Je li na pomolu kraj kozmologije? – isječak iz knjige "Kraj znanosti", autora John Horgana

“KRAJ KOZMOLOGIJE
Godine 1990. putovao sam u udaljeno odmaralište u planinama sjeverne Švedske da bih sudjelovao na simpoziju pod naslovom “Rođenje i rana evolucija našeg svemira.” Kad sam stigao, vidio sam da je prisutno oko trideset fizičara čestica i astronoma iz
cijeloga svijeta – Sjedinjenih Američkih Država, Europe, Sovjetskog
saveza i Japana. Došao sam na skup dijelom i zato da bih
susreo Stephena Hawkinga. Uvjerljiva simbolika njegova stanja
– moćan um u paraliziranom tijelu – pomogla mu je da postane
jedan od najpoznatijih znanstvenika na svijetu.
Kad sam ga sreo, Hawkingovo je stanje bilo gore nego što sam
očekivao. Sjedio je u polufetalnom položaju, pogrbljenih ramena,
opuštene vilice, i bolno slabašan, glave nagnute na jednu stranu,
u invalidskim kolicima natovarenim baterijama i kompjutorima.
Koliko sam mogao zaključiti, mogao je micati samo lijevim kažiprstom.
Njime je s mukom birao slova, riječi ili rečenice s izbornika
na zaslonu računala. Sintetizator glasa izgovarao je riječi neskladnim
dubokim autoritativnim glasom – podsjećajući na kiborga
iz Robocopa. Hawking je uglavnom više izgledao kao da ga vlastito
stanje zabavlja, a manje uznemiruje. Njegova ljubičasta usta poput
onih Micka Jaggera često su se izvijala u uglovima, u nekoj vrsti
osmijeha.
Hawking je trebao održati predavanje o kvantnoj kozmologiji,
polju u čijem je stvaranju sudjelovao. Kvantna kozmologija
pretpostavlja da, na vrlo malim razinama, kvantna neodređenost ne
samo da uzrokuje lepršanje između različitih stanja materije i energije,
nego i samog tkiva prostora i vremena. Te prostorno-vremenske
fluktuacije bi mogle dovesti do stvaranja crvotočina, koje bi mogle
povezivati jednu regiju prostor-vremena s drugom vrlo udaljenom,
ili do “svemira djece”. Hawking je jednosatno predavanje
pod naslovom “Alfa parametri crvotočina” pohranio u svojem
računalu; pritiskom na tipku uključio je glasovni sintetizator da
ga pročita, rečenicu po rečenicu.
Svojim nezemaljskim kiberglasom, Hawking je raspravljao bismo
li jednog dana mogli skliznuti u crvotočinu u našoj galaksiji i
sljedećeg trenutka iskočiti na drugom jako, jako udaljenom kraju
galaksije. Vjerojatno ne, zaključio je, jer bi kvantni efekti smiješali
naše konstitutivne čestice iznad svake prepoznatljivosti. (Hawkingov
je argument implicirao da je “vožnja crvotočinom”, način
prijevoza bržeg od svjetlosti opisan u Zvjezdanim stazama, nemoguć.)
Uklopio je u svoje predavanje digresiju o teoriji superstruna.
Iako je sve što vidimo oko sebe “mini-superprostor” koji zovemo
prostor-vrijeme, “mi zapravo živimo u beskonačno-dimenzionalnom
superprostoru teorije struna”.1
1 Hawkingovo predavanje i drugi radovi s Nobelovog simpozija održanog od
11-16. lipnja 1990. u Graftvallenu, Švedska, objavljeni su kao The Birth and
Early Evolution of Our Universe, ur. J. S. Nilsson, B. Gustafsson i B.-S.
Skagerstam, World Scientific, London, 1991. Napisao sam i članak na temelju
tog sastanka, “Universal Thruths”, objavljen u Scientific Americanu u
listopadu 1990., str. 108-117. Imao sam neugodan susret sa Stephenom
Hawkingom prvog dana Nobelovog simpozija, kada su svi sudionici sastanka
bili potjerani u šumu na koktel. Već smo bili blizu mjesta održavanja
koktela, kad su se Hawkingova invalidska kolica koja je gurala jedna od
njegovih njegovateljica, zaglavila u kolosijeku šumskog puta. Njegovateljica
me upitala mogu li odnijeti Hawkinga ostatak puta do društva. Hawking je,
kad sam ga podignuo, bio neobično lagan i ukočen, poput naramka granja.
Pogledavao sam ga krajičkom oka i otkrio da i on mene sumnjičavo gleda.
Iznenada se njegovo lice iskrivilo u bolnu grimasu; tijelo mu se divlje počelo
tresti i počeo je krkljati. Prva misao mi je bila: čovjek mi umire u rukama!
Kako stravično! Druga misao je bila: Stephen Hawking mi umire u rukama!
Kakva priča! Ova se misao odmah pretvorila u sram zbog dubine mog
oportunizma, kad je njegovateljica koja je zapazila Hawkingove muke, a i
moje, požurila do nas. “Ne brinite”, rekla je uzimajući Hawkinga nježno u
svoje ruke. “Ovo mu se stalno događa. Sve će biti u redu.”
Moja reakcija na Hawkinga je bila ambivalentna. S jedne strane,
on je bio junački lik. Zarobljen u bespomoćno tijelo, još uvijek je
mogao zamišljati stvarnosti s beskonačnim stupnjem slobode. S
druge strane, ono što je govorio zapanjilo me svojom nevjerojatnom
pretencioznošću. Crvotočine? Novorođeni svemiri? Beskonačno-
dimenzionalni superprostor teorije struna? Ovo je izgledalo
više kao znanstvena fantastika nego kao znanost.
Manje-više istu reakciju sam imao na cijelu konferenciju. Nekoliko
je govora – onih u kojima su astronomi raspravljali o tome
što su prikupili ispitivanjima svemira pomoću teleskopa i drugih
instrumenata-bilo čvrsto utemeljeno na stvarnosti. To je bila empirijska
znanost. No, mnoga predavanja su se bavila temama beznadno
udaljenim od stvarnosti i od bilo kojeg zamislivog empirijskog testa.
Kakav je bio svemir kad je bio veličine košarkaške lopte, ili zrna
graška, protona ili superstrune? Kakav učinak na naš svemir imaju
svi drugi svjetovi povezani crvotočinama? Bilo je nečeg veličanstvenog
ali i smiješnog u tome što se odrasli muškarci (nije bilo žena)
prepiru oko tih pitanja.
Tijekom konferencije sam se borio obuzdati taj instinktivni osjećaj
prevladavajuće pretencioznosti s izvjesnim uspjehom. Stalno sam
se podsjećao na to da su to strašno pametni ljudi, “najveći geniji na
svijetu”, kao što su to navele lokalne švedske novine. Ne bi gubili
svoje vrijeme na trivijalnosti. Stoga sam dao sve od sebe kada sam
kasnije pisao o idejama Hawkinga i drugih kozmologa da ih učinim
prihvatljivima, da tako unesem strahopoštovanje i razumijevanje
umjesto skepticizma i zbunjenosti u čitatelje. Na kraju krajeva, to
je zadatak popularno-znanstvenog pisca.
Ali ponekad je i najjasnije popularno-znanstveno pisanje nepošteno.
Moja prvobitna reakcija na Hawkinga i druge na konferenciji
je bila, u određenoj mjeri, primjerena. Dobar dio moderne
kozmologije, posebice oni aspekti koji su inspirirani ujedinjenim
teorijama fizike elementarnih čestica i drugih ezoteričnih
ideja, protivi se zdravom razumu. Ili prije, to je ironijska znanost,
znanost koja se ne može eksperimentalno testirati, razriješiti
niti načelno, pa stoga uopće nije znanost u strogom smislu riječi.
Njezina je primarna funkcija da nas drži u strahopoštovanju pred
misterijama kozmosa.
2 Sažeta verzija Hawkingovog predavanja koje je održao 29. travnja 1980.
objavljena je u britanskom časopisu Physics Bulletin (koji se sada zove
Physics World) u siječnju 1981., na str. 15-17.
3 A Brief History of Time, Stephen Hawking, Bantam Books, New York,
1988., str. 175. [usp. Kratka povijest vremena, Izvori, Zagreb 1996.]
4 Ibid., str. 141.
Ironija je u tome da je Hawking bio prvi istaknuti fizičar svoje
generacije koji je predvidio da bi fizika uskoro mogla postići potpunu
sjedinjujuću teoriju prirode te tako doći do svojeg kraja.
