ALEKSANDRA JE VIDELA ZVEZDE U AMERICI, ALI BUKVALNO! Mlada srpska naučnica iz Čikaga radi na mestu gde se kroji budućnost čovečanstva! (FOTO)

Latinska izreka „Per aspera ad astra“ (Trnovit je put do zvezda) u slučaju mlade naučnice Aleksandre Ćiprijanović je i bukvalno vodio preko mnogo pročitanih knjiga i naučenih teorema, ali sa pogledom stalno uprtim u zvezde, kojima je posvetila dobar deo svog života.

Rođena Beograđanka još od malena se zanimala za razne nauke, ponajviše astronomiju i fiziku, pa je nakon završenih osnovnih, master i doktorskih studija iz astrofizike na Matematičkom fakultetu u Beogradu dobila naučno zvanje na Katedri za astronomiju.

Ali ona je želela nešto više od knjiga i teorije, želela je da dohvati zvezde… A to iz Srbije nije bilo moguće, pa je krenula preko okeana, za Ameriku, gde danas radi u Fermilab-u u blizini Čikaga, jednoj od najprestižnijih institucija za istraživanje astrofizike na planeti Zemlji.

-Od detinjstva me je zanimala nauka, mada sam bila neodlučna i zanimale su me razne teme – astronomija, fizika, geologija, biologija, paleontologija, medicina. Kada je došlo vreme da upišem fakultet nekako sam uspela da shvatim koja od ovih oblasti me najviše fascinira i tako sam upisla studije astrofizike.

Kako je došlo do tog da dođeš u Ameriku?

-Moj dolazak u Ameriku bio je rezulatat više faktora – planova, želja, pomalo sreće i trenutnih okolnosti. U Ameriku sam došla krajem 2019., mada sam je povremeno posećivala i par godina ranije, pošto sam sarađivala sa ovdašnjim naučnicima. Mene su u to vreme izrazito zanimali veštačka inteligencija i mašinsko učenje, koje sam krenula da inkorporiram u svoja istraživanja. U to vreme upotreba ovog tipa algoritama u astrofizici nije bila toliko raširena kao danas, pogotovo ne u Srbiji, te sam saradnike našla u Americi. Prilikom jedne posete imala sam priliku da se prijavim za posao na Femi National Accelerator Laboratory (Fermilab) u Čikagu i zbog toga sam i ostala u Americi. Takođe, u međuvremenu sam dobila zvanja i na University of Chicago (CASE Scientist Affiliate) i na NSF and Simons SkAI Institute (Senior Personnel).

MESTO ODAKLE AMERIKANCI IZUČAVAJU KOSMOS: Centar Fermilab nedaleko od Čikaga

Je li bilo teško naći angažman u tako prestižnoj instituciji kao što je Fermilab?

-Kada sam krenula da se fokusiram na veštačku inteligenciju, moja saradnja sa naučnicima sa Fermilaba i iz Amerike se pojačala. Jednom prilikom došla sam u posetu Fermilab-u zbog zajedničkog projekta. U toku te posete otvorila se postdoktorska pozicija koja se jako dobro poklapala sa mojim interesovanjima i znanjima, pa sam se prijavila za taj posao i dobila ga. Tako se moja kratka poseta pretvorila u zaposlenje i ja sam ostala u Americi. Nakon toga sam se prijavila na njihovu prestižnu poziciju koja se zove Wilson Fellow Associate Scientist, koju sam takođe dobila i tada sam definitivno znala da ostajem u Čikagu.

Takođe si deo Deep Skies projekta, koji čini mala grupa mladih naučnika iz celog sveta. Šta je potrebno da bi se ušlo u taj krug, da bi se dobio poziv za probrano društvo? Kako bi ti opisala taj projekat u nekoliko rečenica…Šta je Deep Skies?

