Zgodba nebes

Zaznano vesolje ima milijarde galaksij z milijardami zvezd in okoli velikega dela njih krožijo planeti. Je organska revolucija res taka neverjetna deviacija stvarstva, da se je po naključju razvila le na enem izmed brezštevnih svetov? Ako je možnost količkaj večja, potem vesolje kar vrvi od življenja. Toda to ni prispevek o takem ugibanju, marveč se ena sebe zavedajoča ogljikovodikokisikova tvorba, samooklicana LordFebo, odloči povzeti dognanja največjih genijev in razložiti, od kod je izšla vsa ta množica nebesnih teles.


Človek se ozira v nebo, od kar mu hrbtenica to dopušča. V prvi vrsti ne s filozofs­kimi vprašanji, od kod prihaja in kam gre, marveč predvsem iz preživetvenih razlogov. Od zgoraj namreč prihajata voda in toplota, potrebščini, ki omogočata in krojita življenje. Sčasoma je pametnim glavam pradavnine pos­talo jasno, da vzorec nočnega neba in pot Sonca nis­ta naključna, temveč nosita informacijo, kdaj sejati, kdaj žeti in kdaj pripraviti ozimnico. Tako so nastali prvi inštrumenti za branje nebesnih znamenj, kakr­šen je Stonehenge. Kajpakda si je vsaka civilizacija po svoje tolmačila ureditev in sile narave ter praviloma oboje pripisovala vse sorte božanstvom. Tudi v an­tiki, ko je razum pričel dobivati veljavo napram vraževeri, so bili odgovori na vesoljna vprašanja prej mešanica mitologije in bistroumja kot empiričnih pos­kusov ter dokazovanja. A vseeno so se začele po­javljati razlage, ki so bile na kakovostno višjem nivoju od ognjene kočije boga Helija.

Fizika pomeni narava
Praoče fizike in eden prvih razlagalcev vesolja je bil Aris­totel (4. stoletje pr. n. št.), ki je ob zrtju v nebo prišel do sklepa, da je Zemlja očitno pri miru, vrti pa se nebesni svod. Od tod izhaja tako imenovan geocentrični model prostora z Zemljo v središču. Za znamenitega filozofa naravoslovje za razliko od politike sploh ni bila praktična veda. Po njegovem je bilo treba le enostavno opazovati in logično razmišljati. Na sre­čo človeštva so nekateri misleci vseeno opravljali tudi meritve in eden takih je bil starogrški matematik Eratosten, živeč v tretjem stoletju pred Kristusom. Ker so takrat pri spremljanju lune na nebu in ladij na obzorju že dognali, da je Zemlja okrogla, je s Pitagorovimi obrazci in razmerja med kotom sence na dveh krajih izračunal zelo natančen obseg planeta. Iz tega podatka in merjenja luninega gibanja čez Zemljino senco je nato na preprost način ocenil velikost satelita, od tod do razdalje do lune pa je bilo le še dva po­dob­na pravokotna trikotnika daleč. Rezultat je bil dob­rih 320.000 kilometrov, torej od oka petina premalo, vendar je bil to za tisti čas in metodo ‘čez palec’ izjemen dosežek.

Vsaka čast starodavnim učenjakom. Eratosten, živeč v Aleksandriji, je vedel, da je v mestu v južnem Egiptu nek globok vodnjak, kjer enkrat letno Sonce posije vse do dna (temu danes pravimo, da je v nadglavišču). Tedaj je senca pod kotom nič. Zato je ob istem času izmeril senco v svojem kraju in, poznavajoč razdaljo med mestoma, z rabo osnovnošolske trigonometrije izračunal Zemljin obod.

V starem veku še niso vedeli, kaj zvezda je, a so si z njimi znali pomagati tako pri določanju časa kot pri navigaciji. Natančne zvezdne karte so izdelali že Babilonci, ki so obenem odgovorni za temelje astrologije, torej za razdelitev neba na dvanajst znamenj in razlago njihovih vplivov. Toda staroveški opazovalci noč­ne­ga neba so v množici lučk, ki so se gibale predvidljivo in enovito, odkrili pet pik, ki so potovale vsaka po svoje in nadvse kaotično. Grki so jim rekli planeti, v prevodu popotniki, in jih poimenovali po svojih bogovih: Hermes, Afrodita, Ares, Kronos ter Zevs. Dandanašnji jih poznamo pod rimskimi ustreznicami: Merkur, Venera, Mars, Saturn in Jupiter. Kasneje, še vedno v prepričanju, da smo v središču vsemirja, je astronom Ptolemaj celo zrisal njihove natančne poti v obliki zank ali epicikloid, kar je bil kljub popolni zmoti vrhunski matematični dosežek.

Zgodovina vesoljeslovstva praviloma niza le evropske in kasneje ameriške znanstvenike oziroma njihova odkritja. S tem se dela velika krivica arabs­kim, indijskim in kitajskim astronomom, ki so neka­tere nebesne pojave študirali in dokumentirali dosti prej. Zlasti za časa tisočletnega srednjega veka, ko je Evropa ždela v precejšnji temi. Ker je po Koranu Alah prižgal zvezde, da služijo ljudem, je islamski svet poudarjal njihovo preučevanje.

Po padcu Rima je Evropa obtičala v temnem veku kulturne in znanstvene stagnacije. Navzlic določenim idejam o heliocentričnem vesolju, takem, katerega središče je Sonce, je antični model ostal uraden vse do renesanse. Zdrava pamet je velela, da bi premikanje tal občutili in da se vendarle očitno vse vrti okoli nas. Poleg tega so takrat gravitacijo razlagali tako, da reči privlači središče vesolja. Tudi Cerkvi se je zdela taka teorija edina sprejemljiva, saj je Bog vendarle izdelal človeka po svoji podobi in ga postavil v sredino stvarstva. Naposled je temelje te teorije zamajal poljski učenjak Nikolaj Kopernik, ki je na podlagi spoz­nanj arabskih zvezdogledov naredil natančno študijo mo­dela s Soncem na sredini. Ugotovil je, da poti plane­tov glede na Zemljo, ki jih je 1300 let prej izračunal Ptolemaj, v tem primeru še vedno držijo, le da se vsa telesa gibljejo po preprostih krožnicah. Na tak način je šest planetov pravilno razvrstil v prvi zemljevid oson­č­ja. Kopernik je obenem pravilno opisal Zemljino gibanje okoli lastne osi in zaključil, da se nebesa ne vrtijo, mi se. Ker se je bal cerkvenega besa, je zbirko O gibanju nebesnih krogel izdal šele na smrtni postelji, leta 1543. Čeprav gresta Poljaku dandanašnji čast in slava za prvi konkreten približek resničnosti, v tistem času zaradi svoje nepoznanosti, slabih pisateljskih veščin in nazadnjaških sil ni bil deležen pozornosti.

Cerkvi je bil antični model vesolja z Zemljo v središču in nekaj sferami naokoli pogodu. Zunaj zadnje krogle je bilo namreč veliko prostora za nebesa in pekel.


