Piše Tanja Tolić
Prije otprilike tri i pol stoljeća imali smo jedan svemir. Zemljom, nebom, prirodom i čitavim životom upravljalo je nekoliko, prilično jednostavnih zakona, a sve što postoji stvorio je Bog. Ako ste slučajno ležali ispod stabla jabuke, kao Isaac Newton u 17. stoljeću, postojale su velike šanse da vam jabuka padne na glavu. Zapravo, u tadašnjem makrosvemiru, ako bi jabuka dozrela, gravitacija bi ju uvijek prisilila da padne na tlo.
A onda se, početkom 20. stoljeća, sve zakompliciralo. U današnjem makrosvemiru jabuke, srećom, i dalje padaju na tlo, ali u kvantnom svemiru - prostoru koji postoji na nevidljivoj, recimo to tako, mikroskopskoj razini i kojeg fizičari istražuju od 20-ih godina prošloga stoljeća - imaginarna jabuka s imaginarnog stabla mogla bi, sasvim lako, poletjeti u nebo.
Ukratko, na razini elektrona, protona, neutrona, kvarkova… sve je moguće. Danas živimo u vremenu kvantne nesigurnosti: zakrivljenog prostora, kvarkova, struna i novih dimenzija, a na kvantnoj razini vrijede sasvim neki drugi zakoni, različiti od fizikalnih uz koje smo odrasli. I ne samo to: svemir više nije jedan i jedinstven, nego u današnjem trenutku, potencijalno, postoji 10 na 500 različitih svemira, od kojih svaki ima svoje prirodne zakone. Čini se da smo sve dalje od odgovora na pitanja zašto postoji svemir, kako je nastao i zašto je baš ovakav, a ne drukčiji.
Prema Starom zavjetu, Bog je stvorio Adamu i Evu šestog dana stvaranja. U nedjelju se, kao što znamo, odmarao. Biskup Ussher, nadbiskup cijele Irske od 1625. do 1656., bio je još prezicniji u procjeni porijekla svijeta: Bog je stvorio sve, aposlutno sve što postoji, u 9 sati izjutra 27. listopada 4004. godine prije Krista. Fizičari Stephen Hawking i Leonard Mlodinow, autori nedavno objavljene knjige od 200 stranica, “The Grand Design”, misle ponešto drugačije - za postanak svemira Bog uopće nije bio potreban, jer je svemir mogao nastati sam od sebe.
Kako? Zato što je, pojednostavljeno rečeno, u prirodi Prirode da je nasumična ili, drugim riječima, da je sve moguće. “The Grand Design” je briljantna knjiga – ne toliko zbog novih otkrića (jer Hawking i Mlodinow ne donose nova otkrića, nego više izvlače nove zaključke na temelju uglavnom poznatih znanstvenih činjenica), koliko zbog besprijekorne jednostavnosti kojom objašnjavaju doista neke od najvećih tajni postanka svemira. Knjigu možete početi čitati a da nemate pojma što je to kvantna mehanika, a do kraja osmog, posljednjeg poglavlja bit će vam savršeno jasno što govori teorija struna.
U objašnjavaju svoje teorije, koja je već uzbunila mnoge duhove zbog nepotrebnosti Boga, Hawking i Mlodinow polaze od pretpostavke oko koje se danas slaže većina fizičara - svemir je star oko 13,7 milijardi godina, što znamo prvenstveno zahvaljujući Edwinu Hubbleu koji je otkrio da svemir nije statičan, nego se širi. Hubble je do tog zaključka došao analizirajući spektar svjetla koje su emitirale zvijezde – što su zvijezde bile dalje od nas, to su se brže kretale. Ako je to točno – a zasad sve pokazuje da jest – to bi značilo da je svemir nekada bio značajno manji. Dapače, ako u proračunima odemo dovoljno daleko u prošlost, svemir je u svom začetku bio malo područje nezamislive gustoće i temperature, a ako odemo još malo dalje, tamo gdje je sve počelo – doći ćemo do događaja koji znanstvenici danas nazivaju Velikim praskom.
Svemir se ne širi na način na koji bi, recimo, netko pokušao proširiti svoju kuću. Dakle, ne tako da sruši jedan od zidova i potom izgradi kupaonicu tamo gdje je do jučer u vrtu stajao masivni hrast. Svemir se, kako je slikovito opisao 1931. astronom Arthur Eddington, širi kao balon koji napuhujemo. Koliko će se dugo i dokle naš svemir širiti, nitko ne može predvidjeti, no kako god bilo, Hubbleovo i Eddingtonovo otkriće dovelo je do toga da astrofizičari počnu razmišljati o svemiru – unatrag. Otkriće kozmičkog mikrovalnog pozadinskog zračenja 1965. godine – zračenja preostalog iz faze odmah nakon Velikog praska, kad je svemir bio mlad, vruć i nabijen - omogućilo je pak znanstvenicima da prilično precizno prate koliko unatrag moraju ići da bi došli do početka svemira.
Ako je s otkrićem kvantne mehanike, gravitacija upala u probleme, onda je s teorijom Velikog praska, zakucana doista u pod. “Čudo Velikoga praska, odnosno faza nagle inflacije (širenja) svemira, dobiva pravo značenje ako zamislimo da je kovanica dijametra jednog centimetra odjednom, u djeliću sekunde, narasla na deset milijuna puta veću širinu od one Mliječne staze. Prema Einstenovoj općoj teoriji relativnosti, to nije moguće, jer se ništa ne može kretati brže od svjetlosti. No ograničenje brzine, čini se, ne odnosi se na širenje svemira”, pišu Hawking i Mlodinow.
Gravitacija je neophodna da bi se dogodilo stvaranje jer, između ostalog, privlači na okup čestice koje stvaraju materiju. No na kvantnoj razini – a Veliki prasak jest bio kvantni događaj, s obzirom da je svemir tada bio daleko manji od zrna riže – gravitacija može, ali i ne mora funkcionirati tako. Da bismo shvatili što se uistinu dogodilo, pišu Hawking i Mlodinow, moramo odustati ne samo od klasičnog poimanja gravitacije, nego i od klasične definicije - vremena.
Iako je Einstenova opća teorija relativnosti ujedinila prostor i vrijeme, vrijeme je i dalje bilo različito od prostora i uvijek je imalo početak i kraj ili se odvijalo u nedogled. Kad učinke kvantne teorije dodamo teoriji relativnosti, u ekstremnim oklonostima može doći do takve zakrivljenosti vremena da se ono počne ponašati kao nova dimenzija prostora.
U ranom svemiru – dok je još bio dovoljno malen da njime upravljaju i opća relativnost i kvantna teorija – postojale su četiri dimenzije prostora i niti jedna vremena. Teško je zamisliti da je postojalo vrijeme kada vremena nije bilo, no Hawking i Mlodinow to uspoređuju s rušenjem koncepta o “kraju svijet”. Dok su ljudi vjerovali da je Zemlja ravna, užasno ih je mučilo da li se na kraju svijeta oceani izljevaju u svemirsku prazninu, a ljudi padaju s ruba, ako su neoprezni. Od trenutak kada je usvojen koncept da je Zemlja okrugla, to nas više nije mučilo. Vrijeme bi, analogno tome, trebalo zamisliti kao Južni pol s kojeg se počinjemo kretati prema sjeveru. Pitanje što je južnije od Južnog pola u tom trenutku postaje nepotrebno, argumentiraju znanstvenici.
“Otkriće da se vrijeme ponaša kao prostor donijelo je novu alternativu. Briše drevni argument kako je svemiru potreban početak ili Bog koji bi ga započeo. Umjesto toga kaže da su početkom svemira upravljali znanstveni zakoni”, pišu autori u knjizi.
Prema tom pogledu, Hawking i Mldinow tvrde da je svemir nastao spontano. Zapravo, više je svemira nastalo spontano, na svaki mogući način. Dok su neki svemiri slični našemu, neki su od njega potpuno drugačiji. Nisu samo različiti u detaljima – u smislu je li Elvis doista umro, a ljudi se spustili na Mjesec - nego su različiti i po svojim prirodnim zakonima. Možemo se poslužiti Eddingtonovom analogijom balona, s tom razlikom da prilikom Velikog praska nije nastao samo jedan balon koji se od tada širi, nego mnoštvo mjehurića, kao u vodi koja je zakuhala, od kojih su se neki odmah urušili, a drugi su nastavili egzistirati, a da ih mi nismo svjesni. U nekima od tih svemira elektron je težak poput loptice za golf, a sila gravitacije jača je od one magnetizma.
Par stranica dalje, Hawking i Mlodinow tvrde i sljedeće: ne postoji jedan matematički model ili teorija koji mogu opisati svaki aspekt svemira. Umjesto toga, čini se da postoji mreža teorija koja opisuje funkcioniranje svemira, a koju znanstvenici nazivaju M-teorijom.
“Svaka od nekoliko teorija u M-teoriji je dobra u opisivanju dijela fenomena. Tamo gdje se opsezi teorija preklapaju, podudaraju se i različite teorije, pa se može tvrditi da su sve one zapravo dio jedne, veće, sveobuhvatnije teorije. No niti jedna, pojedinačna teorija unutar te mreže ne može opisati svaki aspekt svemira”, naglašavaju u knjizi.
Prema M-teoriji, prostor-vrijeme ima deset prostornih dimenzija i jednu vremensku. Kako je to moguće? I zašto ne vidimo sve te dimenzije? Hawking i Mlodinow objašnjavaju kako se sedam od 10 prostornih dimenzija uvilo ili zakrivilo do te mjere da su toliko male da ih ne primjećujemo, ostavljajući nas u iluziji kako živimo u tri poznate dimenzije. Tako nešto je moguće ako se ima na umu teorija struna, na kojoj M-teorija počiva.
Prema teoriji struna čestice nisu točke, nego uzorci vibracije koji imaju duljinu, ali ne visinu i dubinu – poput beskonačnih, tankih niti struna. Slika postaje jasnija ako zamislite slamku. Da bi locirali točku na slamki, morate znati na kojoj se duljini nalazi, ali i gdje je pozicionirana na njenoj kružnoj dimenziji. No, ako je slamka jako tanka, mogli biste zanemariti njezinu kružnu dimenziju i usredotočiti se samo na poziciju na duljini. A ako je slamka jako, jako mala - kvantno mala - kružnu dimenziju bi zapravo mogli i zanemariti. Tako fizičari zamišljaju preostale dimenzije: jako su zakrivljene i tako male na slamci stvarnosti da ih zapravo ne vidimo. Te dodatne dimenzije su, osim toga, uvijene u nečemu što nazivamo unutrašnji prostor.
U M-teoriji dobro se uklapa i teorija o više različitih svemira, od kojih svaki ima svoje prirodne zakone, pa je sasvim moguće da uistinu postoji 10 na 500 različitih svemira. “Da bi otprilike dobili ideju koliko je to točno svemira, razmislite o ovome: kad bi neko biće u samo jednoj milisekundi moglo analizirati zakone za svaki od tih svemira, a počelo je s tom analizom u vrijeme Velikog praska, dosad bi uspjelo analizirati njih 10 na 20. I to bez pauza za kavu”, pišu dvojica znanstvenika.
M-teorija danas je jedini izgledan kandidat za teoriju svega, sveti gral za fizičare koji se nadaju da bi mogli pronaći teoriju koja bi objednila sve postojeće fizikalne zakone i ujedinila ih s kvantnom realnošću. Ako je M-teorija konačna – a to tek treba dokazati - onda će ona predstavljati model prema kojem je svemir stvorio sam sebe; veliki dizajn. Možda se ta misao čini radikalnom, osobito zagovornicima teorije da je Bog stvorio svemir, no ako je Bog vrhunsko biće, koje je stvorilo samo sebe, zašto bi bilo toliko nemoguće zamisliti i da je svemir, slično Bogu, samog sebe kreirao?
Podijeli na Facebook