-Deep Skies je neformalna grupa naučnika i studenata koje zanima upotreba veštačke inteligencije u nauci. Fokus je na primenu u astrofizici i kosmologiji, ali ima ljudi koji se bave i drugim oblastima. Deep Skies je osnovan od strane nekoliko američkih naučnika, a meni je omogućio lakšu saradnju sa istraživačima iz Amerike dok sam bila u Srbiji.

VEŠTAČKA INTELIGENCIJA KAO SREDSTVO: Aleksandra Ćiprijanić

I dalje sam član ove grupe i sa zadovoljstvom pomažem novim naučnicima i studentima koje zanimaju ove teme i žele da nađu ljude za saradnju, mentore, ili prosto da čuju za stipendije, poslove ili prakse na različitim institucijama u Americi ali i šire. Da bi neko postao član samo je potrebno popuniti formular na sajtu. U principu, da bi bio primljen potrebno je biti i deo neke obrazovne ili naučne institucije, mada među članovima imamo i ljude koji su prešli u industriju, a i po kojeg srednjoškolca! Uglavnom se ljudi učlanjuju tako što poznaju nekoga ko je već član Deep Skies-a, dakle po preporuci.

Među oblastima istraživanja je otkrivanje novih galaksija i njihova klasifikacija? Da li ste otkrili neko novo jato u poslednje vreme…I koliko su nove, napredne tehnike, uključujući i AI, unapredile tu potragu i dale rezultate?

-Mene jako zanima je kako materija u svemiru evoluira (od Velikog praska pa do danas), i kako tamna materija i tamna energija diktiraju ovu evoluciju. Na primer, kako nastaju različiti tipovi galaksija, kako galaksije interaguju među sobom, i kako ova interakcija diktira stvaranje i evoluciju razlicitih populacije zvezda u samim galaksijama.

Veštačka inteligencija tj. AI igra ogromnu ulogu u ovim istraživanjima. Danas imamo velike preglede celog neba na različitim talasnim dužinama. Veštačka inteligencija i mašinsko učenje se koriste za povezivanje ovih ogromnih i kompleksnih podataka kako bismo dobili potpuniju sliku o svemiru.

NAJVEĆI TELESKOPI NA SVETU: Vera Rubin opservatorija u Čileu

Takođe, traženje objekata koji su retki ili veoma slabo vidljivi u ovako velikim pregledima neba bi danas bio nemoguć bez upotrebe veštačke inteligencije. Na primer, Vera Rubin opservatorija će posmatrati celo nebo svaka tri do četiri dana (i tako deset godina!). Verovali ili ne, ovaj novi teleskop će biti toliko dobar i omogući će nam da vidimo toliko puno galaksija (oko dvadeset milijardi), da iako je svemir mahom prazan većina ovih galaksija će se na slici preklapati sa drugim objektima. To je samo po sebi takođe problem koji se nadamo da ćemo rešiti između ostalog uz pomoć veštačke inteligencije.

Slušamo ponekad i dramatične objave o ozonskim rupama i drugim ekološkim problemima. Kako ti problemi izgledaju iz svemira?

-Iako ovaj tip problema izgleda mali kada proučavate svemir u kome su milijarde drugih galaksija, mi trenutno imamo jedan dom – planetu Zemlju. Zaista je zabrinjavajuće trenutno stanje naše planete bez obzira da li je gledate sa površine ili iz svemira. Na primer, da li ste znali da je Zemlja okružena đubretom? Milioni komada đubreta su danas u orbiti Zemlje. A na to možemo da dodamo i preko deset hiljada satelita i planove da se lansira još mnogo novih. Uvek predlažem ljudima da nađu nadju neku od interaktivnih vizuelizacija na internetu, jer jedino tako mogu da osveste razmere ovog problema (npr. na spacetrashsigns.org).

SMEĆE OKRUŽUJE PLANETU: Snimak NASA pokazuje čime je okružena Zemlja

Druga stvar koja me jako zabrinjava na dnevnom nivou su naravno ozonske rupe i veoma jasne klimatske promene. Jedno od novijih pitanja je kako na to utiču ekstremno velike energetske potrebe velikih kompanija koje se fokusiraju na razvoj veštačke inteligencije i pravljenje kompleksnih modela kao sto je svima dobro poznati ChatGPT. S obzirom da se i moja istraživanja bave upotrebom i razvijanjem veštačke inteligencije, nadam se da ćemo kolektivno uspeti da unapredimo ovaj tip modela i učinimo ih energetski efikasnijim i “zelenijim”.

