9. NASTANAK VASELJENE

     Predavanje održano juna 1987. na Kembridžu u okviru konferencije pod nazivom 'Tri stotine godina gravitacije'. Povod skupa bilo je tri stoleća od objavljivanja Njutnovog dela Principia.

     Problem nastanka Vaseljene pomalo nalikuje starom pitanju: šta je prvo nastalo - kokoška ili jaje? Drugim rečima, kakvo je delovanje stvorilo Vaseljenu i šta je stvorilo to delovanje? Ili su možda Vaseljena, odnosno delovanje koje ju je stvorilo, večno postojali, tako da uopšte nisu morali da budu stvoreni. Sve donedavno, naučnici su nastojali da se klone ovih pitanja, smatrajući da ona pripadaju pre metafizici ili religiji nego nauci. Tokom poslednjih godina, međutim, pokazalo se da zakoni nauke mogu da važe čak i kada je posredi početak Vaseljene. U tom slučaju, Vaseljena bi bila samoobuhvatna i potpuno određena zakonima nauke.
     Rasprava o tome da li je i kako je Vaseljena počela vodila se tokom cele istorije. U osnovi, postojale su dve škole mišljenja. Mnoge rane mitologije, kao i judejska, hrišćanska i islamska religija, držale su da je Vaseljena stvorena u prilično skoroj prošlosti. (U sedamnaestom stoleću, biskup Ašer je izračunao da je Vaseljena stvorena 4.004. godine pre nove ere; do ove brojke došao je sabiranjem životnog veka ljudi koji se pominju u Starom zavetu.) Činjenica kojom se potkrepljivala zamisao o skorašnjem nastanku bila je uviđanje da se ljudska rasa, očigledno, razvija na području kulture i tehnologije. Mi pamtimo ko je prvi ostvario dato delo ili razvio datu tehniku. Shodno tome, tvrdilo se, nismo mogli postojati predugo; u protivnom, već bismo uznapredovali znatno više nego što zapravo jesmo. U stvari, biblijski datum postanja nije mnogo daleko od vremena poslednjeg ledenog doba, kada su se, kako izgleda, pojavila prva moderna ljudska bića.
     Sa druge strane, bilo je ljudi, kakav je, na primer, grčki filosof Aristotel, kojima se nije dopadala zamisao o tome da je Vaseljena imala početak. Oni su smatrali da bi to podrazumevalo božanski upliv. Više im se dopadalo da veruju da je Vaseljena oduvek postojala i da će zauvek postojati. Nešto što je večno savršenije je od onoga što je moralo biti stvoreno. Imali su odgovor na gore izloženi argument o napredovanju ljudi: periodične poplave ili druge prirodne nesreće stalno su vraćale ljudsku rasu na početak.
     Obe škole mišljenja bile su uverenja da se Vaseljena, u biti, ne menja s protokom vremena. Ona je ili stvorena u svom sadašnjem obliku ili oduvek postoji ovakva kakva je danas. Bilo je to prirodno verovanje, zato što je ljudski život - štaviše, cela istorija - tako kratak da se tokom njega Vaseljena značajnije ne menja. U statičnoj, nepromenljivoj Vaseljeni, pitanje da li je ona oduvek postojala ili je stvorena u nekom konačnom vremenu u prošlosti uistinu predstavlja stvar metafizike ili religije: obe ove oblasti mogle su da pruže objašnjenje za jednu takvu Vaseljenu. I odista, godine 1871, filosof Imanuel Kant napisao je monumentalno i veoma opskurno delo pod naslovom Kritika čistog uma u kome je zaključio da postoje podjednako valjani argumenti kako za verovanje da je Vaseljena imala početak tako i za verovanje da nije. Kako to naslov dela nagoveštava, zaključci su mu se temeljili naprosto na umu, na razmišljanju; drugim rečima, on nije uzeo u obzir nalaze posmatranja Vaseljene. Uostalom, šta se to i ima posmatrati u nepromenljivoj Vaseljeni?
     U devetnaestom stoleću, međutim, počeli su da se sakupljaju dokazi o tome da se Zemlja i ostatak Vaseljene, u stvari, menjaju s vremenom. Geolozi su uvideli da je obrazovanje stena i fosila u njima moralo trajati stotinama i hiljadama miliona godina. Bilo je to daleko duže od starosti Zemlje koju su izračunali kreacionisti. Dodatne dokaze pružilo je takozvano drugo načelo termodinamike, koje je formulisao nemački fizičar Ludvih Bolcman. Prema njemu, ukupna količina nereda u Vaseljeni (čija je mera svojstvo nazvano entropija) stalno se povećava s protokom vremena. Kao i iz argumenta vezanog za napredovanje ljudi, odavde takođe proishodi da je Vaseljena mogla postojati samo neko konačno vreme. U protivnom, ona bi se već uveliko rastočila u stanje potpunog nereda, gde bi sve bilo na istoj temperaturi.
     Dodatna poteškoća sa kojom se suočavala zamisao o statičnoj Vaseljeni odnosila se na Njutnov zakon gravitacije; prema ovom zakonu, svaka zvezda u Vaseljeni trebalo je da bude privlačena svakoj drugoj. Ako tako stoje stvari, kako onda one mogu da počivaju nepomične, na nepromenjenoj međusobnoj udaljenosti? Zar ne bi trebalo da se sve sjate ujedno?
     Njutn je bio svestan ovog problema. U jednom pismu upućenom Ričardu Bentliju, vodećem filosofu njegovog vremena, složio se sa tim da konačan skup zvezda ne bi mogao da ostane nepokretan; one bi se sve sjatile u neku središnju tačku. No, istakao je on, beskonačan skup zvezda ne bi doživeo tu sudbinu, jer ne bi postojala nikakva središnja tačka u koju bi se one sjatile. Ovo je primer zamki u koje se može upasti kada se barata beskonačnim sistemima. Korišćenjem različitih načina zbrajanja sila kojima beskrajan broj drugih zvezda u Vaseljeni deluje na svaku zvezdu dobijaju se različiti odgovori na pitanje da li zvezde mogu ostati na stalnoj međusobnoj udaljenosti. Danas znamo da je ispravan postupak pretpostaviti postojanje nekog konačnog područja sa zvezdama, a potom dodati tome nove zvezde koje bi približno ravnomerno bile razmeštene izvan datog područja. Konačan skup zvezda sjatio bi se ujedno, a prema Njutnovom zakonu, povećanjem broja zvezda izvan osnovnog područja ne bi se zaustavilo kolabiranje. Prema tome, beskonačan skup zvezda ne može da ostane u nepomičnom stanju. Ako se zvezde ne kreću jedne u odnosu na druge u nekom trenutku, njihovo međusobno privlačenje uslovilo bi da počnu da se sunovraćaju jedne ka drugima. Alternativno, one bi mogle da se međusobno udaljuju, pri čemu bi gravitacija usporavala brzinu razmicanja.
     Uprkos ovim poteškoćama vezanim za zamisao o statičnoj i nepromenljivoj Vaseljeni, tokom sedamnaestog, osamnaestog i devetnaestog stoleća, pa i početkom dvadesetog niko nije istupio sa pretpostavkom da se Vaseljena razvija sa protokom vremena. I Njutn i Ajnštajn propustili su priliku da predvide da bi Vaseljena trebalo ili da se sažima ili da se širi. Njutnu se svakako ne može ništa zameriti, zato što je živeo dve stotine pedeset godina pre no što je posmatranjima otkriveno da se Vaseljena širi. Ali Ajnštajn je trebalo to da zaključi. Teorija opšte relativnosti, koju je formulisao 1915, predviđala je širenje Vaseljene. Ali on je bio toliko uveren u statičnu Vaseljenu da je čak dodao jedan elemenat svojoj teoriji kako bi je doveo u sklad sa Njutnovom teorijom i našao protivtežu gravitaciji.
     Kada je Edvin Habl dokazao 1929. da se Vaseljena širi, ovo otkriće potpuno je promenilo tok rasprave o njenom nastanku. Ako uzmete u obzir sadašnji položaj galaksija i projektujete ga unazad kroz vreme, pokazuje se da su se sve one nalazile na istom mestu u nekom trenutku pre između deset i dvadeset hiljada miliona godina. U to vreme, singularnost nazvana Veliki Prasak, gustina Vaseljene i zakrivljenost prostorvremena trebalo bi da su imale beskonačnu vrednost. U takvim uslovima, svi poznati zakoni nauke neumitno bi otkazali. To predstavlja pravu katastrofu za nauku, zato što podrazumeva da nauka nije u stanju da predvidi kako je Vaseljena počela. Sve što ona može da kaže tim povodom jeste: Vaseljena je ovakva kakva je sada zato što je prvobitno bila kakva je bila. Ali nije u stanju da objasni zašto je bila baš takva kakva je bila neposredno po Velikom Prasku.
     Nimalo iznenađujuće, mnogi naučnici nisu bili oduševljeni ovakvim zaključkom. Preduzeto je stoga nekoliko pokušaja da se izbegne neumitnost singularnosti Velikog Praska, pa time i početka vremena. Jedan od njih bila je takozvana teorija stacionarnog stanja. Zamisao se ogledala u sledećem: kako se galaksije međusobno razmiču, nove bi nastajale u međuprostoru iz materije koja se neprekidno stvara. Vaseljena postoji i nastaviće da postoji zauvek u manje-više istom stanju u kome je danas.
     Da bi Vaseljena nastavila da se širi, a nova materija da se stvara, model stacionarnog stanja nalagao je preinačenje opšte relativnosti, ali obim neophodnog stvaranja materije bio je sasvim mali: približno jedna čestica po kubnom kilometru godišnje, što ne bi bilo u protivurečnosti sa nalazima posmatranja. Ova teorija takođe je predviđala da bi prosečna gustina galaksija i sličnih objekata trebalo da bude stalna kako u prostoru tako i u vremenu. Ispitivanje vangalaktičkih izvora radio-talasa, koje su preduzeli Martin Rajl i njegova grupa sa Kembridža, pokazalo je da ima znatno više slabih nego jakih izvora. U proseku, očekivalo bi se da slabiji izvori budu ujedno udaljeniji. Postojale su, naime, dve mogućnosti: ili se mi nalazimo u području Vaseljene u kome je broj jakih izvora manji od prosečne vrednosti, ili je gustina izvora bila veća u prošlosti, kada se svetlost otisnula sa udaljenijih izvora na putovanje ka nama. Nijedna od ove dve mogućnosti nije bila saglasna sa predviđanjem teorije stacionarnog stanja da bi gustina radio-izvora trebalo da bude stalna i u prostoru i u vremenu. Konačni udarac ovoj teoriji zadat je 1964. godine, kada su Arno Penzijas i Robert Vilson otkrili fon mikrotalasnog zračenja koje ne potiče iz naše Galaksije. Spektar ovog pozadinskog zračenja poklapao se sa spektrom zračenja vrelog tela - premda, doduše, pridev 'vrelo' teško da je prikladan ovde, budući da je posredi temperatura od samo 2,7 stepeni iznad apsolutne nule. Vaseljena je hladno i tamno mesto! Nije postojao nikakav mehanizam u teoriji stacionarnog stanja koji bi stvarao mikrotalase sa ovakvim spektrom. Teorija se stoga morala napustiti.
     Dvojica ruskih naučnika, Jevgenij Lifšic i Isak Kalatnjikov, izložili su 1963. godine novu zamisao koja je trebalo da izbegne stupicu singularnosti Velikog Praska. Oni su ustvrdili da je do stanja beskrajne gustine moglo doći samo ako se galaksije kreću pravo jedna ka drugoj, odnosno jedna od druge; jedino bi se tada sve one stekle u istu tačku u prošlosti. No, galaksije bi takođe mogle da imaju neku neveliku bočnu brzinu, što bi onda omogućilo postojanje takve pređašnje sažimajuće faze Vaseljene u kojoj bi se one našle na sasvim maloj međusobnoj udaljenosti, ali bi nekako uspele da izbegnu sudaranje. Vaseljena bi tako mogla da otpočne novo širenje bez prolaska kroz stanje beskonačne gustine.
     Kada su Lifšic i Kalatnjikov istupili sa svojom pretpostavkom, ja sam bio student-istraživač u potrazi za problemom koji bih ispitao u mojoj doktorskoj tezi. Privuklo me je ovo pitanje postojanja singularnosti Velikog Praska, zato što je ono bilo od ključne važnosti za razumevanje nastanka Vaseljene. U saradnji sa Rodžerom Penrouzom, razradio sam novi niz matematičkih postupaka kojima sam mogao da se uhvatim ukoštac sa ovim i sličnim problemima. Pokazali smo da, ako je opšta relativnost tačna, svaki razložni model Vaseljene mora početi singularnošću. Ovo je značilo da je nauka u stanju da predvidi da je Vaseljena morala imati početak, ali i da nije u stanju da predskaže kako je trebalo da počne: za ovaj odgovor morali ste se obratiti Bogu.
     Bilo je zanimljivo pratiti promene klime mišljenja o singularnostima. U vreme kada sam ja bio pred diplomiranjem, niko ih nije shvatao ozbiljno. Kao posledica teorema o singularnosti koje su u međuvremenu postavljene, danas su gotovo svi uvereni da je Vaseljena počela singularnošću, u kojoj je došlo do otkazivanja zakona fizike. Ja, međutim, sada smatram da zakoni fizike mogu da odrede kako je Vaseljena počela, iako singularnost postoji.
     Opšta teorija relativnosti spada u takozvane klasične teorije. Ona, naime, ne uzima u obzir činjenicu da čestice nemaju tačno određene položaje i brzine, već da ih na malom prostoru 'razmazuje' načelo neodređenosti kvantne mehanike koje nam ne dopušta da istovremeno izmerimo i položaj i brzinu. Ovo je nebitno u normalnim situacijama, zato što je prečnik zakrivljenosti prostorvremena veoma veliki u poređenju sa neodređenošću položaja neke čestice. No, teoreme singularnosti ukazuju na to da dolazi do veoma velike izobličenosti prostorvremena, sa malim prečnikom zakrivljenosti na početku sadašnje faze širenja Vaseljene. Pod takvim okolnostima, načelo neodređenosti postaje veoma značajno. Prema tome, opšta relativnost donosi vlastiti krah predviđanjem singularnosti. Da bi se raspravljalo o početku Vaseljene, potrebna nam je nova teorija koja bi povezala opštu relativnost sa kvantnom mehanikom.
     Ta teorija jeste kvantna gravitacija. U ovom trenutku još nam nije poznato kako će tačno izgledati konačna verzija teorije kvantne gravitacije. Najbolji kandidat kojim sada raspolažemo jeste teorija superstruna, ali tu još postoji izvestan broj nerešenih poteškoća. Međutim, može se očekivati da će izvesna svojstva biti prisutna u svakoj održivoj teoriji. Jedno od njih jeste Ajnštajnova zamisao da se dejstvo gravitacije može prikazati prostorvremenom koje materija i energija u njemu zakrivljuju ili izobličuju - odnosno, savijaju. Objekti nastoje da se kreću što više mogu pravolinijski u tom zakrivljenom prostoru. No, upravo zato što je on zakrivljen, putanje im izgledaju savijene, kao pod uticajem gravitacionog polja.
     Drugi elemenat koji očekujemo da će biti prisutan u krajnjoj teoriji jeste zamisao Ričarda Fajnmena da se kvantna teorija može formulisati kao 'zbir po istorijama'. U svom najjednostavnijem vidu, ova zamisao nalaže da svaka čestica ima svaku moguću putanju, ili istoriju, u prostorvremenu. Svaka putanja ili istorija odlikuje se određenom verovatnoćom koja zavisi od njenog oblika. Da bi stvar mogla da dejstvuje, neophodno je uzeti u obzir istorije koje se odigravaju u imaginarnom vremenu, a ne u stvarnom vremenu u kome mi opažamo sebe kao bića koja postoje. Imaginarno vreme može zvučati kao stavka iz inventara naučne fantastike, ali posredi je sasvim određen matematički pojam. U izvesnom smislu, ono se može predočiti kao pravac vremena koji stoji pod pravim uglom u odnosu na stvarno vreme. Potrebno je sabrati verovatnoće svih istorija čestica sa određenim svojstvima, kao što je prolaženje kroz date tačke u data vremena. Potom je neophodno preduzeti ekstrapolaciju dobijenog ishoda unazad do stvarnog prostorvremena u kome mi živimo. Posredi nije najpoznatiji pristup kvantnoj teoriji, ali on daje iste ishode kao i drugi postupci.
     Kada je u pitanju kvantna gravitacija, Fajnmenova zamisao o zbiru po istorijama pretpostavlja zbrajanje različitih mogućih istorija Vaseljene - odnosno, različitih zakrivljenih prostorvremena. Ovim bi bila predstavljena istorija Vaseljene i svega u njoj. Potrebno je bliže odrediti koja klasa mogućih zakrivljenih prostora treba da bude uključena u zbir po istorijama. Izbor ove klase prostora određuje u kome je stanju Vaseljena. Ako klasa zakrivljenih prostora koja definiše stanje Vaseljene obuhvata prostore sa singularnostima, verovatnoća takvih prostora ne bi bila određena teorijom. Umesto toga, verovatnoće o kojima je reč morale bi biti ustanovljene na neki proizvoljan način. To znači da nauka ne bi bila u stanju da predviđa verovatnoće ovakvih singularnih istorija prostorvremena, pa samim tim ne bi mogla da predvidi ni kako bi Vaseljena trebalo da se ponaša. Moguće je, međutim, da se Vaseljena nalazi u stanju određenom zbirom koji obuhvata jedino nesingularne zakrivljene prostore. U tom slučaju, zakoni nauke mogli bi da potpuno opišu Vaseljenu; ne bi bilo neophodno pozivati se na neki pokretač izvan Vaseljene da bi se odredilo kako je ona počela. Na izvestan način, zamisao o tome da je stanje Vaseljene određeno zbirom po samo nesingularnim istorijama nalikuje na situaciju sa pijancem koji pokušava da nađe ključ od ulaznih vrata ispod ulične svetiljke: on ga tu možda nije izgubio, ali posredi je jedino mesto gde ga može naći. Slično tome, Vaseljena možda nije u stanju određenom zbirom po nesingularnim istorijama, ali to je jedino stanje u kome nauka može da predviditi kako je Vaseljena počela.
     Godine 1983, Džim Hartl i ja izložili smo pretpostavku da se stanje Vaseljene može predstaviti kao zbir po jednoj određenoj klasi istorija. Ova klasa sastoji se od zakrivljenih prostora bez singularnosti, koji bi bili konačne veličine, ali i koji ne bi imali granice ili rubove. Ti prostori nalikovali bi površini Zemlje, ali sa dve dodatne dimenzije. Površina Zemlje je konačna, ali nema nikakvih singularnosti, granica ili rubova. Proverio sam to eksperimentalno. Obišao sam oko sveta i nisam pao sa njega.
     Zamisao sa kojom smo istupili Hartl i ja može se parafrazirati na sledeći način: granični uslov Vaseljene jeste da ona nema granicu. Jedino u slučaju da se Vaseljena nalazi u ovom stanju bez granice zakoni nauke mogli bi samostalno da odrede verovatnoću svake moguće istorije. Shodno tome, jedino bi u ovom slučaju poznati zakoni odredili kako bi Vaseljena trebalo da se ponaša. Ako se Vaseljena nalazi u bilo kom drugom stanju, klasa zakrivljenih prostora u zbiru po istorijama obuhvatila bi i prostore sa singularnostima. Kako bi se ustanovile verovatnoće ovih singularnih istorija, bilo bi neophodno osloniti na neko drugo načelo, a ne na poznate zakone nauke. To načelo stajalo bi izvan naše Vaseljene. Sa druge strane, ako je Vaseljena u stanju bez granica, mi bismo, načelno govoreći, mogli da potpuno ustanovimo kako je Vaseljena počela, sve do samih granica načela neodređenosti.
     Za nauku bi svakako bilo lepo da se Vaseljena nalazi u stanju bez granica, ali kako možemo znati da je stvarno tako? Odgovor glasi da iz zamisli o stanju bez granica slede sasvim određena predviđanja o tome kako bi Vaseljena trebalo da se ponaša. Ako se pokaže da ta predviđanja nisu u saglasnosti sa posmatračkim nalazima, neće nam preostati drugo do da zaključimo da Vaseljena nije u stanju bez granica. Prema tome, pretpostavka o stanju bez granica predstavlja valjanu naučnu teoriju u smislu koji je odredio filosof Karl Poper: nju mogu opovrći ili krivotvoriti nalazi posmatranja.
     Ako nalazi posmatranja ne budu saglasni sa predviđanjima, znaćemo da mora biti singularnosti u klasi mogućih istorija. No, to će ujedno biti i sve što ćemo znati. Nećemo biti u stanju da izračunamo verovatnoće singularnih istorija, pa stoga nećemo moći da predvidimo kako bi Vaseljena trebalo da se ponaša. Moglo bi se pomisliti da ova nepredvidljivost nije odveć važna ukoliko se odnosi samo na Veliki Prasak; uostalom, on se zbio pre negde između deset i dvadeset milijardi godina. Ali ako predvidljivost zakazuje u uslovima veoma snažnih gravitacionih polja pri Velikom Prasku, ona takođe može da zakaže i kad bilo koja zvezda kolabira. A to se događa po nekoliko puta sedmično samo u našoj Galaksiji. Naša sposobnost predviđanja bila bi slaba čak i po merilima meteorološke prognoze.
     Može se, naravno, reći da zakazivanje predvidljivosti do koga dolazi u slučaju neke daleke zvezde ne predstavlja nešto oko čega treba brinuti. U kvantnoj teoriji, međutim, sve što nije izričito zabranjeno može se dogoditi i dogodiće se. Prema tome, ako klasa mogućih istorija obuhvata prostore sa singularnostima, onda se te singularnosti mogu javiti bilo gde, a ne samo u Velikom Prasku i zvezdi koja kolabira. To bi onda značilo da ništa nismo u stanju da predvidimo. I obrnuto, činjenica da smo ipak sposobni da predviđamo događaje predstavlja eksperimentalni dokaz protiv postojanja singularnosti, a u korist zamisli o Vaseljeni bez granica.
     Šta, onda, predviđa zamisao o odsustvu granica kada je u pitanju Vaseljena? Prvo što treba istaći jeste da će, stoga što su sve moguće istorije Vaseljene konačne, bilo koja veličina koja se koristi kao mera vremena imati najveću i najmanju vrednost. Vaseljena će, tako, imati početak i kraj. Početak u stvarnom vremenu biće singularnost Velikog Praska. Početak u imaginarnom vremenu neće, međutim, biti singularnost, već nešto što pomalo nalikuje na Zemljin severni pol. Ako se uzmu stepeni geografske širine na površini Zemlje kao analogni vremenu, onda se može reći da površina naše planete počinje na severnom polu. No, severni pol je savršeno obična tačka na Zemlji. Ona ni u jednom pogledu nije posebna, odnosno isti zakoni važe na severnom polu kao i na bilo kojoj drugoj tački na Zemlji. Slično tome, događaj koji bismo mogli označiti kao 'početak Vaseljene u imaginarnom vremenu' predstavljao bi običnu tačku u prostorvremenu, nimalo različitu od ostalih. Zakoni nauke važili bi na početku, kao i bilo gde drugde.
     Iz analogije sa površinom Zemlje moglo bi se očekivati da će kraj Vaseljene biti sličan početku, baš kao što je severni pol umnogome sličan južnom. No, severni i južni pol odgovaraju početku i kraju istorije Vaseljene u imaginarnom vremenu, a ne u stvarnom vremenu koje je deo našeg iskustva. Ako se izvrši ekstrapolacija rezultata zbrajanja po istorijama iz imaginarnog vremena u stvarno vreme, ustanoviće se da početak Vaseljene u stvarnom vremenu može biti veoma različit od njenog kraja.
     Džonatan Halivel i ja izvršili smo približan proračun onoga što proishodi iz uslova odsustva granica. Pošli smo od toga da je Vaseljena savršeno ravnomerno i jedoobrazno zaleđe na kome se javljaju mali poremećaji u gustini. U stvarnom vremenu, izgledalo bi da Vaseljena počinje svoje širenje sa veoma malim prečnikom. U početku, širenje bi bilo takozvane inflatorne vrste: veličina Vaseljene udvostručila bi se, naime, svakog delića sekunde baš kao što se cene udvostruče svake godine u nekim zemljama. Svetski rekorder u ekonomskoj inflaciji verovatno je Nemačka posle Prvog svetskog rata, u kojoj se cena vekne hleba povećala sa ispod jedne marke na mnogo miliona maraka za svega nekoliko meseci. Ali to nije ništa u poređenju sa inflacijom koja se, kako izgleda, odigrala u ranoj Vaseljeni: tu je, naime, došlo do povećanja veličine od najmanje milion milion milion milion miliona puta za samo delić sekunde. Razume se, zbilo se to pre mandata sadašnje vlade.
     Ova inflacija bila je dobra utoliko što je stvorila Vaseljenu koja je bila ravnomerna i jednoobrazna u velikim razmerama i koja se širila upravo kritičnom stopom da izbegne povratno kolabiranje. Takođe je bila korisna stoga što je načinila svekoliku sadržinu Vaseljene sasvim doslovno ni iz čega. Kada je Vaseljena bila samo jedna tačka, slična severnom polu, ona nije sadržala ništa. Sada, međutim, postoji najmanje deset na osamnaesti čestica u onom delu Vaseljene koji je dostupan našim posmatranjima. Odakle sve te čestice? Odgovor glasi da relativnost i kvantna mehanika dopuštaju stvaranje materije iz energije u obliku parova čestica-antičestica. A odakle potiče energija iz koje je načinjena ova materija? Odgovor glasi da je pozajmljena od gravitacione energije Vaseljene. Vaseljena ima ogroman dug negativne gravitacione energije, koji stoji u savršenoj ravnoteži sa pozitivnom energijom materije. Tokom inflatornog razdoblja, Vaseljena se do guše zadužila kod svoje gravitacione energije da bi finansirala stvaranje nove materije. Ishod je predstavljao trijumf Kejnesove ekonomije: bodra i šireća Vaseljena, puna materijalnih objekata. Dug gravitacione energije moraće da bude vraćen tek na kraju Vaseljene.
     Rana Vaseljena nije mogla da bude potpuno homogena i jednoobrazna zato što bi time bilo narušeno načelo neodređenosti kvantne mehanike. Umesto toga, javila su se odstupanja od jednoobrazne gustine. Zamisao o odsustvu granica podrazumeva da će se ove razlike u gustini javiti najpre u rudimentarnom obliku; drugim rečima, one će biti što je manje moguće, saglasno načelu neodređenosti. Tokom inflatornog širenja, međutim, razlike će se povećavati. Po okončanju inflatornog širenja, Vaseljena će nastaviti da se širi neravnomerno: na nekim mestima činiće to brže nego na drugim. U područjima sporijeg širenja, gravitaciono privlačenje materije još će više usporiti širenje. Konačno, ta područja prestaće da se šire i počeće da se sažimaju, obrazujući galaksije i zvezde. Prema tome, zamisao o odsustvu granica pruža objašnjenje za sva složena ustrojstva koja vidimo oko nas. No, ona ne daje samo jedno predviđanje kada je posredi Vaseljena. Umesto toga, predviđa celo niz mogućih istorija, koje sve imaju vlastitu verovatnoću. Možda postoji i takva moguća istorija u kojoj je Laburistička partija dobila poslednje izbore u Britaniji, premda je njena verovatnoća niska.
     Zamisao o odsustvu granica ima duboke implikacije u pogledu uloge Boga u poslovima Vaseljene. Sada je opšte prihvaćeno da se Vaseljena razvija prema sasvim određenim zakonima. Te zakone možda je zadao Bog, ali izgleda da se On ne meša u Vaseljenu da bi ih kršio. Sve donedavno se, međutim, smatralo da su ovi zakoni neprimenjivi na početak Vaseljene. Na Bogu je bilo da navije mehanizam i pusti Vaseljenu u rad na bilo koji način koji bi mu se svideo. Shodno tome, sadašnje stanje Vaseljene predstavljalo bi ishod Božjeg izbora početnih uslova.
     Okolnosti bi, međutim, bile znatno drugačije ako bi se pokazalo da je zamisao o odsustvu granica ispravna. U tom slučaju, zakoni fizike ostali bi na snazi čak i na početku Vaseljene, tako da Bog ne bi imao slobodu da odabere početne uslove. Razume se, On bi i dalje imao odrešene ruke u pogledu izbora zakona kojima bi se Vaseljena pokoravala. No, to možda i ne bi bio neki naročiti izbor. Postojao bi, naime, tek mali broj zakona koji bi bili celoviti i saglasni i koji bi vodili do složenih bića kakva smo mi, koja bi postavila pitanje: Kakva je priroda Boga?
     A čak i ako postoji samo jedan jedinstven niz mogućih zakona, to nije ništa drugo do niz jednačina. Šta je to što pogoni jednačine i što primorava Vaseljenu da im se pokorava? Da li je krajnja objedinjena teorija tako moćna da dovodi i do vlastitog nastanka? Iako će nauka možda rešiti problem početka Vaseljene, ona ne može da odgovori na sledeće pitanje: zašto Vaseljena uopšte mari da postoji? Ni ja ne znam taj odgovor.

