert a mérete a ma használt földi detektorokénak az egymilliószorosa lesz.

A ma működő három földi detektor 4 kilométeres karokkal rendelkezik. Az Einstein-teleszkóp karjai a tervek szerint 10 kilométeresek lesznek. A LISA három műholdból fog állni, amelyek lézerrel mérik a távolságot egymás között, kvázi ezek lesznek a karjai. Ezek a karok viszont 5 millió kilométeresek lesznek.

Kell egy harmadik generációs földi detektor is, ami jóval érzékenyebb lesz, mint a LIGO, és ez a tudomány 2035-ben is érdekes lesz, amikorra az Einstein-teleszkóp elkészülhet. De nem annyira, mint a LISA. Az nem olyan lényeges különbség, hogy 4 vagy 10 kilométeresek-e egy detektor karjai. A lényeges különbség az, hogy nem 5, hanem 5 millió kilométeresek. Ez lesz a lényegesen különböző fizika

– mondta Frei Zsolt.

A LISA ráadásul már most is nagy erőkkel készül. “Az ESA tudományos programbizottsága, a Science Program Committee (amiben én vagyok a magyar kormány képviselője, tehát én magam is szavaztam a LISA támogatásáról), egymilliárd eurót ítélt meg a LISA-ra. Ez 2034-re készülhet el, de most kell bekapcsolódni, ha ott akarunk lenni a kezdetektől, az ipari szállítók beazonosítása, a tudományos program kidolgozása a következő évtized feladata lesz” – mondta Kiss László.

Az Einstein teleszkóp esetleges megépítésével kapcsolatban kerestük az ITM-et is. Arról érdeklődtünk, hogy hol tart az egyeztetés, mikor fog eldőlni, hogy pályáz-e Magyarország a megvalósításra, és mi szólna mellette, ha a szakmai véleményezésre felkért tudományos testület szerint arra nem érdemes pályázni. Csak a fentebb már idézett egymondatos választ kaptuk arról, hogy még nem született döntés. Az, hogy hol épülhet majd meg a detektor, várhatóan 2020 körül fog majd eldőlni.

(Borítókép: Gravitációs hullámok. LSC/Sonoma State University/Aurore Simonnet)