In vendar se premika

Kopernikov sistem je šestdeset let kasneje nadgradil nemški znanstvenik Kepler, ki mu ni šla v račun pot Marsa. Na kraju je prišel do spoznanja, da planetarne orbite niso krožnice, marveč elipse, in da sonce ni v središču, temveč v njenem gorišču. Sicer je jajčavost tirnic komaj opazna, a s tem odkritjem se je matematika ujemala. Za dokončnega glasnika, da se nebesa ne vrtijo okoli nas, pa velja Galileo Galilei. Leta 1608 so trije nizozemski optiki iznašli teleskop, s čimer so zvezdoslovci dobili neprecenljivo orodje. Galileo je izum še izpopolnil in skozi najboljše kukalo videl marsikaj. Odkril je denimo prve Jupitrove lune, Saturnove obroče in neizpodbiten dokaz o gibanju planetov – Venerine mene.

Zgoraj so primeri omenjenih Ptolemajevih zank, po katerih naj bi se gibali planeti okoli Zemlje. Kopernik je s premikom Sonca v sredino komplicirane poti poenostavil v krožnice.

To bi moralo prepričati vsakega učenjaka. Vendar so bila vremena drugačna. Informacije so prehajale po­ča­si, še počasneje pa so se godili intelektualni premiki znotraj akademskih krogov. Često je trajalo celo ge­neracijo, da je stroka vzela nova odkritja za svoja. Do­datna utež je bila cerkvena dogma. Vatikanski astronomi niso hoteli niti pogledati skozi daljnogled in so zagovarjali geocentrični model z golimi ideološkimi argumenti. Da bi preprečili revolucijo, ki bi omajala sveto besedo, je leta 1616 sveti sedež za herezijo določil kakršnokoli drugačno razmišljanje. Galilei se za predpis ni zmenil in nekaj let kasneje se je po pogovoru z papežem Urbanom VIII. odločil celo napisati knjigo svojih ugotovitev. A dela Dialogi o dveh velikih sistemih sveta, ki ga je končal 1632, ni zastavil kot suhoparni latinski spis, marveč ga je napisal v italijanš­či­ni in v poljudni obliki dialogov med tremi sogovorniki. Modrijan je zagovarjal sonce kot središče, naivni burkež je trdil, da je v centru Zemlja, tretji pa je bil pos­­­rednik.

Galilei ni uspel vatikanskih ’učenjakov’ prepričati niti v pogled skozi kukalo, kaj šele v spremembo naravnega pravila. Iz njegove obsodbe izhaja legendarna, dasiravno zelo verjetno šele kasneje izmišljena fraza, ki naj bi jo zamrmral med odhodom iz ‘sodne’ dvorane v hišni pripor: “E pur si muove” oziroma “In vendar se premika.” Zemlja, namreč.

Tak hudomušen pristop Cerkvi, ki se je prepoznala v neumnem liku, ni bil pogodu. Ker se je verska klima v tistem desetletju zaradi uporov protestantov močno spremenila, je Vatikan poostril držo in Galilea so leta 1633 postavili pred inkvizicijsko so­dišče. Čeprav ne bi bilo mučenje, ječa ali celo us­mrtitev za tak prekršek nič nenavadnega, je bil del kardinalov prizanesljiv. Galileo je dobil le hišni pripor, njegova bukva pa je romala na seznam prepovedanih.
Pred smrtjo leta 1642 je Galileo naslednikom zapustil še dve načeti tematiki za nadaljnje raziskave: hitrost svetlobe in privlak Zemlje. Dotlej je veljalo splošno prepričanje, da je svetloba instantna in da težji predmeti padajo hitreje. Galileovi naivni poskusi s svetilkami na različnih koncih doline seveda niso dali rezultatov. Je pa misel 1676 nadaljeval danski astronom Ole Rřmer. Med opazovanjem Jupitrove lune Io je kljub njenemu gibanju po poznanem vzorcu zaznal nepojasnen nekajminutni zamik v različnih letnih ča­sih. To je pravilno pripisal večji razdalji do Zemlje in posledično končni hitrosti svetlobe, ki jo je ocenil na 225.000 kilometrov na sekundo. Že res, da se je malo uštel, saj je hitrost v vakuumu skoraj 300.000 km/s oziroma dobro milijardo na uro. Toda odkritje je bilo prelomno.

S prostim očesom lepo vidni Jupiter je največje krožeče telo našega osemplanetnega sistema (Pluton zaradi svoje splošne bednosti od leta 2006 ni več polnopraven planet). Sodi med četverico plinas­tih popotnikov, zaradi česar je njegova masa kljub 1300 zemeljskim prostorninam le za 300 Zemelj. Volumen in masa Sonca sta, mimogrede, natanko tisočkrat večja od Jupitrove. Znameniti Jupitrov flek ni površinski vzorec, marveč gre za atmosferski pojav, nekaj desettisočkilometrsko anticiklonsko nevihto, ki tam divja že nekaj stoletij. Dodatna zanimivost je, da je Ganimed, največji od 63 Jupit­rovih satelitov, večji od Merkurja.

Še večjo revolucijo je povzročil Anglež Isaac Newton, ki je nadaljeval Italijanovo eksperimentiranje z raz­lično težkimi objekti. Kot uči šolska fizika, je ta veliki mislec zaslužen za matematičen opis vsega gibanja. Ne samo jabolk, marveč tudi planetov. On je bil tisti, ki je padanju predmetov in kroženju okoli sonca pripisal isti vzrok: silo, dotihmal poznano kot ‘lastnost tež­kega’, posihmal kot gravitacijo. Njegov zakon tež­nosti, četudi ne brezhiben, je zaradi preproščine še vedno temelj vsakdanje fizike. Pravi, da telesi med seboj privlači sila, ki je sorazmerna z njuno maso in obratno sorazmerna s kvadratom razdalje med njima. Ni čudno, da Newtonov učbenik Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Matematična načela naravoslovja, 1687) priznavamo kot najpomembnejše znanstveno delo v zgodovini fizike.

Prav astronomija je bila veda, ki je sprožila znanstveno revolucijo, njeni ključni ljudje pa so bili Nikolaj Kopernik, Johannes Kepler, Galileo Galilei in Isaac Newton. Ko so bili argumenti proti modelu, da se vse vrti okoli Zemlje, le premočni, je morala Cerkev ubla­žiti svojo togo naravnanost do naravoslovja. Miselnemu toku, ko razum zmaga nad ideologijo, pravimo razsvetljenstvo, pričel pa se je na kraju 17. stoletja.


Statično vesolje

Ker je Cerkev ublažila poglede na znanost in sprejela njena dognanja, kar je v 18. stoletju privedlo do intelektualne svobode, se je vzpostavilo vzajemno spoš­to­va­nje med bogoslovci in znanstveniki. Zato se akademska astronomija ni resneje ukvarjala s temeljnim vprašanjem ‘kako je vesolje nastalo?’ oziroma je bila odprta za razpravo le tema ‘kdaj je Bog pognal vesolje v tek’. Obstajal je celo uveljavljen in v Biblijo zapisan datum, kajti dolga leta je teološka struja pre­uče­va­la rodoslovje stare zaveze, ga primerjala z zapisi o babilonskih in egipčanskih kraljih ter tako skušala Genezi pripisati konkretno letnico. Na kraju je irski nadškof James Ussher zakoličil nastanek sveta na predvečer 23. oktobra leta 4004 pred Kristusom.
Ko je Darwin sredi devetnajstega stoletja objavil svoj evolucijski nauk o razvoju vrst, je biblična starost propadla. Šest tisoč let enostavno ni bil dovoljšen čas za počasno delo narave. Tako se je rodil vzajemni znanst­veni izziv za oceno starosti Zemlje in z vsako meritvi­jo se je planet postaral. Začelo se je s 50.000 leti in kmalu napredovalo do milijarde ter čez. S tem se je katastrofična teorija, po kateri naj bi svet v kratkem času oblikovali kataklizmični dogodki, umaknil unifor­mistični teoriji s postopnimi in predvsem počas­ni­mi spremembami. Za vesolje pa so složno dorekli, da je statično in onkraj dojemljivosti navadnega smrtnika. Tak odgovor, ki se ne razlikuje od mitoloških raz­lag starih ljudstev, je vprašanje elegantno zaključil.

Od Galilea naprej so zvezdoslovci kar tekmovali, kdo bo imeli boljši teleskop. Začelo se je z nekajpalč­nimi lečami, na koncu 18. stoletju pa je nemški Ang­lež William Herschel izdelal kukalo s premerom 1,2 metra, s katerim je odkril sedmi planet Uran in pričel sestavljati trirazsežen zemljevid neba. Tako je s­troka dognala približno obliko naše sploščene Rimske ceste, s paralaksnim odmikom ocenila razdalje do nekaterih zvezd in naposled določila velikost galaksije. Boljša optika je razkrila tudi zelo oddaljene meglice, o katerih je bilo veliko debat, ali so le oblaki porajajoče se zvezde ali druge galaksije. Na pri­ču­jočih slikah je slovita meglica Vrtinec. Levo je skica ang­leš­kega astronoma Williama Personsa, kakršno je videl in na roke narisal leta 1845 skozi svoj 1,8 metra širok ter 16 metrov dolg daljnogled. Drugi pa je posnetek vesoljskega teleskopa Hubble.

Prav neverjetno je, da je v tem oziru Newton sam – in za njim še stoletja drugih znanstvenikov – zatajil gravitacijsko teorijo. Z njo namreč ne gre vkup statičen mo­del, torej mirujoče, večno in neskončno vesolje. Če se telesa privlačijo, mirovanja ni. Vsebina bi se torej krčila in se naposled zrušila sama vase. Celo Einstein je na vrhuncu svojega genija zagovarjal mirujoč univerzum, toda da bi le-ta zadostil njegovi sveži gravitacijski teoriji, je v formule vpeljal nekakšno proti­utež silam težnosti, zvano kozmološka konstanta. Tedaj se je ta pogruntavščina sicer zdela posrečena, v res­nici pa je šlo le za matematično zvijačo, slično Ptolemajevim zankastim tirnicam planetov.
Prva, ki sta to tezo glasno spodbijala in predočila zamisel širjenja, sta bila ruski matematik Aleksander Friedman ter belgijski duhovnik in astronom Georges Lemaître. Oba sta v dvajsetih letih prejšnjega stoletja ločeno izdelala matematični teoriji spremenljivega vsemirja. A ker ni bilo opazovalnih podatkov, se je Einstein pravilnosti izračunov navzlic do njiju obnašal izredno omalovažujoče. Stroka je zatorej sledila največjemu učenjaku tistega časa in se še naprej oklepala starega nauka.

Dinamično vesolje
Leta 1929 se je znotraj kozmologije zgodil odločen preobrat. Zanj je bila zaslužna kalifornijska ekipa zvezdogledov pod vodstvom Edwina Hubbla, ki je z najbolj izpopolnjenim teleskopom že desetletje opazovala obronke vidnega vsemirja. Med ostalim so kon­čali slovito razpravo o tem, ali je Rimska cesta vse, kar nas obdaja, ali ne. Hubble je verodostojno pot­rdil, da Andromeda ni plinska meglica znotraj naše galaksije, marveč močno oddaljena samostojna jata zvezd. To je meje stvarstva razširilo v nekončnost in človeštvo se je zavedlo, da so galaksije le otočki v res prostranem niču. Kot da že to odkritje ne bi bilo dovolj revolucionarno, so pri natančnem vpogledu v sije oddaljenih zvezd (spektroskopiji) zaznali tako imenovani rdeči premik – red shift, spremembo valov­ne dolžine, ki nakazuje oddaljevanje vira. Ta premik je bil sorazmeren z oddaljenostjo telesa, kar pomeni, da dlje, kot je galaksija, hitreje beži stran. Tej povezavi pravimo Hubblov zakon.

Rdeči pomik je svetlobna različica pojava, ki se mu posplošeno reče Dopplerjev učinek. Zvok formule, ki drvi proti nam, ima krajše valove, torej višjo frekvenco od stoječe. Ko se oddaljuje, pa so zvočni valovi še daljši. V primeru bolida, ki na ciljni ravnini preseže četrtino hitrosti zvoka, je razlika v višini hrumenja glede na gibanje zelo očitna. Podobno se obnaša svetloba. Ker so valovne dol­ži­ne svetlobe posameznih elementov, recimo vodika in helija, poznane, je z zelo natančnim spektroskopom moč zaznati, če oziroma kam se vir giblje. Pri oddaljevanju se barva pomika proti rdečemu delu spektra, če se približuje, pa proti modremu. Hubb­le tega fenomena resda ni odkril prvi, je pa sije izmeril najbolj sistematično ter jim pripisal pomen.

Če se prostor razteza in telesa bežijo, je pametno sk­lepati, da so bili nekoč bolj skupaj. Nekje spočetka celo povsem skupaj. To je ustrezalo prej omenjenima idejama, ki sta sedaj dobili svežega vetra. Friedman žal ni dočakal zmagoslavja, saj je umrl nekaj let prej. Je pa zgodbo nadaljeval Lemaître, ki jo je naposled objavil kot Hipotezo prvobitnega atoma. Po njej se je vse začelo s supermasivnim pradelcem, ki se je razdrobil v vse, kar nas danes obdaja. Kljub zadostni podlagi novi predlog ni prepričal vseh. Dobršen del stare garde fizikov, ki so svoje kariere gradili na mirnem vesolju, celo takem, ki ne seže dlje od Rimske ceste, je zamisli nasprotoval in astronomu očital prevelik vpliv teologije. Glavni šibki člen so bili napačni izračuni galaktičnih premikov, po katerih bi naj bilo vesolje mlajše od dveh milijard let. Ker so že vedeli, da so nekatere zemeljske kamnine dvakrat starejše, je bila to velika cokla za porajajočo se teorijo.

Edwin Hubble je bil največji astronom svojega časa, zato je užival v ždenju v popolni temi in razis­­kovanju črnih prostranstev, dočim je kozmološka vprašanja o začetkih stvarstva prepustil drugim. Čeprav je zaslužen za pričetek drugačnega pogleda na vesolje, je z napačnimi meritvami oddaljenosti Andromede povzročil nekaj zmede v razdaljah. Od tod zmotna ocena starosti vesolja okoli 1,8 milijarde let. Kljub tej napaki je bil leta 1953 nominiran za Nobelovo nagrado, vendar ga je prehitela smrt.