10. KVANTNA MEHANIKA CRNIH RUPA

     Tekst objavljen u časopisu Scientific American, januara 1977.

     Tokom prvih trideset godina ovog stoleća postavljene su tri teorije koje su iz korena promenile čovekovo viđenje fizike, kao i same stvarnosti. Ove tri teorije jesu posebna teorija relativnosti (1905), opšta teorija relativnosti (1915) i teorija kvantne mehanika (oko 1926). Prvu u dobroj meri dugujemo Albertu Ajnštajnu, druga je potpuno njegovo delo, dok je u razvoju treće on igrao značajnu ulogu. Ajnštajn, međutim, nikada nije prihvatio kvantnu mehaniku zato što u njoj postoji elemenat slučaja i neodređenosti. Njegov stav ovim povodom sažet je u često navođenoj izjavi: 'Bog se ne igra kockicama.' No, većina fizičara spremno je prihvatila i posebnu relativnost i kvantnu mehaniku zato što su one opisivale dejstva koja su se neposredno mogla meriti. Sa druge strane, opšta relativnost uglavnom je prenebregavana zato što je izgledala odveć složena u matematičkom pogledu, zato što se nije mogla proveriti u laboratoriji i zato što je bila čisto klasična teorija koja nije stajala u saglasnosti sa kvantnom mehanikom. Tako se dogodilo da je opšta relativnost ostala u zapećku skoro pedeset godina.
     Veliki razvoj astronomskih posmatranja koji se zbio početkom šezdesetih godina oživeo je zanimanje za klasičnu teoriju opšte relativnosti zato što je izgledalo da mnoge nove pojave koje su otkrivene, kao što su kvazari, pulsari i kompaktni rendgenski izvori, ukazuju na postojanje veoma jakih gravitacionih polja - polja koja je mogla opisati jedino opšta relativnost. Kvazari su zvezdoliki objekti koji moraju biti mnogo puta sjajniji od čitavih galaksija ako se uistinu nalaze na udaljenostima o kojima govore crveni pomaci u njihovim spektrima; pulsari su brzo rotirajući ostaci eksplozija supernova za koje se smatra da predstavljaju ultraguste neutronske zvezde; kompaktni rendgenski izvori, koji su otkriveni uređajima na kosmičkim letelicama, možda su takođe neutronske zvezde, a možda su i hipotetički objekti još veće gustine - takozvane crne rupe.
     Jedan od problema sa kojim se suočavaju fizičari koji pokušavaju da primene opštu relativnost na ove novootkrivene ili hipotetičke objekte ogledao se u tome da se ona morala usaglasiti sa kvantnom mehanikom. Tokom poslednjih godina došlo se do novih otkrića koja pružaju nadu da ćemo u doglednoj budućnosti postaviti potpuno celovitu kvantnu teoriju gravitacije - takvu, naime, koja će biti u saglasnosti sa opštom relativnošću kada su posredi makroskopski objekti i koja neće, veruje se, sadržati matematičke beskonačnosti koje su dugo predstavljale prokletstvo ostalih kvantnih teorija polja. Ova otkrića stoje u vezi sa izvesnim, nedavno ustanovljenim kvantnim dejstvima kod crnih rupa, koja ukazuju na naročitu povezanost crnih rupa sa zakonima termodinamike.
     Dopustite mi da ukratko opišem kako može da nastane jedna crna rupa. Zamislite zvezdu čija je masa deset puta veća od Sunčeve. Tokom najvećeg dela svog veka, koji iznosi oko milijardu godina, zvezda će stvarati toplotu u svom središtu pretvaranjem vodonika u helijum. Oslobođena energija obezbediće dovoljan pritisak da se zvezda suprotstavi vlastitoj gravitaciji, a ravnoteža između ova dva dejstva uspostaviće se kada prečnik zvezde bude iznosio oko pet Sunčevih prečnika. Druga kosmička brzina sa površine jedne takve zvezde iznosila bi oko hiljadu kilometara u sekundi. Drugim rečima, neko telo izbačeno okomito uvis sa površine zvezde brzinom manjom od hiljadu kilometara u sekundi podleglo bi dejstvu gravitacionog privlačenja i vratilo bi se na površinu, dok bi ono čija je brzina veća nastavilo da se zauvek udaljava od zvezde.
     Pošto zvezda iscrpi svoje nuklearno gorivo, ne bi više postojalo ništa što bi se suprotstavljalo gravitaciji; zvezda bi tada neumitno počela da kolabira pod dejstvom vlastite sile teže. Kako se ona smanjuje, gravitaciono polje na površini postajaće jače, a uporedo sa tim povećavaće se i druga kosmička brzina. U času kada se prečnik smanji na samo trideset kilometara, druga kosmička brzina dostići će vrednost od 300.000 kilometara u sekundi, što odgovara brzini svetlosti. Posle toga, svetlost koju zvezda zrači neće više moći da se otisne u beskraj već će ostati prikovana za površinu gravitacionim poljem. Prema posebnoj teoriji relativnosti, ništa ne može da se kreće brže od svetlosti, te tako, ako svetlost ne može da utekne kolabiranoj zvezdi, ništa drugo takođe ne može.
     Ishod ovog procesa bila bi crna rupa: područje prostorvremena iz koga nije moguće pobeći. Granica crne rupe naziva se horizont događaja. Ono odgovara talasnom frontu svetlosti sa zvezde koji zamalo nije uspeo da se otisne u beskraj već je ostao da počiva na Švarcšildovom poluprečniku: 2GM/kvadratni koren iz c - gde je G Njutnova gravitaciona konstanta, M masa zvezde, a c brzina svetlosti. Kod zvezde čija je masa deset puta veća od Sunčeve Švarcšildov prečnik iznosi oko trideset kilometara.
     Raspolažemo prilično pouzdanim posmatračkim nalazima koji ukazuju na to da crne rupe približno te veličine postoje u dvojnim zvezdanim sistemima, kakav je rendgenski izvor poznat kao Labud X-1. Moguće je da postoji i prilično veliki broj znatno manjih crnih rupa rasutih po Vaseljeni, koje su nastale kolabiranjem ne zvezda nego veoma zbijenih područja u toploj, gustoj sredini za koju se smatra da je postojala neposredno po Velikom Prasku kojim je Vaseljena počela. Ovakve 'praiskonske' crne rupe od ogromnog su značaja za kvantna dejstva koja ću ovde pokušati da opišem. Jedna crna rupa čija masa dostiže milijardu tona (što približno odgovara masi neke planine) imala bi prečnik od oko 10 na -13 centimetara (veličina neutrona ili protona). Ona bi se mogla nalaziti na orbiti bilo oko Sunca bilo oko središta Galaksije.
     Prvi nagoveštaj o tome da možda postoji veza između crnih rupa i termodinamike usledio je 1970, po matematičkom otkriću da se površina horizonta događaja - granice crne rupe - uvek povećava kada nova materija ili zračenje dospeju u crnu rupu. Štaviše, ako se dve crne rupe sudare i stope u jednu, područje horizonta događaja oko nove crne rupe veće je od zbira područja horizonata događaja oko prvobitnih crnih rupa. Ovo svojstvo ukazuje na to da postoji sličnost između područja horizonta događaja crne rupe i predstave o entropiji u termodinamici. Entropija se može shvatiti kao mera nereda nekog sistema, odnosno, ekvivalentno, kao nedostatak znanja o njegovom tačnom stanju. Znameniti drugi zakon termodinamike kaže da se entropija uvek povećava sa protokom vremena.
     Analogiju između svojstava crnih rupa i zakona termodinamike proširili smo Džejms M. Bardin, sa Vašingtonskog univerziteta, Brendon Karter, koji je sada u opservatoriji Medon, i ja. Prvi zakon termodinamike kaže da malu promenu entropije nekog sistema prati srazmerna promena energije tog sistema. Činilac srazmernosti naziva se temperatura sistema. Bardin, Karter i ja došli smo do sličnog zakona koji dovodi u vezu promenu mase crne rupe sa promenom područja horizonta događaja. Činilac srazmernosti uvodi ovde jedno svojstvo nazvano površinska gravitacija, koja predstavlja meru jačine gravitacionog polja na horizontu događaja. Ako se prihvati da je područje horizonta događaja analogno entropiji, onda bi proishodilo da je površinska gravitacija analogna temperaturi. Sličnost osnažuje i činjenica da se za površinsku gravitaciju ispostavlja da je ista u svim tačkama horizonta događaja, baš kao što je svuda ista temperatura kod tela u termalnoj ravnoteži.
     Iako nesumnjivo postoji sličnost između entropije i područja horizonta događaja, nije nam bilo očigledno kako to područje može biti poistovećeno sa entropijom crne rupe. Šta bi se uopšte podrazumevalo pod entropijom crne rupe? Odlučujući doprinos ovde je ostvario Džejkob D. Bekenstin 1972. godine, tada postdiplomac na Prinstonskom univerzitetu, a sada na univerzitetu Negev, u Izraelu. Evo o čemu je reč. Kada dođe do nastanka crne rupe pri gravitacionom kolapsu, ona se brzo upostoji u stacionarnom stanju koje je određeno samo trima parametrima: masom, ugaonim momentom i naelektrisanjem. Izuzev ova tri svojstva, crna rupa ne zadržava nikakve druge pojedinosti kolabiranog objekta. Do ovog zaključka, poznatog kao teorema 'crna rupa nema kose', došli smo udruženim pregalaštvom Karter, Vorner Izrael sa univerziteta Alberta, Dejvid S. Robinson iz londonskog Kings koledža i ja.
     Teorema 'bez kose' podrazumeva da velika količina informacija biva izgubljena pri gravitacionom kolapsu. Primera radi, na završno stanje crne rupe nema nikakvog uticaja to da li je telo koje je kolabiralo bilo sačinjeno od materije ili od antimaterije, odnosno da li je imalo loptasti ili krajnje nepravilan oblik. Drugim rečima, crna rupa date mase, ugaonog momenta i naelektrisanja mogla je nastati kolabiranjem bilo koje od velikog broja različitih konfiguracija materije. Štaviše, ako se zanemare kvantna dejstva, broj konfiguracija bio bi beskonačan, budući da je crna rupa mogla nastati i kolabiranjem oblaka sačinjenog od neograničeno velikog broja čestica neograničeno male mase.
     Načelo neodređenosti kvantne mehanike podrazumeva, međutim, da se čestica mase m ponaša kao talas čija je talasna dužina h/mc, gde je h Plankova konstanta (mala vrednost koja iznosi 6,62 x 10 na -27 erga u sekundi), a c brzina svetlosti. Da bi jedan oblak čestica mogao da kolabira i tako obrazuje crnu rupu, bilo bi neophodno da ova talasna dužina bude manja od veličine obrazovane crne rupe. Proishodi, dakle, da broj konfiguracija koje mogu da obrazuju crnu rupu date mase, ugaonog momenta i naelektrisanja, iako veliki, nije neograničen. Bekenstin je izložio zamisao da se logaritam ovog broja može protumačiti kao entropija crne rupe. Logaritam tog broja predstavljao bi meru za količinu informacija koje su nepovrativo izgubljene tokom kolabiranja kroz horizont događaja prilikom nastajanja crne rupe.
     Naizgled kobna pogreška u Bekenstinovoj zamisli bila je okolnost da ako crna rupa ima konačnu entropiju srazmernu području svog horizonta događaja, onda ona takođe treba da ima konačnu temperaturu koja bi bila srazmerna površinskoj gravitaciji. Odavde bi proishodilo da bi crna rupa mogla da bude u ravnoteži za toplotnim zračenjem na nekoj temperaturi različitoj od nule. No, prema klasičnoj koncepciji, takva ravnoteža nije moguća, budući da bi crna rupa apsorbovala svo toplotno zračenje koje bi dospelo do nje, ali po defeniciji ne bi mogla ništa da emituje zauzvrat.
     Paradoks je ostao nerešen sve do početka 1974, kada sam ja počeo da ispitujem kakvo bi bilo ponašanje materije u blizini crne rupe prema kvantnoj mehanici. Na svoje iznenađenje, ustanovio sam da, kako izgleda, crna rupa emituje čestice postojanom stopom. Kao i svi ostali u to vreme, prihvatao sam diktum da crna rupa ne može ništa da emituje. Uložio sam stoga puno truda u pokušaj da se nekako oslobodim tog neprijatnog dejstva. No, ono je odbijalo da se ukloni, tako da mi na kraju nije preostalo ništa drugo do da ga prihvatim. Ono što me je na kraju ubedilo da je posredi stvaran fizički proces bila je okolnost da odlazeće čestice imaju spektar koji je sasvim određeno toplotni; crna rupa stvara i emituje čestice baš kao da je posredi neko obično toplo telo sa temperaturom srazmernom površinskoj gravitaciji, a obrnuto srazmernom masi. Ovo je učinilo potpuno razložnom Bekenstinovu zamisao o tome da crna rupa ima konačnu entropiju, budući da je iz nje proishodilo da bi crna rupa mogla biti u toplotnoj ravnoteži na nekoj konačnoj temperaturi različitoj od nule.
     Od tog vremena, više istraživača potvrdilo je različitim matematičkim pristupima da crne rupe mogu da vrše toplotno emitovanje. Evo jednog od načina da se razume ovo emitovanje. Kvantna mehanika podrazumeva da je svekoliki prostor ispunjen parovima 'virtualnih' čestica i antičestica koje se neprekidno otelotvaraju u parovima, razdvajaju, a potom ponovo spajaju i međusobno potiru. Ove čestice nazivaju se virtualne zato što ih je, za razliku od 'stvarnih' čestica, nemoguće neposredno posmatrati detektorom čestica. Njihovo posredno dejstvo može se, međutim, meriti, a postojanje im je potvrđeno malim pomakom ('Lembovim pomakom') koji stvaraju u spektru svetlosti pobuđenih vodonikovih atoma. U blizini crne rupe, jedan član para virtualnih čestica može da padne u rupu, što drugog člana ostavlja bez partnera sa kojim bi se potro. Napuštena čestica ili antičestica može takođe da padne u crnu rupu za svojim partnerom, ali takođe može da joj utekne, u kom slučaju izgleda kao zračenje koje odašilje crna rupa.
     Drugi način da se sagleda ovaj proces jeste da se zamisli da član para čestica koji pada u crnu rupu - neka bi to, recimo, bila antičestica - jeste, zapravo, čestica koja putuje unazad kroz vreme. Antičestica, dakle, koja pada u crnu rupu može se zamisliti kao čestica koja izlazi iz crne rupe, ali putujući unazad kroz vreme. Kada ova čestica stigne do tačke gde se prvobitno materijalizovao par čestica-antičestica, gravitaciono polje je raspršava, tako da se ona sada kreće napred kroz vreme.
     Kvantna mehanika tako dopušta da čestica pobegne iz crne rupe, što nije dozvoljeno u okviru klasične mehanike. Postoje, međutim, i mnoge druge situacije u atomskoj i nuklearnoj fizici u kojima se javljaju razne prepreke koje čestice ne bi mogle da pređu shodno načelima klasične mehanike, ali koje one ipak prelaze shodno načelima kvantne mehanike.
     Visina prepreke oko crne rupe srazmerna je veličini crne rupe. Ovo znači da je samo sasvim malo čestica u stanju da pobegne iz crne rupe velike poput one za koju se pretpostavlja da postoji u Labudu X-1, ali zato čestice mogu veoma brzo da otiču iz manjih crnih rupa. Podrobni proračuni pokazuju da emitovane čestice imaju toplotni spektar koji odgovara temperaturi što brzo raste sa smanjenjem mase crne rupe. Kod crne rupe čija je masa jednaka Sunčevoj temperatura iznosi samo jedan desetomilioniti deo stepena iznad apsolutne nule. Toplotno zračenje koje se odliva sa crne rupe takve temperature bilo bi potpuno prikriveno opštim fonom zračenja Vaseljene. Sa druge strane, crna rupa sa masom od samo milijardu tona - drugim rečima, praiskonska crna rupa, velika približno kao proton - imala bi temperaturu od oko 120 milijardi stepeni Kelvinove lestvice, što odgovara energiji od desetak miliona elektron volti. Pri takvoj temperaturi, crna rupa mogla bi da stvara parove elektron-pozitron, kao i čestice nulte mase, kakvi su fotoni, neutrini i gravitoni (pretpostavljeni nosioci gravitacione energije). Jedna praiskonska crna rupa oslobađala bi energiju stopom od 6.000 magavata, što odgovara izlaznoj snazi šest velikih nuklearnih elektrana.
     Kako crna rupa emituje čestice, njena masa i veličina postojano se smanjuju. To olakšava još veće oticanje, tako da se emitovanje nastavlja sve većom brzinom, sve dok na kraju crna rupa potpuno ne izrači samu sebe i prestane da postoji. U krajnjoj liniji, svaka crna rupa u Vaseljeni ispariće na ovaj način. Kada su u pitanju velike crne rupe, međutim, vreme neophodno da se to dogodi uistinu je veoma dugo; crna rupa Sunčeve mase potrajaće oko 10 na 66 godina. Sa druge strane, neka praiskonska crna rupa trebalo bi da je već gotovo potpuno isparila tokom deset milijardi godina koje su protekle od Velikog Praska, početka Vaseljene kakvu mi znamo. Takve crne rupe sada bi emitovale teško gama-zračenje čija bi energetska vrednost iznosila oko 100 miliona elektron volti.
     Proračuni koje smo izvršili Don N. Pejdž, tada na Kalifornijskom tehnološkom institutu, i ja, zasnovani na merenjima fona gama-zračenja izvršenim sa satelita SAS-2, pokazuju da prosečna gustina praiskonskih crnih rupa u Vaseljeni mora biti nešto manja od oko dve stotine po kubnoj svetlosnoj godini. Lokalna gustina u našoj Galaksiji mogla bi biti milion puta veća od ove prosečne vrednosti, ako su praiskonske crne rupe bile usredsređene u 'oreolu' galaksija - retkom oblaku brzih zvezda u koji je smeštena svaka galaksija - umesto da budu ravnomerno razmeštene po Vaseljeni. Odavde bi proishodilo da je praiskonska crna rupa koja je najbliža Zemlji verovatno udaljena najmanje koliko i planeta Pluton.
     Završni čin isparavanja crne rupe odigrao bi se tako brzo da bi na kraju došlo do strahovite eksplozije. Koliko bi snažna bila ta eksplozija, zavisilo bi od toga koliko ima različitih vrsta elementarnih čestica. Ako se, kao što se sada uglavnom smatra, sve čestice sastoje od možda šest raznih varijeteta kvarkova, završna eksplozija imala bi energiju ravnu onoj koja bi se oslobodila pri istovremenoj detonaciji deset miliona jednomegatonskih vodoničnih bombi. Sa druge strane, prema alternativnoj teoriji koju je postavio R. Hagedorn iz CERN-a, Evropske organizacije za nuklearna istraživanja u Ženevi, postoji beskonačan broj elementarnih čestica sve veće i veće mase. Kako se crna rupa smanjuje i postaje toplija, ona bi emitovala sve veći i veći broj različitih vrsta čestica, da bi se, najzad, okončala eksplozijom možda 100.000 puta silovitijom od one koja je proračunata u okviru hipoteze sa kvarkovima. Prema tome, posmatranja eksplozija crnih rupa pružila bi veoma značajne podatke o fizici elementarnih čestica - podatke koji možda ne bi bili dostupni na drugi način.
     Eksplozija crne rupe dovela bi do masivnog odliva visokoenergetskog gama-zračenja. Iako bi se ono moglo posmatrati posredstvom gama-detektora na satelitima ili balonima, bilo bi teško podići dovoljno veliki detektor koji bi imao razložne izglede za registrovanje značajnog broja fotona gama-zračenja koje potiče iz takve eksplozije. Jedna mogućnost bila bi da se uposli kosmički šatl koji bi izgradio veliki detektor gama-zračenja na orbiti. Lakša i znatno jeftinija alternativa bila bi da se prepusti gornjem delu Zemljine atmosfere da posluži kao detektor. Visokoenergetsko gama-zračenje koje se sliva u atmosferu stvorilo bi pljusak parova elektron-pozitron, koji bi se u početku kretali kroz atmosferu brže nego što može svetlost. (Svetlost usporavaju međudejstva sa molekulima vazduha.) Elektroni i pozitroni izazvali bi svojevrstan sonični prasak, ili udarni talas, u elektromagnetnom polju. Ovakav udarni talas, koji se naziva Čerenkovljevo zračenje, mogao bi se otkriti sa površine kao blesak vidljive svetlosti.
     Preliminarni opit, koji su izvršili Nil E. Porter i Trevor S. Viks sa univerzitetskog koledža u Dablinu, ukazuje na to da ako crna rupa eksplodira onako kako to predviđa Hagedornova teorija, onda ima manje od dve eksplozije crnih rupa po kubnoj svetlosnoj godini u jednom stoleću u našem području Galaksije. Odavde bi proishodilo da gustina praiskonskih crnih rupa iznosi manje od sto miliona po kubnoj svetlosnoj godini. Moguće je značajno povećati osetljivost ovih posmatranja. Čak i ako ona ne pruže nikakav pozitivan dokaz o postojanju praiskonskih crnih rupa, i dalje će biti veoma dragocena. Postavljanjem niske gornje granice gustine ove vrste crnih rupa, posmatranja će ukazati na to da je rana Vaseljena morala biti znatno ravnomernije i mirnije mesto.
     Veliki Prasak podseća na eksploziju crne rupe, ali u veoma velikim razmerama. Osnovano je stoga nadati se da će razumevanje procesa kojim crne rupe stvaraju čestice dovesti do sličnog razumevanja kako je Veliki Prasak stvorio sve u Vaseljeni. U jednoj crnoj rupi, materija kolabira i biva zauvek izgubljena, ali umesto nje stvara se nova materija. Nije stoga isključeno da je u nekoj ranijoj fazi Vaseljene materija kolabirala, da bi potom bila ponovo stvorena pri Velikom Prasku.
     Ako materija koja kolabira, obrazujući crnu rupu, ima neko naelektrisanje, i crna rupa će zadržati isti naboj. To znači da će crna rupa težiti da privlači one članove virtualnih parova čestica-antičestica koji imaju suprotno naelektrisanje, dok će odbijati one sa istim nabojem. Crna rupa će, dakle, poglavito emitovati čestice sa naelektrisanjem istog znaka, te će stoga sama brzo gubiti svoj naboj. Slično tome, ako materija koja kolabira ima neki ugaoni momenat, novonastala crna rupa vrteće se i emitovaće poglavito one čestice koje odnose njen ugaoni momenat. Razlog što crna rupa 'pamti' naelektrisanje, ugaoni momenat i masu materije koja kolabira, a 'zaboravlja' sve ostalo, jeste to što ova tri svojstva stoje u vezi sa poljima koja imaju daleki domet: kada je reč o naelektrisanju, posredi je elektromagnetno polje, dok je kod ugaonog momenta i mase u pitanju gravitaciono polje.
     Opiti koje su izvršili Robert H. Dajk sa Prinstonskog univerziteta i Vladimir Braginski sa Moskovskog državnog univerziteta ukazuju na to da nijedno polje dalekog dometa ne stoji u vezi sa kvantnim svojstvom označenim kao barionski broj. (Barioni su klasa čestica koja obuhvata protone i neutrone.) Stoga, crna rupa koja se obrazuje kolabiranjem skupa bariona zaboraviće svoj barionski broj i zračiće podjednak broj bariona i antibariona. Prema tome, kada bi crna rupa nestala, to bi narušilo jedan od najstamenijih zakona fizike čestica - zakon očuvanja bariona.
     Iako Bekenstinova hipoteza, prema kojoj crne rupe imaju konačnu entropiju, nalaže, da bi bila održiva, da ova vrsta objekata vrši toplotno zračenje, u prvi mah je kao pravo čudo delovala okolnost da podrobni kvantnomehanički proračuni nastajanja čestica potvrđuju postojanje emisija sa termalnim spektrom. Objašnjenje glasi da emitovane čestice iz crne rupe potiču iz područja o kome spoljnji posmatrač ne zna ništa drugo osim njihove mase, ugaonog momenta i naelektrisanja. Ovo znači da su sve kombinacije ili konfiguracije emitovanih čestica koje imaju istu energiju, isti ugaoni momenat i isto naelektrisanje podjednako verovatne. Štaviše, načelno je moguće da iz crne rupe iziđe televizijski prijemnik ili Prustova dela u deset tomova i u kožnom povezu, ali broj konfiguracija čestica koji odgovara ovim egzotičnim mogućnostima zanemarljivo je mali. Daleko najveći broj konfiguracija odgovara emisijama sa spektrom koji je gotovo toplotni.
     Emisije iz crne rupe imaju dodatni stepen neodređenosti ili nepredvidljivosti, pored onoga koji normalno proishodi iz kvantne mehanike. U klasičnoj mehanici mogu se predvideti ishodi merenja kako položaja tako i brzine neke čestice. U kvantnoj mehanici, načelo neodređenosti kaže da se samo jedno od ova dva merenja može predvideti; posmatrač može predvideti ishod merenja ili položaja ili brzine, ali ne i jedno i drugo. Alternativno, on može da predvidi ishod merenja neke kombinacije položaja i brzine. Prema tome, sposobnost posmatrača da dođe do određenih predviđanja ovde je prepolovljena. Kod crne rupe, stvari stoje još gore. Kako čestice koje emituje crna rupa potiču iz područja o kome posmatrač poseduje sasvim ograničeno znanje, on nije u stanju da predvidi ni položaj ni brzinu neke čestice, kao ni bilo koju kombinaciju ove dve veličine; sve što može da predvidi jesu verovatnoće emitovanja određenih čestica. Izgleda stoga da je Ajnštajn dvostruko pogrešio kada je kazao da se 'Bog ne igra kockicama'. Razmatranje emitovanja čestica iz crne rupe kao da govori o tome da Bog ne samo što se igra kockicama već ih i ponekad baca tamo gde se uopšte ne mogu videti.