Ponudio je to proročanstvo 1980. nakon što je proglašen profesorom
matematike na Sveučilištu Cambridge; to je bilo Newtonovo
mjesto prije nekih tri stotine godina. (Vrlo je malo promatrača
primijetilo da je na kraju svog govora pod naslovom “Je li
kraj teorijske fizike na vidiku?”, Hawking iznio mišljenje da bi
računala, s obzirom na svoju ubrzanu evoluciju, uskoro mogla
nadmašiti svoje ljudske stvoritelje po inteligenciji i sama doći do
konačne fizikalne teorije.)2 Hawking je detaljnije izrazio svoje
predviđanje u Kratkoj povijesti vremena. Dostizanje konačne teorije,
kaže on u završnoj rečenici knjige, moglo bi nam pomoći da
“spoznamo Božji um”3. Formulacija sugerira da će nam konačna
teorija možda ostaviti u nasljeđe mistično otkrivenje na čijem
bismo se plamenu mogli grijati ostatak vremena.
No ranije u knjizi, raspravljajući o onome što naziva tezom o
nepostojanju granice, Hawking je iznio vrlo različito stajalište o
tome što bi konačna teorija mogla ostvariti. Teza o nepostojanju
granice se ticala vječnih pitanja: Što je bilo prije velikog praska?
Što postoji iza granica našeg svemira? Prema spomenutoj tezi,
cijela povijest svemira, sav prostor i svo vrijeme oblikuju neku
vrstu četverodimenzionalne sfere: prostor-vrijeme. Govoriti o
početku ili kraju svemira isto je besmisleno kao i govoriti o početku
ili kraju sfere. I fizika bi mogla, zaključuje Hawking, tvoriti
savršenu, bešavnu, cjelinu nakon što bude ujedinjena; mogla bi
postojati samo jedna potpuno konzistentna ujedinjena teorija sposobna
za generiranje prostor-vremena kakvog poznajemo. Bog
možda nije imao izbora pri stvaranju svemira.
“Gdje je tu onda mjesto za stvoritelja?”, pitao je Hawking.4
Nema mjesta, glasio je njegov odgovor; konačna teorija isključuje
Boga iz svemira, a s njim i svu misterioznost. Poput Stevena
Weinberga, Hawking se nadao da će protjerati misticizam, vitalizam,
kreacionizam iz jednog od njihovih posljednjih utočišta, podrijetla
svemira. Prema jednom biografu, Hawking i njegova supruga
Jane su se rastali 1990. djelomice zato što je ona, kao
predana kršćanka, sve više bila povrijeđena njegovim ateizmom.5
Nakon objavljivanja Kratke povijesti, nekoliko se knjiga bavilo
pitanjem može li fizika dostići potpunu i konačnu teoriju, onu
koja bi odgovorila na sva pitanja i tako dovela fiziku do kraja. Oni
koji su tvrdili da takva teorija nije moguća nastojali su pribjeći
Godelovom teoremu i drugoj ezoteriji. No, tijekom svoje karijere,
Hawking je pokazao da postoji puno temeljnija prepreka
teoriji svega. Fizičari neće nikad iskorijeniti misteriju iz univerzuma,
nikad neće pronaći Odgovor, sve dok bude fizičara s tako
bogatom maštom poput Hawkingove.
Čini mi se da je Hawking – koji je možda manje tragač za
istinom, a više umjetnik, iluzionist, kozmički šaljivac – cijelo vrijeme
znao da bi otkrivanje i empirijsko dokazivanje unificirane
teorije bilo krajnje teško, čak nemoguće. Njegova izjava da je
fizika na rubu otkrivanja Odgovora, možda je bila samo jedna
ironijska izjava, manje tvrdnja, a više provokacija. Najviše što je
priznao je bilo 1994. kada je jednom novinaru rekao da možda
fizika ipak ne može dosegnuti konačnu teoriju.6 Hawking je najvještiji
majstor ironijske fizike i kozmologije.
5 Stephen Hawking: A Life in Science, Michael White i John Gribbon, Dutton,
New York, 1992. Ova knjiga dokumentira i Hawkingovu transformaciju
od fizičara u međunarodnu zvijezdu.
6 Vidi intervju s Hawkingom u Science Watch, rujan, 1994. Hawkingova
shvaćanja o kraju fizike raspravljaju se u nekoliko knjiga navedenih u
trećem poglavlju, između ostalih u The Mind of God, Paula C. Daviesa;
Theories of Everything Johna Barrowa; Dreams of Final Theory Stevena
Weinberga; Lonely Hearts of the Cosmos Dennisa Overbyea; i The End of
Physics Davida Lindleya. Vidi također Fire in the Mind Georgeajohnsona,
izd. u Alfred A. Knopf, New York, 1995., zbog naročito tankoćutne
rasprave o tome može li znanost dostići apsolutnu istinu.
Velika iznenađenja kozmologije
Najnevjerovatnija činjenica moderne kozmologije je da ona nije
u potpunosti ironijska. Kozmologija nam je dala nekoliko istinskih,
neporecivih iznenađenja. Početkom ovog stoljeća se mislilo
da je Mliječna staza, otok zvijezda unutar kojeg se smjestilo i
naše Sunce, cijeli svemir. Tada su astronomi shvatili da su sićušne
mrljice svjetla, zvane nebule za koje se mislilo da su samo oblaci
plina unutar Mliječne staze, zapravo otoci zvijezda. Mliječna staa
je bila samo jedna od velikog broja galaksija u svemiru koji je
bio mnogo, mnogo veći no što je to itko mogao zamisliti. To je
otkriće bilo izvanredno, empirijsko, neopozivo iznenađenje, ono
koje niti najokorjeliji relativist ne bi mogao zanijekati. Da parafraziram
Sheldona Glashowa, galaksije se ne mogu zamišljati ili ne
zamišljati; one postoje.
No uslijedilo je još jedno veliko iznenađenje. Astronomi su
otkrili da je svjetlost galaksija bez iznimke pomaknuta prema crvenom
dijelu vidljivog spektra. Očito su se galaksije udaljavale
od Zemlje i jedna od druge, a ova brzina udaljavanja je uzrokovala
da svjetlost iskazuje Dopplerov pomak (isti pomak koji uzrokuje
da nam se čini kako sirena vozila hitne pomoći snižava ton
kad se udaljava od slušatelja). Dokaz o crvenom pomaku je
potvrđivao teoriju utemeljenu na Einsteinovoj teoriji relativnosti
da je svemir začet eksplozijom koja još uvijek traje.
Pedesetih su godina teoretičari predvidjeli da je vatreno rođenje
svemira, prije više milijardi godina, trebalo za sobom ostaviti
sjaj u obliku slabih mikrovalova. Godine 1964. dva radioinženjera
iz Bellovog laboratorija su nabasala na takozvano kozmičko
pozadinsko zračenje. Fizičari su također iznijeli tezu da je vatrena
kugla stvaranja poslužila kao nuklearni plamenik u kome se
vodik pretvarao fuzijom u helij i druge lake elemente. Pažljiva
opažanja tijekom posljednjih nekoliko desetljeća su pokazala da
obilje lakih elemenata u Mliječnoj stazi precizno odgovara teorijskim
predviđanjima.
David Schramm iz Fermilaba Sveučilišta Chicago voli ove tri
linije dokaza – crveni pomak galaksija, mikrovalno pozadinsko
zračenje, obilje elemenata – nazivati stupovima na kojima počiva
teorija velikog praska. Schramm je golemi, snažni, uzavreli čovjek,
pilot, planinar i nekadašnji šampion u hrvanju grčko-rimskim
stilom. On je neumorni propagator velikog praska – i vlastite
uloge u preciziranju proračuna o količini lakih elemenata. Nakon
što sam stigao na simpozij u Švedsku, Schramm me posjeo
kraj sebe i prošao vrlo detaljno kroz dokaze o velikom prasku.
“Veliki prasak je u fantastičnoj formi”, rekao je. “Imamo osnovni
okvir. Samo još trebamo ispuniti neke praznine.”
Schramm priznaje da su neke od ovih praznina prilično velike.
Teoretičari ne mogu precizno odrediti kako se vruća plazma ranog
svemira kondenzirala u zvijezde i galaksije. Promatranja su ukazala
da vidljiva zvjezdana tvar, koju astronomi vide kroz svoje teleskope,
nije dovoljno masivna da bi zadržala galaksije da se ne raspadnu;
neka nevidljiva ili tamna materija mora držati galaksije na okupu.
Drugim riječima, sva materija koju vidimo je možda samo pjena
na površini dubokog, mračnog mora.
