Verðlaun fyrir eina af bestu vísindagreinunum í heimsfræði í fyrra
Jesús Zavala Franco, dósent í stjarneðlisfræði við Raunvísindadeild Háskóla Íslands, og samstarfsfólk hans hlaut á dögunum verðlaun fyrir eina af bestu vísindagreinunum sem birtust á síðasta ári á sviði heimsfræði.
Verðlaunin nefnast Buchalter Cosmology Prize og er ætlað að veita þeim viðurkenningu sem unnið hafa vísindagreinar á sviði heimsfræða sem talið er að geti stuðlað að tímamótauppgötvunum sem tengjast fræðasviðinu, en það snýst um rannsóknir á mótun og eðli alheimsins. Árlega eru veitt verðlaun fyrir þrjár bestu vísindagreinarnar innan fræðasviðsins og verðlaunafé er samtals veittir 17.500 dollarar.
Jesús og samstarfsfólk hlaut þriðju verðlaun að upphæð 2.500 dollara fyrir greinina „First Star-Forming Structures in Fuzzy Cosmic Filaments“ sem birtist í vísindatímaritinu Physical Review Letters á síðasta ári.
Að rannsókninni komu auk Jesús vísindamenn við virtar vísindastofnarnir beggja vegna Atlantsála, þar á meðal við Princeton-háskóla, MIT, Stjarneðlisfræðimiðstöð Harvard og Smithsonian, Université Paul Sabatier, Bologna-háskóla og Kaliforníuháskóla.
Jesús hefur starfað við Háskóla Íslands í um fimm ár. Rannsóknaráherslur hans snerta heimsfræði og myndun og þróun vetrabrauta með sérstaka áherslu á svokallað hulduefni (e. dark matter). Eins og nafnið bendir til er það efni í alheiminum sem við sjáum ekki en veldur engu að síður þyngdaráhrifum alveg eins og sjáanlegt efni í stjörnum og vetrarbrautum. Talið er að allt að 85% efnis í alheiminum sé hulduefni. Rökstuddar kenningar um tilvist hulduefnis eru hátt í hundrað ára gamlar en þrátt fyrir það er eðli þess enn á huldu.
„Kenningin um hulduefni gerir ráð fyrir að mestur hluti efnis í heiminum sé búinn til úr nýrri tegund eindar eða einda sem við höfum ekki enn upptgötvað á tilraunastofum,“ útskýrir Jesús. Hann bætir við að kenningin um hulduefni skýri best hreyfingu vetrarbrauta og gegni grundvallarhlutverki í skilningi á myndun og þróun vetrarbrauta í gegnum heimssöguna.
Hulduefni er það efni í alheiminum sem við sjáum ekki en veldur engu að síður þyngdaráhrifum alveg eins og sjáanlegt efni í stjörnum og vetrarbrautum. Talið er að allt að 85% efnis í alheiminum sé hulduefni. Rökstuddar kenningar um tilvist hulduefnis eru hátt í hundrað ára gamlar en þrátt fyrir það er eðli þess enn á huldu. MYND/P. Mocz et al.
Eitt af mikilvægustu viðfangsefnunum að afhjúpa eðli hulduefnis
„Í ljósi þess hversu stóru hlutverki hulduefni gegnir tel ég það eitt af mikilvægustu viðfangsefnum eðlisfræðinnar að afhjúpa eðli þess,“ segir Jesús sem nýtir hermanir í ofurtölvum til þess greina mögulega kandídata fyrir hulduefni.
Rannsóknirnar hafa leitt Jesús og samstarfsfélaga á slóðir svokallaðs loðins hulduefnis (e. fuzzy dark matter) sem að sögn Jesús samanstendur af eindum sem eru svo massalitlar að skammtahrif þeirra hafa áhrif á lengdarskala heilla vetrarbrauta. „Frá árinu 2017 hef ég ásamt samstarfsfólki nýtt nýjustu hermunartækni til að rannsaka myndun og þróun vetrarbrauta í heimssögunni í „loðnum“ heimi. Í rannsókninni sem hlaut verðlaunin tókst okkur að herma það hvernig alheimur sem samanstæði af loðnu hulduefni og venjulegu efni hefði litið út í árdaga heimsins, eða þegar hann var bara eins milljarða ára gamall. Þetta er fyrsta hermun sinnar tegundar og hún hefur gert okkur kleift að spá fyrir um aðstæður þar sem loðið hulduefni fyndist, sem mögulega væri hægt að prófa með geimsjónaukum framtíðarinnar,“ segir Jesús og vísar þar m.a. til James Webb geimsjónaukans sem ætlað er að taka við hlutverki Hubble-sjónaukans fræga á næstu misserum sem aðalsjónauki NASA.
Aðspurður segir Jesús að vísindalegt gildi rannsóknarinnar liggi ekki síst í þessu, að þoka áfram kenningunni um loðna hulduefnið þannig að hún standi jafnfætis öðrum kenningum tengdum hulduefni. Um sé að ræða mikið afrek á sviði tölvuútreikninga.
Grunnrannsóknir sem svala forvitni mannsins um heiminn
„Samfélagslegt gildi rannsóknarinnar felst í því að hér eru á ferðinni grunnrannsóknir sem hafa það að markmiði að svala forvitni mannsins um samsetningu alheimsins. Hulduefni er fullkomið dæmi um einn af athyglisverðustu óþekktu þáttunum í skilningi okkar á alheiminum,“ segir Jesús og bætir við: „Ég vil jafnframt undirstrika mikilvægi vísinda almennt sem hina mennsku viðleitni til þess að takast á við þá ótrúlegu tíma sem við lifum nú. Þökk sé stuðningi og trausti samfélagsins gagnvart vísindum hefur okkur tekist að sigla í gegnum gríðarkrefjandi áskoranir kórónuveirufaraldursins. Og þökk sé fjárfestingu í grunnrannsóknum, sem fara að mestu fram í Háskólum, undanfarna áratugi hefur okkur tekist að þróa bóluefni við þessum vágesti.“
Jesús segir það mikinn heiður að hljóta Buchalter-verðlaunin. „Ég þekki til og dáist af verkum fyrri verðlaunahafa, sem ég þekki suma persónulega og met afar mikils. Það er því gríðarlega ánægjulegt að vísindastarf mitt og samstarfsfélaga sé viðurkennt með þessum hætti,“ segir Jesús og undirstrikar um leið þakkir til Rannís og Háskóla Íslands fyrir stuðning við rannsóknirnar.