11. CRNE RUPE I BEBE-VASELJENE

     Predavanje održano na Hičkokovoj katedri pri Kalifornijskom univerzitetu, u Berkliju, aprila 1988.

     Padanje u crnu rupu postalo jedan od užasa naučne fantastike. No, danas se može reći da crne rupe pripadaju znatno više području nauke nego naučne fantastike. Kao što ću pokazati, ima valjanih razloga za predviđanje da crne rupe uistinu postoje, a posmatrački nalazi uverljivo govore o prisustvu izvesnog broja crnih rupa u našoj Galaksiji, kao i još više u drugim galaksijama.
     Stvar u kojoj pisci naučne fantastike uglavnom zakazuju jeste opis onoga što se zbiva po upadanju u crnu rupu. Najčešća zamisao jeste da, ako crna rupa rotira, onda možete upasti u mali otvor u prostorvremenu, a izbiti u nekom drugom području Vaseljene. Ovo očigledno otvara velike mogućnosti za putovanje kosmosom. Upravo će nam nešto slično biti neophodno ako želimo da putovanje do drugih zvezda, a da i ne pominjemo druge galaksije, bude praktična mogućnost u budućnosti. Inače, okolnost da ništa ne može da se kreće brže od svetlosti znači da bi dvosmerno putovanje do najbrže zvezde potrajalo najmanje osam godina. Toliko što se tiče vikenda na Alfi Kentaura! Sa druge strane, ako bi se prošlo kroz crnu rupu, onda bi se moglo izbiti bilo gde u Vaseljeni. Nije, doduše, jasno kako bi se obezbedilo prispeće na željeno odredište: moglo bi vam se desiti da se uputite na godišnji odmor u Devicu, a da završite u maglini Rak.
     Žao mi je što ću razočarati punonadežne galaktičke turiste, ali ovaj scenario neće biti ostvarljiv: ako skočite u crnu rupu, bićete rastureni na deliće i prestaćete da postojite. No, čestice iz kojih ste sazdani u izvesnom smislu će stići do jedne druge vaseljene. Ne znam da li, za nekoga ko je pretvoren u špagete u crnoj rupi, može biti utešno saznanje da će njegove čestice možda preživeti.
     Uprkos pomalo neprikladnom tonu kojim sam počeo, ovaj ogled temelji se na ozbiljnoj nauci. Sa najvećim delom onoga o čemu ću ovde govoriti slažu se ostali naučnici koji rade na istom polju, premda je do te saglasnosti došlo srazmerno nedavno. Drugi deo ogleda temelji se, međutim, na sasvim skorašnjim nalazima koji još nisu opšte prihvaćeni. Ali ti nalazi pobuđuju veliko zanimanje i uzbuđenje.
     Iako je osnovna zamisao o pojavi koju danas podrazumevamo pod ovim pojmom stara više od dve stotine godina, naziv crna rupa prvi je upotrebio američki fizičar Džon Viler 1967. godine. Bio je to blesak genija: naziv je smesta ušao u mitologiju naučne fantastike. Takođe je podstakao naučna istraživanja, pruživši oznaku za nešto što prethodno nije bilo na zadovoljavajući način imenovano. Važnost valjanog naziva u nauci nipošto ne bi trebalo da bude potcenjena.
     Koliko je meni poznato, prva osoba koja je preduzela raspravljanje o crnim rupama bio je naučnik sa Kembridža po imenu Džon Mičel, koji je još 1873. objavio rad o njima. Njegova ideja ogledala se u sledećem: zamislite da ispalite topovsko đule okomito uvis sa površine Zemlje. Kako ide nagore, usporavaće ga dejstvo gravitacije. Ono će konačno prestati da se uspinje i počeće da pada natrag na Zemlju. Ako mu je početna brzina bila veća od određene kritične vrednosti, međutim, ono nikada neće prestati da se uspinje, nastavivši zauvek da se udaljava. Ova kritična brzina naziva se druga kosmička brzina. Na Zemlji, ona iznosi oko sedam milja u sekundi, dok na Suncu dostiže oko sto milja u sekundi. Obe ove brzine veće su od stvarne brzine topovskog đuleta, ali su i daleko manje od brzine svetlosti koja iznosi 186.000 milja u sekundi. Ovo znači da gravitacija nema veliki uticaj na svetlost; svetlost se bez poteškoća može otisnuti kako sa Zemlje tako i sa Sunca. Mičel je, međutim, zaključio da je moguće zamisliti zvezdu koja je dovoljno masivna i dovoljno malih razmera, tako da bi kod nje druga kosmička brzina bila veća od brzine svetlosti. Takvu zvezdu ne bismo mogli da vidimo zato što do nas ne bi stigla svetlost sa njene površine; nju bi vuklo natrag gravitaciono polje zvezde. No, mogli bismo da otkrijemo prisustvo ovakve zvezde po uticaju koji bi njeno gravitaciono polje vršilo na okolnu materiju.
     Nije, doduše, na mestu izjednačiti svetlost i topovsko đule. Prema jednom opitu izvršenom 1897, svetlost se uvek kreće istom brzinom. Kako, onda, gravitacija može da uspori svetlost? Celovita teorija o načinu na koji gravitacija utiče na svetlost postavljena je tek 1915, kada je Ajnštajn formulisao opštu teoriju relativnosti. No, čak i tako, ono što je ova teorija podrazumevala kada su u pitanju stare zvezde i druga masivna tela postalo je poznato tek šezdesetih godina.
     Prema opštoj relativnosti, prostor i vreme zajedno obrazuju četvorodimenzioni prostor koji se naziva prostorvreme. Ovaj prostor nije ravan; on biva izobličen, ili zakrivljen, pod uticajem materije i energije koje se nalaze u njemu. Tu zakrivljenost uočavamo po savijanju svetlosnih ili radio-talasa koji prođu u blizini Sunca na svom putu ka nama. Kada je posredi svetlost koja prolazi blizu Sunca, savijanje je veoma malo. Ako bi se, međutim, Sunce smanjilo do lopte prečnika svega nekoliko milja, savijanje bi postalo tako veliko da svetlost koja kreće sa Sunca ne bi uopšte mogla da se odvoji sa njega, budući da bi je zadržavalo ogromno gravitaciono polje zvezde. Saglasno teoriji relativnosti, ništa ne može da se kreće brže od svetlosti, tako da bi postojalo područje sa koga ništa ne bi moglo da pobegne. To područje naziva se crna rupa. Njena granica dobila je naziv horizont događaja. Tu granicu određuje svetlost koja zamalo nije uspela da se otrgne od crne rupe, ostavši zauvek da počiva na njenom rubu.
     Može izgledati smešno zamisao o tome da se Sunce smanji do prečnika od svega nekoliko milja. Reklo bi se da materija nikako ne može toliko da bude zbijena. Ali ispostavlja se da ipak može.
     Sunce je upravo ove veličine zato što je toplo. U njemu se vodonik sagoreva u helijum, kao u kakvoj kontrolisanoj vodoničnoj bombi. Toplota oslobađana u ovom procesu stvara pritisak koji omogućava Suncu da se suprotstavi privlačnom dejstvu vlastite sile teže koja stalno nastoji da ga smanji.
     Sunce će, međutim, jednom ostati bez svog nuklearnog goriva. No, to će se dogoditi tek kroz pet milijardi godina, tako da ne morate žuriti sa rezervisanjem mesta na letu do neke druge zvezde. Zvezde masivnije od Sunca, međutim, brže će utrošiti svoje gorivo. Kada se to dogodi, one će početi da gube toplotu i da se sažimaju. Ako im je masa manja od dve Sunčeve, jednog časa će prestati da se sažimaju i upostoji će se u stabilnom stanju. Jedno takvo stanje naziva se beli patuljak. Beli patuljci imaju prečnike od nekoliko hiljada milja i gustinu od više stotina tona po kubnom inču. Drugo takvo stanje jeste neutronska zvezda. Njen prečnik iznosi jedva desetak milja, dok joj gustina dostiže više miliona tona po kubnom inču.
     Uočili smo veliki broj belih patuljaka u našem neposrednom susedstvu u Galaksiji. Neutronske zvezde nisu, međutim, primećene sve do 1967, kada su Džoselin Bel i Entoni Hjuiš sa Kembridža otkrili objekte, nazvane pulsari, koji su emitovali pravilne impulse radio-talasa. U prvi mah, pomislili su da su uhvatili signale neke vanzemaljske civilizacije; sećam se kako je seminarska sala u kojoj su objavili svoje otkriće bila prigodno ukrašena figurama 'malih zelenih ljudi'. Na kraju su, međutim, oni, kao i svi ostali, došli do manje romantičnog zaključka da su ovi objekti, u stvari, rotirajuće neutronske zvezde. Bila je to rđava vest za pisce kosmičkih vesterna, ali dobra za nekolicinu nas koji smo u to vreme verovali u crne rupe. Ako zvezda može da se smanji do prečnika od svega deset ili dvadeset milja i postane neutronska zvezda, onda se može očekivati da se druge zvezde još više smanje i postanu crne rupe.
     Zvezda sa masom koja je veća od približno dvostruke Sunčeve ne može se stabilizovati kao beli patuljak ili neutronska zvezda. U nekim slučajevima, ona može da eksplodira i tako da odbaci dovoljno mase kako bi se spustila ispod kritične granice. Ali to se neće uvek dogoditi. Pojedine zvezde postaće tako male da će im gravitaciona polja saviti svetlost u toj meri da će ova stati da se vraća ka zvezdi. Ni svetlost niti bilo šta drugo neće više moći da se otisne sa nje. Zvezda će tada postati crna rupa.
     Zakoni fizike vremenski su simetrični. Ako, naime, postoje objekti nazvani crne rupe u koje stvari mogu upasti, ali iz kojih ne mogu izići, onda treba da postoje i takvi objekti iz kojih stvari mogu izići, ali u koje ne mogu upasti. Ovakvi objekti mogu se nazvati bele rupe. Moguće je zamisliti da se uskoči u crnu rupu na jednom mestu, a iziđe iz bele rupe na nekom drugom. Bio bi to idealan vid dugih kosmičkih putovanja koja su ranije pomenuta. Sve što bi vam za njih bilo potrebno jeste jedna obližnja crna rupa.
     U prvi mah, ovaj oblik putovanja kosmosom izgledao je moguć. Postoje takva rešenja Ajnštajnove opšte teorije relativnosti u kojima je moguće upasti u crnu rupu, a izići u beloj rupi. Potonji radovi, međutim, pokazali su da su sva ta rešenja veoma nepostojana: i najmanji poremećaj, kao što je to prisustvo kosmičkog broda, uništilo bi 'crvotočinu', ili prolaz koji vodi od crne do bele rupe. Letelicu bi razorile beskrajno jake sile. Stvar bi ličila na spuštanje niz Nijagarine vodopade u buretu.
     Izgledalo je da nema nade. Crne rupe mogu biti od koristi da se otarasimo smeća, pa čak i nekog prijatelja. Ali one su 'zemlja iz koje nema povratka'. Sve što sam do sada rekao, međutim, temeljilo se na proračunima zasnovanim na Ajnštajnovoj opštoj teoriji relativnosti. Ova teorija stoji u savršenoj saglasnosti sa sa svim posmatračkim nalazima koje smo dosad sakupili. Ali poznato nam je da ona ne može biti sasvim ispravna, zato što ne uključuje u sebe načelo neodređenosti kvantne mehanike. Prema načelu neodređenosti, čestice ne mogu istovremeno imati i sasvim određen položaj i sasvim određenu brzinu. Što tačnije merite položaj čestice, to netačnije merite njenu brzinu, i obrnuto.
     Godine 1973, počeo sam da ispitujem do kakvih bi promena načelo neodređenosti dovelo kod crnih rupa. Na veliko iznenađenje, ne samo mene nego i ostalih naučnika, ustanovio sam da crne rupe nisu potpuno crne. One, naime, postojanom stopom odašilju zračenje i čestice. Moji rezultati primljeni su sa velikom nevericom kada sam ih izložio na jednoj konferenciji održanoj u blizini Oksforda. Predsedavajući skupa proglasio ih je za besmislicu, pa je čak u tom smislu objavio i jedan tekst. Kada su, međutim, drugi naučnici ponovili moje proračune, došli su do istog zaključka. Na kraju se i predsedavajući saglasio da sam u pravu.
     Kako zračenje može da umakne gravitacionom polju crne rupe? Postoji više načina na koji se to može dogoditi. Iako oni izgledaju veoma različiti, svi su sasvim ravnopravni. Jedan od njih zasniva se na okolnosti da načelo neodređenosti dopušta česticama da se kreću brže od svetlosti, ali samo na kratkim rastojanjima. Ovo omogućava česticama i zračenju da se probiju kroz horizont događaja i tako da pobegnu iz crne rupe. Moguć je, dakle, uzmak iz crne rupe. No, ono što iziđe iz crne rupe razlikovaće se od onoga što je u nju ušlo. Jedino će energija biti ista.
     Kako crna rupa ispušta čestice i zračenje, ona gubi masu. Ovo uzrokuje da postaje sve manja i da sve brže odašilje čestice. Na kraju će joj se masa svesti na nulu i ona će potpuno nestati. Šta bi se tada dogodilo sa objektima, računajući tu i moguće kosmičke brodove, koji su upali u crnu rupu? Prema nekim mojim skorijim istraživanjima, odgovor glasi da bi oni otišli u malu, vlastitu bebu-vaseljenu. Mala, samosvojna vaseljena odvaja se poput grane iz našeg područja Vaseljene. Ta beba-vaseljena može se ponovo pripojiti našem području prostorvremena. Ako do toga dođe, ona bi nam izgledala kao još jedna crna rupa koja je nastala, a potom isparila. Čestice koje su upale u jednu crnu rupu delovale bi kao čestice koje emituje druga crna rupa, i obrnuto.
     Ovo može zvučati kao upravo ono što je neohodno za kosmičko putovanje posredstvom crnih rupa. Naprosto, upravite svoj kosmički brod u pogodnu crnu rupu. Bolje da ona bude što veća, jer će vas inače gravitaciono polje pretvoriti u špagete pre no što se čestito i obrete unutra. Onda vam preostaje da se nadate da ćete izići iz neke druge rupe, premda nećete biti u prilici da izaberete odredište.
     Postoji, međutim, jedna poteškoća u ovoj međugalaktičkoj prevoznoj shemi. Beba-vaseljena u koju dospevaju čestice što upadaju u rupu javlja se jedino u onome što nazivamo imaginarno vreme. U stvarnom vremenu, astronauta koji bi dospeo u crnu rupu čekala bi teška sudbina. Njega bi razorila razlika između jačine gravitacione sile na njegovoj glavi i na stopalima. Čak ni čestice iz kojih je sazdano njegovo telo ne bi preživele. Njihove istorije, u stvarnom vremenu, okončale bi se u singularnosti. Ali zato bi se istorije čestica nastavile u imaginarnom vremenu. One bi prešle u bebu-vaseljenu, a zatim bi se ponovo pojavile u našoj Vaseljeni kao čestice što ih je emitovala neka druga crna rupa. I tako, u izvesnom smislu, astronaut bi uspeo da se prebaci u drugo područje Vaseljene. Čestice koje bi izronile kod nas ne bi, međutim, mnogo nalikovale sirotom astronautu. Niti bi to bilo odveć utešno za njega, dok završava u singularnosti u stvarnom vremenu, da zna da će njegove čestice opstati u imaginarnom vremenu. Moto za svakoga ko dospe u crnu rupu morao bi da glasi: 'Mislite imaginarno!'
     Šta određuje to gde će čestice izroniti? Broj čestica u bebi-vaseljeni biće jednak broju čestica koje su dospele u crnu rupu, plus broj čestica koje crna rupa emituje tokom isparavanja. Ovo znači da će čestice koje padnu u jednu crnu rupu izići iz druge rupe približno iste mase. Prema tome, moglo bi se odabrati mesto gde će čestice izići tako što bi se načinila crna rupa iste mase kao ona u koju su čestice ušle. No, podjednako je verovatno da će crna rupa emitovati drugi skup čestica sa istom ukupnom energijom. Čak i ako crna rupa odašilje pravu vrstu čestica, ne bi se moglo reći da li su one odista iste čestice koje su prvobitno dospele u drugu rupu. Čestice, naime, nemaju lične karte; sve čestice iste vrste međusobno se ne mogu razlikovati.
     Sve ovo znači da se prolaženje kroz crnu rupu neće pokazati kao popularan i pouzdan vid kosmičkog putovanja. Pre svega, put biste morali da prevalite u imaginarnom vremenu, zanemarivši pri tom da vam se istorija u stvarnom vremenu okončala. Drugo, ne biste, u stvari, mogli da odaberete odredište. Bilo bi to slično putovanju nekim vazduhoplovnim kompanijama sa kojima sam imao prilično mračna iskustva.
     Iako bebe-vaseljene možda neće biti od velike koristi za kosmička putovanja, one imaju značajan odraz na naše pokušaje da dođemo do celovite objedinjene teorije koja bi opisala sve u Vaseljeni. Naše sadašnje teorije sadrže jedan broj veličina, kao što je to obim naelektrisanja po nekoj čestici. Vrednosti tih veličina ne mogu se predskazati teorijama. Umesto toga, one se moraju tako odrediti da budu u saglasnosti sa nalazima posmatranja. Većina naučnika smatra, međutim, da postoji neka temeljna objedinjujuća teorija kadra da predvidi vrednosti svih ovih veličina.
     Takva temeljna teorija uistinu može da postoji. Najozbiljniji kandidat u ovom trenutku jeste teorija o takozvanim heterotičkim superstrunama. Prema ovoj zamisli, prostorvreme je ispunjeno malim petljama, sličnim komadićima struna. Ono što mi podrazumevamo pod elementarnim česticama zapravo su te majušne petlje koje vibriraju na različite načine. Ova teorija ne sadrži nikakve vrednosti koje treba prilagođavati. Očekivalo bi se stoga da je ta objedinjena teorija u stanju da predvidi sve vrednosti veličina, kakvo je naelektrisanje po čestici, koje ostaju neodređene iz ugla naših sadašnjih teorija. Iako još nismo bili kadri da predvidimo nijednu od tih veličina na osnovu teorije o superstrunama, mnogi naučnici su uvereni da će nam to jednom poći za rukom.
     Ako je, međutim, predstava o bebama-vaseljenama tačna, naša sposobnost da predviđamo ove veličine biće smanjena. Ovo stoga što ne možemo posmatrački da ustanovimo koliko postoji beba-vaseljena koje čekaju da se priključe našem području Vaseljene. Mogu da postoje bebe-vaseljene koje sadrže svega nekoliko čestica. Te bebe-vaseljene tako su male da uopšte ne bismo zapazili kako nam se pridružuju ili se izdvajaju od nas. Pridruživanjem, međutim, one bi promenile prividnu vrednost nekih veličina, kao što je to naelektrisanje po čestici. Mi, dakle, ne bismo bili u stanju da predvidimo kakva će biti prividna vrednost tih veličina, zato što ne znamo koliko ima beba-vaseljena. Nije isključeno da postoji populaciona eksplozija beba-vaseljena. Za razliku od čovečanstva, međutim, ovde ne postoje ograničavajući činioci kao što su hrana ili životni prostor. Bebe-vaseljene su potpuno samostalne i nezavisne. Situacija pomalo nalikuje pitanju koliko anđela može da igra na vrhu igle.
     Kod većine veličina, bebe-vaseljene uvode izvestan mali iznos neodređenosti pri predviđanju njihovih vrednosti. No, sa druge strane, one mogu da pruže objašnjenje za posmatrački utvrđenu vrednost jedne veoma značajne veličine: takozvane kosmološke konstante. Ovo je pojam koji se javlja u jednačinama opšte relativnosti i koji prostorvremenu obezbeđuje sposobnost da se širi ili sažima. Ajnštajn je prvobitno predložio veoma malu vrednost kosmološke konstante u nadi da će tako pružiti protivtežu težnji materije da dovede do sažimanja Vaseljene. Ova pobuda je nestala kada je ustanovljeno da se Vaseljena širi. Ali nije bilo lako otarasiti se kosmološke konstante. Moglo bi se očekivati da će fluktuacije koje podrazumeva kvantna mehanika uzrokovati veoma veliku vrednost kosmološke konstante. Na osnovu promene brzine širenja Vaseljene sa protokom vremena, međutim, ispostavlja se da je kosmološka konstanta veoma mala. Sve do sada nije bilo valjanog objašnjenja zbog čega bi uočena vrednost trebalo da bude ovako mala. No, pridruživanje i odvajanje beba-vaseljena neće ostati bez uticaja na prividnu vrednost kosmološke konstante. Kako ne znamo koliko ima beba-vaseljena, postojaće različite moguće vrednosti prividne kosmološke konstante. Od svih njih, međutim, daleko je najizglednija vrednost bliska nuli. Ovo je srećna okolnost, jer jedino ako je kosmološka konstanta veoma mala, Vaseljena će biti pogodno mesto za bića kakva smo mi.
     Da rezimiramo: kako izgleda, čestice padaju u crnu rupu koja potom ispari i nestaje iz našeg područja Vaseljene. Čestice dospevaju u bebu-vaseljenu koja se izdvaja iz naše Vaseljene. Te bebe-vaseljene zatim nam se ponovo pridružuju na nekom drugom mestu. One možda baš nisu pogodne za kosmičko putovanje, a njihovo postojanje znači da ćemo biti u stanju da predvidimo manje nego što smo očekivali, čak i ako dođemo do celovite objedinjene teorije. Sa druge strane, sada smo u prilici da pružimo objašnjenje za izmerene vrednosti nekih veličina, kakva je, na primer, kosmološka konstanta. Tokom poslednjih nekoliko godina, mnogo naučnika počelo je da razrađuje zamisao o bebama-vaseljenama. Sumnjam da će se iko od njih obogatiti patentiranjem beba-vaseljena kao vida kosmičkog putovanja, ali ovo je u svakom slučaju postalo veoma uzbudljivo područje istraživanja.

12. DA LI JE SVE PREDODREĐENO?

     Predavanje održano na seminaru 'Sigma kluba' pri Kembridžskom univerzitetu, aprila 1990.