Drugo pitanje se tiče onoga što kozmolozi vole zvati “strukturom
velikih razmjera”. U ranim se danima kozmologije činilo
da su galaksije raštrkane svemirom manje-više ravnomjerno. Ali
kako su se promatranja poboljšavala, astronomi su otkrili da se galaksije
skupljaju u grozdove okružene divovskim prazninama. Naposljetku,
postoji i pitanje o tome kako se svemir ponašao u takozvanoj
eri kvantne gravitacije kad je bio toliko malen i vruć, da
se misli da su sve sile svemira bile unificirane. To su bila pitanja
koja su dominirala raspravom tijekom Nobelovog simpozija u
Švedskoj. Ali nijedan od ovih problema, naglašavao je Schramm, ne
ugrožava osnovni okvir velikog praska. “Ne možete tvrditi da
Zemlja nije okrugla”, rekao je, “samo zato što ne možete predvidjeti
dolazak tornada.”7
7 Schrammov “mainstream” pogled na kozmologiju je iznesen u knjizi The
Shadows of Creation Shramma i Michaela Riordana, W H. Freeman,
New York, 1991. Godine 1994. Schrammov se koautor, Riordan, fizičar
na Stanfordskom linearnom akceleratoru, okladio sa mnom za sanduk
kalifornijskog vina da će Alan Guth, kojemu se općenito priznaje da je
“otkrio” inflaciju, do kraja stoljeća dobiti Nobelovu nagradu za svoj
rad. Spominjem ovu okladu samo zato što sam siguran da ću je dobiti.
Schramm je prenio manje-više istu poruku svojim kolegama
kozmolozima na Nobelovom simpoziju. Stalno je tvrdio da je
ovo “zlatno doba” kozmologije. Činilo se kao da njegov entuzijazam
poduzetnika donekle prelazi i na neke od njegovih kolega;
napokon, netko ne postaje kozmolog zato da bi detaljima ispunjavao
praznine koje su za sobom ostavili pioniri. Nakon Schrammovih
brojnih proklamacija o “zlatnom dobu”, jedan je fizičar
oštro komentirao da ne možeš znati je li neko doba zlatno kad si
u tom dobu, nego samo retrospektivno. Počele su kolati mnoge
šale o Schrammu. Jedan je kolega spekulirao da bi krupni fizičar
mogao biti rješenje problema tamne materije. Drugi je predložio
da se Schramma upotrijebi kao čep kako bi se spriječilo da naš
svemir iscuri kroz crvotočinu.
Pri kraju sastanka u Švedskoj, Hawking, Schramm i svi drugi
kozmolozi ukrcali su se u autobus i odveli u obližnje selo da bi
prisustvovali koncertu. Kad su ušli u luteransku crkvu gdje se
trebao održati koncert, ona je već bila gotovo ispunjena. Orkestar,
šaroliki skup dugokosih mladića i smežuranih staraca s violinama,
klarinetima i drugim instrumentima, već je sjedio u prednjem
dijelu crkve. Njihovi su susjedi zakrčili balkone i sjedala u
stražnjem dijelu crkve. Kako su znanstvenici prolazili sredinom
crkve prema prvim redovima rezerviranim za njih, s Hawkingom
na čelu u njegovim motoriziranim invalidskim kolicima, ljudi
su zapljeskali, prvo oklijevajući, a kasnije strastveno, gotovo
cijelu minutu. Simbolika je bila savršena: barem u tom trenutku,
na ovom mjestu i za ove ljude, znanost je uzurpirala ulogu religije
kao izvora istine o svemiru.
Sumnje su ipak prodrle u znanstveno svećenstvo. U trenucima
prije početka koncerta, čuo sam razgovor Davida Schramma
s mladim britanskim fizičarem Neilom Turokom. Turok se povjerio
Schrammu da je toliko zabrinut zbog neukrotivosti pitanja
povezanih s tamnom materijom i distribucijom galaksija, da razmišlja
o napuštanju kozmologije i prelasku na drugo područje.
“Uostalom, tko kaže da imamo ikakvo pravo razumjeti svemir?”,
pitao je jadikujući. Schramm je zavrtio svojom velikom glavom.
Osnovni okvir kozmologije, teorija o velikom prasku, je apsolutno
ispravna, ustrajno je šaptao, dok se orkestar počeo zagrijavati;
kozmolozi samo trebaju povezati nekoliko konaca. “Stvari
će se posložiti same od sebe”, rekao je Schramm.
Činilo se da su Turoka Schrammove riječi umirile, ali zapravo
se trebao uznemiriti. Što ako je Schramm bio u pravu? Što ako je
kozmologija u teoriji velikog praska dala glavni odgovor na zagonetku
svemira? Što ako je preostalo još samo povezivanje konaca
onih koji se mogu povezati? Uz tu mogućnost, nije čudo da su
“jaki” znanstvenici poput Hawkinga preskočili teoriju velikog
praska i ušli u postempirijsku znanost. Što i preostaje nekom
tako kreativnom i ambicioznom?
Ruski čarobnjak
Jedan od malobrojnih rivala Stephena Hawkinga, kao prvaka ironijske
kozmologije je Andrej Linde, ruski fizičar koji je 1988.
emigrirao u Švicarsku, a dvije godine kasnije u SAD. Linde je
također bio na Nobelovom simpoziju u Švedskoj, a on je bio
jedan od svijetlih trenutaka sastanka. Nakon što bi popio piće ili
dva na zabavi u prirodi, Linde bi prepolovio kamen karate-udarcem.
Stao bi na ruke i zatim se preokrenuo unatrag završivši na
nogama. Dok je držao ruku – barem naizgled – savršeno mirnom,
šibica postavljena na nju ljuljala bi se i poskakivala kao da je
povlači neki nevidljivi konac. Trik je izluđivao njegove kolege.
Nije prošlo dugo vremena, a šibice i psovke su letjele unaokolo,
dok je otprilike tucet najuglednijih svjetskih kozmologa uzaludno
pokušavao oponašati Lindeov uspjeh. Kad su tražili od njega
da im kaže kako je to uspio, smijao se i progundao: “Ees kvantna
fluktuacija.”
Linde je još poznatiji zbog svojih teorijskih trikova. Ranih
osamdesetih pomogao je da se prihvati jedna od ekstravagantnijih
ideja koje su proizašle iz fizike čestica: inflacija. Izum inflacije
(riječ otkriće ovdje nije prikladna) se općenito pripisuje Alanu
Guthu iz MIT-a, ali je Linde pripomogao da se teorija izbrusi i
prihvati. Guth i Linde su iznijeli tezu da je vrlo rano u povijesti
našeg svemira – T=10- 4 3 sekunde nakon eksplozije, da budemo
precizni, kad je kozmos navodno bio mnogo manji od protona –
gravitacija mogla nakratko postati odbojna, a ne privlačna sila.
Zbog toga je navodno svemir prošao kroz fazu strahovitog eksponencijalnog
rasta, prije no što se smirio na sadašnjoj opuštenijoj
brzini ekspanzije. [najnovije: expanzija svemira se UBRZAVA op.prev]
Guth i Linde su svoju ideju zasnovali na netestiranim – i gotovo
sigurno nemogućim za testiranje – unificiranim teorijama fizike
čestica. Kozmolozi su se svejedno zaljubili u inflaciju jer je
mogla objasniti neke iritantne probleme koje postavlja standardni
model velikog praska. Prvo, zašto se čini da je svemir manjeviše
svuda isti? Odgovor glasi da baš kao što napuhavanje balona
izglađuje njegovu naboranost, tako i eksponencijalna ekspanzija
čini svemir relativno glatkim. Obratno, inflacija također objašnjava
zašto svemir nije potpuno homogena juha zračenja, nego
sadrži grudice materije u obliku zvijezda i galaksija. Kvantna mehanika
kaže da čak i prazni prostor pršti energijom; ova energija
stalno fluktuira poput valova na površini jezera nad kojim puše
vjetar. Prema teoriji inflacije, vrhunci generirani ovim kvantnim
fluktuacijama u vrlo ranom svemiru su mogli nakon inflacije postati
dovoljno veliki da posluže kao gravitacijsko sjeme iz kojeg
su izrasle zvijezde i galaksije.
Inflacija ima neke zapanjujuće implikacije od kojih je jedna da
sve što možemo vidjeti kroz naše teleskope predstavlja samo beskrajno
mali djelić daleko prostranijeg područja stvorenog tijekom
inflacije. Ali Linde se nije na tome zaustavio. Čak i takav
nepregledan svemir, smatra on, samo je jedan od beskonačno mnogo
svemira začetih inflacijom. Inflacija, jednom kad počne, nikada
ne može završiti; ne samo da je stvorila naš svemir – galaksijama
ukrašeno područje koje gledamo kroz teleskop – nego i
bezbroj drugih svemira. Ovaj megaverzum ima ono što je poznato
kao fraktalna struktura: veliki svemiri rađaju male svemire,
koji rađaju još manje, i tako dalje. Linde je svoj model nazvao
kaotičnim, fraktalnim, vječno samoreproduktivnim, inflacijskim
svemirom.8
Za nekoga tko je javno toliko zaigran i inventivan, Linde može
biti iznenađujuće sumoran. Vidio sam tu stranu njegovog karaktera
kad sam ga posjetio na Sveučilištu Stanford gdje su on i njegova
supruga, Renata Kallosh, također teorijska fizičarka, počeli raditi
1990. Kad sam stigao u sivu, kubističku kuću koju su iznajmili,
Linde me je bespotrebno proveo unaokolo. U stražnjem smo
dvorištu naišli na Kallosh koja je sretno kopala po cvjetnoj lijehi.