Lemaîtrova hipoteza o vesoljskem prajajcu še zdaleč ni bila do kraja razdelana. Pretežno je šlo za osnovno zamisel, v kateri je bilo treba razložiti še veliko košč­kov. Predvsem na drugem koncu fizike, na ravni najmanjših delcev. Tedaj so z odkritjem nevtrona denimo ravno dobro sestavili osnovnošolski model atoma. Najbolj vroča tema je bila nukleosinteza, se pravi kako so atomi sploh nastali. S spektroskopijo so vedeli, da se v zvezdah vodik zliva v helij, nihče pa ni imel pojma, od kod so se vzeli težji elementi. A vihra druge svetovne vojne je jedrske fizike na obeh straneh Atlantika zaposlila z bolj konkretnimi težavami od preučevanja neba. V ZDA so bili vsi vključeni v projekt Manhattan, ki je razvijal atomsko bombo. No, vsi razen enega. Sovjetskega prebežnika Georga Gamowa zaradi njegovih rdečearmejskih korenin striček Sam ni maral. Medtem ko so se njegovi stanovski kolegi igrali s težko vodo in uranom, se je on lahko nemoteno bavil z ustrojem vesolja.

Einstein je silno obžaloval svojo predhodno vz­vi­­šenost do teorije dinamičnega vesolja, se javno posul s pepelom in Lemaîtra (desno) podprl. Kljub temu je trajalo še več desetletij, da jo je za svojo vzela vsa stroka. Uradna vatikanska podpora je teoriji prej škodila kot koristila, kajti nasprotniki so jo zaradi papeževega blagoslova takoj označili za teološko idejo, ki hoče na vsak način upravičiti Stvarnika.

Že pred sto leti so vedeli, da je vodika v vesolju devet­deset odstotkov, dočim preostanek ob zaokrožku pred­stavlja helij. Ostalih atomov je manj kot promil. Ker zvezdna fuzija ni tako hiter proces, da bi proizvedla dovolj helija, je bilo upravičeno sklepati, da se ga je večina ustvarila v samem začetku. Zato je Gamow grobo teorijo stvarjenja predrugačil. Namesto velikanskega Lemaîtrovega praatoma je za pričetek vsega vzel juhico neskončne gostote osnovnih delcev. Z razmeroma preprostimi formulami sta s pomočnikom Ralphom Alpherjem, ki se je prav tako zapisal v kozmološke anale, ocenila nasičenost in temperaturo v vsakem danem trenutku mladega kozmosa. Oboje je bilo ključnega pomena za združevanje delcev, saj temperatura povzroči hitrejše gibanje, gostota pa večjo verjetnost trkov. Matematična simulacija je vrnila pravilno razmerje obeh vrst atomov in med ostalim pokazala, da je bilo vesolje sprva motno, neprosojno. Zaradi visoke vročine je bila snov namreč v plazemskem agregatnem stanju, torej z veliko prosto plavajočimi elektroni, ki jih pozitivno nabita jedra niso uspela uloviti. Šele po 380.000 letih se je prostor dovolj razširil, da je temperatura padla in so se lahko začeli tvoriti stabilni atomi, ki niso več odbijali svetlobe. Vesoljska megla se je dvignila in novo nastali pros­tor je prvič zažarel v vsem svojem sijaju.


KOZMOLOGIJA IN TEHNOLOGIJA
Ne le nerazložljivi pojavi, tudi vsakdanja narava je bila od nekdaj pod nadzorom božanstev, ki so bila posledično odgovorna za vse človekove prilike in neprilike. Vesolje kot najvišja vidna narava, zaradi neotipljivosti in skrivnostnosti že kar nadnarava, se­veda samodejno pade v religozno domeno. Krš­čanst­vo se tega ni lotevalo nič drugače od staroveških verovanj, le krivec je bil en sam. Ker je bilo vesolje sopomenka za nebesa, je Cerkev stoletja držala roko nad njegovim raziskovanjem. To je bil te­žak mlinski kamen za kateregakoli razumniškega filozofa narave, kakor so svojčas rekli učenjakom. Veliko jih je v izogib cerkveni jezi previsoka vpra­ša­nja, zlasti taka o ustroju in začetku časa, raje prepuš­čala teologiji. Še danes so nekateri mnenja, da so to tiče metafizike, ne resnega znanstvenega pristopa. Galileov primer papeške kazni zaradi zagovarjanja vesoljskih opažanj ni bil izjema in je dober pokazatelj, kolikšni sta bili celo v 17. stoletju sveta moč in nespamet.
Večina raziskovalcev vsemirja je boga, takega ali drugačnega, najmanj spoštljivo priznavala, dočim so bili tisti izpred stoletja ali dveh zelo pobožni. Vsekakor je omemba Boga v znanstvenih izjavah reden pojav. Galilei je verjel, da je zvedavost božji dar, zato je iskanje resnic edino pravilno. Newton je menil, da prav Bog ohranja stabilnost vesolja, da se zaradi privlačnih sil ne sesede. Razsvetljenski filozof Immanuel Kant je bil eden prvih, ki je v odkritih meg­licah videl druge galaksije, kajti po njegovem vsemo­gočni Bog ni ustvaril le ene uboge Rimske ceste: “Večnost ne zadostuje za manifestacijo najvišjega bitja, če ni združena z neskončnostjo prostora.” Ein­stein se je pogosto, dasiravno hudomušno skliceval na višje sile. “Bog ne kocka,” je bil skeptičen do načela nedoločnosti v kvantni fiziki. Tudi Stephen Hawking je razumevanje vesolja označil za korak k poznavanju božjega uma. In nenazadnje je vodja Nasinega programa COBE ob obelodanjenju ‘fotografije’ kozmičnega prasevanja javnosti predočil nepozabljiv citat: “Tako je videti obraz Boga.”
Za hecno anekdoto je poskrbel Gamow, ki je izra­ču­nal, kako daleč so nebesa. Leta 1904 so namreč Japonci napadli Rusijo in tedaj so po vseh tamkajšnjih cerkvah molili za uničenje Dežele vzhajajočega sonca. No, Tokio in Jokohamo je devetnajst let kasneje prizadel katastrofalen potres. Ob predpostavki, da nič, niti molitev, niti božji bes, ne potuje hitreje od svetlobe, je računica jasna: nebesa so 9,5 svetlobnega leta daleč.
Da pa fizika in vera nista tekmici, se je Katoliška cerkev opredelila šele pred kratkim. Najprej je papež Pij XII. pred dobrimi petdesetimi leti podprl veliki pok, nakar je Janez Pavel II. priznal cerkveno zmoto ob Galileijevi obsodbi in v znak sprave do fizike obiskal Kopernikov rojstni kraj na Poljskem.
Znanstveniki nebes načeloma ne zanikajo, le odmikajo jih. Najprvo so bogovi bivali na bližnji gori, potem na kraju sveta. Geocentrični model je nebeške planjave premaknil za zvezdni svod, kasneje je bila meja vesolja naša galaksija, dandanašnji je drug prostor domnevno sto milijard svetlobnih let daleč. Takisto se vsi strinjajo, da je pognalo vesolje v tek nekaj, česar bržda ne bomo nikoli izvedeli oziroma razumeli. Zato ni napak, če tisto nosi ime Stvarnik. A ne oziraje na začetno posredovanje nepoznanih sil so že stoletja vsi sklepčni, da se prostor in čas podrejata določenim zakonitostim, ki jih treba raziskati. Cilj sodobne znanosti je zato upravičen: nič manj kot popoln opis časa in prostora, v katerem bivamo!