     U drami Julije Cezar Kasije kaže Brutu: 'Ljudi su ponekad gospodari svoje sudbine.' Ali jesmo li mi uistinu gospodari vlastite sudbine? Ili je sve što činimo predodređeno, determinisano. Argument u prilog predodređenosti glasio je da je Bog svemoguć i izvan vremena, tako da uvek zna šta će se dogoditi. Ali kako u tom slučaju možemo da imamo slobodnu volju? A ako nemamo slobodnu volju, kako onda možemo biti odgovorni za svoje postupke? Teško da čovek može biti optužen ako je bio predodređen da opljačka banku. Zašto bi ga, onda, trebalo kazniti zbog toga?
     U novije vreme, argument u prilog determinizmu zasnivao se na nauci. Kako izgleda, postoje precizni zakoni koji određuju kako će se Vaseljena i sve u njoj razvijati sa vremenom. Iako još nismo ustanovili tačan vid svih tih zakona, već znamo dovoljno da ustanovimo šta se zbiva u svim, osim u sasvim krajnjim situacijama. Da li ćemo otkriti preostale zakone u bliskoj budućnosti ostaje da se vidi. Ja sam u tom pogledu optimista: smatram da su izgledi pola-pola da ćemo doći do ovih zakona u narednih dvadeset godina. Ali čak i ako se to ne dogodi, ta okolnost biće bez uticaja na predmet o kome je ovde reč. Ono što je značajno jeste da treba da postoji skup zakona koji potpuno određuju razvoj Vaseljene od njenog početnog stanja. Možda je te zakone propisao Bog. Ali, kako izgleda, On (ili Ona) ne pača se potom u Vaseljenu da bi kršio vlastite zakone.
     Početnu konfiguraciju Vaseljene možda je odabrao Bog, a možda su je odredili zakoni nauke. U oba slučaja, sve je potom u Vaseljeni bilo određeno razvojem koji se odigravao u saglasnosti sa zakonima nauke, tako da je teško razabrati kako možemo biti gospodari svoje sudbine.
     Zamisao o tome da postoji nekakva velika objedinjena teorija koja određuje sve u Vaseljeni suočava nas sa mnoštvom poteškoća. Pre svega, velika objedinjena teorija trebalo bi da bude sažeta i elegantna u matematičkom pogledu. Teorija koja opisuje sve morala bi da bude posebna i jednostavna. Kako, međutim, izvestan broj jednačina može da pruži objašnjenja za svu složenost i mnoštvo beznačajnih pojedinosti koji nas okružuju? Može li se stvarno poverovati u to da je velika objedinjena teorija odredila da se Sinead O'Konor nađe na čelu parade hitova ove nedelje, ili da se Madona nađe na naslovnoj strani časopisa Cosmopolitan?
     Druga poteškoća vezana za zamisao o tome da je sve predodređeno velikom objedinjenom teorijom jeste to da je onda i sve što mi kažemo takođe predodređeno istom teorijom. Ali zašto bi bilo predodređeno da bude tačno? Nije li verovatnije da će biti pogrešno, jer na svaki tačan iskaz dolazi mnogo mogućih netačnih? Svake sedmice poštar mi donese više teorija koje su mi razni ljudi poslali. Sve su one različite, a većina se međusobno isključuje. No, pretpostavka je da je velika objedinjena teorija predodredila da autori smatraju kako su im teorije tačne. Zašto bi onda bilo šta što ja kažem imalo neku veću vrednost? Zar nisam i ja u podjednakoj meri predodređen velikom objedinjenom teorijom?
     Treći problem vezan za zamisao o tome da je sve predodređeno jeste naše uverenje da imamo slobodnu volju - da uživamo slobodu izbora da li ćemo nešto učiniti ili nećemo. Ali ako je sve predodređeno zakonima nauke, onda slobodna volja mora biti samo privid, a ako ne raspolažemo slobodnom voljom, na čemu se onda temelji naša odgovornost za ono što radimo? Ne kažnjavamo ljude za počinjene zločine ako su sišli s uma, jer smo zaključili da u takvom stanju nisu odgovorni za svoje postupke. Ali ako smo svi predodređeni velikom objedinjenom teorijom, onda se sa svakoga skida odgovornost za ono što čini.
     O ovim problemima determinizma raspravlja se već stolećima. Rasprave su, međutim, poglavito bile akademske, budući da smo bili daleko od potpunog uvida u zakone nauke, a nismo ni znali kako je bilo određeno početno stanje Vaseljene. Ovi problemi dobijaju na aktuelnosti danas, zato što se ukazala mogućnost da dođemo do celovite objedinjene teorije u roku od svega dvadeset godina. Takođe uviđamo da je početno stanje moglo biti određeno zakonima nauke. Ono što sledi jeste moj lični pokušaj hvatanja ukoštac sa ovim problemima. Ne tvrdim da će se pokušaj odlikovati nekom velikom originalnošću ili dubinom, ali to je najbolje što mogu da pružim u ovom trenutku.
     Evo, najpre, prvog problema: kako iz jedne srazmerno jednostavne i sažete teorije može da nikne Vaseljena složena poput one koju imamo prilike da posmatramo, sa svom silom beznačajnih pojedinosti? Ključ za ovo predstavlja načelo neodređenosti kvantne mehanike, koje kaže da se velikom preciznošću ne mogu istovremeno izmeriti i položaj i brzina čestice; što tačnije merite položaj, to manje tačno merite brzinu, i obrnuto. Ova neodređenost nije tako važna u sadašnje vreme, kada su stvari prilično razmaknute, tako da mala neodređenost u pogledu položaja ne znači mnogo. Ali u ranoj Vaseljeni, sve je bilo veoma zbijeno, tako da je tu bilo puno neodređenosti, a uz to je postojao izvestan broj mogućih stanja Vaseljene. Ova različita moguća rana stanja razvila bi se u celu porodicu različitih istorija Vaseljene. Većina ovih istorija bila bi slična u pogledu svojih makroosobina. One bi odgovarale Vaseljeni koja je jednoobrazna i koja se širi. Razlike među njima, međutim, ispoljile bi se u pogledu razmeštaja zvezda, a još više u pogledu toga ko će se naći na naslovnim stranama časopisa. (Ukoliko bi, naime, date istorije uopšte imale časopise.) Prema tome, složenost Vaseljene oko nas i njene pojedinosti nastaju u ranim fazama pod uticajem načela neodređenosti. Otuda proishodi cela porodica mogućih istorija Vaseljene. Među njima bi postojala i takva istorija, na primer, u kojoj su nacisti dobili Drugi svetski rat, premda bi njena verovatnoća bila niska. Ali dogodilo se da mi živimo baš u istoriji u kojoj su saveznici izišli kao pobednici u ratu, a Madona se pojavila na naslovnoj strani časopisa Cosmopolitan.
     Razmotriću sada drugi problem. Ako je ono što činimo određeno nekom velikom objedinjenom teorijom, zašto bi onda ta teorija odredila da dođemo do ispravnih zaključaka o Vaseljeni, a ne do pogrešnih? Zašto bi bilo šta što kažemo imalo neku vrednost? Moj odgovor na ovo pitanje zasniva se na Darvinovoj zamisli o prirodnom odabiranju. Smatram da su neki sasvim primitivni oblici života spontano nastali na Zemlji kao ishod slučajnog kombinovanja atoma. Ovaj rani oblik života verovatno je bio neki veliki molekul. Ali to po svoj prilici nije bio DNK, zato što su izgledi za nastanak celog molekula DNK slučajnim kombinovanjem veoma mali.
     Taj rani oblik života počeo bi da se razmnožava. Kvantno načelo neodređenosti i neuređena toplotna kretanja atoma uslovili bi da dođe do izvesnog broja grešaka pri razmnožavanju. Većina ovih grešaka bila bi kobna po opstanak organizma ili po njegovu sposobnost da se dalje razmnožava. Takve greške ne bi se prenele na potonja pokolenja, već bi nestale zajedno sa nestankom organizma. Sasvim mali broj grešaka bio bi blagodetan, čistom igrom slučaja. Organizmi sa takvim greškama imali bi više izgleda da prežive i da se razmnože. Oni bi tako ispoljili težnju da zamene prvobitne, nepoboljšane organizme.
     Nastanak dvostrukog spiralnog ustrojstva DNK moglo je da bude jedno od tih poboljšanja u ranim fazama. Bio je to verovatno takav napredak da je došlo do potpune zamene svih prethodnih oblika života, ma kakvi da su oni bili. Kako je evolucija napredovala, dovela je i do razvoja centralnog nervnog sistema. Stvorenja koja su tačno shvatila implikacije podataka sakupljenih pomoću organa čula, a potom delala u skladu sa njima, imala su veće izglede da opstanu i da ostave potomstvo. Ljudska rasa nastavila je ovo napredovanje do nove faze. Mi smo veoma slični višim majmunima, kako u pogledu telesnog sklopa tako i DNK; ali mala varijacija u našoj DNK omogućila nam je da razvijemo jezik. Ovo je značilo da možemo da prenosimo informacije i sakupljeno iskustvo sa pokolenja na pokolenje, najpre usmeno, a najzad i u pisanom obliku. Ranije, tekovine iskustva mogle su se preneti jedino sporim procesom kodiranja u DNK posredstvom nasumičnih grešaka pri razmnožavanju. Ovo je za posledicu imalo dramatično ubrzanje evolucije. Bilo je potrebno više od tri milijarde godina da razvoj stigne do ljudske rase. Ali tokom poslednjih deset hiljada godina usavršili smo pisani jezik. To nam je omogućilo da prevalimo put od pećinskih ljudi do stvorenja sposobnih da postavljaju pitanja o krajnjoj teoriji Vaseljene.
     Nije došlo do značajne biološke evolucije, ili do promene ljudske DNK, u poslednjih deset hiljada godina. Prema tome, naša inteligencija, naše umeće da izvlačimo ispravne zaključke iz informacija koje nam pružaju organi čula, mora da potiču još iz pećinskog razdoblja, pa i ranije. Inteligencija je odabrana na osnovu sposobnosti da ubijamo određene životinje radi hrane, kao i veštine da izbegnemo da sami postanemo žrtve drugih životinja. Izuzetno je to što su nam mentalne osobine odabrane za te svrhe i dalje od velike koristi pod veoma različitim okolnostima u našem vremenu. Izgledi za opstanak verovatno nam se neće mnogo poboljšati ako dođemo do velike objedinjene teorije ili rešimo problem predodređenosti. No, inteligencija koju smo razvili iz drugih razloga lako nam može omogućiti da proniknemo u ispravne odgovore na ta pitanja.
     Evo nekoliko reči i o trećem problemu - pitanju slobodne volje i odgovornosti za ono što činimo. Subjektivno osećamo da smo kadri da odredimo ko smo i šta radimo. Ali to lako može biti samo privid. Neki ljudi misle da su Julije Cezar ili Napoleon, ali ne mogu svi biti u pravu u tom pogledu. Ono što nam je potrebno jeste objektivan test koji možemo primeniti spolja da bismo ustanovili da li neki organizam ima slobodnu volju. Primera radi, zamislimo da nam u posetu dođe 'mala zelena osoba' sa nekog drugog sveta. Kako možemo ustanoviti da li ima slobodnu volju ili je samo u pitanju robot, programiran da reaguje kao da je sličan nama?
     Kako izgleda, krajnji objektivan test slobodne volje jeste sledeće: može li se predvideti ponašanje organizma? Ako može, onda organizam, jasno, nema slobodnu volju već je predodređen. Sa druge strane, ako se ne može predvideti ponašanje, može se uzeti kao operativna definicija da organizam raspolaže slobodnom voljom.
     Ovoj definiciji slobodne volje može se uputiti zamerka u smislu da ćemo, pošto jednom ustanovimo celovitu objedinjenu teoriju, biti u stanju da predviđamo ono što će ljudi raditi. Ljudski mozak je, međutim, takođe podložan načelu neodređenosti. Postoji, dakle, elemenat haotičnosti u ljudskom ponašanju, koji stoji u vezi sa kvantnom mehanikom. Ali energije koje postoje u mozgu su niske, tako da je dejstvo neodređenosti kvantne mehanike tu malo. Pravi razlog što ne možemo da predvidimo ljudsko ponašanje jeste to što je ono, naprosto, odveć složeno. Već su nam poznati osnovni fizički zakoni koji upravljaju aktivnošću mozga; oni su srazmerno jednostavni. Ali preteško je rešiti jednačine kada je posredi više od nekoliko čestica. Kada su u pitanju tri ili više čestica mora se pribeći približnostima, a poteškoće brzo rastu sa povećanjem broja čestica. Ljudski mozak sadrži oko 10 na 26 ili sto miliona milijardi milijardi čestica. To je daleko, daleko previše da bismo ikada bili u stanju da rešimo jednačine i predvidimo kako će se mozak ponašati ako su nam dati njegovo početno stanje i podaci koji se preko živaca slivaju u njega. U stvari, mi čak ne možemo da izmerimo ni to početno stanje, jer bismo u tu svrhu morali da rastavimo mozak. Čak i kada bismo bili pripravni da to učinimo, i dalje bi bilo premnogo čestica koje bi valjalo uzeti u obzir. Isto tako, mozak je verovatno veoma osetljiv na početno stanje - mala promena u početnom stanju može dovesti do veoma velike prome potonjeg ponašanja. Prema tome, iako su nam poznate temeljne jednačine koje upravljaju mozgom, mi uopšte nismo u stanju da pomoću njih predvidimo ljudsko ponašanje.
     Ova situacija javlja se u nauci kad god imamo posla sa makroskopskim sistemima, zato što je broj čestica uvek preveliki da bi postojali izgledi za rešenje temeljnih jednačina. Ono čemu tada pribegavamo jesu efektivne teorije. Posredi su približnosti kod kojih veoma veliki broj čestica biva zamenjen malim brojem veličina. Primer u tom smislu jeste mehanika fluida. Neka tečnost poput vode sastoji se iz milijardi i milijardi molekula koji su, sa svoje strane, sačinjeni od elektrona, protona i neutrona. No, dobijamo zgodnu približnost ako tečnost shvatimo kao neprekidni medijum koji se odlikuje samo brzinom, gustinom i temperaturom. Predviđanja efektivne teorije mehanike fluida nisu tačna - treba samo slušati prognoze vremena da bi se to shvatilo - ali su dovoljno dobra za projektovanje brodova ili naftovoda.
     Hoću da kažem da su pojmovi dobre volje i moralne odgovornosti za naša delanja zapravo efektivna teorija u smislu mehanike fluida. Moguće je da je sve što radimo predodređeno nekom velikom objedinjenom teorijom. Ako ta teorija predviđa da ćemo umreti tako što ćemo biti obešeni, onda se nećemo utopiti. Ali morali biste biti vraški sigurni da vam je suđeno da završite na vešalima da biste se otisnuli na more u malom čamcu po buri. Zapazio sam da čak i oni ljudi koji tvrde da je sve predodređeno i da to ni na koji način ne možemo da promenimo dobro pogledaju levo i desno pre no što pređu put. Možda je stvar u tome što oni koji ne pogledaju ne prežive da bi potom ispričali kako stoje stvari.
     Ne može se zasnovati ponašanje na zamisli da je sve predodređeno, zato što se ne zna šta je predodređeno. Umesto toga, valja prihvatiti efektivnu teoriju da posedujemo slobodnu volju i da smo odgovorni za svoje postupke. Ova teorija nije odveć dobra za predviđanje ljudskog ponašanja, ali je prihvatamo zato što nema izgleda da rešimo jednačine koje proishode iz temeljnih zakona. Postoji i jedan darvinovski razlog zbog koga verujemo u slobodnu volju: društvo u kome se jedinka oseća odgovorna za svoje postupke ima više izgleda da timski dejstvuje i da preživi kako bi raširišilo svoje vrednosti. Razume se, mravi odlično timski deluju. Ali njihovo društvo je statično. Ono ne može da reaguje na nepoznate izazove niti da razvija nove mogućnosti. Skup slobodnih jedinki koje imaju izvesne istovetne svrhe, međutim, može da razvije saradnju na zajedničkim ciljevima, kao i da pokaže fleksibilnost u preduzimanju novih koraka. Za takvo društvo je verovatnije da će napredovati i raširiti svoj sistem vrednosti.
     Pojam slobodne volje pripada jednoj drugoj areni, a ne temeljnim zakonima nauke. Ako se pokuša izvođenje ljudskog ponašanja iz zakona nauke, zapada se u logički paradoks samoreferentnih sistema. Ako bi se ono što čovek čini moglo predvideti na osnovu temeljnih zakona, onda bi sam čin predviđanja mogao da promeni ono što se događa. Stvar nalikuje problemima sa kojima bismo se suočili kada bi bilo moguće putovanje kroz vreme, u šta ja veoma sumnjam. Kada biste mogli da vidite šta će se dogoditi u budućnosti, onda biste to mogli da promenite. Ako biste znali koje će grlo da pobedi na trci Grand National, mogli biste zgrnuti bogatstvo kladeći se na njega. Ali taj čin bi promenio odnose na kladionici. Dovoljno je videti film Povratak u budućnost da bi se shvatilo kakve sve zapetljavine tu mogu da nastanu.
     Paradoks vezan za predviđanje vlastitih postupaka u bliskoj je vezi sa problemom koji sam pomenuo ranije: da li će konačna teorija odrediti da ćemo doći do ispravnih zaključaka o konačnoj teoriji? U ovom slučaju, ustvrdio sam da će nas Darvinova zamisao o prirodnom odabiranju dovesti do pravog odgovora. Možda pravi odgovor nije valjan način da se to opiše, ali prirodno odabiranje trebalo bi da nas bar uputi na skup fizičkih zakona koji prilično uspešno dejstvuju. Te fizičke zanone ne možemo, međutim, primeniti da bismo predviđali ljudsko ponašanje - i to iz dva razloga. Prvo, nismo u stanju da rešimo jednačine. Drugo, čak i kada bismo bili, sam čin izricanja predviđanja poremetio bi sistem. Umesto toga, prirodno odabiranje upućuje nas na prihvatanje efektivne teorije slobodne volje. Ako se prihvati da su postupci neke osobe plod slobodnog izbora, ne može se tada tvrditi da su oni u nekim slučajevima određeni spoljnjim silama. Predstava o 'gotovo slobodnoj volji' lišena je smisla. Ali ljudi uglavnom brkaju činjenicu da se ponekad može pogoditi kakav će neka jedinka najverovatnije načiniti izbor sa okolnošću da taj izbor nije slobodan. Ja pogađam da će većina vas nešto pojesti za večeru, ali vi ste sasvim slobodni da odaberete da gladni odete u postelju. Primer ovakvog brkanja jeste doktrina o smanjenoj odgovornosti: posredi je zamisao o tome da osobe ne treba da budu kažnjene za svoje postupke ako su se nalazile pod stresom. Nije isključeno da su veći izgledi da će neko počiniti antidruštveni čin dok je pod stresom. Ali to ne znači da treba još više da povećamo izglede za takav čin time što ćemo smanjiti kaznu.
     Istraživanje temeljnih zakona nauke i izučavanje ljudskog ponašanja valja držati u zasebnim odeljcima. Iz razloga koje sam prethodno objasnio, temeljni zakoni ne mogu se koristiti za izvođenje ljudskog ponašanja. Ali možemo se nadati da ćemo biti u stanju da koristimo kako inteligenciju tako i moći logičkog mišljenja koje smo razvili kroz prirodno odabiranje. Na žalost, prirodno odabiranje razvilo je i neke druge osobine, kao što je, na primer, agresivnost. Agresivnost je predstavljala prednost u pogledu opstanka u vreme pećinskih ljudi i ranije, tako da je prirodno odabiranje išlo njoj u prilog. Ogromno povećanje naših razornih moći koje se temelje na modernoj nauci i tehnologiji, međutim, pretvorilo je agresivnost u veoma opasno svojstvo koje je postalo pretnja opstanku cele ljudske rase. Nevolja je u tome što su naši agresivni nagoni ukodirani u DNK. DNK se menja jedino biološkom evolucijom u vremenskim rasponima koji traju milionima godina, dok se naše moći uništenja povećavaju u vremenskim rasponima evolucije informacija, koji sada iznose jedva dvadeset ili trideset godina. Ako ne budemo mogli da inteligencijom zauzdamo agresivnost, ljudska rasa neće imati puno izgleda za opstanak. No, dok ima života, ima i nade. Ako uspemo da preživimo narednih stotinak godina, raširićemo se na druge planete, a možda ćemo i krenuti ka zvezdama. Ovo će znatno smanjiti verovatnoću da cela ljudska rasa bude zbisana u nekoj globalnoj kataklizmi kao što je to nuklearni rat.
     Da rezimiramo: raspravljao sam o nekim problemima koji se javljaju ako se veruje da je sve u Vaseljeni predodređeno. Prilično je svejedno da li iza tog determinizma stoje svemogući Bog ili zakoni nauke. Može se, naime, uvek reći da su zakoni nauke izraz Božje volje.
     Razmatrao sam tri pitanja. Prvo, kako mogu složenost Vaseljene i sve njene beznačajne pojedinosti biti predodređene jednostavnim skupom jednačina? Drugim rečima, može li se stvarno verovati u to da Bog stoji iza svih trivijalnosti, kao što je ta ko će se pojaviti na naslovnoj strani časopisa Cosmopolitan? Odgovor, kako izgleda, glasi da iz načela neodređenosti kvantne mehanike proishodi da postoji ne samo jedna istorija Vaseljene već ceo skup mogućih istorija. Ove istorije mogu biti slične u veoma velikim razmerama, ali će se zato veoma razlikovati u normalnim, svakodnevnim razmerama. Dogodilo se da mi živimo u jednoj posebnoj istoriji koja se odlikuje određenim posebnostima i pojedinostima. Ali postoje veoma slična inteligentna bića koja žive u istorijama što se razlikuju od naše po tome ko je pobedio u ratu i ko se nalazi na vrhu liste hitova. Beznačajne pojedinosti naše Vaseljene nastaju stoga što temeljni zakoni uključuju kvantnu mehaniku sa njenim elementom neodređenosti ili nasumičnosti.
     Drugo pitanje je bilo: ako je sve predodređeno nekom temeljnom teorijom, onda je i ono što kažemo o toj teoriji takođe njome predodređeno - ali zašto bi bilo predodređeno da bude tačno, a ne pogrešno ili nebitno? Moj odgovor na ovo pretpostavlja pozivanje na Darvinovu teoriju prirodnog odabiranja: samo one jedinke koje izvlače ispravne zaključke o svetu koji ih okružuje imaće izgleda da prežive i da ostave potomstvo.
     Treće pitanje je glasilo: ako je sve predodređeno, šta je onda sa slobodnom voljom i našom odgovornošću za postupke koje preduzimamo? Ali jedini objektivan test o tome da li neki organizam ima slobodnu volju jeste to da li se njegovo ponašanje može predvideti. Kada su posredi ljudska bića, uopšte nismo u stanju da koristimo temeljne zakone da bismo predvideli šta će ona učiniti - iz dva razloga. Prvo, ne možemo da rešimo jednačine za veoma velike brojeve čestica koje su tu posredi. Drugo, čak i kada bismo mogli da rešimo jednačine, sam čin dolaska do nekog predviđanja doveo bi do poremećaja sistema i mogao bi da vodi ka drugačijem ishodu. No, ako već ne možemo da predviđamo ljudska ponašanja, u prilici smo da pribegnemo efektivnoj teoriji prema kojoj su ljudi slobodni agenti koji mogu da biraju šta će učiniti. Kako izgleda, postoje jasna preimućstva u pogledu opstanka ako verujemo u slobodnu volju i odgovornost za vlastite postupke. To znači da bi ovo verovanje trebalo da bude osnaženo prirodnim odabiranjem. Da li je osećanje odgovornosti, koje se prenosi jezikom, dovoljno da stavi pod kontrolu nagon za agresivnošću, koji se prenosi preko DNK - ostaje da se vidi. Ako to nije slučaj, ljudska rasa će postati jedan od ćorsokaka prirodnog odabiranja. Možda će neka druga rasa inteligentnih bića negde drugde u Galaksiji uspeti da uspostavi bolju ravnotežu između odgovornosti i agresivnosti. Ukoliko je to posredi, mogli bismo očekivati da oni stupe u kontakt sa nama, ili bar da otkrijemo njihove radio-signale. Možda su oni svesni našeg postojanja, ali ne žele da obznane svoje prisustvo. To se može pokazati kao mudar potez, imali se u vidu naš dosje.
     Ukratko, naslov ovog ogleda iskazan je u obliku pitanja: da li je sve predodređeno? Odgovor glasi: jeste, predodređeno je. Ali sasvim bi moglo i da nije tako, jer nikada nećemo doznati šta je tačno predodređeno.

13. BUDUĆNOST VASELJENE

     Predavanje održano na Darvinovoj katedri pri Kembridžskom univerzitetu, januara 1991.