“Vidi, Andrej!” povikala je, pokazujući na gnijezdo cvrkutavih
ptičica na grani iznad nje. Linde, čije su bljedilo i strabizam otkrivali
da ne boravi previše na suncu, samo je klimnuo. Kad sam ga
upitao čini li mu se da je u Kaliforniji atmosfera uistinu opuštenija,
promrmljao je: “Možda previše opuštena!”
Dok mi je Linde prepričavao svoju životnu priču, postalo je
jasno da je strah, čak depresija, igrala značajnu ulogu u njegovoj
motivaciji. U raznim fazama njegove karijere bi očajavao što ne
razumije ništa o prirodi stvari – baš neposredno prije no što bi postignuo
neki novi prodor. Linde je nabasao na osnovni koncept
inflacije kasnih sedamdesetih u Moskvi, ali je odlučio da ideja im
previše rupa da bi je razvijao. Njegov interes oživjela je teza Alana
Gutha da inflacija može objasniti nekoliko zagonetnih osobina svemira,
poput glatkoće, ali je i Guthova verzija imala mane. Nakon
što je toliko opsjednuto razmatrao problem da je dobio čir na želucu,
Linde je pokazao kako se Guthov model može prilagoditi
tako da se eliminiraju tehnički problemi.
No, i ovaj model inflacije ovisi o, činilo se Lindeu, sumnjivim
osobinama jedinistvenih teorija. Naposljetku – nakon što je za-
8 Linde je iznio svoju teoriju u članku “The Self-Reproducing Inflationary
Universe”, izd. u Scientific Americanu u studenom 1994., str. 48-55.
Oni koji žele saznati više o Lindeu mogu pogledati njegove knjige Particle
Physics and Inflationary Cosmology, Harwood Academic Publishers,
New York, 1990.; i Inflation and Quantum Cosmology, Academic
Press, San Diego, 1990. Ulomci ovog dijela o Lindeu pojavili su se u
mom članku “The Universal Wizard”, Discover, ožujak, 1992., str. 80-
85. Intervju s Lindeom sam vodio na Stanfordu u travnju 1991.
pao u takav duboki jad da je imao poteškoća ustati iz kreveta – odlučio
je da bi inflacija mogla proizaći iz puno više generičkih kvantnih
procesa koje je predložio John Wheeler. Prema Wheeleru, kada
bi netko imao mikroskop trilijune trilijuna puta snažniji od postojećih,
vidio bi prostor i vrijeme kako divlje fluktuiraju zbog kvantne
neodređenosti. Linde je zaključio da bi ono što je Wheeler zvao
“prostorno-vremenskom pjenom” neizbježno stvorilo uvjete nužne
za inflaciju.
Inflacija je proces koji sam sebe iscrpljuje; ekspanzija prostora
brzo uzrokuje raspršivanje energije koja je motor inflacije. Ali
Linde je tvrdio da jednom kad inflacija počne, ona uvijek nastavlja
postojati negdje drugdje – ponovno, zbog kvantne neodređenosti
(korisna je stvarca ta kvantna neodređenost). Novi svemiri nastaju
u tom istom trenutku. Neki istog časa kolabiraju. Drugi se toliko
brzo napuhavaju da materija nikada ne dobije priliku zgrušati
se. A neki, poput našega, smiruju se na brzini ekspanzije koja je
dovoljno pogodna za gravitaciju da može uobličiti materiju u galaksije,
zvijezde i planeti.
Linde je ponekad uspoređivao ovaj superkozmos s beskonačnim
morem. Izbliza gledano, more otkriva dojam dinamike i promjene,
valova koji idu gore dolje. Mi ljudi, budući da živimo unutar
jednog od ovih nemirnih valova, mislimo da cijeli svemir ekspandira.
Ali kad bismo se mogli uspeti iznad površine mora, shvatili
bismo da je naš ekspandirajući kozmos samo sićušna, beznačajna,
lokalna pojava u beskonačnom, vječnom oceanu. Na neki način,
zaključio je Linde, stara teorija stabilnog stanja Freda Hoylea (o kojoj
ću raspravljati kasnije u ovom poglavlju) je bila u redu; kad se
gleda s Božje perspektive, superkozmos se pojavljuje u nekoj vrsti
ravnoteže.
Linde nije bio prvi fizičar koji je pretpostavio da postoje i drugi
svemiri. Ali dok većina teoretičara smatra druge svemire matematičkim
apstrakcijama, pa i malo neugodnim apstrakcijama, Linde
uživa spekulirajući o njihovim osobinama. Izgrađujući svoju teoriju
o samoreproducirajućim svemirima, primjerice, Linde govori jezikom
genetike. Svaki svemir stvoren inflacijom rađa još jedan
“svemir dijete”. Neki od ovih potomaka zadržavaju “gene” svojih
prethodnika i evoluiraju u slične svemire sa sličnim prirodnim
zakonima – a možda i sličnim stanovnicima. Prizivajući antropsko
načelo Linde je iznio tezu da bi neka kozmička verzija prirodne
selekcije mogla davati prednost ponavljanju svemira u kojima je
vjerojatno da će se pojaviti inteligentni život. “Činjenica da negdje
drugdje postoji život poput našega za mene je gotovo izvjesna”,
rekao je. “Ali nikad za to nećemo znati.”
Poput Alana Gutha i nekolicine drugih kozmologa, Linde voli
spekulirati o mogućnosti stvaranja inflatornog svemira u laboratoriju.
Ali samo se Linde pita: Zašto bi netko htio stvoriti drugi
svemir? Čemu bi to služilo? Čim bi kozmički inženjer stvorio
novi svemir, on bi se istoga časa razdvojio od svojeg roditelja brzinom
većom od brzine svjetlosti prema Lindeovim proračunima.
Ne bi bila moguća nikakva dalja komunikacija.
S druge strane, razmišlja Linde, možda bi inženjer mogao manipulirati
sjemenom predinflacijske tvari na taj način da bi on evoluirao
u svemir s određenim dimenzijama, fizičkim zakonima i prirodnim
konstantama. Na taj način bi inženjer mogao poslati neku
vrstu poruke putem same strukture novog univerzuma. U biti, kaže
Linde, i naš su svemir možda stvorila bića u nekom drugom svemiru,
i fizičari poput Lindea, u svojim pokušajima da otkriju zakone
prirode, možda zapravo dekodiraju poruku naših kozmičkih
roditelja.
Linde oprezno govori o ovim idejama promatrajući moju reakciju.
Tek na kraju, možda zadovoljan time što sam zinuo od iznenađenja,
dopustio si je mali osmijeh. Ipak, njegov je osmijeh izblijedio
kad sam ga upitao kakva bi mogla biti poruka utjelovljena u našem
svemiru. “Čini se”, rekao je prkosno, “da nismo sasvim dorasli
toj spoznaji”. Linde je izgledao još sumornije kad sam ga pitao da li
ga je ikada zabrinulo da je možda cijeli njegov rad – borio sam se
da pronađem pravu riječ – sranje.
“U trenucima depresije mislim da sam potpuni idiot”, odvratio
je. “Ono sa čim se igram su neke vrlo primitivne igračke.” Dodao
je da se pokušava ne previše vezati uz svoje ideje. “Ponekad
su modeli prilično čudni i ako ih uzmete previše ozbiljno, u
opasnosti ste da ćete pasti u klopku. Rekao bih da je to slično
klizanju po vrlo tankom ledu na jezeru. Ako se kližete vrlo brzo,
možda nećete potonuti i možete dospjeti daleko. Ako zastanete
i razmišljate da li kližete u pravom smjeru, lako možete propasti.”
Činilo se da Linde govori da njegov cilj kao fizičara nije dostići
konačno rješenje, dospjeti do Odgovora ili barem bilo kakvog
odgovora, nego kretati se, klizati. Linde se boji misli o konačnosti.
Njegova teorija samoreproducirajućeg svemira ima
smisla u ovom svjetlu: ako je svemir beskonačan i vječan, onda je
takva i znanost, potraga za znanjem. Ali čak i fizika osuđena na
ovaj svemir, rekao je Linde, možda nije ni blizu pravom odgovoru.
“Primjerice, ne uključujete svijest. Fizika proučava materiju,
a svijest nije materija.” Linde se složio sa Johnom Wheelerom da
stvarnost u nekom smislu mora biti participatorni fenomen. “Prije
no što mjerite, nema svemira, ništa što biste mogli nazvati objektivnom
stvarnošću”, rekao je Linde.
Lindea su, poput Wheelera i Davida Bohma, čini se mučile mističke
težnje koje fizika sama nikad ne može zadovoljiti. “Postoji
izvjesna granica racionalnog znanja”, rekao je. “Jedan način da se
proučava iracionalno jest uskočiti u njega i jednostavno meditirati.
Drugi je proučavati granice iracionalnog pomoću oruđa racionalnosti.”