Planeta se očigledno menja…Koliko se menja Kosmos? I da li su te promene velike ili male, brze ili spore?

-Na vremenskim skalama bliskim nama (stotine i hiljade godina) svemir je potpuno statičan i nezanimljiv. U svemiru sve se broji u milionima i milijadrama godina. Npr. svemir je star oko 13,8 milijardi godina, a daljina do nama najbliže velike spiralne galaksije, Andromede, je 2,5 miliona svetlosnih godina. Jedan od procesa kojim se bave moja istraživanja su interakcije i sudari galaksija, koji su inače vrlo česti i normalni kada proučavate ceo svemir i njegovu evoluciju.

Zanimljivo je da se Andromeda približava Mlečnom putu ogromnom brzinom (preko 100 kilometara u sekundi). Medjutim, Andromeda je toliko daleko da će se ona sudariti sa nama tek za više milijardi godina. Jedna od retkih stvari koje se u svemiru dešavaju brzo su supernove (eksplozije zvezda na kraju njihovih života). Medjutim, na našim ljudskim vremenskim skalama, i pored ogromnog broja zvezda u svim galaksijama, ovo su ekstremno retki fenomeni.

U SVEMIRU SVE TRAJE DUGO: Galaksija Andromeda na svom putu prema nama

Jedna od oblasti koje istražujete su i gravitaciona sočiva…Šta je to tačno i koliko je nauka napredovala u tom pogledu?

-Gravitaciona sočiva su izuzetno zanimljiva, ali su kao fenomen zapravo vrlo prosta. Na primer, ja proučavam jaka gravitaciona sočiva koja nastaju kada se između nas kao posmatrača i daleke galaksije nađe masivan objekat (kao na primer druga galaksija ili jato galaksija). Gravitacija tog masivnog objekta zakrivljuje prostor-vreme te dovodi do skretanja putanje svetlosti daleke galaksije koje se nalazi iza. Taj fenomen čini da se oblik daleke galaksije deformiše i da ona izgleda razvučeno kao luk ili prsten. Iako su ovakve naizgled deformisane galaksije izuzetno retke u odnosu na regularne galaksije, hiljade gravitacionih sočiva je već otkriveno, a sa novim pregledima neba, kao što je Vera Rubin opservatorija koja je nedavno počela sa radom, procenjujemo da ćemo otkriti više od sto hiljada novih gravitacionih sočiva.

Gravitaciona sočiva su od neprocenjive važnosti za nauku zato što nam omogućavaju da proučavamo veoma udaljene galaksije, ali i da bolje razumemo evoluciju svemira i kako se on širi, tj. da bolje procenimo tzv. kosmološke parametre.

U Fermilabu se istraživanja vrše pomoću ogromnog akceleratora, nešto poput nama poznatijeg CERN-a u Švajcarskoj, iako je je ovaj čikaški mnogo stariji. Gledano sa strane, izgleda kao svemirska stanica…A šta je unutra?

-Fermilab ili Fermi National Accelerator Laboratory je institut koji se fokusira na istraživanja u oblasti fizike visokih energija i čestica. Kao što i u samom nazivu stoji, ova istraživanja omogućena su postojanjem velikog akceleratora, koji je počeo sa radom 1971. godine. Najveći akcelerator danas nalazi se u CERN-u (Large Hadron Collider ili LHC), a počeo je sa radom 2009. godine. Naučnici sa Fermilaba su u jako velikom broju deo CERN eksperimenata od samog početka.