     Predmet ovog ogleda jeste budućnost Vaseljene, odnosno ono što naučnici smatraju da će ta budućnost biti. Razume se, predviđanje budućnosti veoma je teško. Svojevremeno sam se nosio mišlju da napišem knjigu pod naslovom Jučerašnja sutrašnjica: povest budućnosti. Trebalo je da to bude istorija predviđanja budućnosti, koja su sva prilično zakazala. Ali uprkos pređašnjim neuspesima, naučnici su ipak misle da mogu predvideti budućnost.
     U ranijim vremenima, predviđanje budućnosti spadalo je u nadležnost proroka ili predskazivača. Bile su to često žene koje bi zapale u zanos posredstvom neke droge ili tako što bi udisale dim iz kakvog vulkanskog grotla. Njihove burne iskaze potom bi tumačili okupljeni sveštenici. Pravo umeće tu se očitovalo u tumačenju. Slavno proročište u Delfima, u staroj Grčkoj, bilo je znamenito po tome što je pokrivalo sve mogućnosti, odnosno što je bilo dvosmisleno. Kada su Spartanci upitali šta će se dogoditi kada Persijanci napadnu Grčku, u proročištu je odgovoreno: ili će Sparta biti uništena, ili će njen kralj biti ubijen. Pretpostavljam da su sveštenici računali da ako nijedno od ovoga dvoga ne bude, Spartanci će toliko biti zahvalni Apolonu da će prevideti činjenicu da je njegovo proročanstvo bilo pogrešno. U stvari, ispalo je da je kralj pao braneći Termopile u borbi koja je spasila Spartu i dovela do konačnog poraza Persijanaca.
     Jednom drugom prilikom, Krez, kralj Lidije, najbogatiji čovek na svetu svog vremena, zapitao je šta će se dogoditi ako krene na Persiju. Odgovor je glasio: pašće jedno veliko kraljevstvo. Krez je pomislio da se to odnosi na persijsko carstvo, ali palo je, zapravo, njegovo kraljevstvo, dok je on sam završio na lomači.
     Skorašnjiji proroci sudnjeg dana bili su pripravniji da se izlože riziku predviđajući tačan dan propasti sveta. To je za posledicu imalo poremećaje na berzi, premda mi nije jasno zašto bi kraj sveta navodio ljude da prodaju deonice i domognu se gotovine. Koliko mogu da se razaberem, u takvim prilikama nijedno od toga dvoga ne vredi mnogo.
     Za sada, nijedno od predviđanja kraja sveta nije se obistinilo. Ali proroci su često imali objašnjenje za prividne neuspehe. Primera radi, Vilijem Miler, osnivač sekte adventista sedmog dana, predvideo je da će Hristov drugi dolazak pasti između 21. marta 1843. i 21. marta 1844. Pošto se ništa nije dogodilo, krajnji rok je pomeren za 22. oktobar 1844. Kada je i taj dan minuo bez očekivanog događaja, izloženo je novo tumačenje prema kome je 1844. godina bila početak drugog Hristovog dolaska - ali najpre je trebalo prebrojati imena u Knjizi Života. Tek tada će uslediti sudnji dan za one koji nisu u Knjizi. Srećom, brojanje, kako izgleda, mora duže da potraje.
     Razume se, predviđanja naučnika mogu biti podjednako nepouzdana kao i ona koja iskazuju proroci i predskazivači. Treba se samo setiti prognoze vremena. Ali postoje određena područja na kojima smatramo da možemo doći do pouzdanih predviđanja, a budućnost Vaseljene, u najvećim razmerama, jedno je od njih.
     Tokom poslednjih tri stotine godina otkrili smo naučne zakone koji upravljaju materijom u svim normalnim situacijama. Mi još tačno ne znamo zakone koji upravljaju materijom u krajnjim uslovima. Ti zakoni su važni za razumevanje početka Vaseljene, ali oni nemaju uticaja na njen potonji razvoj, osim ako ona ne bude kolabirala ponovo u stanje veoma velike gustine. U stvari, upravo to koliko malo ovi zakoni što važe pri visokim energijama utiču na današnju Vaseljenu predstavlja meru naše obaveze da ulažemo ogromne svote novca u izgradnju džinovskih akceleratora čestica kojima bismo ih proverili.
     No, čak i kada znamo zakone koji upravljaju Vaseljenom, to još ne znači da ih možemo primeniti za predviđanje daleke budućnosti. To je stoga što rešenja fizičkih jednačina mogu da ispolje jedno svojstvo poznato kao haos. Drugim rečima, jednačine mogu biti nestabilne: izazovite malu promenu u nekom sistemu u jednom trenutku, i potonje ponašanje tog sistema može uskoro postati potpuno drugačije. Primera radi, ako sasvim malo promenite način na koji okrećete točak ruleta, dovešćete do promene broja koji će ispasti. Praktično je nemoguće predvideti broj na kome će se kuglica zaustaviti; da nije tako, fizičari bi zgrtali bogatstvo po kazinima.
     Kod nestabilnih i haotičnih sistema, postoji, načelno govoreći, vremenski raspon u kome će mala promena u početnom stanju prerasti u dvostruko veću promenu. Kada je u pitanju Zemljina atmosfera, ovaj raspon iznosi nekoliko dana, što približno odgovara vremenu potrebnom da vazduh napravi krug oko sveta. Mogu se postaviti prilično tačne vremenske prognoze za razdoblje do pet dana, ali predviđati meteorološke prilike znatno dalje u budućnost pretpostavljalo bi kako sasvim tačno poznavanje trenutnog stanja atmosfere tako i nemoguće složen proračun. Nema načina da sačinimo tačnu prognozu vremena za razdoblje od šest meseci; sve što možemo da učinimo jeste da damo prosečne vrednosti za dato godišnje doba.
     Takođe su nam poznati osnovni zakoni koji upravljaju hemijom i biologijom, tako da bi, u načelu, trebalo da budemo u stanju da odredimo kako mozak radi. Ali jednačine koje vladaju mozgom gotovo sigurno imaju haotično ponašanje, u smislu da sasvim mala promena u početnom stanju može dovesti do veoma različitih ishoda. Prema tome, u praksi ne možemo da predvidimo ljudsko ponašanje, iako znamo jednačine koje upravljaju njime. Nauka ne može da predvidi budućnost ljudskog društva, pa čak ni to da li ga uopšte čeka neka budućnost. Opasnost leži u tome što se naša moć da uništimo životnu sredinu ili da se međusobno potremo povećava znatno brže od naše mudrosti u korišćenju te moći.
     Ma šta da se dogodi na Zemlji, ostatak Vaseljene nastaviće kao da ništa nije bilo. Kako izgleda, kretanje planeta oko Sunca u krajnjoj liniji je haotično, premda na duge staze. Ovo znači da se greške u predviđanju povećavaju sa protokom vremena. Posle određenog razdoblja, postaje nemoguće podrobno predvideti kretanje. Možemo biti prilično sigurni u to da Zemlja neće imati bliski susret sa Venerom još prilično dugo, ali neizvesno je da li će mali poremećaji orbite postupno dovesti do ovog sudara kroz milijardu godina. Kruženje Sunca i drugih zvezda u Galaksiji, kao i Mlečnog Puta u lokalnoj grupi galaksija, takođe je haotično. Uočili smo da se druge galaksije udaljuju od nas, a što su udaljenije, to se brže kreću. Ovo znači da se Vaseljena širi u našem susedstvu: razdaljine između galaksija povećavaju se sa protokom vremena.
     Dokaze o tome da je ovo širenje ravnomerno, a ne haotično pruža fon mikrotalasnog zračenja koje registrujemo iz kosmosa. I sami možete da vidite ovo zračenje ako podesite televizijski prijemnik na neki prazan kanal. Mali postotak mrlja koje vidite na ekranu predstavlja odraz mikrotalasa koji potiču izvan Sunčevog sistema. Posredi je ista vrsta zračenja koja se koristi u mikrotalasnoj pećnici, premda znatno slabija. Ona bi zagrejala hranu do temperature od samo 2,7 stepeni iznad apsolutne nule, tako da od nje ne bi bilo velike koristi za zagrevanje pice, na primer. Za ovo zračenje se smatra da predstavlja ostatak iz vrele rane faze Vaseljene. Ali najneobičnija stvar sa tim u vezi jeste to da je jačina zračenja gotovo ista iz svih pravaca. Ovo zračenje veoma je precizno izmerio satelit 'Istraživač kosmičkog fona'. COBE, 'Cosmic Background Explorer' - prim. prev. Karta neba načinjena prilikom ovih posmatranja pokazuje različite temperature zračenja. Temperature variraju u raznim pravcima, ali razlike među njima sasvim su male, svega jedan stohiljaditi deo. Ove razlike u jačini mikrotalasnog zračenja sa različitih područja neba neizbežne su stoga što Vaseljena nije savršeno homogena; postoje, naime, lokalne nepravilnosti kao što su zvezde, galaksije i galaktička jata. Ali varijacije mikrotalasnog fona svedene su na najmanju moguću meru, u saglasnosti sa lokalnim nepravilnostima koje uočavamo. Izuzme li se tek jedan deo na sto hiljada, mikrotalasni fon istovetan je u svim pravcima.
     U drevnim vremenima ljudi su verovali da je Zemlja središte Vaseljene. Njih stoga ne bi čudilo to što je rečeni fon isti u svim pravcima. Od Kopernikovog vremena, međutim, mi smo detronizovani na jednu malenu planetu što kruži oko sasvim prosečne zvezde na spoljnjem rupu tipične galaksije koja je tek jedna među sto milijardi galaksija što smo kadri da ih vidimo. Postali smo tako skromni da više nikako ne možemo da ističemo pravo na neki poseban položaj u Vaseljeni. Moramo stoga zaključiti da je pozadinsko zračenje takođe isto u bilo kom pravcu oko ma koje galaksije. Ovo je moguće jedino onda ako su prosečna gustina Vaseljene i brzina njenog širenja svuda istovetne. Bilo koje odstupanje od prosečne gustine ili stope širenja na nekom većem području imalo bi za posledicu to da mikrotalasni fon bude različit u raznim pravcima. Ovo znači da je, u veoma velikim razmerama, ponašanje Vaseljene jednostavno, a ne haotično. Stoga je, kada je ona u pitanju, moguće predviđati daleko u budućnost.
     Budući da je širenje Vaseljene tako ravnomerno, moguće ga je opisati samo jednim brojem - udaljenošću između dve galaksije. Ono se u ovom trenutku povećava, ali može se očekivati da će gravitaciono privlačenje između različitih galaksija usporavati brzinu širenja. Ako je gustina Vaseljene veća od određene kritične vrednosti, gravitaciono privlačenje konačno će zaustaviti širenje i nagnati Vaseljenu da počne da se sažima. Vaseljena će u tom slučaju kolabirati do Velikog Sažimanja. Ono će prilično nalikovati na Veliki Prasak kojim je kosmos počeo. Veliko Sažimanje predstavljaće ono što se naziva singularnost - stanje beskrajne gustine u okviru koga dolazi do otkazivanja zakona fizike. To znači da čak i ako bi bilo događaja posle Velikog Sažimanja, oni se nikako ne bi mogli predvideti. Ali bez uzročne povezanosti događaja, nema suvislog načina da se kaže da se jedan događaj zbio posle nekog drugog. Sasvim je moguće ustvrditi da se naša Vaseljena okončala pri Velikom Sažimanju, a da su događaji koji su 'potom' usledili bili deo neke druge, zasebne vaseljene. To pomalo nalikuje na reinkarnaciju. Kakav se smisao može pripisati tvrdnji da je nova beba ista kao i neko ko je preminuo, ako ona ne nasledi nijednu osobinu niti ikakvo sećanje iz prethodnog života? Sasvim se može ustvrditi i to da je posredi različita jedinka.
     Ako je srednja gustina Vaseljene manja od kritične vrednosti, ona neće krenuti put kolabiranja već će nastaviti zauvek da se širi. Posle određenog vremena gustina će postati tako niska da gravitaciono privlačenje neće više imati nikakav bitniji uticaj na usporenje širenja. Galaksije će nastaviti da se razilaze postojanom brzinom.
     Prema tome, ključno pitanje u pogledu budućnosti Vaseljene glasi: kolika je njena srednja gustina? Ako je manja od kritične vrednosti, Vaseljena će zauvek nastaviti da se širi. Ali ukoliko je veća, Vaseljena će kolabirati, a i samo vreme će se okončati u Velikom Sažimanju. Ja, međutim, imam određena preimućstva u odnosu na ostale proroke sudnjeg dana. Čak i ako se Vaseljena zaputi stazom kolabiranja, sasvim bezbedno mogu da predvidim da ona neće prestati da se širi još najmanje deset milijardi godina. Ne očekujem, naime, da ću i dalje hoditi zemnim šarom kada se eventualno pokaže da nisam bio u pravu.
     Srednju gustinu Vaseljene možemo pokušati da utvrdimo na osnovu posmatranja. Ako prebrojimo zvezde koje vidimo i saberemo njihove mase, dobijamo manje od jednog postotka kritične gustine. Čak i ako tome dodamo mase gasnih oblaka koje vidimo u Vaseljeni, dobićemo tek jedan odsto kritične vrednosti. Poznato nam je, međutim, da Vaseljena mora sadržati i ono što se naziva tamna materija, koju ne možemo neposredno da vidimo. Jedan od dokaza o postojanju tamne materije potiče iz spiralnih galaksija. Posredi su ogromni skupovi zvezda i gasa u obliku ispupčene palačinke. Oni kruže oko svog središta, ali brzina tog rotiranja toliko je velika da bi se oni raspali da sadrže jedino zvezde i gas koje vidimo. Mora postojati i neki nevidljiv oblik materije čije je gravitaciono privlačenje dovoljno veliko da galaksija opstaje kao postojana celina.
     Naredni dokaz o postojanju tamne materije nalazimo u jatima galaksija. Uočeno je da galaksije nisu ravnomerno razmeštene po kosmosu; one se javljaju grupisane u jata koja broje od nekoliko do više miliona galaksija. Do nastanka ovih jata došlo je po svoj prilici stoga što se galaksije međusobno privlače u skupine. Mi smo, međutim, u prilici da izmerimo brzine kojima se pojedinačne galaksije kreću u tim jatima. Utvrđeno je da su izmerene brzine tako visoke da bi se jata raspala kada ih na okupu ne bi držalo gravitaciono privlačenje. Masa neophodna da bi se ostvarilo ovo privlačenje znatno je veća od mase svih galaksija. Ovo i dalje važi čak i ako pretpostavimo da galaksije raspolažu dovoljnom masom da ostanu na okupu. Sledi, dakle, da u jatima mora biti prisutna dodatna tamna materija izvan galaksija koje vidimo.
     Moguće je načiniti prilično pouzdanu procenu količine tamne materije u galaksijama i jatima koji su podrobno proučeni. Ali dobijena vrednost i dalje iznosi samo oko deset odsto kritične gustine neophodne da izazove kolabiranje Vaseljene. Ako bismo se, dakle, oslonili samo na posmatračke nalaze, morali bismo da predvidimo da će Vaseljena nastaviti zauvek da se širi. Kroz narednih pet milijardi godina, Sunce će utrošiti svoje nuklearno gorivo. Tada će stati da se širi i postaće takozvani crveni džin koji će progutati Zemlju i druge susedne planete. Potom će se pretvoriti u belog patuljka - zvezdu čiji će prečnik iznositi svega nekoliko hiljada milja. Ja, dakle, predviđam kraj sveta, premda ne baš uskoro. Sumnjam da će ovo predviđanje ozbiljnije uzdrmati stanje akcija na berzi. Postoje i neki preči problemi na obzorju. U svakom slučaju, u vreme kada Sunce bude stalo da se nadima, mi bi trebalo da smo već uveliko ovladali umećem međuzvezdanog putovanja, pod uslovom, naravno, da u međuvremenu nismo sami sebi došli glave.
     Kroz desetak milijardi godina, većina zvezda u Vaseljeni već će se ugasiti. Zvezde sa masom sličnom Sunčevoj postaće ili beli patuljci ili neutronske zvezde, koje su još manje i gušće od belih patuljaka. Masivnije zvezde pretvoriće se u crne rupe koje su još manje i imaju snažno gravitaciono polje kome ni svetlost ne može da pobegne. No, ti ostaci nastaviće da kruže oko središta naše Galaksije, praveći puni krug svakih stotinak miliona godina. Bliski susreti do kojih može doći između ovih ostataka usloviće da manji broj njih bude izbačen iz Galaksije. Oni koji ostanu zbijaće se na sve bliže orbite oko središta i na kraju će se sakupiti u džinovsku crnu rupu u galaktičkom jezgru. Sva tamna materija koja postoji u galaksijama i jatima takođe će dospeti u te veoma velike crne rupe.
     Može se, dakle, pretpostaviti da će najveći deo materije u galaksijama i jatima na kraju završiti u crnim rupama. Ne tako davno, međutim, ustanovio sam da crne rupe nisu tako crne kao što se to ranije smatralo. Načelo neodređenosti kvantne mehanike kaže da čestice ne mogu istovremeno imati i sasvim određen položaj i sasvim određenu brzinu. Što se tačnije određuje položaj čestice, to je njena brzina neodređenija, i obrnuto. Ako se neka čestica nalazi u crnoj rupi, njen položaj je određen upravo time što je u crnoj rupi. To znači da joj se brzina ne može tačno odrediti. Stoga je moguće da brzina čestice bude veća od brzine svetlosti. To bi joj onda omogućilo da pobegne iz crne rupe. Čestice i zračenje tako bi lagano oticali iz crnih rupa. Jedna džinovska crna rupa u središtu neke galaksije imala bi u prečniku mnogo miliona milja. Postojala bi stoga velika neodređenost u pogledu položaja neke čestice u njoj, odnosno neodređenost brzine čestice srazmerno bi se smanjila, što bi značilo da bi joj bilo potrebno veoma dugo da pobegne iz crne rupe. Ali do toga bi konačno došlo. Crnoj rupi u središtu galaksije bilo bi potrebno 10 na 90 godina da ispari i potpuno nestane; posredi je broj koji se sastoji od jedinice i devedeset nula koje se nižu za njom. To je znatno duže od trenutne starosti Vaseljene, koja iznosi pukih 10 na 10 godina; reč je o jedinici iza koje se niže samo deset nula. No, vremena bi bilo u izobilju ako bi se Vaseljena zauvek širila.
     Budućnost Vaseljene koja se zauvek širi bila bi prilično dosadna. Ali nipošto nije izvesno da će se Vaseljena zauvek širiti. Imamo čvrsto pokriće samo za oko jednu desetinu gustine koja je neophodna da se izazove kolabiranje Vaseljene. No, možda postoje druge vrste tamne materije koje još nismo otkrili, a koje bi mogle da podignu srednju gustinu Vaseljene do kritične vrednosti, pa i preko nje. Ova dodatna tamna materija morala bi se nalaziti izvan galaksija i galaktičkih jata. U protivnom, morali bismo da uočimo njen uticaj na rotiranja galaksija ili na kretanja galaksija unutar jata.
     Zašto bismo pretpostavili da može biti dovoljno tamne materije za preusmerenje širenja u sažimanje? Zašto se, naprosto, ne oslonimo na materiju za čije postojanje imamo čvrste dokaze? Razlog se ogleda u tome što - čak i sa jednom desetinom kritične gustine sada - valja neverovatno pomno odabrati početnu gustinu i brzinu širenja. Da je gustina Vaseljene jednu sekundu posle Velikog Praska bila veća samo za jedan bilioniti deo, ona bi kolabirala posle svega deset godina. Sa druge strane, da je gustina Vaseljene u tom trenutku bila manja u istom obimu, ona bi, ciglih deset godina kasnije, bila praktično prazna.
     Kako to da je početna gustina Vaseljene tako pomno odabrana? Možda postoji neki razlog što Vaseljena treba da ima upravo kritičnu gustinu. Kako izgleda, dva su moguća objašnjenja za to. Prvo je takozvano antropičko načelo, koje se može parafrazirati na sledeći način: Vaseljena je takva kakva je, jer da je drugačija, mi onda ne bismo bili tu da je posmatramo. Zamisao se ogleda u tome da može biti mnogo različitih Vaseljena sa različitim gustinama. Samo one među njima čija je gustina sasvim bliska kritičnoj vrednosti potrajale bi dovoljno dugo i sadržale bi dovoljno materije da se obrazuju zvezde i planete. Jedino u tim vaseljenama postojala bi inteligentna bića koja bi sebi postavila pitanje: zašto je gustina tako bliska kritičnoj vrednosti? Ako je to objašnjenje sadašnje gustine Vaseljene, nema osnove za verovanje da se u njoj nalazi više materije nego što smo je već otkrili. Jedna desetina kritične vrednosti bilo bi dovoljno za nastanak galaksija i zvezda.
     Mnogim ljudima se ne dopada antropičko načelo, međutim, zato što se njime, kako izgleda, pripisuje prevelika važnost našem postojanju. Stoga je preduzeto traganje da se na neki drugi način objasni zašto bi gustina bila tako blizu kritičnoj vrednosti. Ovo traganje dovelo je do teorije o inflaciji u ranoj Vaseljeni. Zamisao se ogleda u tome da se veličina Vaseljene možda udvostručavala, na isti način na koji se cene udvostručuju svakih nekoliko meseci u zemljama pogođenim velikom inflacijom. Inflacija Vaseljene morala je, međutim, da bude znatno brža i ekstremnija: povećanje za činilac od najmanje milijardu milijardi milijardi, u majušnoj inflaciji, doveo bi do toga da Vaseljena ima bezmalo onu kritičnu gustinu koja je neophodna da i danas još bude sasvim blizu iste kritične vrednosti. Prema tome, ako je teorija inflacije ispravna, Vaseljena mora sadržati dovoljno tamne materije da dostigne kritičnu vrednost gustine. To znači da bi Vaseljena, verovatno, jednom počela da kolabira, a do tada ne bi prošlo mnogo duže od petnaest milijardi godina koliko već traje njeno širenje.
     Šta bi mogla biti ta tamna materija koja mora postojati ako je teorija inflacije tačna? Kako izgleda, ona se verovatno razlikuje od normalne materije od koje su sazdane zvezde i planete. Možemo da izračunamo količine raznih lakih elemenata koji su nastali u vrelim, ranim fazama Vaseljene, tokom prva tri minuta posle Velikog Praska. Količina tih lakih elemenata zavisi od količine normalne materije u Vaseljeni. Može se nacrtati grafikon koji bi na uspravnoj osi prikazivao količinu lakih elemenata, dok bi na vodoravnoj bila prikazana količina normalne materije u Vaseljeni. Dobilo bi se dobro poklapanje sa uočenom zastupljenošću ako bi ukupna količina normalne materije iznosila samo jednu desetinu sadašnje kritične vrednosti. Može se pokazati da su ovi proračuni pogrešni, ali činjenica da dobijamo uočenu zastupljenost za više različitih elemenata veoma je upečatljiva.
     Ako postoji kritična gustina tamne materije, glavni kandidati za ono što bi ona mogla biti bili bi ostaci iz ranih faza Vaseljene. Jedna mogućnost jesu elementarne čestice. Ima više hipotetičkih kandidata - čestice za koje mislimo da mogu postojati, ali koje još nismo otkrili. Ali najizgledniji slučaj jeste jedna čestica o čijem postojanju imamo čvrste dokaze: neutrino. Za nju se smatralo da nema vlastitu masu, ali neka skorašnja izučavanja ukazuju na to da neutrino možda ipak ima malu masu. Ako se to potvrdi i ustanovi da je posredi prava vrednost, neutrini bi obezbedili dovoljno mase da se gustina Vaseljene podigne do kritične vrednosti.
     Druga mogućnost jesu crne rupe. Moguće je da je rana Vaseljena prošla kroz ono što se naziva fazni prelaz. Ključanje i mržnjenje vode predstavljaju primere faznog prelaza. Kod faznog prelaza, u prvobitno homogenoj sredini, kao što je voda, javljaju se nepravilnosti, koje kod vode mogu biti zgrušenja leda ili mehurovi pare. Te nepravilnosti mogu kolabirati i obrazovati crne rupe. Sasvim male crne rupe do sada bi već isparile usled dejstva načela neodređenosti kvantne mahanike, kao što je prethodno opisano. Ali crne rupe sa masom od milijardu tona (što odgovara masi neke planine) i dalje bi postojale i njih bi veoma teško bilo otkriti.
     Jedini način na koji bismo mogli otkriti tamnu materiju koja je ravnomerno razmeštena po Vaseljeni bilo bi utvrđenje njenog uticaja na širenje Vaseljene. Brzina usporenja širenja može se ustanoviti merenjem brzine kojima se daleke galaksije još više udaljuju od nas. Stvar je u tome što mi te galaksije vidimo u dalekoj prošlosti, u vremenu kada se sa njih otisnula svetlost na putovanje ka nama. Može se nacrtati grafikon brzine galaksija u odnosu na njihov prividni sjaj ili magnitudu, što predstavlja meru njihove udaljenosti od nas. Različite linije na tom grafikonu odgovaraju različitim stopama usporenja širenja. Linija koja se savija nagore odgovara Vaseljeni koja će kolabirati. Na prvi pogled, čini se da nalazi posmatranja ukazuju na kolabiranje. Ali nevolja je u tome što prividni sjaj galaksije nije veoma dobar pokazatelj njene udaljenosti od nas. Ne samo što postoje značajne varijacije u stvarnom sjaju galaksija, već je ustanovljeno i da im sjaj varira sa protokom vremena. Budući da ne znamo u kojoj meri treba uzeti u obzir ove promene sjaja, još ne možemo da kažemo kolika je stopa usporenja: da li je dovoljna da otpočne kolabiranje Vaseljene, ili će možda kosmos zauvek nastaviti da se širi. Odgovor na ovo pitanje dobićemo tek kada razvijemo bolje načine merenja udaljenosti galaksija. Ali možemo biti sigurni da stopa usporenja nije toliko velika da izazove početak kolabiranja Vaseljene u narednih nekoliko milijardi godina.
     Ni širenje zauvek ni kolabiranje kroz sto milijardi godina nisu odveć uzbudljive perspektive. Zar ne postoji ništa što možemo preduzeti da učinimo budućnost zanimljivijom? Jedan način na koji se to svakako može postići jeste da se zagnjurimo u neku crnu rupu. Trebalo bi to da bude prilično velika crna rupa, sa masom preko milion puta većom od Sunčeve. No, ima dobrih izgleda da upravo takva crna rupa postoji u središtu naše Galaksije.
     Nismo sasvim sigurni šta se zbiva u crnoj rupi. Postoje rešenja jednačina opšte relativnosti koja dopuštaju da se upadne u crnu rupu, a da se izroni u beloj rupi negde drugde. Bela rupa predstavlja sliku u negativu crne. To je objekat iz koga stvari mogu izići, ali nikada i pasti u njega. Bela rupa mogla bi se nalaziti u nekom sasvim drugom kraju Vaseljene. Može izgledati da to otvara mogućnost brzog međugalaktičkog prevoza. Nevolja je, međutim, u tome što bi on mogao biti odveć brz. Kada bi putovanje kroz crne rupe bilo moguće, ne bi postojalo ništa što bi se protivilo tome da se vratite s puta pre no što ste se uopšte otisnuli na njega. Mogli biste tada učiniti nešto - ubiti vlastitu majku, recimo - što bi vas osujetilo u tome da se uopšte prvobitno otisnete na put.
     Srećom po naš opstanak (kao i opstanak naših majki), zakoni fizike ne dopuštaju, kako izgleda, ovakva putovanja kroz vreme. Čini se da postoji Agencija za zaštitu hronologije koja čini svet bezbednim za istoričare tako što osujećuje putovanja u prošlost. Dejstva načela neodređenosti izazvala bi, naime, pojavu velike količine zračenja ako bi se putovalo u prošlost. To zračenje bi ili u toj meri savilo prostorvreme da ne bi bio moguć povratak u prošlost, ili bi dovelo do okončanja prostorvremena u singularnosti sličnoj Velikom Prasku i Velikom Sažimanju. U oba slučaja, prošlost bi nam bila bezbedna od zlonamernih osoba. Hipotezu o zaštiti hronologije podupiru neki skorašnji proračuni koje smo obavili ja i drugi naučnici. Ali najjači dokaz o tome da putovanje kroz vreme nije moguće, niti će ikada biti, jeste to da nismo doživeli invaziju hordi turista iz budućnosti.
     Da rezimiramo: naučnici su uvereni da Vaseljenom upravljaju precizni zakoni koji u načelu dopuštaju predviđanje budućnosti. Ali kretanje koje proishodi iz tih zakona često je haotično. To znači da majušna promena u početnoj situaciji može da dovede do takve promene u potonjem ponašanju koja brzo postaje velika. Prema tome, u praksi, često se može predviđati samo sasvim bliska budućnost. Međutim, ponašanje Vaseljene u veoma velikim razmerama izgleda da je jednostavno, a ne haotično. Može se stoga predvideti da li će se Vaseljena zauvek širiti ili će jednom početi da kolabira. Ovo zavisi od sadašnje gustine Vaseljene. Kako izgleda, trenutna gustina nalazi se sasvim blizu kritične vrednosti koja razdvaja kolabiranje od beskrajnog širenja. Ako je tačna teorija inflacije, Vaseljena se, zapravo, nalazi na samoj ivici sečiva. I tako, ja sam se, konačno, našao u tradicionalnom položaju drevnih proroka i predskazivača čije predviđanje pokriva obe suprotstavljene mogućnosti.