VEČVESOLJE
Ob raziskovanju narave tako na ravni osnovnih delcev kot na nivoju neskončnega vesolja so znanst­ve­niki naleteli na ogromno naključij. Ta se nam sicer zdijo samoumevna, vendar da razmišljanje o njih tudi drugačne rezultate. Vezivna energija atoma je denimo ravno pravšnja, da je vesolje tako, kakršno je. Če bi bila za promil večja, bi se težji atomi ne spojili, in če bi bila za promil nižja, bi se že v prvih trenutkih ves vodik pretvoril v helij. V nobenem primeru ne bi bilo ne vode, ne nas. Enako je z gravitacijo. Ako bi bil ta fizikalni pojem le za las večji, se prostor nikoli ne bi razširil, marveč bi bil le gromozanska ognjena krogla. Pri količkaj nižji privlačni sili pa se plini ne bi nikdar zgostili v zvezde in vesolje bi za zmerom ostalo redka juha. Takih primerov je še cela vrsta, od kritične kvote prvinske mase/energije, da je sploh karkoli nastalo, do navsezadnje trajanja organske evolucije glede na živ­ljenjski cikel zvezde.

Malo pod Orionovo Zeto, levo zvezdo od trojčka, ki tvori pas tega znanega ozvezdja, leži znamenita meglica Konjska glava. To je tipičen, pretežno vodikov oblak, iz katerega se že tvorijo mlade zvezde. Leži okoli 1500 svetlobnih let proč, kar za kozmične razdalje ni zelo daleč, zato je tale slika precej aktualna. Drugače je seveda s telesi, ki so od nas oddaljena milijone, milijarde, celo desetine milijard svetlobnih let. Pogled v nebo je vedno ozir v preteklost. Kako daleč pa lahko pravzaprav vidimo? Pri tem vprašanju tehnologija ni pomembna, kajti zaznamo lahko le tisto, česar valovanje je uspelo priti do nas. Na hitrico bi bil odgovor približno enak starosti vesolja, torej 13 milijard (svet­lobnih) let, a ker se prostor širi, velja za opazljivo vesolje krogla s premerom 93 milijard svet­lobnih let. V njej je od oka 1080 atomov. Celotno vesolje bi naj bilo še 1025-krat večje.

To je pripeljalo do ideje o večvesolju oziroma multiverzumu. Teorija daje primerjavo z mehurčki, ki dozdevno od nikoder kipijo iz vrele vode, so raz­ličnih velikosti in različnega trajanja. Vesolja se torej neprestano in vzporedno pojavljajo, a z raz­lič­ni­mi danostmi. Nekatera so mrtvorojena, druga se hit­ro skrčijo, v enem pa so se po naključju idealno pok­lopili vsi parametri za razvoj. Celo naše vesolje je lahko elastično, torej da se raztezanje slej ko prej ustavi, se zopet skrči v singularnost ter nato ponovi vajo. Take zamisli kajpakda niso podprte z nikakršnimi opazovanji, zato zvečine rabijo kot doktorska dela teoretične fizike ter nato kot podlaga za ZF-domišljijo.


Prasvetloba
Gamow in Alpher sta bila tako prepričana v pravilnost svojega razmišljanja, da sta predvidela odmev te pr­vo­bitne svetlobe, ki bi moral še dandanašnji v obliki elektromagnetnega valovanja prežemati ves prostor v vseh smereh. Žal v letu 1948, ko sta objavila svoja dognanja, znanje o mikrovalovih ni bilo dovoljšnje za tak preizkus. Poleg tega se je veliko astronomov še vedno oklepalo konzervativne ideje o večnem vsemirju in se sploh niso lotili iskanja tega fosilnega sevanja. Največji očitek teoriji o končni starosti je bil, da ni zadovoljivo pojasnila prisotnosti oziroma nastanka drugih elementov. Model, ki je sprva obetal, se je zna­šel v slepi ulici in tam obtičal sedemnajst let.

Anglež Fred Hoyle je bil navzlic čudaškosti in jav­nemu kritiziranju velikega poka kozmološki genij ter v največji meri zaslužen za teorijo zvezdne nukleosinteze. Da je za taisto temo dobil Nobelovo nagrado nekdo drug, velja za eno največjih krivic te inštitucije. Razlog je bil preprosto v Hoylovem prepirljivem značaju, zaradi katerega je bil sprt z večino znanstvenikov v komisiji. Fred drugače velikega poka ni sprejel vse do svoje smrti leta 2001.

Da vse doslej nisem uporabil izraza veliki pok, ni naključje. Besedno zvezo, ki danes označuje splošno sprejeto razlago o nastanku in razvoju vesolja, so v takem kontekstu prvič uporabili šele leta 1949. Z njo je v radijski oddaji britanski astronom Fred Hoyle na pos­mehljiv način imenoval Gamowov nastanek univerzuma, ki je bil po njegovem mnenju nesmiseln. Sam je sestavil lastno tezo o stacionarnem vesolju. Po njegovem se je prostor res raztezal, a je bil neskončen v vse smeri, tudi v časovno, pri čemer so se v nastalih prazninah venomer rojevale nove galaksije. Zgodbica ni bila kaj prida podprta z opazovanji, a jo je Hoyle tako vneto zagovarjal, da je dobila veliko privržencev. Pozneje se je izkazalo, da se je motil, a v kroniki je našel svoje mesto kot krstnik velikega poka.

Vesolje je prežeto z elektromagnetnim valovanjem. Vidno svetlobo zajemamo z optičnimi teleskopi, a to pride praviloma v poštev za bližnja telesa. Za odkrivanje širnih prostranstev in meglic pa uporabljamo drugačne tehnike, recimo radijske, infrardeče in celo rentgenske teleskope. Tole je primer prvega, ob njem pa sta še vedno živeča radijska astronoma Arno Penzias in Robert Wilson. Zaslužna sta za odkritje temeljnega dokaza za veliki pok, kozmičnega prasevanja.

V petdesetih in šestdesetih letih so z novimi znanji o zvezdah ter boljšo opremo spoznali Hubblovo napako pri določitvi razdalj in s tem starosti vesolja. Prevladala je ocena med 10 in 20 milijardami let, kar je zaprlo usta tistim, ki so velikemu poku očitali nesmiselno starost. Detajl, ki je zadel žebljico na glavico, pa je pri­šel leta 1965. Ameriška fizika Arno Penzias in Robert Wilson, ki sta kasneje zaradi tega dobila Nobelovo nagrado, sta med uglaševanjem izredno občutljive satelitske antene v New Jerseyju zaznala stalen šum. Motnje niso ustvarjali ne golobi, ki so se zaredili v rogu, ne bližnji New York. Izkazalo se je, da valovanje prihaja iz vesolja in z vseh strani ter ni povezano z nobeno zvezdo ali galaksijo. Šlo je za kozmično mikrovalovno sevanje, ki sta ga napovedala Gamow in Alpher. Dvoma ni bilo več: vesolje se širi in je bilo včasih zelo gosto ter zelo vroče.

Srednjeveški alkimisti se s trditvijo, da je mogo­če iz enostavnih elementov pridobiti žlahtne kovine, niso motili. Večina zvezd sicer precejšnji kos svojega življenja ne izdeluje drugega kot helij, a ravno njihova smrt je tista, ki je omogočila tako raznovrstno vesolje in med drugim življenje. Kakš­ni nori pogoji tedaj vladajo v jedru, povesta tale podatka: temperatura 25 milijard stopinj in gostota sto milijard ton na kubični centimeter! Naše Sonce je glede na vsebnost ostalim snovi najmanj tretja zvezdna generacija.

Še vedno pa je ostajala odprta uganka sinteze atomov z več kot dvema protonoma. (Kasneje so odkrili, da je bilo ob poku vseeno udejanjenega še za drobiž litija in berilija.) Domnevali so sicer, da so talilni lonci zvezde, vendar se izračuni njihove središčne temperature in temperature, potrebne za fuzijo jeder, niso skladali. Pri nekaj milijonih stopinj je mogoča samo tvorba helija. Tudi to težavo so veleumi sčasoma raz­rešili, do kraja pa jo je razdelal nihče drug kot borec proti velikemu poku Fred Hoyle. Prišel je do zak­ljuč­ka, da zvezde v zadnjem delu obstoja postanejo pravi alkimisti in po vrsti proizvajajo težje elemente. Zaradi izčrpanega vodikovega goriva se začne jedro pod gra­vitacijo sesedati, kar znova dvi gne tlak in temperaturo ter ustvari pogoje za stapljanje helija v večje atome, recimo ogljik in kisik. Ko helija zmanjka, se zgodba ponovi in tako vse do stabilnega železa, ki se tvori pri temperaturi več milijard stopinj in je končna postaja navadne zvezdne izdelave atomov. Marsikdo bi pomislil, da so bili pogoji enako skrajni ob rojstvu vesolja. Vendar je bil čas ustrezne, ne previsoke, ne prenizke temperature enostavno prekratek, saj se je meril v milijardinkah sekunde.
Vsi vemo, da se periodni sistem ne konča pri železu, zato je bilo treba izgruntati, od kod so se vzeli največji atomi. Odgovor se je skrival v zadnjem stadiju posebej velikih zvezd, ki ne uspejo zadržati sesedanja masivnega jedra. Tlak naredi najbolj ekstremno vročino v aktualnem vesolju, sto milijard stopinj, ki zlepi še tako stabilne atome, kot je železo. Stisnjena sredica na­to vrne udarec in telo razstreli, pri čemer sij eksplozije zasenči vso galaksijo. Temu pojavu pravimo supernova in lahko v trenutku sprosti energijo, kakršno navadno sonce odda v vsem življenju. Elementi, ki jih supernova in druge manj spektakularno umrle zvezde raznesejo po okolici, sčasoma ustvarijo nove zvezde in planete okrog njih. Vesolje je zelo ekološko in vse reciklira. Celotno naše osončje, Zemlja in mi sami nismo nič drugega kot prah davno ugaslih zvezd.

Naj se čuje še tako neverjetno, tole je zemljevid vesolja, starega le nekaj sto tisoč let. Sliko je ustvaril odmev prve svetlobe, ki je napolnila mlad prostor. Različne barve pomenijo različne gostote materije. Košček tega davnega trenutka je prisoten tudi v televizijskem in radijskem šumu.

Čeprav je teorija velikega poka lepo napredovala, se je pokazala nejasnost: popolna enovitost ozadnega kozmičnega sevanja, kar je dalo misliti na docela glad­ko in enakomerno pravesolje. To je bila slaba pred­postavka glede na današnji prostor, ki je v več­jem merilu resda izotropen, ne pa tudi enako napolnjen. Da bi pojasnili nastanek galaksij, bi morali najti razlike v radijski sliki. Nihanja, ki so jih predvideli fiziki, naj bi bila tako malenkostna, da bi jih bilo zaradi atmosferskih motenj nemogoče zaznati celo z vremenskim balonom, kaj šele s tal. Zato je NASA leta 1974 pričela načrtovati satelit COBE (COsmic Background Explorer), ki bi opravil najbolj natančne me­rit­ve stran od vseh motenj. Težave pri razvoju, birok­ra­cija in naposled nesreča Challengerja, ki je prizemljila vse raketoplane, so misijo pošteno zamaknili. Cobe so zato izstrelili šele konec leta 1989. Po dobrih dveh letih skeniranja črnine so astronomi 23. aprila 1992 objavili rezultate in postavili še en ključni kamenček v mozaik stvarstva. Njegova podoba tik po rojstvu je bila zelo razgibana.

Veliki pok osebno
Dasiravno še vedno obstajajo drugačne različice elementarnega vprašanja nastanka vesolja, tako filozofske in znanstvenofantastične kot resne, je big bang splošno uveljavljen model. Seveda se vseskozi odvijajo raziskave, ki dodajajo bunkice na osnovno rdečo nit. Tudi ocenjena starost 13,7 milijarde let se lahko spremeni. Vendar do premika paradigme skoraj zagotovo ne bo prišlo. Hipoteza ima zelo močne temelje in je gradila na predvidevanjih, ki so jih opažanja nato potrdila, ne na prikrojitvah glede na opažanja. Lemaître je denimo domneval širitev, Hubble jo je potrdil. Gamow in Alpher sta napovedala mikrovalovno sevanje, Penzias in Wilson sta ga našla. Za nastanek galaksij je bilo ključna neenakomernost tega sevanja in satelit COBE jo je odkril.
Skratka, naj se čuje še tako nerazumljivo ali nesprejem­ljivo, vesolje se je rodilo iz ničelne točke z neskon­č­no gostoto ter z neskončno energijo, čemur pravimo singularnost. V tem zarodku so bile vse sestavine današnjega kozmosa. Resda ne celotna snov, a kot vemo iz enačbe e=mc2, sta masa in energija neločljivo povezani, zatorej lahko prehajata iz ene v drugo. Ko so fotoni v tistih peklenskih razmerah trkali med seboj, so se pretvarjali v najosnovnejše delce, kot so kvarki in leptoni. A teorija veli, da dva fotona nista udejanila recimo samo elektrona, marveč tudi njegov antidelec pozitron. Materija in antimaterija pa seveda ne moreta sobivati, zato se ob stiku z velikim bliskom anihilirata – spremenita se nazaj v fotone. Kolikor nam je znano, v vesolju ni antimaterije. Zato je edina razlaga ta, da je po naključju nastal en antidelec manj, zaradi česar je snov v prvih sekundah pre­vla­dala nad antisnovjo.

Veliki pok ni rodil le vesolja, marveč tudi pros­tor in čas, zato je vprašanje ‘kaj je bilo prej’ slično ‘kaj je bolj severno od severnega tečaja’. Vesolje se hkrati ne širi skozi prostor, ampak skupaj z njim. Takenako so bili fizikalni zakoni spo­čet­ka drugačni, kot jih poznamo danes. Štiri sile, ki nam vladajo, torej gravitacijska, elektromagnetna, mo­č­­­­na in šibka jedrska sila, so bile v prvih trenutkih namreč združene v tako imenovano supersilo. Temu obdobju v strokovnih krogih pravijo veliko poenotenje. Supersila je razpadla šele po delčku milijardinke sekunde. Vendar to ni najmanjši popisan interval, saj je znanost tako neverjetno napredovala, da so domneve podane celo za čas 0 + 10-43 sekun­de. Rav­­no tedaj pa se zaradi načela nedoloč­nosti, ki je steber kvantne mehanike in obravnava gibanje delcev, pojavi neskladje s splošno teorijo relativnosti, ki naključij ne priznava. A to sodi v aka­demske razprave v Cernovi menzi. Enako akademsko mesto ima tudi doba inflacije, ki se velikokrat pojavlja v kronologiji velikega poka. Gre za najbolj zgodnji časovni interval, okoli 10-35 sekunde, v katerem se je prostor v zelo kratkem času napihnil še dosti hit­reje, kot so sprva predvidevali (eksponencialno), oziroma kot se je širil v nadaljevanju. Ta ideja, ki jo je nedavno predlagal astrofizik Alan Guth, pojasnjuje veliko vrzeli, ki so jih zvedavi znanstveniki odkrili, denimo zakaj je temperatura zaznanega vesolja enaka na vseh koncih. Vendar je njihovo opisovanje preveč strokovno za naravo tega članka, zato inflacije v osnovnem besedilu ne omenjam.

Po velikem poku se je prostor nezadržno širil in ohlajal. Po nekaj minutah so nastali protoni in nevtroni, kmalu zatem jedra vodika in helija. Ko se je plazemska juha po nekaj sto tisoč letih ohladila na par tisoč stopinj, so jedrca ujela elektrone in nastali so pravi atomi. Snov, sestavljena iz gromozanskih plinastih oblakov, se je pričela zgoščevati in v naslednjih sto milijonih let so pod težo sesedanja vodika zasijala prva sonca. Nobeno od njih zelo verjetno ne gori več, so pa ti davni reaktorji dali snov, iz katere se je pred slabimi petimi milijardami let na enem od krakov Rimske ceste rodila čisto povprečna zvezda z nekaj okoliškimi drobirnimi planeti. Na enem od njih se je zgodilo naključje, ki ga narava morda sploh ni predvidela. A to je že zgodba drugega sveta, ki prav tako pride na vrsto.
Današnja črnina je domnevno ravna, ne ukrivljena, premore gostoto šestih atomov na kubik, je zelo mrzla (minus 270 stopinj Celzija) in se širi čedalje hit­reje. Pravzaprav vsi pokazatelji kažejo, da se raztezanje zlepa ne bo ustavilo, saj je hitrost višja od privlaka med telesi. Ena od idej, kaj vleče prostor narazen, je temna energija. To je hipotetična sila, ki skupaj s hipotetično temno snovjo, katere elektromagnetnega sevanja ni moč zaznati, prežema ves prazen prostor. Dokaza, da obe entiteti obstajata, seveda ni, nanju kažejo le posredni indici. Na primer, da je hitrost vrtenja galaksije mnogo prevelika za vidno maso, zato naj bi v vsemirju obstajala vsaj devetina nevidne materije. Iskanje te mračne tvari je zato visoko na lestvici pomembnosti fizikov.
Gravitacija raztezanja dozdevno ne zavira, deluje pa na zemljevid vesolja v manjšem merilu. Andromeda in Rimska cesta bosta denimo čez poltretjo milijardo let trčili. In če to ne bo vplivalo na našo domačo grudo, jo bo vsekakor pobralo čez pet milijard let, ko bo Sonce prešlo v umirajočo fazo rdečega velikana in pogoltnilo notranje planete. A vesolje je še zelo mlado, z veliko zvezdnega goriva. Preden bo ugasnilo poslednje sonce, bo trajalo še sto milijard let. Več kot dovolj časa za ponovno organsko revolucijo.


RELATIVNOSTNA TEORIJA
Za zgodovinopis kozmologije razumevanje Einsteinovih teorij relativnosti – sta nam­reč dve – ni obvezno, prav tako ne za laič­no poznavanje kronike univerzuma. Vsee­no pa glede na temo ne morem mimo omembe tega slavnega veleuma prejšnjega stoletja, čigar zamisli so odločilno pripomogle tako k zavedanju vesolja kot marsikateri vsakdanjosti, recimo je­dr­s­ki energiji.
Albert, ki se je rodil leta 1879 v nemškem Ulmu, se je že za časa študija v Švici osredotočil na dognanja britanskega fizika Jamesa Maxwella. Ta je predpostavil, da je elektromagnetno valovanje, kakršno je svetloba, posledica dveh neločljivo povezanih pojavov, mag­netizma in elektrike. Vrsta tega valovanja je sicer odvisna od valovne dolžine in sega od rentgenskih žarkov prek ultravijolične, vidne in infrardeče svetlobe do radijskih valov. A skupna značilnost vseh oblik je, da potujejo enako hitro: s svetlobno hitrostjo. Da bi to teorijo pravilno vključili v takratne obrazce, so si viktorijanski fiziki izmislili eter, medij, ki ga svetloba potrebuje za širjenje. Menili so, da je s to ultraredko snovjo prepojeno vse stvarstvo in da je nazivna hitrost svetlobe pravzaprav hitrost glede na eter, dočim lahko oziraje na opazovalca potuje urneje ali počasneje. Zamisel se je zdela logična in da bi dokazali obstoj etra, so mnogi znanstveniki opravili vrsto poskusov. Med njimi izstopa sloviti eksperiment ameriških raziskovalcev Michelsona in Morleyja (1887). Z zelo natančno opremo sta razcepila žarek in ga poslala po dveh enako dolgih poteh, enega pravokotno na Zemljino krož­ni­co, drugega vzdolž nje. Nadejala sta se, da bosta zaradi eternega vetra (Zemlja se skozi prostor giblje s 30 kilometri na sekundo) zaznala odklone med žarkoma. Toda na kraju je bil edini dokaz njunega dela ta, da eter, kakršnega so si zamišljali, ne obstaja. Ta postulat, kakor z drugo besedo pravimo učenemu izhodišču, je bil temelj Einsteinovega življenjskega dela.
Zavoljo dolgojezičnosti v šoli in posledično slabih učiteljskih referenc je Albert kariero začel kot birokrat na patentnem uradu. A kakor je bil zaradi delovnega mesta, ki ga je oropalo akademskih krogov, jezen in ponižan, sta mu ravno obilica časa in miru omogočala razmišljanje. Velika večina njegovih teorij je nastala v njegovi glavi, ne da bi izvedel eno samo praktično meritev. Skozi miselne poskuse je tako že pri 26 letih spisal svojo prvo tezo, ki je rabila kot podlaga za bržda največjo fizikalno revolucijo prejšnjega stoletja.
Izhajal je iz predpostavke, da je svetloba zaradi narave elektromagnetnega valovanja enako – maksimalno – hitra za vse opazovalce in je najhitrejši možen pojav sploh. Obenem je svetloba edina absolutna entiteta, medtem ko je vse ostalo gibanje relativno in le v očeh vsakega posameznega opazovalca. Resda sta imela lastna principa relativnosti že Galilei in Newton, a pros­tor in čas sta bila zanju nespremenljiva elementa. Einstein pa je v prvi vrsti zagovarjal odsotnost univerzalnega časa in absolutnega prostora. Po njegovem ima vsak opazovalni sistem osebno, prožno uro, kar izhaja iz zahteve, da se morajo vsi strinjati o hitrosti svetlobe. To je seveda v nasprotju z zdravo pametjo, zato se ne bom trudil dalje opisovati tega neintuitivnega fenomena. Na spletu je namreč veliko miselnih orehov in skic na ta rovaš. Toda za razumevanje sta potrebna mogočen miselni preskok in osvoboditev spon klasične newtonovske fizike. Lahko si je denimo predstavljati sile na klancu v obliki vektorjev, električni tok kot tok vode ali atome kot kroglice. Svetloba pa je tako samosvoja, da nima primerjave. Drugačna kalibracija možganov je obvezna.

Veliko govoric in polresnic kroži o hecnem znanst­veniku Albertu. V šoli ni briljiral, a ni res, da bi mu šlo slabo. Še manj je resnična propaganda, ki jo je v šestdesetih letih prejšnjega stoletja spro­žila srbska domoljubna klika, češ, da je za večino njegovih zgodnjih dosežkov zaslužna prva žena, Srbkinja Mileva Marić.