OVDE SE IZUČAVAJU VELIKE TAJNE VREMENA I PROSTORA: Akcelerator u Fermilabu

Pored akceleratora Fermilab danas ima i velikim broj drugih eksperimenata a naučnici se bave istraživanjem neutrina i miona, tamne materije i tamne energije, kvantnom fizikom i kvantnim kompjuterima, kao i razvojem novih tehnologija detektora, čipova, veštačkom intelincijom itd.

-Na primer, najveći eksperiment koji je trenutno u izgradnji je DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment). DUNE će koristititi akcelerator na Fermilabu da proizvede neutrine, izuzetno lagane čestice koje vrlo retko interaguju sa drugim česticama, te su zbog toga jako teške za detekciju i proučavanje; milijarde neutrina prolaze kroz svakog od nas svake sekunde, a da ih uopšte ne osetimo. Neutrini će zatim proći kroz jedan detektor u Fermilabu, a onda putovati ispod zemlje 1300 km do Južne Dakote (do Sanford Underground Research Facility) gde će proći kroz još jedan detektor. Iako će većina neutrina neometano proći kroz oba detektora bez ikakve interakcije, oni koje budemo uspeli da detektujemo omogućiće nam da bolje razumemo ove čestice, ali i sam nastanak materije (i dominaciju nad antimaterijom) nakon Velikog praska.

UNUTRA NAUKA, NAPOLJU BIZONI! Kompleks Fermilaba zauzima čak 30 km kvadratnih

Koji je najveći i najznačajniji projekat u kome si učestvovala?

-Kako se moja istraživanja većinom fokusiraju na svemir, deo sam velikih svetskih kolaboracija i pregleda neba kao što su Dark Energy Survey (DES) i novi Vera Rubin Legacy Survey of Space and Time (LSST), zajedno sa mnogim drugim istraživačima sa Fermilaba i drugin američkih i svetksih institucija. Iako su teleskopi za ove preglede neba u planinama Čilea, naučnici sa Fermilaba igrali su veliku ulogu u razvoju tehnologije, izgradnji, posmatranjima i analizi ovih podataka. U poslednje vreme moja izatraživanja u oblasti veštačke inteligencije postaju sve više multi-disciplinarna, pa se okrećem i eksperimentima koji se fokusiraju na neutrine i druge čestice. Nadam se da ću u budućnosti imati veću ulogu i na eksperimentima kao što je DUNE.

Koliko je Vaš rad značajan u nekim praktičnim, svakodnevnim stvarima, gde sve ima primenu u realnom životu?

-Iako se Fermilab fokusira na fundamentalna istraživanja u oblasti fizike, tehnologija koja se konstantno razvija da bi to omogućila lako nalazi komercijalne primene i korisna je ljudima i šire. Pored novih tehnologija (magneti, razni tipovi detektora, čipovi, softver, veštačka inteligencija itd.), primer koji ja volim da navodim je da je akcelerator na Fermilabu nekada korišćen za tretiranje pacijenata sa rakom. Danas se ovaj tip tehnologije (protonska, neutronska, radijaciona terapija) primenjuje u bolnicama širom sveta.

Je li Fermilab više komercijalna firma ili državna institucija, naučni inkubator? S obzirom da je u Americi sve manje-više komercijalizovano, koliko Vi odolevate tom iskušenju i da li uspevate da ostanete „čisti naučnici“?

-Fermilab je državni naučni institut, a projekte finansira Department of Energy. Fermilab sarađuje sa drugim fakultetima i institutima, ali i nekim kompanijama (na primer kada je u pitanju veštačka inteligencija), međutim fokus je na fundamentalnim istraživanjima i razvoju novih tehnologija, a ne na profitu.

I za kraj mi reci nešto o ličnim planovima…Planiraš li možda povratak u Srbiju? Da li te je neko zvao iz Beograda, Srbije, nudio ti posao, profesuru?

-Za sada ne planiram da se vraćam u Srbiju. Iako sarađujem sa kolegama u Srbiji i Evropi, barem u skorijoj budućnosti moj život i posao su ovde, u Čikagu.

Intervjuisao: Antonije Kovačević Foto: Privatna arhiva