14. PLOČE ZA PUSTO OSTRVO: INTERVJU

     Program Bi-Bi-Sija 'Ploče za pusto ostrvo' emituje se još od 1942. i predstavlja najstariju emisiju ove vrste na radiju, koja je već uveliko postala svojevrsna nacionalna institucija u Britaniji. Tokom godina u njoj je prodefilovao ogroman broj gostiju. Tu su intervjuisani pisci, pozorišni glumci, muzičari, filmski glumci i reditelji, ljudi iz sporta, komičari, šefovi kuhinja, baštovani, učitelji, baletani, političari, kraljevske ličnosti, autori crtanih filmova - kao i naučnici. Od gostiju, koji su uvek držani za brodolomnike, traženo je da odaberu osam ploča koje bi rado imali uza se kada bi se sami obreli na nekom pustom ostrvu. Takođe je trebalo da se opredele za jedan luksuzni predmet (ne sme posredi biti ništa živo), kao i za jednu knjigu, koji bi im pravili društvo. (Pretpostavljalo se da je neki prikladan religijski tekst - Biblija, Koran ili nešto treće - već tamo, zajedno sa sabranim Šekspirovim delima.) Isto se tako podrazumevalo da na raspolaganju stoji nekakav uređaj za reprodukciju ploča; prvobitni spikeri koji su najavljivali program obično su govorili: '...pod pretpostavkom da su tu gramofon i neiscrpna zaliha igala za njih.' Danas se očekuje da pri ruci bude CD plejer sa solarnim baterijama.
     Program se emituje nedeljno, a ploče koje je gost odabrao puštaju se tokom intervjua koji obično traje četrdeset minuta. Intervju sa Stivenom Hokingom, međutim, koji je emitovan o Božiću 1992, izuzetno je trajao duže.
     Voditelj intervjua bila je Sju Louli.

     SJU: Na više načina, naravno, Stivene, ti već znaš kako izgleda naći se sam na pustom ostrvu, odsečen od normalnog fizičkog života i lišen prirodnih načina opštenja. U kojoj se meri, zapravo, ti osećaš usamljen?
     STIVEN: Ne smatram da sam odsečen od normalnog života, a sumnjam da bi to rekli i ljudi iz moje okoline. Ne osećam se kao invalid - već pre kao osoba sa izvesnim nedostatkom vezanim za motoričke neurone, slično kao da sam, recimo, daltonista. Znam da se moj život teško može opisati kao običan, ali u duhu se ja osećam normalno.
     SJU: U svakom slučaju, već si dokazao sebi, za razliku od većine brodolomnika u programu Ploče za pusto ostrvo, da si mentalno i intelektualno samodovoljan, da imaš dovoljno teorija i nadahnuća koji te drže stalno zaokupljenog.
     STIVEN: Pretpostavljam da sam po prirodi pomalo introvertan, tako da su me poteškoće u opštenju nagnale da se uglavnom oslonim na sebe. Ali kao dečak bio sam velika pričalica. Potreban mi je razgovor sa drugim ljudima kao podsticaj. Od velike pomoći se u mom poslu pokazuje to da drugima opisujem zamisli do kojih dolazim. Čak i ako od sagovornika ne dobijem nikakve sugestije, već sama činjenica da moram da organizujem svoje misli tako da mogu da ih objasnim drugima često mi pokazuje novi put napred.
     SJU: Ali kako stoji sa emocionalnim ispunjenjem, Stivene? Čak su i jednom blistavom fizičaru za to potrebni drugi ljudi?
     STIVEN: Sa fizikom je sve u redu, ali ona je potpuno hladna. Ne bih mogao dalje da živim kada bi mi preostala samo fizika. Kao i svakom drugom, meni su takođe potrebni toplina, ljubav i naklonost. Mislim da imam puno sreće, znatno više od mnogih drugih ljudi hendikepiranih poput mene, što sam obasut ljubavlju i naklonošću. Muzika mi takođe puno znači.
     SJU: Reci mi, šta ti pruža veće zadovoljstvo: fizika ili muzika?
     STIVEN: Moram da kažem da je zadovoljstvo koje bih iskusio kada bi se sve uklopilo u fizici silnije od onog koje bi pratilo slušanje muzike. Ali do takvih vrhunaca dolazi svega nekoliko puta u karijeri, dok neku ploču možeš slušati kad god ti se ushte.
     SJU: Dobro, koja bi onda bila prva ploča koju bi pustio na pustom ostrvu?
     STIVEN: Pulenkova Glorija. Čuo sam je prvi put prošlog leta u Aspenu, u Koloradu. Aspen je prvenstveno skijaški centar, ali leti se tamo održavaju sastanci fizičara. Odmah uz centar za fiziku podignut je ogroman šator u kome se održava muzički festival. Dok sediš i razrađuješ proces isparavanja crne rupe, možeš da slušaš probe. Posredi je idealna kombinacija; ona spaja moja dva glavna zadovoljstva: fiziku i muziku. Kada bih imao i jedno i drugo na mom pustom ostrvu, uopšte ne bih želeo da budem spasen. Sve do onog trenutka, naime, dok ne bih došao do nekog otkrića u teorijskoj fizici o kome bih želeo da sve obavestim. Pretpostavljam da pravila ne dopuštaju posedovanje satelitske antene posredstvom koje bih, elektronskom poštom, dobijao tekstove iz fizike.
     SJU: Radio može da sakrije fizičke nedostatke, ali u ovom slučaju on prikriva nešto drugo. Pre sedam godina, Stivene, ti si doslovce izgubio glas. Možeš li mi reći šta se dogodilo?
     STIVEN: Bio sam u Ženevi, u CERN-u, velikom akceleratoru čestica, u leto 1985. Nameravao sam da odem u Bajrojt, u Nemačkoj, da čujem Vagnerov ciklus opera Prsten. Ali dobio sam upalu pluća i odveli su me u bolnicu. U ženevskoj bolnici kazali su mojoj supruzi da nema smisla i dalje držati uključenu mašinu za održanje života. Ali ona nije htela ni da čuje. Prevezli su me avionom u bolnicu Adenbruks, u Kembridžu, gde mi je hirurg po imenu Rodžer Grej izvršio traheotomiju. Ta operacija spasila mi je život, ali mi je oduzela glas.
     SJU: Ali govor ti je već tada bio veoma izobličen i težak za praćenje, zar ne? Sva je, dakle, prilika da bi ti ionako jednom ostao bez njega?
     STIVEN: Iako mi je glas bio izobličen i težak za praćenje, ljudi iz moje okoline i dalje su me mogli razumeti. Bio sam u stanju da držim seminare preko prevodioca, a mogao sam i da diktiram naučne radove. Ali neko vreme posle operacije zapao sam u očaj. Činilo mi se da, ako ne mogu da povratim glas, onda nema smisla dalje nastaviti.
     SJU: Onda je jedan stručnjak za kompjutere iz Kalifornije čuo za tvoj vapaj i poslao ti glas. Kako on radi?
     STIVEN: Ime tog čoveka je Volt Voltos. Njegova tašta našla se u istom položaju kao ja, tako da je on razvio jedan kompjuterski program koji joj je pomagao u opštenju. Preko ekrana se pokreće kursor. Kada dođe do opcije koju želiš, tada pokretom glave ili oka, odnosno, u mom slučaju, rukom, stavljaš u dejstvo jedan prekidač. Na ovaj način biraš reči koje bivaju ispisane na donjoj polovini ekrana. Kada sastaviš ono što želiš da kažeš, to ili pošalješ u sintesajzer govora ili ga snimiš na hard-disk.
     SJU: Ali stvar izgleda spora.
     STIVEN: Da, spora je: dostiže jednu desetinu brzine normalnog govora. Ali zato je sintesajzer znatno razgovetniji nego što sam ja prethodno bio. Britanci tvrde da ima američki naglasak, ali Amerikanci smatraju da je skandinavskog ili irskog porekla. U svakom slučaju, ma šta bio, svi mogu da ga razumeju. Moja starija deca prilagođavala su se na moj prirodan glas kako se on pogoršavao, ali moj mlađi sin, koji je imao samo šest godina u vreme kada sam bio podvrgnut traheotomiji, uopšte nije mogao da me razume. Sada nema nikakvih poteškoća. A to mi puno znači.
     SJU: To takođe znači da možeš zatražiti od onih koji te intrvjuišu da ti pitanja dostave unapred, a da na njih odgovoriš tek onda kada budeš sasvim spreman, zar ne?
     STIVEN: Kada su posredi duge, snimljene emisije poput ove, dobro je dobiti unapred pitanja, tako da ne moram da trošim sate i sate trake za snimanje. Na izvestan način, tako imam veću kontrolu. Ali meni se, zapravo, više dopada da odgovaram bez odlaganja. Činim to uvek posle seminara ili popularnih predavanja.
     SJU: Ali, kao što kažeš, ovako imaš kontrolu, a ja znam da ti je to prilično važno. Članovi tvoje porodice i prijatelji ponekad te opisuju kao tvrdoglavog i tiranski nastrojenog. Šta imaš da kažeš u svoju odbranu?
     STIVEN: Svako ko je iole bistar biva ponekad optužen da je tvrdoglav. Ja bih radije rekao da sam odlučan. Da nisam bio i te kako odlučan, sada uopšte ne bih bio ovde.
     SJU: Jesi li oduvek bio takav?
     STIVEN: Sve što želim jeste da imam isti stepen kontrole nad vlastitim životom kao i drugi ljudi. Odveć se često događa da životima invalida upravljaju drugi. Nijedna zdrava osoba ne bi to dozvolila.
     SJU: Da čujemo koja je tvoja druga ploča.
     STIVEN: Bramsov violinski koncert. Bila je to prva LP ploča koju sam kupio. Dogodilo se to 1957, a gramofoni na 33 obrtaja u minutu tek što su se pojavili u Britaniji. Kupovinu gramofona moj otac bi držao za nerazborito samougađanje, ali uverio sam ga da mogu sam da sastavim uređaj iz delova do kojih ću jeftino doći. To mu se, kao Jorkšircu, dopalo. Smestio sam obrtni deo i pojačalo u kućište jednog starog gramofona na 78 obrtaja. Da sam ga sačuvao, sada bi bio prava dragocenost.
     Napravivši gramofon, morao sam da nabavim nešto što ću na njemu puštati. Jedan drug iz škole predložio mi je Bramsov violinski koncert, budući da niko iz našeg društva nije imao tu ploču. Sećam se da je koštala trideset pet šilinga, što je bilo poprilično tih dana, naročito za mene. Cene ploča u međuvremenu su porasle, ali njihova stvarna vrednost sada je znatno manja.
     Kada sam prvi put preslušao ploču u prodavnici, učinilo mi se da zvuči nekako čudno i nisam bio siguran da li mi se dopada, ali smatrao sam da to ipak ne treba da kažem. No, tokom godina, ona mi je sve više značila. Voleo bih da čujemo početak sporog stava.
     SJU: Jedan stari porodični prijatelj izjavio je da je tvoja porodica, u vreme kada si bio dečak - navodim - 'važila za veoma inteligentnu, veoma mudru i veoma ekscentričnu'. Kad se osvrneš unazad, smatraš li da je posredi verodostojan opis?
     STIVEN: Ne mogu ništa da kažem na tvrdnju da mi je porodica bila inteligentna, ali sasvim je izvesno da se mi nismo osećali kao ekscentrici. Pretpostavljam, međutim, da smo takvi mogli izgledati prema merilima Sent Olbansa koji je bio prilično trezveno mesto u vreme kada smo mi živeli u njemu.
     SJU: Otac ti je bio stručnjak za tropske bolesti.
     STIVEN: Moj otac se bavio istraživanjima na polju tropske medicine. Često je odlazio u Afriku da bi na terenu isprobavao nove lekove.
     SJU: Majka je, dakle, imala veći uticaj na tebe; kako bi ti ocenio taj uticaj?
     STIVEN: Ne, rekao bih ipak da je otac imao veći uticaj. Oblikovao sam sebe prema njemu. Kako je on bio naučni istraživač, smatrao sam da je najprirodnije da se i sam bavim istim poslom kada odrastem. Jedina razlika bila je to što me nisu privlačile medicina ili biologija zato što su mi izgledale nedovoljno egzaktne i odveć opisne. Želeo sam nešto temeljnije, i to sam pronašao u fizici.
     SJU: Tvoja majka je kazala da si se oduvek odlikovao jednim svojstvom koje je ona opisala kao sklonost ka zadivljenosti. 'Moglo se videti da ga zvezde privlače.' Sećaš li se toga?
     STIVEN: Sećam se da sam se jedne večeri kasno vratio kući iz Londona. U to vreme su isključivali javnu rasvetu u ponoć, radi uštede. Ugledao sam tada noćno nebo kao nikada ranije, sa Mlečnim Putem koji ga je presecao. Na mom pustom ostrvu neće biti ulične rasvete, tako da ću stalno imati dobar pogled na zvezde.
     SJU: Očigledno je da si kao dete bio veoma bistar, a i voleo si da pobeđuješ kod kuće u igrama sa sestrom, ali umalo se nije dogodilo da potpuno zakažeš u školi i da te uopšte ne bude briga oko toga, zar ne?
     STIVEN: Bilo je to tokom moje prve godine u školi u Sent Olbansu. Ali trebalo bi da naglasim da je posredi bio veoma pametan razred, kao i da sam se pokazao znatno bolji na ispitima, nego prilikom ocenjivanja tokom nastave. Bio sam uveren da ću dobro proći - a što sam na kraju završio sasvim nisko, to je pre svega zbog mog rukopisa i opšte neurednosti.
     SJU: Ploča broj tri?
     STIVEN: Kada sam bio student na Oksfordu, pročitao sam roman Oldosa Hakslija Kontrapunkt. Stvar je bila zamišljena kao portret tridesetih godina, sa velikom galerijom likova. Većina njih delovala je papirnato, ali jedan se izdvajao kao prilično uspeo lik, rađen očigledno prema samom Haksliju. Taj čovek ubio je vođu britanskih fašista, koji je predočen po uzoru na ser Osvalda Moslija. Obavestio je potom partiju šta je učinio; onda je pustio ploču sa Betovenovim gudačkim kvartetom, opus 132. Sredinom trećeg stava otvorio je vrata posle kucanja i pao kao žrtva fašista.
     Posredi je uistinu sasvim slab roman, ali Haksli je bio u pravu u pogledu izbora muzike. Kada bih znao da ka mom pustom ostrvu hita plimski talas, pustio bih treći stav ovog kvarteta.
     SJU: Otišao si na Oksford, na Univerzitetski koledž, da se baviš matematikom i fizikom; prema vlastitom proračunu, tu si radio u proseku tek oko jedan sat dnevno. Prema onome što sam pročitala, poglavito si se bavio veslanjem, ispijanjem piva i priređivanjem neslanih šala. U čemu je bio problem? Zašto nisi bio prilježniji?
     STIVEN: Bio je to kraj pedesetih godina i većina mladih ljudi bila je razočarana u ono što se nazivalo 'establišment'. Sve čemu se čovek mogao nadati bilo je sticanje i samo sticanje. Konzervativci su upravo ostvarili treću izbornu pobedu, uz slogan 'Nikada vam nije bilo tako dobro'. Za mene i većinu mojih savremenika život je izgledao krajnje dosadan.
     SJU: Pa ipak, tebi je uspevalo da za nekoliko časova rešiš probleme koje tvoje kolege nisu mogle da reše ni za nekoliko sedmica. Oni su očigledno bili svesni, sudeći po potonjim izjavama, da si se odlikovao izuzetnom nadarenošću. Da li si ti i sam toga bio svestan?
     STIVEN: Kurs fizike na Oksfordu u to vreme bio je smešno lak. Mogao se savladati bez pohađanja predavanja; bilo je dovoljno samo jednom ili dva puta nedeljno otići na konsultacije. Nije bilo potrebno da pamtite mnogo činjenica - bilo je dovoljno i nekoliko jednačina.
     SJU: Ali upravo si na Oksfordu, zar ne, prvi put primetio da ti šake i stopala ne rade baš ono što želiš. Kako si to sebi objasnio u to vreme?
     STIVEN: U stvari, najpre sam zapazio da ne mogu valjano da veslam u čamcu-jednosedu. Potom je usledio gadan pad niz stepenice koje su vodile iz studentskog salona. Posetio sam doktora u koledžu posle tog pada, zato što sam se pobojao da imam oštećenje mozga, ali on je smatrao da je sve u redu i posavetovao me da se okanem piva. Posle završnih ispita na Oksfordu, otišao sam preko leta u Persiju. Nesumnjivo sam se osećao slabije po povratku, ali zaključio sam da je to posledica stomačnog oboljenja koje sam tamo dobio.
     SJU: Ali u kom trenutku si konačno shvatio da nešto stvarno nije u redu i odlučio da se podvrgneš medicinskom ispitivanju?
     STIVEN: Tada sam već bio na Kembridžu, a za Božić sam otišao kući. Zima između '62. i '63. bila je veoma hladna. Majka me je ubedila da odem na klizanje na jezero kraj Sent Olbansa, iako sam znao da nisam za to. Tamo sam pao, a potom sam imao velikih poteškoća oko podizanja. Majka je shvatila da nešto ozbiljno nije u redu i odvela me je do porodičnog doktora.
     SJU: Potom si tri sedmice proveo u bolnici, a onda su ti kazali najgore?
     STIVEN: Dogodilo se to u Bartsovoj bolnici, u Londonu; moj otac bio je njihov čovek. Proveo sam tamo dve nedelje, na testiranju, ali mi uopšte nisu kazali šta mi je, osim da posredi nije multipla skleroza i da slučaj nije tipičan. Nisu me izvestili o tome kakvi su mi izgledi, ali i sam sam pogodio da je situacija prilično loša, tako da nisam pitao.
     SJU: Konačno su ti, međutim, rekli da ti je preostalo još samo godinu-dve života. Zaustavimo se na ovom mestu u tvojoj priči, Stivene, da čujemo koja ti je naredna ploča.
     STIVEN: Valkire, čin prvi. Posredi je još jedan rani LP, sa Melhiorom i Lemanom. Stvar je prvobitno snimljena na 78 obrtaja pre rata, a potom prebačena na LP u ranim šezdesetim. Pošto je 1963. ustanovljeno da imam motoričku neuronsku bolest, okrenuo sam se Vagneru čija je muzika pogodovala mračnom, apokaliptičnom raspoloženju u kome sam bio. Na žalost, moj sintesajzer govora nema valjano obrazovanje, pa izgovara kompozitorovo ime sa mekim 'V'. Moram da mu napišem V-a-r-g-n-e-r da bi ga izgovorio približno kako treba.
     Četiri opere iz ciklusa Prsten najveće su Vagnerovo delo. Otišao sam da ih vidim sa mojom sestrom Filipom u Bajrojt, u Nemačkoj, 1964. Nisam tada dobro poznavao Prsten, a Valkire, druga opera u ciklusu, ostavila je snažan utisak na mene. Bila je to produkcija Volfganga Vagnera i pozornica je bila gotovo potpuno u mraku. Posredi je ljubavna priča blizanaca, Sigmunda i Siglinde, koji su bili razdvojeni u detinjstvu. Oni se ponovo sreću kada Sigmund nalazi pribežište u kući Hundinga, Siglindinog muža i svog neprijatelja. Odlomak koji sam odabrao Siglindina je priča o njenom prisilnom venčanju za Hundinga. Usred svečanosti, jedan starac ulazi u dvoranu. Orkestar svira motiv Valhale, jednu od najotmenijih tema u celom Prstenu, zato što je to Votan, predvodnik bogova i otac Sigmunda i Siglinde. On zariva mač u deblo jednog drveta. Mač je namenjen Sigmundu. Na kraju čina Sigmund ga izvlači i njih dvoje odlaze u šumu.
     SJU: Na osnovu onoga što sam pročitala o tebi, Stivene, gotovo mi izgleda da te je smrtna presuda, odnosno dijagnoza prema kojoj ti je preostalo još godinu-dve života, razbudila, da tako kažem, usredsredila te na život.
     STIVEN: Stvar me je u početku bacila u potištenost. Izgledalo je da se situacija brzo pogoršava. Više nije bilo smisla latiti se nekog posla ili nastaviti rad na doktoratu, zato što nisam znao da li ću poživeti dovoljno dugo da ga završim. Ali onda su okolnosti stale da se popravljaju. Razvoj bolesti počeo je da se usporava, a ja sam opet napredovao u radu, naročito u nastojanjima da pokažem kako je Vaseljena morala imati početak u Velikom Prasku.
     SJU: U jednom intervjuu čak si kazao da misliš da si sada srećniji nego što si to bio pre bolesti.
     STIVEN: Svakako sam sada srećniji. Pre no što sam dobio motoričku neuronsku bolest, život mi je izgledao dosadan. Ali izgledi da umrem mlad nagnali su me da uvidim da je život i te kako vredan življenja. Ima toliko stvari koje čovek može da uradi, toliko stvari koje svako može da uradi. Ispunjava me pravo osećanje postignuća što sam ostvario skroman, ali značajan doprinos obogaćenju ljudskog znanja uprkos mojoj bolesti. Razume se, ja sam imao puno sreće, ali svako može nešto da postigne ako se dovoljno potrudi.
     SJU: Da li to hoćeš da kažeš kako možda ne bi postigao ovo što si postigao da nisi dobio motoričku neuronsku bolest, ili je možda ovakvo tumačenje odveć pojednostavljeno.
     STIVEN: Ne, sumnjam da motorička neuronska bolest može biti prednost za bilo koga. Ali za mene je bila manja prepreka nego što bi bila drugim ljudima, zato što me nije sprečila u tome da se posvetim onome što sam želeo - a to je da pokušam da dokučim kako Vaseljena dejstvuje.
     SJU: Tvoje drugo nadahnuće, u nastojanjima da se izboriš sa bolešću, bila je mlada žena po imenu Džejn Vajld. Sreo si je na nekom prijemu, zaljubio si se u nju, a potom si se i oženio njome. Šta misliš, u kojoj meri duguješ Džejn za svoj uspeh?
     STIVEN: Svakako da ne bih ništa postigao bez nje. Veridba sa njom izvukla me je iz bezvoljnosti u koju sam zapao. Uz to, da bismo mogli da se venčamo, morao sam da nađem posao i da završim doktorat. Ozbiljno sam se posvetio poslu i ustanovio sam da uživam u tome. Džejn se sama brinula o meni kako se moje stanje pogoršavalo. Tada se niko nije našao ko bi nam ponudio pomoć, a mi nismo imali dovoljno novca da iznajmimo nekoga.
     SJU: I zajedno ste opovrgli lekare, ne samo u tom pogledu što si ti nastavio da živiš, nego i zato što ste dobili decu. Robert se rodio 1967, Lusi 1970, a Timoti 1979. Koliko je sve to zbunilo doktore?
     STIVEN: U stvari, lekar koji je postavio dijagnozu digao je ruke od mene. Smatrao je da se tu više ništa ne može učiniti. Nikada ga više nisam video posle izricanja dijagnoze. Zapravo, tada je mi je otac postao lekar i ja sam se njemu obratio za savet. Kazao mi je da nema dokaza o tome da je bolest nasledna. Džejn je uspevala da se stara o meni i o dvoje dece. Tek kada smo otišli u Kaliforniju 1974, morali smo da zatražimo spoljnu pomoć; najpre je to bio jedan student koji je živeo sa nama, a kasnije bolničarke.
     SJU: Ali ti i Džejn više niste zajedno.
     STIVEN: Posle traheotomije, bila mi je potrebna dvadeset četvoročasovna nega. To je naš brak izlagalo sve većem i većem pritisku. Konačno sam se ja preselio u novi stan u Kembridžu. Sada živimo odvojeno.
     SJU: Da čujemo opet malo muzike.
     STIVEN: Biće to Bitlsi i njihova pesma 'Molim te, razveseli me' 'Please Please Me' - prim. prev. Posle prva četiri prilično ozbiljna izbora, potrebna mi je neka lakša stvar. Za mene i mnoge druge, Bitlsi su predstavljali dobrodošlu svežinu na prilično ustajaloj i bolećivoj pop-sceni. Često sam slušao, nedeljom uveče, na Radio Luksemburgu, emisiju sa dvadeset najpopularnijih pesama.
     SJU: Uprkos svim zvanjima koja nosiš, Stivene - a moram posebno istaći da si profesor matematike na Lukasovoj katedri na Kembridžu, tamo gde je nekada bio Isak Njutn - ipak si odlučio da napišeš popularnu knjigu o svom radu, i to, kako mi se čini, iz veoma jednostavnog razloga. Bio ti je potreban novac.
     STIVEN: Računao sam, doduše, da bih mogao nešto da zaradim objavljivanjem popularne knjige, ali glavni razlog što sam napisao Kratku povest vremena bio je taj što sam uživao u tom poslu. Bio sam oduševljen otkrićima koja su ostvarena tokom poslednjih dvadeset pet godina i želeo sam da izvestim ljude o njima. Uopšte nisam očekivao da će knjiga doživeti takav uspeh.
     SJU: Odista, oborila je sve rekorde i ušla u Ginisovu knjigu rekorda po dužini zadržavanja na listama bestselera, gde se još nalazi. Niko, izgleda, ne zna koliko je primeraka prodato širom sveta, ali posredi je sigurno više od deset miliona. Ljudi je, očito, kupuju, ali se često čuje i pitanje: da li je čitaju?
     STIVEN: Znam da je Bernard Levin stigao samo do dvadeset devete strane, ali takođe znam da su mnogi ljudi odmakli znatno dalje. Obraćaju mi se ljudi iz celog sveta, tvrdeći da su silno uživali u knjizi. Možda je nisu pročitali do kraja niti su razumeli baš sve što su pročitali. Ali su bar stekli predstavu o tome da se nalazimo u Vaseljeni kojom upravljaju racionalni zakoni koje možemo da otkrijemo i da ih razumemo.
     SJU: Zamisao o crnim rupama bilo je ono što je najpre raspalilo maštu javnosti i oživelo zanimanje za kosmologiju. Da li si ikada gledao sve one Zvezdane staze u kojima se 'odvažno ide tamo gde niko ranije nije išao' i tako dalje? Ako jesi, da li si uživao u njima?
     STIVEN: U mladim godinama, puno sam čitao naučnu fantastiku. Ali sada, kada sam postao stručnjak, nalazim da je najveći deo naučne fantastike prostodušan. Tako je lako pisati o hipersvemirskom pogonu ili o 'dozračavanju' ljudi na brod ako to ne mora da bude deo neke suvisle celine. Stvarna nauka znatno je uzbudljivija jer ona se uistinu događa. Piscima naučne fantastike uopšte nije pala na um zamisao o crnim rupama sve dok je fizičari nisu obnarodovali. Ali danas raspolažemo valjanim dokazima o postojanju većeg broja crnih rupa.
     SJU: Šta bi se dogodilo kada bi pao u crnu rupu?
     STIVEN: Svi koji čitaju naučnu fantastiku znaju šta se događa ako padneš u crnu rupu. Začas se pretvoriš u špagete. Ali znatno je zanimljivija okolnost da crne rupe nisu potpuno crne. One odašilju čestice i zračenje postojanom brzinom. To dovodi do sporog isparavanja crnih rupa, ali šta na kraju bude sa njima i sa onim što sadrže još nije poznato. To je uzbudljivo područje istraživanja, ali pisci naučne fantastike još se nisu s njim uhvatili ukoštac.
     SJU: To zračenje koje si pomenuo dobilo je, razume se, naziv Hokingovo zračenje. Ti nisi bio taj koji je otkrio crne rupe, premda si dokazao da one nisu crne. Ali njihovo otkriće nagnalo te je da pomnijem počneš da razmišljaš o nastanku Vaseljene, zar ne?
     STIVEN: Kolabiranje jedne zvezde kojim nastaje crna rupa u više pogleda je slično širenju Vaseljene gledanom unazad. Zvezda kolabira iz stanja prilično niske gustine u stanje veoma velike gustine. Postoji, međutim, jedna važna razlika: mi se nalazimo izvan crne rupe, ali smo zato unutar Vaseljene. No, obe se odlikuju toplotnim zračenjem.
     SJU: Kažeš da se još ne zna šta se na kraju dogodi sa crnom rupom i njenim sadržajem. Ali mislila sam da teorija predviđa da će sve što nestane u crnoj rupi, uključujući tu i nekog astronauta, konačno izići reciklirano u obliku Hokingovog zračenja.
     STIVEN: Energija mase astronauta biće reciklirana kao zračenje koje odašilje crna rupa. Ali sam astronaut, pa čak ni čestice iz kojih je on sazdan, neće izići iz crne rupe. Ostaje, dakle, pitanje šta biva sa njima? Da li bivaju uništeni ili možda prelaze u neku drugu vaseljenu? To je nešto što bih veoma rado doznao, premda ne i po cenu da zarad toga moram da skočim u neku crnu rupu.
     SJU: Da li se, Stivene, oslanjaš u radu na intuiciju - da li, naime, najpre postaviš neku teoriju koja ti se dopada i privlači te, a potom se daš na posao da je dokažeš? Ili možda, kao naučnik, uvek moraš logično da napreduješ ka zaključku, ne odvažujući se da ga predosetiš ili naslutiš?
     STIVEN: U velikoj meri se oslanjam na intuiciju. Pokušavam da pogodim rezultat, ali onda moram i da ga dokažem. Često se tada događa da ono što sam mislio nije tačno ili da je posredi nešto drugo što mi uopšte nije palo na um. Tako sam i ustanovio da crne rupe nisu potpuno crne. Pokušavao sam, naime, da dokažem nešto sasvim drugo.
     SJU: Još malo muzike.
     STIVEN: Mocart je oduvek spadao u moje omiljene kompozitore. Načinio je neverovatan opus. Kada sam nedavno proslavljao pedeseti rođendan, dobio sam na poklon njegova celokupna dela na CD-u. Preko dve stotine sati muzike. I dalje pokušavam da to preslušam. Jedno od njegovih najvećih dela jeste Rekvijem. Mocart je umro pre no što je Rekvijem bio završen, a okončao ga je jedan od njegovih učenika na osnovu fragmenata koje je Mocart ostavio. Početak službe Božije, koji ćemo sada čuti, Mocart je samo delimično napisao i orkestrovao.
     SJU: Ako sasvim pojednostavim tvoje teorije, a nadam se da ćeš mi to oprostiti, Stivene, svojevremeno si verovao da postoji tačka nastanka, Veliki Prasak, ali to više ne smatraš. Sada misliš da nije bilo početka niti da će biti kraja, da je Vaseljena samosadržana. Znači li to da nije postojao čin stvaranja, te, shodno tome, da nema mesta za Boga?
     STIVEN: Da, sasvim si pojednostavila stvar. I dalje, naime, smatram da Vaseljena ima početak u stvarnom vremenu - Veliki Prasak. Ali postoji još jedna vrsta vremena, takozvano imaginarno vreme, u kome Vaseljena nema ni početak ni kraj. To znači da bi način na koji je Vaseljena počela bio određen zakonima fizike. Ne bi se, dakle, moglo reći da je Bog odabrao da pokrene Vaseljenu na neki proizvoljan način koji ne možemo da razumemo. Odavde, međutim, ne sledi da Bog postoji ili ne postoji - sledi jedino to da on ne postupa proizvoljno.
     SJU: Ali ako postoji mogućnost da Boga nema, kako onda objašnjavaš sve one stvari koje stoje izvan nauke: ljubav, veru koju su ljudi imali i imaju u tebe, pa i samo tvoje nadahnuće.
     STIVEN: Ljubav, vera i moral pripadaju jednoj drugačijoj kategoriji fizike. Ponašanje pojedinca ne može se izvesti iz zakona fizike. Ali možemo se nadati da će logička misao, kojom se odlikuju fizika i matematika, biti vodilja i prilikom zauzimanja moralnog stava.
     SJU: Ali mislim da mnogi ljudi smatraju da si ti, u stvari, raskrstio sa Bogom. Poričeš li to, dakle?
     STIVEN: Sve što je moj rad pokazao jeste da ne moraš reći da način na koji je Vaseljena počela predstavlja lični hir Boga. Ali i dalje ostaje pitanje: zašto bi Vaseljena uopšte postojala? Ako želiš, možeš kazati da je Bog odgovor na to pitanje.
     SJU: Da čujemo ploču broj sedam.
     STIVEN: Ljubitelj sam opere. Razmišljao sam o tome da svih mojih osam ploča budu opere, od Glika i Mocarta, preko Vagnera, do Verdija i Pučinija. Ali na kraju sam ih ipak sveo na dve. Prva je morala da bude Vagnerova, a konačno sam odlučio da druga bude Pučinijeva. Turandot je njegova daleko najveća opera, ali i on je umro pre no što je delo bilo završeno. Odlomak koji sam odabrao jeste Turandotova pripovest o tome kako su jednu princezu u drevnoj Kini silovali i oteli Mongoli. Da bi se osvetio, Turandot će postaviti njenim proscima tri pitanja. Ko ne bude umeo da odgovori na njih, biće pogubljen.
     SJU: Šta Božić znači za tebe?
     STIVEN: Pomalo liči na američki Dan zahvalnosti - to je doba kada treba biti sa porodicom i izraziti zahvalnost za minulu godinu. To je takođe prilika da se baci pogled u budućnost, što simboliše rođenje deteta u štali.
     SJU: Budimo malo materijalisti - kakve si poklone poželeo? Ili možda već spadaš među one ljude koji imaju sve?
     STIVEN: Ja volim iznenađenja. Ako se traži nešto određeno, onda onome koji daje poklon ne dopuštaš nikakvu slobodu ili priliku da pusti mašti na volju. Ali nemam ništa protiv da se zna kako spadam u poklonike čokoladnih tartufa.
     SJU: Do sada si, Stivene, poživeo trideset godina duže nego što ti je predviđeno. Postao si otac dece za koju ti je rečeno da ih nikada nećeš imati, napisao si bestseler, okrenuo si naglavce drevna verovanja o prostoru i vremenu. Šta još planiraš da uradiš pre no što napustiš ovu planetu?
     STIVEN: Sve je to bilo moguće samo zato što sam imao sreće da mi bude pružena velika pomoć. Zadovoljan sam onim što sam uspeo da postignem, ali ima još mnogo toga što bih voleo da uradim pre no što umrem. Neću da govorim o svom privatnom životu, ali u naučnom pogledu voleo bih da doživim da neko objedini gravitaciju sa kvantnom mehanikom i drugim silama prirode. Naročito mi je stalo da doznam šta se događa pošto jedna crna rupa ispari.
     SJU: A sad, poslednja ploča.
     STIVEN: Moraću da zamolim tebe da izgovoriš naslov. Moj sintesajzer govora je Amerikanac i deluje potpuno beznadežno kada je posredi francuski. Reč je o pesmi Edit Pjaf Je ne regrette rien. Ništa ne žalim ja - prim. prev. To je dobar rezime moga života.
     SJU: Da možeš da poneseš samo jednu od ovih osam ploča sa sobom, Stivene, koju bi odabrao?
     STIVEN: To bi morao da bude Mocartov Rekvijem. Mogu da ga slušam sve dok mi se ne istroše baterije na vokmenu.
     SJU: A knjiga? Naravno, tamo te već čekaju sabrana Šekspirova dela i Biblija.
     STIVEN: Mislim da bih poneo Midlmarč Džordža Eliota. Neko je kazao - možda je to bila Virdžinija Vulf - da je to knjiga za odrasle. Nisam siguran da već spadam u tu skupinu, ali ipak bih pokušao.
     SJU: A luksuzan predmet?
     STIVEN: Opredelio bih se za veliku količinu creme brulee. Zapečena krema, karamele - prim. prev. Za mene je to prava srž luksuza.
     SJU: Ne, dakle, čokoladne tartufe, već velika količina crFme brulQe. Doktore Stivene Hoking, velika ti hvala što si nam dopustio da čujemo tvoje ploče za pusto ostrvo i srećan ti Božić.
     STIVEN: Hvala tebi što si me pozvala kao gosta. Svima vam želim srećan Božić sa mog pustog ostrva. Kladim se da je kod mene vreme lepše nego kod vas.

KRATKA POVEST VREMENA, Hoking Stiven 

ZAHVALNICE

     Odlučio sam da pokušam da napišem jednu popularnu knjigu o prostoru i vremenu pošto sam 1982. održao na Lebovoj katedri na Harvardu niz predavanja. Već je postojao priličan broj knjiga o ranoj Vaseljeni i crnim rupama, u rasponu od veoma dobrih, kao što je Vajnbergovo delo Prva tri minuta, do veoma rđavih, koje neću pominjati. No, došao sam do zaključka da se nijedna od njih ne bavi uistinu pitanjima koja su mene uputila ka izučavanju kosmologije i kvantne teorije. Odakle potiče Vaseljena? Kako je i zašto počela? Da li će se okončati i, ako do toga dođe, kako će se to odigrati? Postoje pitanja koja su od interesa za sve nas. Ali moderna nauka postala je tako tehnička, da je samo veoma mali broj stručnjaka kadar da se razabere u matematici koja se tu koristi. No, osnovne zamisli o nastanku i sudbini Vaseljene mogu se izložiti i bez matematike, na način koji je dostupan ljudima bez naučnog obrazovanja. Upravo sam ja to pokušao da učinim u ovoj knjizi. Na čitaocu je da prosudi koliko sam u tome uspeo.
     Neko mi je kazao da ću, kad god uvedem neku jednačinu u knjigu, prepoloviti broj njenih kupaca. Odlučio sam stoga da potpuno izostavim sve jednačine. No, na kraju sam, ipak odstupio od ove odluke, navevši znamenitu Ajnštajnovu jednačinu, E = mc2. Nadam se da ovaj prizor nije prestravio polovinu mojih potencijalnih čitalaca.
     Izuzme li se to što sam imao nesreću da obolim od amiotrofičke lateralne skleroze, ili motoričke neuronske bolesti, bio sam srećan u gotovo svim drugim pogledima. Pomoć i podrška koje su mi pružili moja supruga Džejn i deca Robert, Lusi i Timi omogućile su mi da vodim prilično normalan život i da imam uspešnu karijeru. Takođe sam imao sreće u tome da se opredelim za teorijsku fiziku, zato što je ova vezana isključivo za umni rad. Moja bolest se, dakle, u ovom pogledu nije pokazala kao ozbiljan hendikep. Uz to, moje kolege-naučnici takođe su mi bez izuzetka bili od velike pomoći.
     U prvoj, 'klasičnoj' fazi moje karijere kolege sa kojima sam najviše sarađivao bili su Rodžer Penrouz, Robert Geroč, Brendon Karter i Džordž Elis. Zahvalan sam im na pomoći koju su mi pružili, kao i na radu koji smo zajedno obavili. Ova faza izložena je u knjizi, Makrokosmičko ustrojstvo prostorvremena, koju smo Elis i ja napisali 1973. Ne bih savetovao čitaoce ove knjige da konsultuju to delo radi daljnjih informacija: ono je veoma tehničko i sasvim nečitljivo. Nadam se da sam od tada naučio kako da pišem na način koji je lakše shvatljiv.
     U drugoj, 'kvantnoj' fazi mog rada, koja je počela 1974, glavni saradnici bili su mi Gari Gibson, Don Pejdž i Džim Hartl. Veoma sam im zahvalan, baš kao i studentima-istraživačima, na velikoj pomoći koju su mi pružili, kako u fizičkom tako i u teorijskom smislu. Obaveza da budem na visini sa studentima predstavljala je veliki podsticaj i sprečila me je, nadam se, da se ne zaglibim u rutinski univerzitetski život.
     Značajnu pomoć u pisanju ove knjige pružio mi je Brajan Vit, jedan od mojih studenata. Dobio sam zapaljenje pluća 1985, pošto sam napisao prvu verziju. Morao sam da budem podvrgnut traheostomskoj operaciji koja mi je uskratila sposobnost govorenja, što mi je gotovo sasvim onemogućilo opštenje. Mislio sam tada da neću biti kadar da knjigu privedem kraju. Brajan mi je, međutim, pomogao ne samo da je preradim, nego i da savladam jedan komunikacioni program koji se naziva 'Živo središte' i koji mi je poklonio Volt Voltos, iz kompanije 'Words Plus', u Sanivejlu, Kalifornija. Pomoću ovog programa ne samo što mogu da pišem knjige i naučne radove, nego sam u stanju i da opštim sa ljudima pomoću jednog sintesajzera govora koji sam dobio na dar od kompanije 'Speech Plus', takođe iz Sanivejla, Kalifornija. Ovaj sintesajzer i mali lični računar montirao je na moja invalidska kolica Dejvid Mejsn. Sistem je predstavljao istinsko poboljšanje. U stvari, sada uspešnije obavljam opštenje nego pre no što sam izgubio glas.
     Veliki broj ljudi koji su videli ranije verzije izneli su niz predloga kako da poboljšam knjigu. Ovo se pre svega odnosi na Pitera Guzardija, moga urednika u izdavačkoj kući 'Bantam Books', koji mi je poslao stranice i stranice komentara i pitanja vezanih za mesta koja su mu se činila nedovoljno objašnjena. Moram priznati da sam bio prilično rasrđen kada sam primio njegov dugačak spisak stvari koje je valjalo promeniti, ali sada je jasno da je bio sasvim u pravu. Uveren sam da je njegovo insistiranje na neprekidnom doterivanju rukopisa urodilo boljom knjigom.
     Takođe sam veoma zahvalan mojim asistentima, Kolinu Vilijemsu, Dejvidu Tomasu i Rejmondu Laflemu; mojim sekretaricama Džudi Feli, En Ralf, Čeril Bilington i Sju Mejsi; kao i ekipi mojih negovateljica i bolničarki. Ništa od svega ovoga ne bi bilo moguće bez finansijske podrške mojim istraživanjima, kao i pokrivanja medicinskih troškova, za šta su se postarali koledž Gonvil i Kiz, Savez za naučna i inženjerska izučavanja, kao i zadužbine Leverhulm, Mek Artur, Nafild i Ralf Smit. Svima njima dugujem zahvalnost.

     Stiven Hoking
     20. oktobar 1987.

UVOD

     Mi živimo naše svakodnevne živote, gotovo uopšte ne razumevajući svet. I ne pomišljamo na mašineriju koja tvori Sunčevu svetlost što omogućuje postojanje života, na gravitaciju što nas prikiva za Zemlju koja bi nas inače u trenu izbacila put kosmosa, ili na atome iz kojih smo sazdani i od čije stabilnosti zavisimo na temeljan način. Izuzmu li se deca (koja još ne znaju dovoljno da ne postavljaju važna pitanja), tek se retki među nama udubljuju u odgonetanje velikih tajni: zašto je priroda upravo ovakva kakva je; odakle potiče kosmos i da li je oduvek postojao; da li će vreme jednoga dana početi da teče unazad, tako da će posledice prethoditi uzrocima; ili da li ima konačnih granica onome što ljudi mogu da znaju? Postoje čak i deca - ja sam sreo neku od njih - koja žele da znaju kako izgleda jedna crna rupa; koji je najmanji delić materije; zašto pamtimo prošlost, a ne i budućnost; kako to da je danas, naizgled, red, ako je prethodno bio haos; i zašto, postoji Vaseljena?
     U našem društvu i dalje je uobičajeno da roditelji i učitelji odgovaraju na ova pitanja sleganjem ramenima ili pozivanjem na nejasno upamćena religijska uputstva. Neki se osećaju nelagodno kada se nađu suočeni sa ovakvim stvarima, zato što one tako živo dočaravaju ograničenja ljudske moći shvatanja.
     Ali u temelju najvećeg dela filozofije i nauke stoje upravo takva pitanja. Sve veći broj odraslih spreman je da se upusti u ovakva razmišljanja, iz kojih se povremeno izrode fantastični odgovori. Podjednako udaljeni od atoma i zvezda, mi proširujemo naše istraživačke vidike da bismo obuhvatili kako ono što je veoma malo, tako i ono što je veoma veliko.
     U proleće 1974, oko dve godine pre no što se kosmička sonda 'Viking' spustila na Mars, prisustvovao sam jednom skupu u Engleskoj, pod okriljem Kraljevskog društva iz Londona, na kome su se razmatrala pitanja traganja za vanzemaljskim životom. Za vreme pauze zapazio sam da se u susednoj dvorani održavao jedan znatno veći skup, kome sam se iz radoznalosti pridružio. Uskoro sam shvatio da prisustvujem jednom drevnom obredu, primanju novih članova u Kraljevsko društvo, koje predstavlja jednu od najstarijih naučnih organizacija na planeti. U prvom redu, jedan mladić u invalidskim kolicima sasvim lagano je upisivao svoje ime u knjigu na čijoj se prvoj strani nalazio potpis Isaka Njutna. Kada je konačno završio, sa svih strana razlegao se gromki pljesak. Stiven Hokin je već tada predstavljao legendu.
     Hoking je sada profesor matematike na Lukasovoj katedri Kembridžskog univerziteta. Oglašava se sa istog mesta odakle su to nekada činili Njutn, a kasnije i P. A. M. Dirak, dvojica slavnih istraživača veoma velikog i veoma malog. On je svakako njihov dostojan nastavljač. Hokingova prva knjiga namenjena nestručnjacima višestruko je zanimljiva za laičku publiku. Ona ne samo što se odlikuje širokim tematskim repertoarom, nego i pruža uvid u način na koji dejstvuje autorov um. U njoj se nahode lucidna otkrovenja o graničnim područjima fizike, astronomije, kosmologije i hrabrosti.
     Ovo je takođe knjiga o Bogu... ili možda o odsustvu Boga. Reč Bog ispunjava ove stranice. Hoking se otiskuje u traganje za odgovorom na Ajnštajnovo znamenito pitaje o tome da li je Bog imao bilo kakav izbor pri stvaranju Vaseljene. On pokušava, kako to sam nedvosmisleno tvrdi, da dokuči Božji um. A to čini tim neočekivaniji zaključak do koga dolazi, bar za sada: Vaseljena bez granica u prostoru, bez početka ili kraja u vremenu, i bez ičega što bi Tvorac tu radio.