Linde je izabrao potonji jer je fizika nudila način “da se
ne govore totalne besmislice” o djelovanjima svijeta. Ali ponekad,
povjerio mi je, “deprimiran sam kad pomislim da ću umrijeti kao
fizičar.”
Deflacija inflacije
Činjenica da je Linde stekao toliko poštovanja – pozivali su ga na
nekoliko američkih sveučilišta prije nego što je odabrao Stanford
– svjedoči i o njegovoj retoričkoj vještini i o gladi za novim idejama
kozmologa. Ipak, do ranih devedesetih godina, inflacija i mnoge
druge egzotične ideje koje su izrasle iz fizike čestica u prethodnom
desetljeću, počele su gubiti podršku većine kozmologa. Čak
je i David Schramm, koji je prilično zagovarao inflaciju kad sam
ga sreo u Švedskoj, sumnjao u nju kad sam razgovarao s njim nekoliko
godina kasnije. “Inflacija mi se sviđa”, rekao je Schramm, ali
ona se nikad ne može do kraja verificirati jer ne daje nikakva jedinstvena
predviđanja, predviđanja koja se ne bi mogla objasniti na neki
drugi način. “Toga kod inflacije nema”, nastavio je Schramm, “dok
kod velikog praska toga ima. Prekrasni kozmički mikrovalni pozadinski
šum i obilje lakih elemenata vam govore: ‘To je to’. Nema
drugog načina da se objasne ta promatranja.”
Schramm priznaje da kozmolozi, što se više kreću unatrag
prema početku vremena, stvaraju sve spekulativnije teorije. Kozmologija
treba unificiranu teoriju fizike čestica da bi opisala procese
u vrlo ranom svemiru, ali verificirati unificiranu teoriju bi moglo
biti krajnje teško. “Čak i ako se netko pojavi sa stvarno lijepom
teorijom, poput teorije superstruna, nema načina da ju se testira.
To znači da to onda nije stvarno znanstvena metoda kod koje
dajete predviđanja i onda ih testirate. U ovim teorijama nema te
eksperimentalne provjere. To je više kao matematička konzistentnost.”
Hoće li cijelo polje završiti slično interpretaciji kvantne mehanike,
tamo gdje su standardi prvenstveno estetski? “Doista, to
je i moj problem”, odvratio je Schramm, “jer sve dok nema testova,
više smo na području filozofije nego na području fizike. Testovi
moraju dati onakav svemir kakav opažamo, ali to je više “-
poviđenje”, nego predviđanje.” Uvijek je moguće da će teorijska
istraživanja crnih rupa, superstruna, Wheelerovog “sve iz bita biva”
i druge egzotike rezultirati nekom vrstom prodora naprijed.
“Ali sve dok netko ne dođe s definitivnim testovima”, rekao je
Schramm, “ili dok nećemo imati sreće pronaći crnu rupu koju
možemo pažljivo istraživati, nećemo imati onu vrstu ‘Heureka!’
osjećaja koji imate kad ste stvarno uvjereni da znate odgovor.”
Shvaćajući značenje onoga što je upravo rekao, Schramm se iznenada
prebacio natrag na svoj uobičajeni samouvjereni način ophođenja
primjereniji kakvom glasnogovorniku. Činjenica da kozmolozi
imaju toliko poteškoća u razvijanju modela velikog praska je
dobar znak, tvrdio je, posežući za predobro poznatim argumentom.
“Primjerice, na razmeđi su stoljeća fizičari govorili da je većina
fizikalnih problema riješena. Da postoji nekoliko nezgodnih malih
problema, ali da je sve u osnovi riješeno. A pokazalo se da to
nije bilo tako. U stvari bio je to signal da dolazi novi veliki korak
naprijed. Baš kad mislite da je kraj na vidiku, otkrivate da postoji
crvotočina u cijelom novom pogledu na svemir. A ja mislim da bi
se upravo to moglo dogoditi, da se fokusiramo na problem i počinjemo
vidjeti stvari u pravom svjetlu. Vidjet ćemo određene nezgodne
probleme koje nećemo znati riješiti. A ja očekujem da će rješenje
tih problema dovesti do cijelog novog bogatog i uzbudljivog
područja. Fizika neće umrijeti.”
A što ako je kozmologija već prošla svoj vrhunac u smislu da
je malo vjerojatno da će ubuduće dati bilo kakva empirijska iznenađenja
onako duboka kakva je bila teorija velikog praska? Kozmolozi
su sretni da bilo što znaju sigurno, kaže Howard Georgi,
fizičar čestica na Sveučilištu Harvard. “Mislim da trebate shvatiti
kozmologiju kao povijesnu znanost nalik evolucijskoj biologiji”,
rekao je Georgi, čovjek anđeoskog lica, uvijek veseo i podrugljiv.
“Pokušavate gledati današnji svemir i ekstrapolirati unatrag, što
je zanimljivo ali i opasno, jer je moguće da je bilo nezgoda koje
su imale veliko djelovanje. A kozmolozi se silno trude shvatiti
što je bilo slučajno, a koje su odlike čvrste. Ali meni je teško
shvatiti te argumente dovoljno dobro, a da bih stvarno bio uvjeren
u njihovu ispravnost.” Georgi je rekao da bi kozmolozi možda
mogli steći potrebnu skromnost čitajući knjige evolucijskog
biologa Stephena Jaya Goulda, koji raspravlja o potencijalnim zabludama
do kojih može doći kad prošlost rekonstruiramo na temelju
našeg znanja o sadašnjosti.
Georgi se nasmijao, možda shvaćajući koliko je malo vjerojatno
da će bilo koji kozmolog prihvatiti njegov savjet. Poput Sheldona
Glashowa čiji je ured bio u istom hodniku, Georgi je nekoć
bio predvodnik u potrazi za unificiranom fizikalnom teorijom. I
poput Glashowa, Georgi je na kraju odbacio teoriju superstruna
i druge kandidate za jedinstvenu teoriju kao neprovjerljive i time
neznanstvene. Sudbine fizike čestica i kozmologije, primijetio je
Georgi, u određenom su smislu isprepletene. Kozmolozi se nadaju
da će im jedinstvena teorija pomoći da shvate jasnije podrijetlo
svemira. Obratno, neki fizičari čestica se nadaju da će, umjesto
zemaljskih eksperimenata, moći potvrditi svoje teorije gledajući
kroz teleskope prema rubu svemira. “To mi se čini malo
pretjeranim,” blago je primijetio Georgi, “ali što mogu učiniti?”
Kad sam ga pitao o kvantnoj kozmologiji, polju kojim se bave
Hawking, Linde i ostali, Georgi se zavjerenički nasmijao. “Obični
fizičar kao ja ne može se snaći u tim neistraženim vodama”,
rekao je. Smatrao je članke o kvantnoj kozmologiji sa svim njihovim
pričama o crvotočinama i vremenskim putovanjima i novorođenim
svemirima “prilično zabavnima. To je kao da čitate Knjigu
postanka.” Što se tiče inflacije, to je divna vrsta znanstvenog mita
koji je barem jednako dobar kao bilo koji drugi mit o stvaranju
koji sam čuo.”10
Igrač nad igračima
Uvijek će biti onih koji ne samo da odbacuju inflaciju, novorođene
svemire i druge krajnje spekulativne hipoteze, nego i samu
teoriju velikog praska. Predsjedavajući svih osporavatelja teorije
velikog praska je Fred Hoyle, britanski fizičar i astronom. Selektivno
čitanje Hoyleovog životopisa moglo bi vas navesti da pomislite
kako je on kvintesencijalni insajder. Studirao je na Cambridgeu
kod Nobelovca Paula Diraca, koji je točno predvidio postojanje
antimaterije. Postao je predavač na Cambridgeu 1945. godine, a
pedesetih godina je pomogao dokazati kako zvijezde stvaraju teške
elemente od kojih se sastoje planeti i ljudi. Početkom šezdesetih je
osnovao ugledni Astronomski institut u Cambridgeu i bio je njegov
prvi ravnatelj. Zbog tih i drugih zasluga je dobio titulu viteza 1972.
Da, Hoyle je u stvari Sir Fred. No, zbog tvrdoglavog odbijanja da
prihvati teoriju Velikog praska – i privrženost nekim rubnim idejama
u drugim područjima – postao je izopćenikom na polju koje
je pomogao stvoriti.11
10 Intervjuirao sam Georgija telefonski na Harvardu u studenom 1993.
11 Hoyle je iznio očaravajuću retrospektivu svoje burne karijere u knjizi
Home Is Where the Wind Blows, University Science Books, Mill Valley,
Calif., 1994. Hoylea sam intervjuirao u njegovu domu u kolovozu 1992.