Je pa zato laže razumljiva zaključna enačba prvega dela relativnostne teorije, E=mc2. Bistvo te formule je povezava dveh fizikalnih pojmov, ki sta dolgo časa veljala za samostojni domeni: energije in mase, pri čemer je c stoji za svetlobno hitrost (celeritas – urnost). V praksi ta obrazec pomeni veliko zanimivih re­či. Recimo, da za doseg svetlobne hitrosti potrebujemo neskončno energije. Da se z zelo visoko brzino masa prav tako povečuje v neskončnost. In predvsem, da sta masa in energija del iste kvote, pri če­mer se v zelo malo mase skriva ogromna zaloga energije. Kako velika, pove ravno koeficient kvadratne svetlobne hitrosti. Skozi enačaj v E=mc2 je v Hirošimi prešlo le 0,6 grama prečiščenega urana. (Energijo iz cepljenja ali zlivanja jeder da razlika med maso za­četnega in končnega materiala. Sonce denimo sije zato, ker iz dveh vodikovih atomov nastane 0,7 odstotka lažji helij. Čuje se malo, a faktor pretvorbe je tristo milijonov na kvadrat. Zato je en kilogram vodika ob fuziji enakovreden 100 tisoč tonam premoga.)
Ta del teorije, ki so ga kasneje poimenovali posebna teorija relativnosti, saj se je tikal le premikanja s stalno hitrostjo, je bil za Einsteina po njegovih besedah le igračka v primerjavi z nadaljevanjem. Svojo misel je želel razširiti na vse situacije, torej tudi tiste, kjer je prisoten še pospešek. Z drugimi besedami: v teorijo je kanil vključiti gravitacijo in s tem opisati celotno vesolje. Sila težnosti je namreč v astronomiji ključna, saj narekuje gibanje in medsebojni vpliv vseh nebesnih teles, od kroženja planetov prek poti kometov do nastanka zvezd.
Čeprav so Newtonovi zakoni gravitacije kozmosu vladali več stoletij, se je Einstein odločil zgodbo nadaljevati. Naredil je preprost miselni poskus in ukradel Sonce iz našega sistema. Po Newtonovih tablicah bi šla Zemlja takoj svojo pot, ker bi nas gravitacijski učinek dosegel z neskončno hitrostjo. Sam pa je menil, da bi se to zgodilo s svetlobno hitrostjo, torej šele čez dobrih osem minut. Einstein je zlezel iz kalupa dotedanjega neodvisnega zavedanja prostora in časa ter ustvaril novo raven, imenovano prostor-čas. To je vesoljna tkanina, ki jo vsako telo ukrivlja glede na lastno maso, česar si ni težko predstavljati. Zvezda v obliki košarkarske žoge naredi v napeti ponjavi vdolbino, v katero se krožno skotalijo frnikolasti planeti. Gravitacija potemtakem ni sila, ampak posledica neravnega prostora-časa. Iz tega sledi, da čas v močnem gravitacijskem polju teče počasneje, kar je zopet ena od na prvi uč nelogičnih, a ob slikovnih primerih hitro razumljiva lastnost relativnostne teorije. Nek fizik je kasneje povzel: “Snov pove prostoru-času, kako se ukriviti, prostor-čas pove snovi, kako se gibati.”
Znanstvenik je te zamisli osnoval že leta 1907, vendar je potreboval nadaljnjih osem let, da jih je spravil v uporabne formule, ki so opisovale vsakršno gibanje. Ker je bilo izhodišče čisto novo, se je tudi matematika v vseh pogledih razlikovala od uveljavljene. To je bila težava, saj je znanost dobro shajala z obstoječimi zakoni. A Einstein je verjel, da Newtonovo pojmovanje resničnosti, četudi priljudno in enostavno, le ni natančno. Resničnost je relativistična, vendar se kot taka kaže le v izjemnih pogojih, torej pri visokih hitrostih in gravitacijah. Zemeljski eksperiment zato ni bil mogoč. Toda pravilnost Nemčevih navedb sta potrdili kar dve tedanji opažanji. Najprej so z njimi razjasnili nenavadne odklone Merkurjeve orbite, ki ima zaradi moč­nega Sončevega privlaka to nenavadnost, da se vrti okoli svojega gorišča. Dotlej so to sukanje tirnice pripisovali še neznanemu planetu. Drugi, temeljni dokaz pa je prišel iz opazovanj zvezd, ki jih je zakrivalo Sonce. Ob mrku so bile namreč vidne, kar pomeni, da je Sončeva gravitacija ukrivila pot svetlobe, ki bi drugače bežala mimo nas.
Tako se je sredi novembra 1919 rodila splošna teorija relativnosti. Svetovne medije so napolnili mastni nas­lovi v stilu NOVA TEORIJA VESOLJA in NEWTONOVI ZAKONI OVRŽENI. Albert Einstein, že tako izredno karizmatičen in duhovit profesor, je postal prva znanstvena superzvezda.
Seveda ima Newton še vedno veljavo, kot vemo iz šol. Za vsakdanje, zemeljske potrebe so njegovi izreki zaradi svete preproščine docela pripravni. Zato nikomur ne pade na kraj pameti, da bi zaradi milijoninske natančnosti fizikalne pojave računal s kompliciranimi Einsteinovimi izreki. Drži pa, da so le-ti za širše vesolje najbolj natančen opis. A četudi relativnostna teorija ustreza širnim vesoljnim pojavom, ni združljiva z dru­gim fizikalnim stebrom, kvantno mehaniko, saj na­u­­­­­ka ob združevanju data nesmiselne rezultate. Kvantna mehanika resda razlaga pojave v drugi skrajnosti, torej na nivoju osnovnih delcev. Toda fiziki, začenši z Einsteinom in nadaljevavši z aktualnim Stephenom Hawkingom, vseeno ves čas dejavno iščejo poenoteno teorijo, ki bo zadovoljila oba svetova. Do kreganja načel pride ravno pri velikem poku (in v črnih luk­njah), koder je vse izredno majhno, a istočasno izredno masivno. Eden od predlogov popolnega opisa narave na vseh nivojih je zadnje čase omenjana teorija superstrun ali supersimetričnih strun, po kateri osnov­ni delci niso kroglice, kot si jih predstavljamo zdaj, marveč 11-dimenzionalne strune, ki valovijo.
No­belove nagrade Albertu Einsteinu (1921) niso podelili za teorijo gravitacije, saj komisija vanjo ni povsem verjela. Neposredno jo je dobil za odkritje zakona o fotoelektričnem pojavu, obenem pa še za življe­njs­ko delo. Svoja pozna leta je mirno preživel v Princetonu (New Jersey), kjer je 18. aprila 1955 tudi umrl. Do konca se je sekiral, ker je svetovna javnost njemu pripisovala ‘izum’ atomske bombe. Dasiravno je prav on pisal predsedniku Rooseveltu o nevarnosti morebitnega nemškega atomskega orožja, sam pri projektu Manhattan ni sodeloval. Kljub temu, da E=mc2 opisuje jedrsko reakcijo, za razvoj bombe ni bilo treba poznati principa relativnosti.

Dodaj odgovor

Vaš e-naslov ne bo objavljen. * označuje zahtevana polja