     Karl Segan
     Univerzitet Kornel,
     Itaka, Njujork

1. NAŠA SLIKA VASELJENE

     Jednom prilikom neki poznati naučnik (kažu da je to bio Bertrand Rasel) držao je predavanje iz astronomije. Objašnjavao je kako Zemlja kruži oko Sunca i kako Sunce, sa svoje strane, kruži oko središta ogromnog skupa zvezda koji se naziva naša Galaksija. Na kraju predavanja, u dnu sale ustala je jedna oniža stara gospođa i rekla: "Sve to što ste nam ispričali obična je besmislica. Svet je, zapravo, ravna ploča koja se nalazi na leđima džinovske kornjače." Na naučnikovim usnama pojavio se nadmoćni smešak pre no što je uzvratio: "A na čemu stoji kornjača?" "Veoma ste pametni mladiću, veoma pametni", odgovorila je stara gospođa. "Ali kornjače se pružaju sve do kraja!"
     Predstava o Vaseljeni kao o beskrajnom nizu kornjača mnogima bi izgledala smešno, ali zbog čega smatramo da smo u ovom pogledu bolje upućeni u stvar? Šta, u stvari, znamo o Vaseljeni i kako to znamo? Odakle Vaseljena potiče i kuda ide? Da li je Vaseljena imala početak, a ako jeste, šta je onda bilo pre njega? Kakva je priroda vremena? Da li će se ikada okončati? Najnovija dostignuća na polju fizike, što su ih delimično omogućile fantastične nove tehnologije, nagoveštavaju odgovore na neka od ovih pitanja sa kojima se odavno suočavamo. Ti odgovori će nam jednoga dana izgledati podjednako očigledni kao što nam je očigledno da Zemlja kruži oko Sunca ili podjednako smešni kao što nam je smešna zamisao o kuli kornjača. Tek će vreme (ma šta ono bilo) pokazati šta će biti od ovoga dvoga.
     Još 340. godine pre nove ere, starogrčki filozof Aristotel našao se u prilici da u svojoj knjizi, O nebu, izloži dva valjana razloga za verovanje da je Zemlja okrugla kugla, a ne ravna ploča. Prvo, uvideo je da pomračenje Meseca izaziva Zemlja koja se nađe između njega i Sunca. Zemljina senka na Mesecu uvek je bila kružna, što je moglo da se dogodi samo ako Zemlja ima oblik lopte. Da je Zemlja bila ravna ploča, senka bi bila izdužena i eliptična, osim ako bi se pomračenje događalo uvek u vreme kada bi se Sunce nalazilo tačno ispod središta ploče. Drugo, stari Grci su sa svojih putovanja znali da se zvezda severnjača pojavljuje niže na nebu posmatrana sa juga nego kada se gleda sa severnih područja. (Budući da se zvezda severnjača nalazi iznad severnog pola, ona bi stajala tačno povrh glave posmatrača koji bi se tu nahodio, ali nekome ko je na polutaru izgledalo bi da počiva na samom obzorju. Na osnovu razlike u prividnom položaju zvezde severnjače u Egiptu i Grčkoj Aristotel je došao do procene da obim Zemlje iznosi 400.000 stadija. Nije tačno poznato koliko je iznosila dužina jednog stadija, ali verovatno se kretala negde oko 200 jardi, što znači da je Aristotel došao do dvostruko veće vrednosti od one za koju mi danas pouzdano znamo. Stari Grci su znali i za treći razlog koji je nalagao da Zemlja mora biti okrugla: zašto bi se, inače, najpre pojavila jedra iznad morskog obzorja, a tek onda trup broda?
     Aristotel je smatrao da je Zemlja nepomična, a da se Sunce, Mesec, planete i zvezde kreću kružnim orbitama oko nje. Verovao je u to zato što je osećao, iz mističnih razloga, da se Zemlja nalazi u središtu Vaseljene, kao i da je kružno kretanje najsavršenije. Ovu zamisao Ptolemej je u drugom stoleću nove ere razradio u jedan celovit kosmološki model. Zemlja je tu počivala u središtu, optočena nizom od osam sfera na kojima su se nalazili Mesec, Sunce, zvezde i pet planeta poznatih u to vreme: Merkur, Venera, Mars, Jupiter i Saturn (Ilus. 1.1). Same planete kretale su se manjim kružnim orbitama spojenim sa odgovarajućim sferama, kako bi se pružilo objašnjenje za njihove prilično složene putanje koje su uočene na nebu. Na krajnjoj spoljnoj sferi nalazile su se takozvane zvezde-nekretnice koje su stalno zadržavale isti međusoban položaj, ali su sve zajedno kružile nebom. Ono što se nalazilo iza te poslednje sfere ostajalo je prilično neodređeno, ali zacelo nije predstavljalo deo vidljive Vaseljene čovečanstva.
     Ptolemejev sistem obezbeđivao je prilično pouzdan način predviđanja položaja nebeskih tela. Ali da bi ove položaje tačno predskazao, Ptolemej je morao da pođe od pretpostavke da se Mesec kreće putanjom koja ga povremeno dovodi dvostruko bliže Zemlji nego u drugim prilikama. Odavde je proishodilo da Mesec u određenim trenucima treba da izgleda dvostruko veći nego inače! Ptolemej je bio svestan ovog nedostatka, ali to nije osujetilo rasprostranjeno, premda ne i sveopšte, prihvatanje njegovog modela. Ovaj model prihvatila je hrišćanska crkva kao sliku Vaseljene koja je u skladu sa Svetim Pismom i čija je glavna prednost u tome što je ostavljala obilje prostora iza sfere zvezda-nekretnica za raj i pakao.
     Jedan jednostavniji model izložio je, međutim, 1514. godine poljski sveštenik Nikola Kopernik. (U početku, možda iz straha da ga crkva ne proglasi jeretikom, Kopernik je anonimno obznanjivao svoj model.) Prema njegovoj zamisli, u središtu je nepomično počivalo Sunce, a Zemlja i planete kretale su se oko njega kružnim orbitama. Prošlo je skoro puno stoleće pre no što je ova ideja ozbiljno shvaćena. A onda su dvojica astronoma, Nemac Johan Kepler i Italijan Galileo Galilej, počela da javno podržavaju Kopernikovu teoriju, uprkos činjenici da se orbite koje je ona predviđala nisu sasvim podudarale sa nalazima posmatranja. Smrtni udarac Aristotelovoj i Ptolemejevoj teoriji zadat je 1609. Te godine Galilej je počeo da posmatra noćno nebo upravo pronađenim teleskopom. Usredsredivši se na planetu Jupiter, Galilej je ustanovio da oko nje kruži nekoliko malih satelita ili meseca. Ovo je značilo da ne mora baš sve da kruži oko Zemlje, kao što su to smatrali Aristotel i Ptolemej. (I dalje je, razume se, bilo moguće verovati da Zemlja počiva nepomično u središtu Vaseljene i da se Jupiterovi meseci kreću izuzetno složenim putanjama oko nje, stvarajući, privid da kruže oko Jupitera. Kopernikova teorija bila je, međutim, znatno jednostavnija.) U isto vreme Johan Kepler je preinačio Kopernikovu teoriju, izloživši zamisao da se planete kreću ne kružnim, nego eliptičnim orbitama (elipsa je izduženi krug). Predviđanja su se sada konačno poklopila sa nalazima posmatranja.
     Što se Keplera ticalo, eliptične orbite predstavljale su samo ad hoc hipotezu, i to prilično odbojnu, budući da su elipse očigledno bile nesavršenije od krugova. Ustanovivši gotovo slučajno da se eliptične orbite slažu sa nalazima posmatranja, on ih nikako nije mogao usaglasiti sa svojom idejom da magnetne sile nagone planete da kruže oko Sunca. Do objašnjenja se došlo tek znatno kasnije, 1687, kada je Njutn objavio svoju knjigu, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, verovatno najznačajnije pojedinačno delo koje je ikada objavljeno u fizici. U ovoj knjizi Njutn ne samo da je izložio teoriju o tome kako se tela kreću u prostoru i vremenu, nego je i pružio složene matematičke postupke neophodne da se izvrši analiza ovih kretanja. Pored toga, Njutn je tu postavio zakon opšte gravitacije, prema kome svako telo u Vaseljeni privlači svako drugo telo silom koja je tim snažnija što su ta tela masivnija i što su međusobno bliža. Ista ta sila bila je uzrok padanja predmeta na tle. (Priča o tome da je Njutna nadahnula jabuka koja mu je pala na glavu gotovo izvesno je apokrifna. Sve što je sam Njutn ikada kazao o tome bilo je da je na pomisao o sili teže došao dok je sedeo 'zadubljen u razmišljanja o padu jedne jabuke'.) Njutn je potom pokazao da, prema ovom zakonu, gravitacija nagoni Mesec da se kreće eliptičnom orbitom oko Zemlje, a Zemlju i ostale planete da eliptičnim putanjama kruže oko Sunca.
     Kopernikov model odbacio je Ptolemejeve nebeske sfere, a sa njima i zamisao o tome da Vaseljena ima fizičke granice. Budući da zvezde-nekretnice nisu, kako je izgledalo, menjale svoje položaje, izuzev u pogledu kruženja nebeskim svodom izazvanog okretanjem Zemlje oko vlastite ose, postalo je prirodno pretpostaviti da su ove zvezde tela slična našem Suncu, ali znatno udaljenija.
     Njutn je shvatio da bi, prema njegovoj teoriji gravitacije, zvezde trebalo da se međusobno privlače, što je značilo da ne mogu u osnovi ostati nepomične. Zar se onda neće sve sunovratiti jedne ka drugima u nekom trenutku? U jednom pismu iz 1609. godine, upućenom Ričardu Bentliju, takođe jednom od vodećih mislilaca tog vremena, Njutn je ustvrdio da bi se to uistinu dogodilo kada bi postojao konačan broj zvezda razmešten u nekom konačnom prostoru. No, ako bi, nastavio je on, postojao beskonačan broj zvezda razmešten manje ili više jednoobrazno u beskonačnom prostoru, do ovoga ne bi došlo, zato što u tom slučaju ne bi bilo nikakve središnje tačke ka kojoj bi se one sunovraćale.
     Ovo je dobar primer zamke u koju se može upasti pri razmišljanju o beskonačnom. U beskrajnoj Vaseljeni, svaka tačka se može smatrati središtem, zato što se sa svake njene strane pruža beskrajno mnogo zvezda. Znatno kasnije se uvidelo da je jedino ispravno uzeti u obzir konačnu situaciju, u kojoj sve zvezde padaju jedna prema drugoj, a zatim se zapitati kako bi se stvari promenile ako bi se izvan tog područja dodalo još zvezda prilično ravnomerno razmeštenih. Prema Njutnovom zakonu, ove dodatne zvezde ne bi, u proseku, uopšte delovale na one prvobitne, tako da bi se ove sunovraćale podjednako brzo. Možemo dodavati koliko hoćemo zvezda, ali one bi sve kolabirale jedna u drugu. Sada znamo da je nemoguće imati beskonačni statični model Vaseljene u kome je gravitacija uvek privlačna sila.
     Okolnost da niko nije došao na pomisao o tome da se Vaseljena širi ili sažima predstavlja zanimljiv pokazatelj o opštoj misaonoj klimi pre dvadesetog stoleća. Vladalo je uverenje da je Vaseljena ili oduvek postojala u nepromenjenom obliku, ili da je nastala u nekom konačnom vremenu u prošlosti u manje ili više sličnom obliku u kome je mi vidimo danas. Ovo je delimično mogla biti posledica sklonosti ljudi da veruju u večne istine, odnosno utešnosti pomisli da će, iako će oni ostariti i umreti, Vaseljena ostati nepromenjena.
     Čak ni oni koji su shvatili da iz Njutnove teorije gravitacije proishodi da Vaseljena ne mora da bude statična nisu došli na pomisao da se ona možda širi. Umesto toga, pokušali su da preoblikuju teoriju time što su uveli pretpostavku da gravitaciona sila postaje odbojna na veoma velikim udaljenostima. Ovo nije značajnije uticalo na njihova predviđanja kretanja planeta, ali je dopuštalo da ostane u ravnoteži razmeštaj zvezda u beskrajnom prostoru, u smislu da su se privlačne sile među obližnjim zvezdama javljale kao protivteža odbojnim silama dalekih zvezda. Mi, međutim, danas smatramo da bi takva ravnoteža bila nestabilna: ako bi se zvezde u nekom području samo malo međusobno približile, privlačna sila među njima postala bi snažnija i odnela bi prevagu nad odbojnim silama, tako da bi zvezde nastavile da se primiču jedne drugima. Sa druge strane, ukoliko bi se zvezde međusobno malo udaljile, prevagu bi odnele sile odbijanja, što bi dovelo do daljeg razilaženja.
     Postoji još jedna zamerka modelu beskrajne statične Vaseljene, koja se obično pripisuje nemačkom filozofu Hajnrihu Olbersu. On je o ovoj teoriji pisao 1823. U stvari, još su neki Njutnovi savremenici ukazali na problem, a Olbersov tekst čak nije bio ni prvi u kome se izlažu uverljivi argumenti protiv nje. No, taj tekst je prvi postao šire poznat. Teškoća se ogledala u tome što bi se u beskrajnoj statičnoj Vaseljeni gotovo svaka linija vida okončala na površini neke zvezde. Odavde proishodi da bi celo nebo trebalo da bude podjednako blistavo kao Sunce. Čak i noću. Olbersov protivargumenat glasio je da svetlost sa dalekih zvezda prigušuje apsorpcija materije koja se nalazi u međuzvezdanom prostoru. No, da je to posredi, ova materija bi se jednom zagrejala, postavši i sama podjednako sjajna kao i zvezde. Jedini način da se izbegne zaključak da celo noćno nebo treba po sjajnosti da bude ravno Suncu bio je da se pretpostavi da zvezde nisu večno sijale, već da su se upalile u nekom konačnom vremenu u prošlosti. U tom slučaju ili još nije moralo doći do zagrevanja materije u međuzvezdanom prostoru ili svetlost sa dalekih zvezda još nije morala stići do nas. A ovo nas suočava sa sledećim pitanjem: šta je to što uopšte dovodi do paljenja zvezda?
     O problemu početka Vaseljene vodile su se, razume se, rasprave još znatno ranije. Prema izvesnom broju ranih kosmologa i judejsko-hrišćansko-muslimanskoj tradiciji, Vaseljena je nastala u jednom konačnom i ne naročito dalekom vremenu u prošlosti. Jedan od argumenata u prilog ovakvom početku bilo je uverenje da je neophodno imati 'prvi uzrok' da bi se objasnilo postojanje Vaseljene. (Unutar Vaseljene neki događaj se uvek objašnjavao kao posledica nekog drugog, ranijeg događaja, ali postojanje Vaseljene se moglo rastumačiti na ovaj način samo ako je ona imala nekakav početak.) Drugi argumet izložio je sveti Augustin u svojoj knjizi Božija država. On je istakao da civilizacija napreduje i da mi pamtimo ko je učinio ovo delo ili usavršio onu tehniku. Stoga čovek, a možda i sama Vaseljena, nisu morali da postoje odveć dugo. Sveti Augustin je prihvatio da se, prema 'Knjizi Postanja', stvaranje Vaseljene odigravalo oko 5000. godine pre nove ere. (Zanimljivo je da to nije predaleko od kraja poslednjeg ledenog doba, koje se okončalo oko deset hiljada godina pre nove ere, kada arheolozi smatraju da su uistinu udareni temelji civilizacije.)
     Aristotelu i većini ostalih grčkih filozofa, sa druge strane, nije se dopadala zamisao o stvaranju, zato što je ona podrazumevala božanski upliv. Oni su stoga smatrali da su ljudska rasa i svet oko nje postojali i da će postojati večito. Mislioci starog sveta već su razmotrili argument o napredovanju koji je prethodno opisan, uzvrativši tim povodom da su se periodično javljali potopi ili druge nesreće koji su nas svaki put iznova vraćali na početak civilizacije.
     O pitanjima da li Vaseljena ima početak u vremenu i da li je ograničena u prostoru kasnije je opsežno raspravljao filozof Imanuel Kant u svom monumentalnom (i veoma opskurnom) delu Kritika čistog uma, objavljenom 1781. On je ova pitanja nazvao antinomije (odnosno, protivurečnosti) čistog razuma, zato što je smatrao da postoje podjednako valjani razlozi za verovanje u tezu da Vaseljena ima početak, kao i antitezu da je ona oduvek postojala. Njegov argumenat u korist teze bio je da bi, ukoliko Vaseljena nema početak, pre bilo kog događaja postojalo beskrajno razdoblje, što je on smatrao besmislenim. Argumenat u korist antiteze glasio je da bi, ako Vaseljena ima početak, onda pre njega postojalo beskrajno razdoblje, tako da nije jasno zašto bi Vaseljena počela u nekom posebnom trenutku? U stvari, ono što Kant navodi u prilog tezi i antitezi u osnovi je isti argument. Obe tvrdnje temelje se na prećutnoj pretpostavci da se vreme pruža u beskraj unazad, bez obzira na to da li je Vaseljena oduvek postojala. Kao što ćemo videti, međutim, pojam vremena besmislen je pre početka Vaseljene. Na ovo je prvi ukazao sveti Augustin. Na pitanje: 'Šta je Bog radio pre no što je stvorio Vaseljenu?' Augustin nije uzvratio: 'Pripremao je pakao za ljude koji postavljaju takva pitanja.' Umesto toga, kazao je da je vreme svojstvo Vaseljene koju je Bog stvorio, tako da nije postojalo pre njenog početka.
     U doba kada je većina ljudi verovala u to da je Vaseljena u suštini statična i nepromenljiva, pitanje da li ona ima ili nema početak pripadalo je, zapravo, metafizici ili teologiji. Zapažene pojave mogle su se podjednako lako objasniti teorijom da je Vaseljena oduvek postojala i teorijom da je stavljena u pokret u nekom konačnom vremenu na takav način da je izgledalo da je večno postojala. Ali 1929. godine Edvin Habl došao je do temeljnog nalaza da se udaljene galaksije, ma kuda pogledali, brzo udaljuju od nas. Drugim rečima, Vaseljena se širi. Ovo je značilo da su u ranijim vremenima nebeska tela bila međusobno bliža. U stvari, postojao je, kako izgleda, trenutak, pre otprilike deset ili dvadeset hiljada miliona godina, kada su se sva nalazila tačno na istom mestu i kada je, stoga, gustina Vaseljene bila beskrajna. Ovo otkriće konačno je uvelo pitanje početka Vaseljene na području nauke.
     Iz Hablovih posmatranja proishodilo je da je postojao trenutak, nazvan Veliki Prasak, kada je Vaseljena bila infinitezimalno mala i beskrajno gusta. Pod takvim uslovima otkazali bi svi zakoni nauke, pa, dakle, i sve mogućnosti da se predvidi budućnost. Ako je i bilo nekih zbivanja pre ovog trenutka, ona nisu ni na koji način uticala na ono što se događa u sadašnjem vremenu. Postojanje ovih zbivanja može se prenebreći zato što ona ne bi imala nikakvih posmatračkih posledica. Moglo bi se, dakle, reći da vreme počinje sa Velikim Praskom, u smislu da se ranija vremena naprosto ne mogu definisati. Treba, međutim, istaći da je ovaj početak vremena veoma različit od onih koja su prethodno razmatrana. U nepromenljivoj Vaseljeni početak vremena jeste nešto što mora da uvede neki entitet izvan Vaseljene; ne postoji fizička nužnost tog početka. Moglo bi se zamisliti da je Bog stvorio Vaseljenu u doslovce bilo kom trenutku prošlosti. Sa druge strane, ako se Vaseljena širi, možda postoje fizički razlozi koji nalažu početak. No, i dalje bi se moglo zamisliti da je Bog stvorio Vaseljenu u trenutku Velikog Praska, ili čak posle toga, na takav način da izgleda kao da je postojao Veliki Prasak, ali bi bilo besmisleno pretpostaviti da je ona bila stvorena pre Velikog Praska. Vasiona koja se širi ne isključuje tvorca, ali postavlja granice u pogledu toga kada je on mogao da obavi svoj posao!

     Da bi se moglo razgovarati o prirodi Vaseljene i raspravljati o tome da li ona ima početak ili kraj, valja prethodno razjasniti šta je to naučna teorija. Najjednostavnije bi bilo reći da teorija nije ništa drugo do model Vaseljene, ili nekog njenog ograničenog dela, kao i niz pravila koja dovode u vezu svojstva modela sa posmatračkim nalazima do kojih dolazimo. Ona postoji jedino u našim umovima i nema nikakvu drugu stvarnost (ma šta to značilo). Jedna teorija je valjana ukoliko zadovoljava dva zahteva: ona mora tačno da opiše veliku klasu posmatračkih nalaza na osnovu modela koji sadrži samo nekoliko proizvoljnih elemenata i mora da pruži pouzdana predviđanja vezana za ishode budućih posmatranja. Na primer, Aristotelova teorija da je sve sazdano od četiri elementa - zemlje, vazduha, vatre i vode - bila je dovoljno jednostavna da zadovolji prvi uslov, ali nije pružala nikakva pouzdana predviđanja. Nasuprot tome, Njutnova teorija gravitacije temeljila se na još jednostavnijem modelu, u okviru koga su se tela međusobno privlačila silom koja je bila upravo srazmerna jednom njihovom svojstvu koje je nazvano masa, a obrnuto srazmerna kvadratu udaljenosti među njima. No, ona je predviđala kretanje Sunca, Meseca i planeta uz visok stepen pouzdanosti i tačnosti.
     Svaka teorija na području fizike uvek je provizorna, u smislu da predstavlja samo hipotezu: ona se, naime, nikada ne može dokazati. Bez obzira na to koliko se puta ishodi opita slažu sa nekom teorijom, ništa vam ne jemči da joj naredni ishodi neće protivurečiti. Sa druge strane, jedna teorija se može opovrći ustanovljenjem samo jednog nalaza koji nije u saglasnosti sa onim što ona predviđa. Kao što je istakao filozof nauke Karl Poper, valjana teorija odlikuje se svojstvom da iz nje proishodi izvestan broj predviđanja koja bi se u načelu mogla opovrći ili krivotvoriti posmatračkim nalazima. Svaki put kada se pokaže da su ishodi novih opita u skladu sa predviđanjima date teorije, ona ostaje na snazi i naše poverenje u nju se povećava; ali kada se pokaže da su nova posmatranja nesaglasna teoriji, nju valja odbaciti ili preinačiti. Ili bi bar tako trebalo postupiti, premda uvek možete dovesti u sumnju stručnu pozvanost osobe koja je vršila posmatranje.
     U praksi se, međutim, najčešće događa da se postavi nova teorija koja je, u stvari, produžetak prethodne. Primera radi, veoma precizna posmatranja planete Merkur ukazala su na malu razliku između njenog stvarnog kretanja i predviđanja koja su proishodila iz Njutnove teorije gravitacije. Ajnštajnova opšta teorija relativnosti predviđala je kretanje koje se sasvim malo razlikovalo od onoga na koje je ukazivala Njutnova teorija. Okolnost da su se Ajnštajnova predviđanja poklopila sa posmatračkim nalazima, dok to nije bio slučaj sa Njutnovim, predstavljala je jednu od ključnih potvrda nove teorije. Mi, međutim, i dalje koristimo Njutnovu teoriju za sve praktične potrebe zato što su razlike između njenih predviđanja i onih što proishode iz opšte relativnosti veoma male u situacijama sa kojima se mi najčešće srećemo. (Njutnova teorija odlikuje se i jednom velikom prednošću: ona je znatno jednostavnija za rad od Ajnštajnove!)
     Krajnji cilj nauke jeste da se dođe do jedne jedinstvene teorije koja bi opisala celu Vaseljenu. Pristup za koji se, međutim, opredeljuje većina naučnika pretpostavlja da se problem razdvoji u dva dela. Prvo, postoje zakoni koji nam govore kako se Vaseljena menja s vremenom. (Ukoliko znamo kako Vaseljena izgleda u bilo kom trenutku, ovi zakoni fizike govore nam kako će ona izgledati bilo kada u budućnosti.) Drugo, postoji pitanje početnog stanja Vaseljene. Neki ljudi smatraju da bi nauka trebalo da bude usredsređena samo na prvi deo: prema njihovom uverenju, pitanje početnog stanja predstavlja stvar metafizike ili religije. Oni tvrde da je Bog, budući svemoguć, mogao da započne Vaseljenu na bilo koji način. Možda je stvarno tako, ali u tom slučaju takođe je mogao da njen potonji razvoj učini potpuno proizvoljnim. No, kako izgleda, on se radije opredelio za to da se Vaseljena razvija na veoma pravilan način saglasan određenim zakonima. Upravo stoga izgleda potpuno razložno pretpostaviti da takođe postoje zakoni koji upravljaju njenim početnim stanjem.
     Pokazuje se da je veoma teško doći do teorije koja bi opisala celu Vaseljenu. Stoga problem razdvajamo na manje odeljke i nastojimo da postavimo niz delimičnih teorija. Svaka od ovih delimičnih teorija opisuje i predviđa izvesnu ograničenu klasu posmatranja, zanemarujući dejstva drugih svojstava ili ih predstavljajući jednostavnim nizovima brojeva. Nije isključeno da je ovaj pristup potpuno pogrešan. Ako sve u Vaseljeni zavisi od svega drugog na neki temeljni način, može se pokazati da je nemoguće doći do potpunog rešenja zasebnim izučavanjem delova problema. No, u svakom slučaju, na ovaj način smo ostvarivali napredak u prošlosti. Klasičan primer ponovo je Njutnova teorija gravitacije, koja nam govori da gravitaciona sila između dva tela zavisi samo od jedne njihove veličine, mase, pri čemu je potpuno svejedno od čega se tela sastoje. Uopšte, naime, nije potrebno imati teoriju o ustrojstvu i sastavu Sunca i planeta da bi se izračunale njihove orbite.
     Današnji naučnici opisuju Vaseljenu iz perspektive dve osnovne delimične teorije - opšte teorije relativnosti i kvantne mehanike. One predstavljaju ogromna intelektualna postignuća prve polovine našeg stoleća. Opšta teorija relativnosti opisuje gravitacionu silu i makrokosmičko ustrojstvo Vaseljene - ustrojstvo, naime, u rasponu od svega nekoliko milja do milion miliona miliona miliona milja (jedinica iza koje se pruža niz od dvadeset četiri nule), koliko iznosi veličina Vaseljene dostupne posmatranjima. Kvantna mehanika, sa druge strane, usredsređena je na pojave izuzetno malih razmera, oko jednog milionitog milionitog dela inča. Na žalost, poznato je da su ove dve teorije međusobno nesaglasne - one ne mogu obe biti ispravne. Jedno od glavnih pregnuća savremene fizike, kao i središnja tema ove knjige, jeste traganje za novom teorijom koja bi obuhvatila obe ove delimične teorije. Posredi je takozvana kvantna teorija gravitacije. Mi još ne raspolažemo takvom teorijom i sva je prilika da je još daleko dan kada ćemo je konačno imati, ali zato su nam već poznata mnoga svojstva koja ona mora da poseduje. U narednim poglavljima videćemo da smo već u priličnoj meri upućeni u predviđanja koja moraju da proishode iz kvantne teorije gravitacije.
     Ukoliko ste, dakle, uvereni da Vaseljena nije proizvoljna, već da njome upravljaju određeni zakoni, na kraju ćete morati da spojite delimične teorije u jednu celovitu objedinjenu teoriju koja će opisivati sve u Vaseljeni. Postoji, međutim, jedan temeljni paradoks u traganju za ovakvom celovitom objedinjenom teorijom. Prethodno izložene zamisli o naučnim teorijama zasnivaju se na pretpostavci da smo mi razumna bića slobodna da prema želji posmatraju Vaseljenu i da izvlače logične zaključke iz onoga što vide. U takvoj situaciji razložno je pretpostaviti da se još više možemo približiti zakonima koji vladaju Vaseljenom. Ukoliko, međutim, uistinu postoji celovita objedinjena teorija, ona bi, takođe, verovatno odredila naša delanja. Drugim rečima, sama teorija odredila bi ishod našeg traganja za njom! Ali zašto bi ona odredila da mi dođemo do ispravnih zaključaka na osnovu nalaza i posmatranja? Zar ona u podjednakoj meri ne bi mogla da odredi da mi dođemo do pogrešnih zaključaka? Ili da uopšte ne dođemo do zaključaka?
     Jedini odgovor koji ja mogu dati na ova pitanja temelji se na Darvinovom načelu prirodnog odabiranja. Zamisao počiva na tome da će se u bilo kojoj populaciji organizama što se sami razmnožavaju javiti varijacije u genetskom materijalu koje će dovesti do nastanka različitih jedinki. Ove razlike pretpostavljaju da su neke jedinke vičnije od drugih da dolaze do ispravnih zaključaka o svetu što ih okružuje, da bi potom delale saglasno tim zaključcima. Te jedinke imaju više izgleda da prežive i ostave potomstvo, tako da će njihov način ponašanja i mišljenja odneti prevagu. Nesumnjivo je da je u prošlosti ono što nazivamo inteligencijom i naučnim otkrićem donosilo preimućstvo u pogledu opstanka. No, nije sasvim izvesno da je to i dalje slučaj: naša naučna otkrića lako nas sve mogu uništiti - pa čak ako do toga i ne dođe, na naše izglede na opstanak lako može da nema nikakvog uticaja celovita objedinjena teorija. Pod uslovom, međutim, da se Vaseljena razvijala na pravilan način, možemo pretpostaviti da će razumske sposobnosti koje nam je podarilo odabiranje vredeti i u traganju za celovitom objedinjenom teorijom, te da nas tako neće navesti na pogrešne zaključke.
     S obzirom na okolnost da su se delimične teorije kojima već raspolažemo pokazale dovoljne za dolaženje do tačnih predviđanja u svim okolnostima osim onih krajnjih, traganje za celovitom objedinjenom teorijom Vaseljene teško da bi se moglo opravdati u praktičnom pogledu. (Valja, međutim, primetiti da se sličnim argumentima moglo pribeći i u slučaju kako relativnosti, tako i kvantne mehanike, a ove teorije pružile su nam kako nuklearnu energiju, tako i mikroelektronsku revoluciju!) Postavljanje celovite objedinjene teorije moglo bi, dakle, da ne doprinese opstanku naše vrste. Možda čak ne bi ni na koji način uticalo na način života. Ali još od osvita civilizacije ljudi se nisu zadovoljavali time da vide događaje kao nepovezane i neobjašnjive. Umesto toga, upirali su se da proniknu u skriveni poredak sveta. Mi danas i dalje čeznemo da dokučimo zbog čega smo ovde i odakle potičemo. Najdublja žeđ čovečanstva za znanjem predstavlja dovoljno opravdanje za nastavak naših traganja. A cilj koji imamo pred sobom nije ništa manje do potpuno opisivanje Vaseljene u kojoj živimo.