Od 1988. Hoyle živi u neboderu u Bournemouthu, gradu na
južnoj obali Engleske. Kad sam ga tamo posjetio, njegova supruga
Barbara me uvela u dnevnu sobu gdje je Hoyle sjedio na stolici i
gledao kriket na televiziji. Ustao je i rukovao se sa mnom a da nije
skinuo pogled s ekrana. Njegova supruga, blago ga prekoravajući
zbog nepristojnosti, je ugasila televizor. Hoyle mi je tek tada, kao
da se probudio iz transa, posvetio pozornost.
Očekivao sam da će Hoyle biti čudan i ogorčen, no većinom je
bio i preljubazan. Sa svojim tupastim nosom, izbočenom vilicom
i sklon šatrovačkom govoru – gdje su kolege bili “dečki”, a loša
teorija “svinjarija” – zračio je nekom vrstom radničke srdačnosti
i izravnosti. Izgledalo je da uživa u ulozi autsajdera. “Kad sam
bio mlad, stari su me smatrali neobuzdanim mladićem, a sad kad
sam star, mladi me smatraju neobuzdanim starcem.” Zahihotao je.
“Rekao bih da me ništa ne bi smetalo više nego da me smatraju
nekim tko godinama ponavlja jedno te isto”, kao što to čine mnogi
astronomi. “Uznemirilo bi me da netko dođe i kaže ‘To što govoriš
nije tehnički dobro’, to bi me zabrinulo.” (U stvari, Hoyle je bio
optužen i zbog ponavljanja i tehničkih pogrešaka.)12
Hoyle ima sposobnost da zvuči uvjerljivo – primjerice kad je
tvrdio da je sjeme života na naš planet moralo doći iz svemira. Spontano
stvaranje života na Zemlji, primijetio je jednom, vjerojatno
je koliko i vjerojatnost da će tornado, koji prohuja smetlištem, stvoriti
Boeing 747. Objašnjavajući to pitanje tijekom našeg intervjua,
Hoyle je istaknuo da je Zemlja bila nenastanjiva zbog padanja asteroida
sve do prije 3,7 milijardi godina. Zamislimo li povijest od
12 Pogledajte, primjerice, prikaz knjige Our Place in the Cosmos J. M. Denta
u časopisu Nature od 13. svibnja 1993., str. 124, u kojoj Hoyle i njegov
suradnik Chandra Wickramasinghe tvrde da svemir vrvi životom. Recenzent
u časopisu Nature, Robert Shapiro, kemičar na Sveučilištu New
York ustvrdio je da ova knjiga i druge novije Hoyleove knjige “u potpunosti
dokumentiraju način na koji briljantni um može biti upregnut
u službu bizarnih ideja”. Kad je Hoyleova autobiografija objavljena
godinu dana kasnije, mediji, koji su godinama marginalizirali Hoylea
zbog njegovih čudačkih stavova, iskazali su iznenadnu simpatiju prema
njemu. Vidi npr. “The Space Molecule Man” Marcusa Chowna, New
Scientist, 10. rujan 1994., str. 24-27.
svih 4,5 milijarde godina koliko je star naš planet kao 24 sata,
onda se život pojavio u posljednjih pola sata. “Trebate otkriti
DNK; morate stvoriti tisuće enzima u tih pola sata”, objašnjavao
je. “I sve to trebate učiniti u vrlo neprijateljskom okruženju.
Stoga smatram da kad sve to zbrojite, ne dobivate naročito privlačnu
situaciju.” Dok je Hoyle govorio, uhvatio sam se kako
klimam glavom u znak slaganja. Da, naravno da život nije mogao
nastati ovdje. Što bi moglo biti očitije? Tek sam kasnije shvatio
da su se prema Hoyleovom vremenskom rasporedu majmuni
preobrazili u ljude u posljednjih dvadeset sekundi, dok je moderna
civilizacija nastala u manje od jedne desetinke sekunde.
Možda nevjerojatno, ali dogodilo se.
Hoyle je ozbiljno počeo razmišljati o podrijetlu svemira nakon
Drugoga svjetskog rata tijekom duge rasprave s druga dva
fizičara, Thomasom Goldom i Hermannom Bondijem. “Bondi
je negdje imao rođaka – činilo se kao da on posvuda ima rođake —
i on mu je poslao sanduk ruma”, prisjeća se Hoyle. Dok su ispijali
Bondijev rum, tri su se fizičara okrenula vječnoj zagonetki
mladih i opijenih: Kako smo mi uopće nastali?
Otkriće da se sve galaksije u svemiru međusobno udaljavaju
već je uvjerilo mnoge astronome da je svemir počeo eksplozijom
u određenom trenutku u prošlosti i da se još uvijek širi. Hoyleov
je temeljni prigovor tom modelu bio filozofski. Nije imalo
smisla govoriti o stvaranju svemira ako već nemamo prostor i
vrijeme u kojem će svemir biti stvoren. “Gubite univerzalnost
fizikalnih zakona”, objasnio mi je Hoyle. “Fizike više nema.” Jedina
alternativa tom apsurdu, odlučio je, bila je da su prostor i
vrijeme morali oduvijek postojati. On, Gold i Bondi su tako smislili
teoriju stabilnog stanja prema kojoj je svemir beskonačan i
prostorno i vremenski, i stalno generira novu materiju pomoću
nekog još nepoznatog mehanizma.
Prestao je promicati teoriju stabilnog stanja poslije otkrića
mikrovalnog pozadinskog zračenja ranih šezdesetih koje je – činilo
se – bilo konkluzivni dokaz za veliki prasak. No, njegove
stare sumnje su se ponovno pojavile osamdesetih dok je promatrao
kako se kozmolozi trude objasniti stvaranje galaksija i druge
zagonetke. “Počelo mi se činiti da je nešto ozbiljno krivo”, ne
samo s novim konceptima kao što su inflacija i tamna materija,
već i sa samim velikim praskom. “Ja snažno vjerujem da ako imate
ispravnu teoriju, imate i mnogo pozitivnih rezultata. Činilo mi
se da se oni time bave već 20 godina, do 1985. godine, a nisu baš
imali što za pokazati. A nije smjelo biti tako, ako je teorija bila
točna.
Hoyle je tako obnovio teoriju stabilnog stanja u novom i poboljšanom
obliku. Umjesto jednog velikog praska, mnogo se malih
praskova zbilo u preegzistentnom prostoru i vremenu. Ti mali
praskovi su stvorili lake elemente i crvene pomake galaksija.
Što se tiče kozmičkog mikrovalnog pozadinskog zračenja, najbolje
čega se Hoyle mogao dosjetiti je bilo to da je to zračenje koje
emitira neka vrsta metalne zvjezdane prašine. Hoyle je priznao
da je njegova teorija “kvazistabilnog stanja” koja je u stvari zamijenila
jedno veliko čudo mnogim malim čudima, daleko od
savršenstva. No, inzistirao je na tome da posljednje verzije teorije
velikog praska koje postuliraju postojanje inflacije, tamne materije
i druge egzotike, imaju mnogo dublje pukotine. “To je poput
srednjovjekovne teologije”, izjavio je u rijetkom izljevu bijesa.
Što je duže Hoyle govorio, to sam se više pitao koliko su
iskrene njegove sumnje u teoriju velikog praska. U nekim je svojim
izjavama otkrio gotovo vlasničku sklonost prema teoriji. Jedna
od velikih ironija moderne znanosti je ta da je Hoyle skovao
izraz veliki prasak 1950. godine, dok je radio na nizu radijskih
emisija o astronomiji. Rekao mi je da nije namjeravao podcijeniti
teoriju, kao što to govore mnogi prikazi, već ju jednostavno opisati.
U to vrijeme, prisjeća se, astronomi su često teoriju nazivali
“Friedmanovom kozmologijom” prema fizičaru koji je pokazao
kako je Einsteinova teorija relativnosti dovela do teorije o svemiru
koji se širi.
‘To je bio otrov”, izjavio je Hoyle. “Trebali ste imati nešto živo.
Stoga sam smislio veliki prasak. Da sam to patentirao, da sam zatražio
autorsko pravo…”, poigravao se s tom idejom. U kolovozu
1993. časopis Sky and Telescope je organizirao natječaj za promjenu
imena teoriji. Nakon razmatranja oko tisuću prijedloga,
suci su objavili da nisu pronašli niti jedan koji bi zavrijedio zamijeniti
izraz veliki prasak.13 Hoyle kaže da ga to nije iznenadilo. “Riječi
su kao udice”, komentirao je. “Kad jednom udu, jako ih je teško
izvaditi.”
Hoyle je također bio opsjednut time kako je bio blizu otkriću
kozmičkog mikrovalnog pozadinskog zračenja. Bilo je to 1963.
kada je tijekom jedne konferencije o astronomiji Hoyle upao u razgovor
s Robertom Dickeom, fizičarom s Princetona, koji je planirao
tražiti kozmičke mikrovalove koje je predviđao model velikog praska.
Dicke je rekao Hoyleu da očekuje da će kozmički mikrovalovi
biti na oko 20 stupnjeva iznad apsolutne nule, što je predviđala i
većina drugih teoretičara. Hoyle je obavijestio Dickea da je 1941.
kanadski astronom Andrew McKellar otkrio međuzvjezdani plin
koji zrači mikrovalove na 3 stupnja, a ne na 20.
Na trajnu Hoyleovu žalost, niti on niti Dicke nisu tijekom
svojeg razgovora spomenuli implikaciju McKellarovog otkrića:
da bi mikrovalna pozadina mogla biti 3 stupnja. “Sjedili smo i pili
kavu”, prisjeća se Hoyle, a glas mu se povisio. “Da je jedan od
nas rekao ‘Možda je 3 stupnja’, mogli smo odmah otići i provjeriti
i tada bismo imali teoriju 1963. godine.” Godinu dana kasnije,
baš prije no što se Dicke posvetio svojem mikrovalnom eksperimentu,
Arno Penzias i Robert Wilson iz Bellovog laboratorija
su otkrili mikrovalno zračenje na tri stupnja, za što su kasnije
dobili Nobelovu nagradu. “Uvijek sam mislio da je to jedan od
najgorih promašaja mog života”, uzdahnuo je Hoyle polako
okrećući glavom.
Zašto bi Hoyleu toliko stalo za to što umalo nije otkrio fenomen
koji je sada ismijavao kao sumnjiv? Mislim da se Hoyle, kao
mnogi genijalci, nekoć nadao da će postati članom najuže znanstvene
kreme, umotan u čast i slavu. Daleko je odmaknuo u postizanju
tog cilja. No, 1972. su birokrati na Cambridgeu prisilili
Hoylea da dade ostavku na mjesto ravnatelja Astronomskog instituta
– zbog političkih, a ne znanstvenih razloga. Hoyle i njegova
supruga su napustili Cambridge i preselili se u kolibu na udaljenoj
pustopoljini gdje su živjeli 15 godina prije nego su se preselili u Bour-
13 “And the Winner is…”, Sky and Telescope, ožujak, 1994., str. 22.
nemouth. Za to je vrijeme Hoyleova antiautoritarnost, koja mu
je uvijek dobro služila, postala manje kreativna, a više reakcionarna.
Srozao se na ono što je Harold Bloom podrugljivo nazvao
“pukim buntovnikom”, iako je još uvijek sanjao o tome što je
mogao postati.
Hoyle je čini se patio od još jednog problema. Zadaća znanstvenika
je pronalaziti pravilnosti u prirodi. Uvijek postoji opasnost
da će netko vidjeti pravilnosti tamo gdje ih nema. Hoyle je,
kasnije u svojoj karijeri, podlegao toj zamci. Vidio je pravilnosti
– ili prije urote – i u strukturi kozmosa i medu onim znanstvenicima
koji su odbacivali njegove radikalne nazore. Hoyleov način
razmišljanja je bio najočitiji u njegovim pogledima na biologiju.
Od ranih sedamdesetih on tvrdi da je svemir ispunjen virusima,
bakterijama i drugim organizmima. (Hoyle je načeo tu temu 1957.
u Crnom oblaku, najpoznatijem od njegovih mnogih znanstvenofantastičnih
romana.) Ti mikroorganizmi koji putuju svemirom
navodno su dali sjeme života na zemlji i potaknuli evoluciju koja
je uslijedila; prirodna selekcija odigrala je malu ili nikakvu ulogu
u stvaranju raznolikosti života.14 Hoyle je također tvrdio da su
epidemije gripe, hripavca i drugih bolesti izazvane prolaskom
Zemlje kroz oblake patogena.
Raspravljajući o trajnom uvjerenju biomedicinskog establišmenta
da se bolesti prenose na konvencionalniji način, od osobe
do osobe, Hoyle se namrštio. “Ne promatraju podatke i ne kažu
‘To je pogrešno’, i prestanu to podučavati. Jednostavno se i dalje
fiksaju istim smećem. I zato, ako odete u bolnicu jer nešto nije u
redu s vama, budite sretni ako vas izliječe.” No, ako svemir obiluje
organizmima, pitao sam, zašto oni nisu otkriveni? O, vjerojatno
jesu, uvjeravao me Hoyle. Sumnjao je da su s američkim
pokusima, s balonima na velikim visinama i drugim platformama,
dali dokaze o životu u svemiru šezdesetih godina, no političari
su to prikrili. Zašto? Možda zbog nacionalne sigurnosti, sugerirao
je Hoyle, ili zbog toga što su rezultati proturječili prevladavajućem
mišljenju. “Znanost je danas zaključana u paradigme”,
14 Vidi Hoyle i Wickramasinghe, Our Place in Cosmos.
ozbiljno je izjavio. “Svaki je put blokiran vjerovanjima koja su
kriva i ako danas pokušavate bilo što postići objavljivanjem u časopisima,
naletjet ćete na paradigmu i urednici će vas odbiti.”
Hoyle je istaknuo da, suprotno određenim izviješćima, ne vjeruje
da je virus AIDS-a došao iz svemira. “To je takav čudan virus da
moram vjerovati da je stvoren u laboratoriju”, rekao je. Je li Hoyle
želio reći da je patogen možda stvoren kao proizvod biološkog
ratnog programa koji je otišao u neželjenom pravcu? “Da, čini
mi se da je tako”, odgovorio je.
Hoyle je također sumnjao da se život kao i cijeli svemir mora
razvijati prema nekom kozmičkom planu. Svemir je “očito
sređen”, rekao je Hoyle. “Ima previše stvari koje izgledaju slučajne,
ali to nisu.” Kad sam ga pitao smatra li da natprirodna inteligencija
upravlja stvarima, ozbiljno je klimnuo. “Ja tako shvaćam
Boga. On je sređenost, ali kako je bio sređen to ja ne znam.”
Naravno, mnogi Hoyleovi kolege – a vjerojatno i najveći dio javnosti
– dijeli njegovo mišljenje da je svemir, da mora biti, zavjera.
A možda i jest. Tko zna? Ali njegova tvrdnja da bi znanstvenici
namjerno prikrili dokaze o mikrobima koji putuju svemirom ili
legitimnim pukotinama u teoriji velikog praska, otkriva fundamentalno
nerazumijevanje vlastitih kolega. Većina znanstvenika
žudi za takvim revolucionarnim otkrićima.[ ? ]
Načelo sunca
Neovisno o Hoyleovim ekscentričnostima, buduća promatranja
bi mogla pokazati da je njegov skepticizam spram teorije velikog
praska barem djelomice opravdan. Astronomi možda otkriju da
kozmičko mikrovalno zračenje ne potječe iz velikog praska, već
iz nekog prizemnijeg izvora kao što je prašina u našoj vlastitoj
Mliječnoj stazi. Dokazi o nukleosintezi se možda isto tako neće
održati onako kako su to Schramm i drugi zagovornici velikog
praska tvrdili. No, čak i ako netko obori ta dva temelja velikog
praska, teorija još uvijek može opstati na dokazu o crvenom pomaku
za koji se čak i Hoyle slaže da dokazuje da se svemir širi.
Teorija velikog praska je za astronomiju ono što je za biologiju
Darwinova teorija prirodne selekcije; omogućava povezanost,
smisao, značenje, sjedinjujuću nit. To ne znači da teorija može –
ili da će ikad – objasniti sve fenomene. Kozmologija, unatoč svojoj
tijesnoj vezi s fizikom elementarnih čestica, najpreciznijom
od svih znanosti, daleko je od toga da sama bude precizna. Ta je
činjenica dokazana ustrajnom nemogućnošću astronoma da se
slože oko vrijednosti Hubbleove konstante, koja je mjera veličine,
starosti i brzine širenja svemira. Da bi se dobila Hubbleova
konstanta, potrebno je izmjeriti opseg crvenog pomaka galaksija
i njihovu udaljenost od Zemlje. Prvo je mjerenje jednostavno, ali
drugo je izuzetno složeno. Astronomi ne mogu pretpostaviti da
je očiti sjaj neke galaksije proporcionalan njenoj udaljenosti; galaksija
je možda blizu ili je jednostavno sjajna. Neki astronomi
inzistiraju na tome da je svemir star deset milijardi godina ili čak
mlađi. Drugi su jednako tako uvjereni da je star najmanje dvadeset
milijardi godina.15
Rasprava oko Hubbleove konstante nudi očitu lekciju: čak i
kad izvode naizgled jednostavan proračun, kozmolozi moraju postaviti
različite pretpostavke koje kasnije utječu na njihove
rezultate; moraju interpretirati svoje podatke baš kao i evolucijski
biolozi i povjesničari. Treba tako s velikim oprezom uzeti u obzir
tvrdnje koje se temelje na velikoj preciznosti (primjerice Schrammovu
tvrdnju da se proračuni o nukleosintezi slažu s teorijskim
predviđanjima na pet decimala).
Detaljnija promatranja našeg kozmosa neće nužno riješiti pitanja
vezana uz Hubbleovu konstantu ili druga pitanja. Prisjetimo
se: najtajanstvenija od svih zvijezda je naše sunce. Nitko zapravo
ne zna što uzrokuje Sunčeve pjege ili zašto njihov broj
raste i smanjuje se tijekom razdoblja od otprilike deset godina.
Naša sposobnost da opisujemo svemir jednostavnim elegantnim
modelima proizlazi djelomice iz nedostatka podataka, iz našeg
neznanja. Što jasnije vidimo svemir u njegovim blistavim detaljima,
to će nam biti teže objasniti te činjenice jednostavnom teori-
15 Vidi Overbye, Lonely Hearts of the Cosmos, zbog izvrsnog prikaza rasprave
o Hubbleovoj konstanti.
jom. Oni koji proučavaju ljudsku povijest svjesni su tog paradoksa,
no kozmolozi to vrlo teško prihvaćaju.
Sunčevo načelo ukazuje na to da će mnoge egzotične pretpostavke
kozmologije pasti u vodu. Još se početkom sedamdesetih
smatralo da su crne rupe teoretski kurioziteti koje ne treba shvaćati
ozbiljno. (I sam je Einstein smatrao, prema izvještaju Freemana
Dysona,16 da su crne rupe “mrlje koje treba izbaciti iz teorije njenom
boljom matematičkom formulacijom”.) S vremenom su, zahvaljujući
zagriženosti Johna Wheelera i drugih, prihvaćene kao
stvarni objekti. Mnogi teoretičari su danas uvjereni da gotovo sve
galaksije, uključujući i našu, imaju goleme crne rupe u svojim središtima.
Razlog zbog kojeg je to prihvaćeno jest u tome što nitko ne
može zamisliti bolji način kojim bi se objasnili divlji vrtlozi materije
u središtima galaksija.
Ti argumenti ovise o našem neznanju. Astronomi bi se trebali
pitati sljedeće: ako bi nekako mogli biti preneseni u središte galaksije
Andromede ili naše Mliječne staze, što bi tamo našli?. Da li bi
pronašli nešto nalik crnim rupama kako ih opisuje trenutna teorija,
ili bi naišli na nešto potpuno različito, nešto što nitko još nije
zamislio niti je mogao zamisliti? Pouka o Suncu upućuje da je
drugi odgovor vjerojatniji. Mi ljudi možda nikad nećemo izravno
vidjeti srce naše galaksije, a kamoli drugih galaksija, no možemo
saznati dovoljno da posumnjamo u hipotezu o crnim rupama. Možemo
saznati dovoljno da bismo saznali koliko malo znamo.
Isto vrijedi za kozmologiju općenito. Spoznali smo jednu zapanjujuću
osnovnu činjenicu o našem svemiru. Znamo da se svemir
širi i da postoji barem deset ili dvadeset milijardi godina, baš kao
što i evolucijski biolozi znaju da je sav život nastao iz zajedničkog
pretka putem prirodne selekcije. No, kozmolozi nisu toliko voljni
prijeći preko tog osnovnog razumijevanja kao što su evolucijski
biolozi spremni preskočiti darvinizam. U budućnosti će osamdesete
i rane devedesete godine biti zapamćene kao zlatno doba kozmologije,
kao razdoblje u kome je to područje postiglo savršenu
ravnotežu između znanja i neznanja. Kako će se novi podaci slije-
16 “The Scientist as Rebel” Freemana Dysona, New York Review of Books,
25. svibanj 1995., str. 32.
vati u godinama koje dolaze, kozmologija bi mogla postati poput
botanike; golema zbirka empirijskih činjenica labavo povezanih
teorijom.
Kraj otkrića
Napokon, znanstvenici nemaju beskonačnu sposobnost otkrivanja
zanimljivih novih stvari o svemiru. Martin Harwit, astrofizičar i
povjesničar znanosti koji je do 1995. upravljao Smithsonianovim
muzejom za istraživanje letenja i svemira u Washingtonu, zaključio
je ovo u svojoj knjizi Kozmičko otkriće iz 1981.:
Povijest većine otkrića slijedi opću zakonitost, neovisno da li se
bavimo otkrićima vrsta kukaca, traganjem za kontinentima i
otocima u oceanu ili potragom za nalazištima nafte u tlu. Postoji
inicijalni uzlazni porast broja otkrića budući da područje privlači
sve veći broj istraživača. U potragu pridolaze nove ideje i
oruđa, a brzina otkrivanja se ubrzava. Ipak, brzo nakon toga
broj otkrića koja još treba ostvariti se smanjuje, a brzina otkrivanja
se usporava unatoč visokoj učinkovitosti razvijenih metoda.
Potraga se približava kraju. Povremeno se uočava neka novina
koju smo prethodno previdjeli ili se otkriva neka posebno
rijetka vrsta; ali broj otkrića se počinje brzo smanjivati i potom
otkrića još samo tu i tamo kapnu. Smanjuje se interes, istraživači
napuštaju polje i gotovo da prestaje svaka dalja aktivnost.17
Za razliku od više eksperimentalno orijentiranih znanstvenih
područja, ukazao je Harwit, astronomija je bitno pasivna djelatnost.
Možemo otkrivati samo nebeske fenomene uz pomoć in-
17 Cosmic Discovery, Martin Harwit, MIT Press, Cambridge, 1981., str. 42-
43. Godine 1995. Harwit je dao ostavku na mjesto direktora Smithsonianovog
nacionalnog muzeja za aeronautiku u Washingtonu D. C,
usred ogorčene rasprave oko izložbe u muzeju nazvane “Posljednji čin:
atomska bomba i kraj Drugog svjetskog rata.” Veterani i drugi su se
žalili da je izložba prekritična spram američke odluke da baci atomske
bombe na Hiroshimu i Nagasaki.
formacija koje nam padaju s neba, uglavnom u obliku elektromagnetnog
zračenja. Harwit je dao razna predviđanja o poboljšanju
već postojećih tehnika promatranja, primjerice optičkih teleskopa,
kao i drugih koje su još uvijek bile u povojima, poput
detektora gravitacijskih valova. Napravio je grafikon koji je procjenjivao
brzinu novih kozmičkih otkrića u prošlosti i u budućnosti.
Grafikon je Gaussova krivulja koja ima svoj vrhunac u dvijetisućitoj
godini. Do te godine, prema Harwitu, bit će otkriveno
otprilike pola fenomena koje uopće možemo otkriti. Do 2201.
godine ćemo otkriti otprilike 90 posto svih dostupnih fenomena,
a ostatak će kapati sve sporije i sporije tijekom narednih nekoliko
tisućljeća.
Naravno, zaključio je Harwit, razni događaji mogu ubrzati ili
zaustaviti ovakav razvoj. “Politički faktori mogu diktirati manje novca
za astronomiju u budućnosti. Rat može usporiti istraživanje ili ga
čak zaustaviti, premda bi poslijeratno razdoblje, ako ga bude, moglo
donijeti astronomima otpisanu vojnu opremu koja će ponovno
ubrzati stopu otkrića.”18 Iza svakog oblaka se skriva sunce.
Ironijska kozmologija će se naravno nastaviti sve dok imamo
tako maštovite i ambiciozne pjesnike poput Hawkinga, Lindea, Wheelera
i, uistinu, Hoylea. Njihove vizije su istovremeno skromne
budući da pokazuju ograničenost dometa našeg empirijskog znanja,
i entuzijastične budući da svjedoče o beskonačnosti ljudske imaginacije.
U najboljem slučaju, ironijska nas kozmologija ispunjava
strahopoštovanjem. Ali to nije znanost.
John Donne je mogao govoriti u Hawkingovo ime, pa i u ime
svih nas, kad je napisao: “Moje misli dostižu sve, razumiju sve.
Neobjašnjiva misterija; ja, njihov Stvoritelj, sam u čvrsto zaključanom
zatvoru, bolesničkom krevetu, bilo gdje, a svako od mojih Stvorenja,
mojih misli, je sa Suncem i dalje od Sunca, nadilazi ga, preskače
jednim korakom, posvuda.”19 Dopustimo da ovo posluži kao epitaf
kozmologiji.
18 Ibid., str. 44.
19 Ovaj navod iz Donnea sam pronašao pri ogleda biologa Lorena Eisleya
“The Cosmic Prison”, objavljenog u časopisu Horizon u jesen 1970.,
str. 96-101.”, John Horgan, (1)

Reference:

  1. Horan, John. Kraj znanosti. 1996.

 321 total views,  2 views today

Arnes K.

Ja sam nastavnik i profesor fizike koji nastoji da ispuni rupe u svom i svačijem znanju kako bi svi bili bolje informisani i mogli da donosimo bolje odluke i živimo bolji život.

Šta vi mislite o ovom? Ostavite vaš komentar i podijelite mišljenje sa svima.

Sva Fizika
%d bloggers like this: