Ajnstajnov kosmos - Michio Kaku

pored neporecivog uspeha jednačina, kvantni fizičari nisu mogli da ignorišu uznemirujuće filozofsko pitanje: ako je materija talas, šta je talasanje? Isto pitanje pratilo je talasnu teoriju svetlosti, dovodeći do pogrešne teorije o eteru. Šredingerov talas je poput morskog i izvesno je da će, prepušten sam sebi, u jednom trenutku početi da se širi. Nakon dovoljno dugog perioda, talasna funkcija će se rasplinuti po čitavom svemiru. Takvi zaključci kosili su se sa svime što su fizičari znali o elektronima. Verovalo se da su subatomske čestice tačkasti objekti; oni poput mlaznjaka ostavljaju jasne tragove koji se mogu ovekovečiti na fotografskom filmu. Iako su ti kvantni talasi skoro s čudesnim uspehom objašnjavali misterije atoma vodonika, izgledalo je nemoguće da se Šredingerovim talasom opiše kretanje elektrona u slobodnom prostoru. Tačnije, kada bi Šredingerov talas zaista predstavljao elektron, taj talas bi se polako rasplinuo i svemir bi nestao. Negde je postojala užasna greška. Najzad je Maks Born, Ajnštajnov doživotni prijatelj, izneo jedno od najkontroverznijih rešenja ove zagonetke. Born je 1926. godine odlučno istupio s tvrdnjom da Šredingerov talas uopšte ne opisuje elektron, već mogućnost nalaženja elektrona. Izjavio je da se „kretanje čestica odvija u skladu sa zakonima verovatnoće, ali sama verovatnoća se pokorava zakonima kauzalnosti.”158 U toj novoj predstavi, materija se zaista sastoji od čestica umesto od talasa. Oznake na fotografskom filmu tragovi su tačkastih čestica, ne talasa. Ali verovatnoća nalaženja čestice u bilo kojoj tački prostora određena je talasom. (Preciznije, verovatnoću nalaženja čestice u određenoj prostornovremenskoj koordinati prikazuje apsolutni koren amplitude Šredingerovog talasa.) Više nije bilo važno to što bi se Šredingerov talas s vremenom rasplinuo. To je značilo da bi elektron prepušten samom sebi počeo da luta naokolo i ne biste znali gde se tačno nalazi. Svi paradoksi su sada bili rešeni: Šredingerov talas nije predstavljao česticu, već verovatnoću da je nađete. Verner Hajzenberg je otišao korak dalje. Zagonetka verovatnoće ugnežđene u novu teoriju neizmerno ga je mučila dok je pokušavao da je reši, često se žestoko raspravljajući sa starijim kolegom Borom. Jednog jutra, nakon celonoćnog bezuspešnog razmatranja problema verovatnoće, dugo je šetao po parku Fild, iza univerziteta, neprestano se pitajući kako je moguće ne znati precizan položaj elektrona. Kako koordinata elektrona može biti neodređena, ako je verovati Maksu Bornu, kada je možete jednostavno izmeriti?

Odjednom mu je sinulo. Sve je postalo jasno. Da biste znali gde se tačno nalazi elektron, morate ga videti. To znači da ga morate osvetliti. Ali fotoni u svetlosnom zraku sudarili bi se sa elektronom, zbog čega bi njegova tačna pozicija postala neodređena. Drugim rečima, čin opservacije ne neizbežno izaziva neodređenost u merenju. Na osnovu toga formulisao je nov fizički princip, princip neodređenosti, koji kaže da je nemoguće istovremeno odrediti položaj i brzinu čestice. (Preciznije, proizvod neodređenosti položaja i impulsa mora biti veći ili jednak Plankovoj konstanti podeljenoj s 4π.) To nije bila posledica nepreciznosti mernih instrumenata, već osnovni zakon prirode. Ni sam Bog ne bi mogao znati tačan položaj i impuls elektrona. Bio je to sudbonosni trenutak – kvantna teorija je zašla u duboke, potpuno neistražene vode. Do tada se smatralo da su kvantni fenomeni statistički i da su predstavljali prosečno kretanje ogromnog broja elektrona. Izgleda da sada nije bilo moguće tačno opisati ni pokrete samo jednog elektrona. Ajnštajn se užasavao. Skoro da se osećao izdanim, jer je njegov dobar prijatelj Maks Born odbacio determinizam, jednu od najcenjenijih ideja klasične fizike. Determinizam podrazumeva da budućnost možete predvideti ako znate sve o sadašnjosti. Njutnov ogromni doprinos fizici bio je u tome što se na osnovu zakona kretanja i tekućeg stanja solarnog sistema moglo predvideti kretanje kometa, Meseca i planeta. Fizičari su se vekovima divili preciznosti Njutnovih zakona, mogućnosti da predvide položaj nebeskih tela za milione budućih godina. Sve do trenutka Hajzenbergove spoznaje, čitava nauka se oslanjala na determinizam – naučnik može predvideti ishod eksperimenta ukoliko zna početni položaj i brzinu čestice. Njutnovi sledbenici poredili su kosmos sa džinovskim satom. Bog je na početku navio taj sat koji otad pouzdano otkucava u skladu s Njutnovim zakonima kretanja. Ukoliko znate položaj i brzinu svakog atoma u svemiru, pomoću Njutnovih zakona možete apsolutno precizno odrediti evoluciju svemira. Međutim, princip neodređenosti je sve to osporavao, tvrdeći da je budućnost svemira nemoguće predvideti. Na primer, ne možemo odrediti trenutak raspada atoma uranijuma, već samo verovatnoću raspada. Decembra 1926. godine, kao odgovor na Bornova istraživanja, Ajnštajn je napisao: „Kvantna mehanika zahteva veliko poštovanje. Ali neki unutrašnji glas govori mi da je to poštovanje neopravdano. Teorija nudi mnogo, ali ne približava nas Gospodnjim tajnama. Ja smatram da On ne

baca kockice.”159 Komentarišući Hajzenbergovu teoriju, Ajnštajn je zapazio: „Hajzenberg je izlegao veliko kvantno jaje. U Getingemu veruju u to jaje (ali ja ne.)”160 Ni Šredingeru se nije sviđala Hajzenbergova ideja. Ukoliko jednačine predstavljaju samo verovatnoću, rekao je, žali što je imao veze s njima. Ajnštajn se jadao kako bi umesto fizičara radije bio krupije, da je znao da će kvantna revolucija koju je i on delom inicirao uvesti verovatnoću u fiziku. Fizičari su se podelili u dva tabora.161 Ajnštajn je predvodio struju odanu determinizmu, ideji koja je potekla još od Njutna i vekovima vodila fizičare. Saveznici su mu bili Šredinger i de Brolj. Na čelu druge, daleko brojnije grupacije, bio je Nils Bor koji je verovao u neodređenost i zagovarao novu verziju kauzalnosti zasnovanu na prosečnim vrednostima i verovatnoći. Bor i Ajnštajn su se potpuno razlikovali i po drugim kriterijumima. Ajnštajn se kao dete klonio sportova i sve svoje vreme posvećivao knjigama o geometriji i filozofiji, dok je Bor u Danskoj bio fudbalska zvezda. Ajnštajn se izražavao dramatično i dinamično, pisao pesme i nadmudrivao se s novinarima; a Bor je bio spetljan, mumlao je, često govorio neartikulisano i nečujno, beskrajno ponavljajući jednu reč kada bi ga misli preokupirale. Ajnštajn je s lakoćom pisao lirsku prozu, dok se Bor gotovo paralisao kada je morao da napiše rad. Kao srednjoškolac, diktirao je majci sve svoje radove. Kada se oženio, majčin zadatak preuzela je njegova žena (kojoj je čak usred medenog meseca diktirao dugačak, važan rad.) Ponekad bi čitavu svoju laboratoriju podigao na noge i zaustavio sve eksperimente, tražeći pomoć pri pisanju stote verzije nekog svog rada. (Kada je Bor pozvao Volfganga Paulija u Kopenhagen, ovaj je odgovorio: „Doći ću, ako je poslata poslednja verzija.”162) Da je bio inspirisan, Bor bi, zapravo, napisao i jednačine o postizanju golova na fudbalskim utakmicama. Čudno, ali Bor je mogao da funkcioniše samo ako bi kraj sebe imao asistenta koji bi izdvajao njegove ideje. Bez pomoćnika, bio je nemoćan. Ali obojica su bila opsednuti svojom prvom ljubavi, fizikom. Do direktnog sukoba došlo je na Šestoj Solvejevoj konferenciji u Briselu 1930. godine. Koplja su se lomila oko same prirode realnosti? Ajnštajn je bez prestanka izazivao Bora, koji se znojio pod neprestanim napadima, ali je uspevao da besprekorno odbrani svoje stavove. Ajnštajn je predložio elegantan „misaoni eksperiment” koji bi uništio „demona”, princip neodređenosti: zamislite kutiju sa izvorom zračenja. Na kutiji je

rupa zatvorena poklopcem. Ako se poklopac nakratko podigne, rupa može propustiti jedan foton iz kutije. Tako možemo s velikom preciznošću utvrditi vreme emitovanja fotona. Mnogo kasnije, izmerićemo kutiju. Pošto je prethodno ostala bez jednog fotona, biće lakša. Kako su masa i energija ekvivalentni, s velikom preciznošću možemo reći koliko ukupne energije sadrži kutija. Tako precizno i sasvim izvesno saznajemo ukupnu energiju i vreme otvaranja poklopca – to znači da je princip neodređenosti pogrešan. Ajnštajn je mislio da je najzad našao način da uništi novu kvantnu teoriju. Pol Erenfest, učesnik konferencije i svedok ove žestoke bitke, napisao je: „Bio je to veliki udarac za Bora. U trenutku nije mogao da se snađe. Bio je nesrećan čitavo veče, šetao od jednog do drugog kolege pokušavajući da ih redom ubedi kako to ne može biti tačno – ukoliko Ajnštajn ima pravo, to je kraj fizike. Ali nije mogao da smisli način da opovrgne Ajnštajnov zaključak. Nikada neću zaboraviti dva suparnika dok napuštaju univerzitetski klub. Ajnštajn, veličanstvena figura koja smireno hoda s blagim ironičnim osmehom i Bor koji trčka uz njega, duboko uznemiren.”163 Kada je kasnije te večeri pokušao da razgovara sa Erenfestom, Bor je jedino uspeo da u nedogled mrmlja: „Ajnštajn... Ajnštajn... Ajnštajn.” Nakon napete, besane noći, Bor je našao grešku u Ajnštajnovom argumentu i iskoristio Ajnštajnovu teoriju relativnosti da ga pobedi. Pošto je kutija lakša nego na početku, zaključio je da će sile gravitacije na nju slabije delovati. Budući da se prema opštoj teoriji relativnosti vreme ubrzava kako gravitacija slabi (na primer, vreme brže teče na Mesecu), znači da bi najmanja nesigurnost pri merenju vremena dovela do neodređenosti u utvrđivanju položaja kutije. Zato se pozicija kutije ne može odrediti sa apsolutnom preciznošću. Povrh toga, nepreciznost u merenju težine kutije odraziće se na neodređenost njene energije i impulsa – odnosno, ne možete apsolutno precizno izmeriti impuls kutije. Kada se spoje delići, dve neodređenosti na koje je Bor ukazao – položaja i impulsa – potpuno se slažu s principom neodređenosti. Bor je uspeo da odbrani kvantnu teoriju. Kada se Ajnštajn pobunio: „Bog ne baca kockice”, Bor je, navodno, kao iz topa odbrusio: „Ko smo mi da govorimo Bogu šta da radi.” Ajnštajn je morao priznati da je Bor uspeo da opovrgne njegove argumente. Napisao je: „Ubeđen sam da ta teorija sadrži delić konačne istine.”164 Komentarišući istorijsku raspravu između Ajnštajna i Bora, Džon Viler je rekao da je to bila „najveličanstvenija debata u intelektualnoj istoriji

za koju znam. Trideset godina nisam čuo za dužu debatu između dva velikana o značajnijoj temi sa ozbiljnijim posledicama po razumevanje ovog našeg čudnog sveta.”165 Šredinger, kome se to novo tumačenje njegovih jednačina takođe nije dopadalo, izneo je čuveni problem s mačkom, kako bi otkrio rupe u principu neodređenosti. Pisao je o kvantnoj mehanici: „Ne sviđa mi se i žao mi je što imam veze s tim.”166 Najčudniji problem koji je predočio bio je onaj s mačkom zatvorenom u zapečaćenoj kutiji zajedno s bočicom punom otrovnog gasa, čekićem i Gajgerovim brojačem vezanim za radioaktivnu supstancu. Radioaktivni raspad uranijuma je nesumnjivo kvantni efekat. Ukoliko se uranijum nije raspao, mačka je živa. Ako se atom raspadne, aktiviraće se brojač, što će pokrenuti čekić koji će razbiti bočicu i oslobođeni gas će ubiti mačku. Prema kvantnoj teoriji, ne možemo predvideti kada će se uranijum raspasti. U suštini, atom uranijuma može istovremeno biti u oba stanja – netaknut ili raspadnut. Ali ako uranijumov atom može biti u oba stanja u isto vreme, onda je i postojanje mačke dualno. Dakle, pitanje je, da li je mačka živa ili mrtva? U svakodnevnom životu, to pitanje bi bilo besmisleno. Čak i ako ne možemo otvoriti kutiju, zdrav razum govori da je mačka ili mrtva ili živa. Niko ne može istovremeno biti i živ i mrtav; to bi bilo u sukobu sa svim što znamo o svemiru i fizičkoj realnosti. Međutim, kvantna teorija daje nam čudan odgovor – da zapravo ne znamo u kom je stanju mačka. Pre nego što otvorimo kutiju, mačka je predstavljena talasom, a talasi se mogu sabirati poput brojeva. Sabiranjem talasnih funkcija mrtve i žive mačke fizičari proveravaju u kom stanju je mačka. Tako je mačka ni mrtva ni živa dok ne otvorite kutiju. Dok je zatvorena u kutiji, samo možemo reći da postoje talasi koji opisuju mačku, istovremeno mrtvu i živu. Kada najzad otvorimo kutiju, možemo izvršiti merenje i uveriti se da je mačka živa ili mrtva. Kada spoljašnji posmatrač meri, omogućava se „kolaps” talasne funkcije i precizno određivanje stanja mačke; kada se osvetli unutrašnjost kutije, talasna funkcija kolapsira i objekat trenutno prelazi u određeno stanje. Drugim rečima, postupak opažanja određuje konačno stanje objekta. Slabost Borove kopenhaške interpretacije leži u pitanju postoji li objekat pre merenja. Ajnštajnu i Šredingeru sve to činilo se protivprirodno. Ajnštajna su do kraja života mučila ta duboka filozofska pitanja (koja i danas izazivaju žestoke rasprave.)

Nekoliko uznemirujućih aspekata ove zagonetke duboko su uzdrmali Ajnštajna. Prvo, pre nego što se obavi merenje, postojimo kao zbir svih mogućih univerzuma. Ne možemo tvrditi da li smo živi ili mrtvi, niti da li dinosaurusi još uvek žive ili da li je Zemlja uništena pre više milijardi godina. Sve je moguće, pre nego što se obavi merenje. Drugo, čin opažanja, po svemu sudeći, stvara realnost! Dolazimo do novog viđenja stare filozofske zagonetke da li drvo zaista pada u šumi ako ga niko ne čuje. Njutnovac bi rekao da drvo može pasti nezavisno od toga da li će neko to opaziti. Ali neko iz kopenhaške škole rekao bi da drvo može postojati u svim mogućim stanjima (položeno, uspravno, mlado, trulo, izgorelo itd.) dok ga neko ne spazi – u tom trenutku njegovo postojanje je izvesno i određeno. Kvantna teorija vodi do potpuno neočekivanog tumačenja: opažanje drveta određuje njegovo stanje, odnosno da li stoji ili je palo. Ajnštajn je još u danima provedenim u Patentnom zavodu pokazivao sklonost da odlučno izdvaja suštinu bilo kog problema. Zato bi gostima u svom domu postavljao pitanje: „Postoji li Mesec zato što miš gleda u njega?”167 Ako je kopenhaška škola bila u pravu, odgovor je potvrdan – Mesec prelazi na nivo postojanja kada ga miš spazi, a Mesečeva talasna funkcija kolapsira. U narednim decenijama, predloženo je mnogo rešenja problema s mačkom, ali nijedno potpuno zadovoljavajuće. Iako niko ne sumnja u valjanost kvantne mehanike, prethodna pitanja ostaju jedan od najvećih filozofskih izazova u čitavoj fizici. „O kvantnim problemima razmišljao sam stotinama puta više nego o opštoj teoriji relativnosti”,168 pisao je Ajnštajn, žaleći se kako su ga osnove kvantne mehanike neprestano mučile. Nakon dugotrajnog i dubokog razmatranja, Ajnštajn je istupio sa, smatrao je, odlučujućom kritikom kvantne teorije. Godine 1933. je sa svojim studentima Borisom Podolskim i Natanom Rozenom izneo zamisao o novom eksperimentu koji i danas zadaje glavobolju mnogim kvantnim fizičarima i filozofima. EPR (Einstein, Podolsky, Rosen) eksperiment možda nije, kako se Ajnštajn nadao, uništio kvantnu teoriju, ali je uspeo da pokaže kako – ionako već prilično bizarna – postaje sve čudnija. Pretpostavimo da atom emituje dva elektrona u suprotnim smerovima. Svaki se vrti poput čigre, sa spinom usmerenim nagore ili nadole. Nakon dovoljno dugog vremena, te elektrone mogu deliti milijarde kilometara. Dok ne obavite merenje, ne možete znati spinove elektrona.

Pretpostavimo da ste izmerili spin jednog elektrona i da je usmeren nagore. Istog trenutka znaćete spin i drugog elektrona, iako je udaljen mnogo svetlosnih godina – njegov spin je suprotan, odnosno usmeren nadole. To znači da merenje u jednom delu svemira trenutno određuje stanje elektrona na drugom kraju univerzuma, što narušava specijalnu teoriju relativnosti. Ajnštajn je tu pojavu nazvao „zastrašujuće dejstvo na daljinu”.169 Filozofske implikacije ovakvog zaključivanja prilično su jezive. Izgleda da neki atomi u našem telu mogu biti povezani nevidljivom mrežom sa atomima na drugom kraju svemira, tako da naši pokreti mogu trenutno uticati na stanje atoma udaljenih milijardama svetlosnih godina – to se opet sukobljava sa specijalnom teorijom relativnosti. Ajnštajnu se ta ideja nije sviđala, jer bi to značilo da svemir nije lokalan, odnosno da događaji na Zemlji, putujući brže od svetlosti, trenutno utiču na događanja na drugom kraju kosmosa. Čuvši za novu zamerku kvantnoj fizici, Šredinger je napisao Ajnštajnu: „Raduje me što ste u tom radu... očigledno uhvatili dogmatsku kvantnu fiziku za rep.”170 Borov kolega Leon Rozenfeld je zapisao šta se dešavalo nakon što su saznali za nove Ajnštajnove zaključke: „Prekinuli smo sva istraživanja; morali smo istog trenutka da razjasnimo tu nedoumicu. Bor je, duboko uzbuđen, odmah počeo da diktira odgovor.”171 Kopenhaška škola odolela je izazovu, ali je za to platila: Bor je morao priznati Ajnštajnu da je kvantni kosmos zaista nelokalan (događaji u jednom kraju kosmosa trenutno utiču na stanje drugog dela univerzuma.) Sve u kosmosu je međusobno povezano u kosmičku mrežu. EPR eksperiment, dakle, nije pobio kvantnu mehaniku; samo je pokazao koliko je luda. (U narednim godinama, EPR eksperiment je bio zloupotrebljivan za spekulacije o tome kako je moguće napraviti EPR radio koji bi emitovao talase brže od svetlosti, kako možemo slati signale u prošlost ili iskoristiti taj efekat za telepatiju.) EPR eksperiment nije negirao relativnost, pa možemo reći da se Ajnštajn poslednji smejao. Putem EPR eksperimenta nijedna korisna informacija ne može se emitovati brzinom većom od svetlosne. Pomoću EPR mehanizma ne možete odaslati Morzeov kod brže od svetlosti. Fizičar Džon Bel pokušao je da objasni problem na sledeći način: naveo je matematičara Bertlmana koji je uvek nosio ružičastu i zelenu čarapu. Ako znate da je na jednoj nozi zelena čarapa, istog trenutka znate da je na drugoj ružičasta, a nijedan signal nije poslat od jedne do druge noge. Drugim

rečima, znati nešto nije isto što i širiti to znanje. Posedovati informaciju i pronositi je, sasvim su različite stvari. Krajem dvadesetih godina prošlog veka, već su se izdvojile dve moćne teorije fizike: relativnost i kvantna teorija. Te dve teorije obuhvatale su sve ljudsko znanje o fizičkom univerzumu. Jedna od njih, teorija relativnosti, opisala je ogromne pojave – Veliki prasak i crne rupe. Druga – kvantna teorija – objašnjavala je maleni, čudni svet atoma. Premda se kvantna teorija razvijala protivno intuiciji, niko nije mogao osporiti njene zadivljujuće eksperimentalne uspehe. Nobelove nagrade kao da su letele u ruke mladih fizičara spremnih da primenjuju kvantnu teoriju. Ajnštajn je bio previše dobar fizičar da bi ignorisao dostignuća koja su skoro svakodnevno iskrsavala na polju kvantne fizike. Nije osporavao njene uspehe u eksperimentima. Priznao je da je kvantna mehanika bila „najuspešnija teorija našeg doba”.172 Nije podmetao nogu razvoju kvantne mehanike, kao što bi neke sitnije duše među fizičarima uradile. (Ajnštajn je 1929. godine predložio da Šredinger i Hajzenberg podele Nobelovu nagradu.) Imao je sasvim suprotnu strategiju. Više nije napadao kvantnu teoriju kao netačnu, već je odlučio da je ugradi u objedinjenu teoriju polja. Kada ga je armija kritičara u Borovom taboru optužila da ignoriše kvantni svet, odgovorio je da njegov cilj nije ništa manje do kosmički: hteo je da celu kvantnu teoriju ugradi u svoju novu teoriju. Ajnštajn je izvodio analogije s prethodnim radovima. Relativnost nije dokazala da je Njutnova teorija sasvim pogrešna: samo je necelovita i može se integrisati u obuhvatniju teoriju. Njutnova mehanika bila je sasvim valjana u svom domenu – u svetu malih brzina i velikih objekata. Slično tome, Ajnštajn je verovao da neobične pretpostavke kvantne teorije o mački koja je istovremeno i živa i mrtva, može objasniti viša teorija. Brojni Ajnštajnovi biografi su pogrešno tumačili njegov stav prema kvantnoj mehanici. On nije tražio dokaz da je kvantna teorija pogrešna, kako su mnogi kritičari tvrdili. Previše često su ga prikazivali kao poslednjeg dinosaurusa klasične fizike, ostarelog pobunjenika, reakcionarskog glasnogovornika. Ajnštajnov cilj bio je da ukaže na nedovršenost kvantne teorije i da je upotpuni pomoću objedinjene teorije polja. Jedan od kriterijuma za objedinjenu teoriju polja bio je upravo zahtev da, u izvesnoj aproksimaciji, reprodukuje princip neodređenosti. Ajnštajn je planirao da pomoću opšte relativnosti i objedinjene teorije polja objasni poreklo same materije, da konstruiše materiju iz geometrije.

Ajnštajn i Nejtan Rozen su 1935. godine istraživali nov način da kvantna čestica poput elektrona bude prirodna posledica Ajnštajnove teorije, a ne fundamentalni objekat. Nadao se da će na taj način izvesti kvantnu teoriju bez suočavanja s problemom verovatnoće. Elementarne čestice su se u većini teorija javljale kao singulariteti, odnosno oblasti gde jednačine nisu definisane. Setite se Njutnovih jednačina u kojima je sila obrnuto srazmerna kvadratu rastojanja između dva objekta. Kada se rastojanje približi nuli, sila gravitacije postaje beskonačno velika, i dobijamo singularitet. Pošto je Ajnštajn hteo da izvede kvantnu teoriju iz obuhvatnije teorije, zaključio je da mu treba teorija potpuno oslobođena singulariteta. (Primeri za to mogu se naći u prostim kvantnim teorijama. Zovu se „solitoni” i podsećaju na zavojke u prostoru: glatki su, nisu singularni, mogu se odbijati jedni od drugih i održavati isti oblik.) Ajnštajn i Rozen predložili su nov način da se dođe do takvog rešenja. Pošli su od dve švarcšildovske crne rupe koje se nalaze na dva paralelna lista papira. Moguće je makazama izrezati svaki singularitet, odnosno crnu rupu i zalepiti dva lista. Tako bi se dobilo glatko rešenje bez singulariteta koje je, po Ajnštajnu, moglo predstavljati subatomsku česticu. To znači da se kvantne čestice mogu posmatrati kao malene crne rupe. (Ta ideja oživljena je šezdeset godina kasnije, u teoriji struna čije matematičke jednačine mogu subatomske čestice pretvoriti u crne rupe i obratno.) Taj „Ajnštajn-Rozenov most” može se posmatrati i na drugi način. U njegovom kontekstu prvi put se u naučnoj literaturi pominju „crvotočine” koje spajaju dva univerzuma. Crvotočine su prečice u vremenu i prostoru, nalik na kapije ili portale koji spajaju dva paralelna lista papira. Ideju crvotočina javnosti je prvi predočio Čarls Dodžson (poznat kao Luis Kerol), oksfordski matematičar, pisac Alise u zemlji čuda i Alise iza ogledala. Kada Alisa stavi ruku na ogledalo, stupa na svojevrstan Ajnštajn-Rozenov most koji spaja dva univerzuma – Zemlju čuda i okolinu Oksforda. Naravno, jasno je bilo da će svakog ko padne u Ajnštajn-Rozenov prolaz na smrt smrskati intenzivna sila gravitacije, dovoljno jaka da pocepa atome njegovog tela. Putovanje kroz crvotočinu do paralelnog svemira bilo bi nemoguće kada bi crna rupa bila stacionarna. (Moralo je da prođe šezdeset godina da bi koncept crvotočina dobio jednu od glavnih uloga u fizici.) Ajnštajn je, najzad, odustao od te ideje, delom zato što nije bio u stanju da objasni sve tajne subatomskog sveta. Nije mogao u potpunosti da objasni sva čudna svojstva „drveta” pomoću „mermera”. Jednostavno, subatomske

čestice imale su previše karakteristika (na primer, masu, spin, naelektrisanje, kvantne brojeve, itd.) kojima nikako nije uspevao da nađe mesto u svojim jednačinama. Njegov cilj bio je da nađe sliku koja bi mu otkrila nedovršenu objedinjenu teoriju u svom njenom sjaju; međutim, jedan od ključnih problema bio je to što je nuklearna sila u to vreme još uvek bila velika nepoznanica. Ajnštajn je istraživao decenijama pre nego što će podaci dobijeni iz eksperimenata sa moćnim neutronskim generatorima razjasniti prirodu subatomske materije. Zato nikada nije našao željenu sliku.

T POGLAVLJE 8 Rat, mir i E = mc 2 ridesetih godina prošlog veka svet se našao u poročnom zagrljaju velike krize, a haos je iznova potresao ulice u Nemačkoj. Pošto se sunovratila domaća valuta, marljivi pripadnici srednje klase preko noći su ostali bez svojih ušteđevina. Nacistička partija koja je bila u usponu, hranila se jadom i čemerom nemačkog naroda, a svoj bes je usmerila na najpodesnije žrtveno jagnje – Jevreje. Uz podršku moćnih industrijalaca, ubrzo je postala najjača sila u Rajhstagu. Ajnštajn, koji se godinama opirao antisemitizmu, uvideo je da je ovoga puta njegov život u opasnosti. Premda pacifista, realno je sagledao situaciju, usklađujući svoje poglede s meteorskim usponom nacista. „Protivim se upotrebi sile ma kakve da su okolnosti osim kad se suočim s neprijateljem čiji je cilj uništenje samog života”,173 pisao je Ajnštajn. Ovakav prilagodljiv stav biće stavljen na probu. Godine 1931. objavljena je knjiga Sto autora protiv Ajnštajna, koja je sadržala svakakve antisemitske izjave protiv čuvenog fizičara. Dokument je potpirivao vatru: „Namena ovog izdanja je da se svom snagom suprotstavi teroru ajnštajnovaca.”174 Ajnštajn je kasnije rekao kako im za obaranje teorije relativnosti nije ni trebalo stotinu autora. Da je netačna, bio bi dovoljan samo jedan. Nemoćan da se suprotstavi nadolazećoj plimi nacizma, Ajnštajn je decembra 1932. godine zauvek napustio Nemačku. Rekao je Elzi da dobro pogleda njihovu seosku kuću u Kaputu, i tužno dodao: „Osvrni se oko sebe, jer je nikada više nećeš videti.”175 Situacija se naglo pogoršala 30. januara 1933. godine kada su nacisti, tada već najveća stranka u parlamentu, najzad preuzeli vlast, a Adolf Hitler je proglašen za kancelara Nemačke. Nacisti su konfiskovali Ajnštajnovu imovinu i račun u banci ostavivši ga bez prebijene pare, oduzevši mu uz to njemu tako dragu kuću u Kaputu uz tvrdnju da su u njoj pronašli oružje (Kasnije se

ispostavilo da su pronašli samo kuhinjski nož. Tokom Trećeg rajha kuću u Kaputu koristila je Liga nemačkih devojaka.) Desetog maja nacisti su upriličili javno paljenje zabranjenih knjiga, među kojima je bilo i Ajnštajnovih dela. Iste godine Ajnštajn se obratio Belgijancima koji su bili u nemačkoj senci: „U današnjim okolnostima, da sam Belgijanac, ne bih odbio da služim vojsku.”176 Njegove izjave, koje su preneli svetski mediji, namah su izazvale prezir nacista ali i pacifista; potonji su verovali da su miroljubiva sredstva jedini način suprotstavljanja Hitleru. Uviđajući pravu brutalnost nacističkog režima, Ajnštajn je ostao nepokolebljiv: „Antimilitaristi se obrušavaju na mene kao na pokvarenjaka... ali oni su samo slepi kod očiju.”177 Prinuđen da pobegne iz Nemačke, Ajnštajn – svetski putnik – još jednom ostaje bez doma. Za vreme boravka u Engleskoj 1933, posetio je Vinstona Čerčila na njegovom imanju. U Čerčilovoj knjizi gostiju Ajnštajn je u rubrici „adresa” napisao: „Bez adrese”. Pošto se sad nalazio pri samom vrhu nacističke liste omraženih, morao je da vodi računa o svojoj bezbednosti. Navodeći neprijatelje nacističkog režima, jedan nemački časopis objavio je na naslovnoj strani Ajnštajnovu fotografiju uz propratni tekst: „Još nije obešen.” Antisemiti su s ponosom isticali da su, nakon što su oterali Ajnštajna iz Nemačke, u stanju da proteraju i sve ostale jevrejske naučnike. U to vreme nacisti su usvojili nov zakon kojim se zahtevalo da se otpuste svi Jevreji na visokim položajima, što je značilo momentanu propast nemačke fizike. Devet dobitnika Nobelove nagrade moralo je da napusti Nemačku zbog novog zakona o civilnoj službi, dok je sedamnaest univerzitetskih radnika dobilo otkaz tokom jedne godine, pa je nemačka nauka i tehnologija postala anemična. Masovni progon u deo Evrope koji nije bio pod komandom nacista, bukvalno je desetkovao vrh naučne elite. Marks Plank, večiti oportunista, nije prihvatao pokušaje svojih kolega da se javno suprotstave Hitleru. Više je voleo da koristi privatne kanale, pa se čak sreo s Hitlerom maju 1933, i uputio mu poslednju molbu da spreči propast nemačke nauke. Plank će kasnije zapisati: „Nadao sam se da ću mu dokazati kako čini strahovitu grešku... zato što progoni naše jevrejske kolege; da ću mu pokazati kako je besmisleno i krajnje nemoralno osuđivati ljude koji su sebe oduvek smatrali Nemcima i koji su, poput svih drugih, svoje živote ponudili Nemačkoj.”178 Tokom tog susreta, Hitler je rekao da nema ništa protiv Jevreja, ali da su svi oni komunisti. Kad je Plank pokušao da mu na to odgovori, Hitler je povikao: „O meni se priča da dobijam

nervne napade, ali moji živci su čelični!”179 Potom se lupio po kolenu i nastavio svoju tiradu protiv Jevreja. Plank je žalio zbog toga: „Nije me shvatio... Naprosto nema jezika koji takvi ljudi mogu razumeti.”180 Sve Ajnštajnove jevrejske kolege napustile su Nemačku spasavajući živu glavu. Leo Silard je otišao sakrivši svu svoju ušteđevinu u cipele. Fric Haber je 1933. pobegao iz Nemačke u Palestinu. (Ironijom sudbine, kao naučnik odan Nemačkoj, Silard je pomogao razvijanje otrovnog gasa za nemačku vojsku i proizveo ozloglašeni gas ciklon B. Tim gasom su kasnije u Aušvicu pobijeni mnogi članovi njegove porodice.) Mada nije bio Jevrejin, Ervin Šredinger se takođe užasnuo nad histerijom. Kada su nacisti 31. marta 1933. godine objavili opšti bojkot svih jevrejskih radnji, Šredinger se slučajno našao ispred Verthajma, najveće jevrejske prodavnice u Berlinu. Iznenada je video kako grupe jurišnika s nacističkim svastikama prebijaju jevrejske prodavce dok policija i narod stoje po strani i smeju se. Šredinger nije mogao da izdrži – prišao je jednom jurišniku i prekorio ga. Uto su jurišnici krenuli da tuku njega. Mogao je ozbiljno da nastrada od tog bezumnog premlaćivanja, ali jedan mladi fizičar koji je takođe nosio svastiku na rukavu prepoznao je Šredingera i spasao ga.181 Potresen onim što se dogodilo, Šredinger je napustio Nemačku i otišao u Englesku pa potom u Irsku. Godine 1943, nacisti su okupirali Dansku gde je Bor, delom Jevrejin, bio na listi za odstrel. Za dlaku je uspeo da umakne Gestapou preko neutralne Švedske, odakle je potom prebegao u Englesku (umalo se ugušio u avionu zbog neodgovarajuće maske s kiseonikom). Plank, odani patriota koji nikada nije napustio Nemačku takođe je strašno propatio. Plankov sin je pokušao atentat na Hitlera, pa su ga nacisti uhapsili, mučili ga i na kraju pogubili. Iako je Ajnštajn bio u egzilu, stizale su mu ponude za posao iz svih delova sveta. Vodeći univerziteti u Engleskoj, Španiji i Francuskoj hteli su da pridobiju svetski poznatog naučnika da radi za njih. Ranije je zime provodio na Univerzitetu u Prinstonu kao gostujući profesor, dok je preko leta boravio u Berlinu. Predstavljajući nov institut koji je trebalo da se osnuje u Prinstonu, najvećim delom pomoću pet miliona dolara iz fonda Bamberger fortune, Abraham Fleksner se nekoliko puta sreo sa Ajnštajnom i predočio mu mogućnost da pređe tamo. Ajnštajnu se svidelo što bi mogao da putuje i ne bi morao da predaje. Mada je bio omiljen predavač i često je

znao da razdrma studente zanimljivim anegdotama, profesorske dužnosti oduzimale su mu vreme posvećeno njegovoj voljenoj fizici. Jedan kolega je upozorio Ajnštajna da bi, ukoliko se preseli u Sjedinjene Države, praktično „izvršio samoubistvo”. Pre iznenadnog priliva jevrejskih naučnika iz nacističke Nemačke, Amerika je u naučnom pogledu smatrana učmalom sredinom, bez gotovo ijedne visokoobrazovne institucije koja bi mogla parirati onima u Evropi. Braneći svoj izbor, Ajnštajn je pisao belgijskoj kraljici Elizabeti: „Prinston je divno mestašce... staromodna, tradicionalna varošica. Uz zanemarivanje određenih običaja, uspeo sam da za sebe stvorim atmosferu pogodnu za rad, bez ičega što bi me ometalo.”182 Svetom se pronela vest da se Ajnštajn nastanio u Americi. „Papa fizike” napustio je Evropu. Njegov novi Vatikan nadalje će biti Institut za napredne studije u Prinstonu. Kada su Ajnštajna prvi put odveli u njegov kabinet, upitali su ga šta mu sve treba. Osim stola i stolice, rekao je da mu treba „velika kanta za otpatke... da bih u nju mogao bacati sve svoje greške.”183 (Institut je jamačno ponudio nameštenje i Ervinu Šredingeru, o kome se pričalo da živi u „slobodnom braku”jer su ga uvek pratile žena i ljubavnica. Njemu je atmosfera u Prinstonu bila kruta i konzervativna.) Amerikanci su bili zadivljeni zbog novopridošlog stanovnika države Nju Džersi, i on je odmah postao najpopularniji naučnik u zemlji. Ubrzo su svi znali za njega. Opklade radi, dva Evropljanina su poslala pismo naslovivši ga na „Dr Ajnštajn, Amerika”, da bi videli hoće li stići do njega. Stiglo je.184 Tridesetih godina prošlog veka Ajnštajn je tegobno živeo. Njegove najgore bojazni za sina Eduarda (koga su iz milošte zvali Tedel) obistinile su se kad je Eduard doživeo nervni slom 1930. godine nakon propale veze sa starijom ženom. Smestili su ga u psihijatrijsku bolnicu Burgozli u Cirihu, u kojoj je ranije boravila i Milevina sestra. Sa dijagnozom šizofrenika, izuzimajući kratke periode, do kraja života boravio je u mentalnoj ustanovi. Ajnštajn je oduvek sumnjao da će jedan od njegovih sinova možda naslediti mentalne probleme s majčine strane, te je krivio „zlehudo nasleđe”.185 „Video sam kako dolazi, polako ali neumitno, još od kad je Tedel bio mladić”,186 tužno je zapisao Ajnštajn. Godine 1933, Ajnštajnov blizak prijatelj Pol Erenfest koji mu je pomogao bodreći ga u ranom razvoju opšte teorije relativnosti, u nastupu depresije ubio je svog mladog, retardiranog sina i potom izvršio samoubistvo.

Nakon duge i teške bolesti, posle dvadeset godina zajedničkog života, 1936. godine umire Elza. Prema svedočanstvu njegovih prijatelja, Ajnštajn je bio „izuzetno uzdrman”.187 Njena smrt „prekinula je najsnažniju vezu koju je imao s drugim ljudskim bićem”.188 Teško je to podneo, ali se polako oporavio. Pisao je: „Odlično sam se svikao na ovdašnji život. Živim kao medved u izbi... Moja medveđa priroda još više je izbila posle smrti moje sadružnice koja se bolje od mene snalazila s drugim ljudima.”189 Nakon Elzine smrti živeo je sa svojom sestrom Majom, koja je takođe pobegla od nacista, s pastorkom Margot i sekretaricom Helen Dukas. Otpočelo je poslednje razdoblje njegovog života. Tokom tridesetih i četrdesetih godina naglo je ostario, a bez Elze koja ga je stalno opominjala da vodi računa o svom izgledu, harizmatična osoba puna života koja je u svom fraku zasenjivala kraljeve i kraljice, vratila se svojim starim boemskim navikama iz mladosti. Ajnštajn se pretvorio u sedog zanesenjaka i u dragom sećanju ljudi ostao je kao prinstonski mudrac koji se s jednakom dobrodušnošću pozdravljao s decom i plemstvom. Ajnštajn je i dalje radio bez prestanka. U Prinstonu se suočio s još jednim izazovom – pravljenjem atomske bombe. Još 1905. godine Ajnštajn je razmišljao o tome da bi njegova teorija mogla objasniti kako mala količina radijuma može tako jako da isijava u mraku dok njegovi atomi emituju veliku energiju bez vidljivog ograničenja. Količina energije zapretena u jezgru lako bi se mogla pokazati stotinama miliona puta većom od energije hemijskog oružja. Godine 1920, Ajnštajn je spoznao ogromne praktične implikacije energije zarobljene u atomskom jezgru i zapisao je: „Moguće je, čak nije neverovatno, da dođemo do novih izvora izuzetno efikasne energije, ali ova zamisao nema direktno uporište u sada znanim činjenicama. Teško je predviđati, ali je u granicama mogućeg.”190 Čak je 1921. godine razmatrao ideju da će, jednog dana u budućnosti, svetsko tržište umesto na uglju počivati na nuklearnoj energiji. Isto tako jasno, uočio je dva ogromna problema. Prvo, ova kosmička vatra mogla bi da ubrza nastanak atomske bombe, sa strašnim posledicama po čovečanstvo. Proročki je zapisao: „Spram njenih razornih efekata, sva oruđa za uništavanje od izuma vatrenog oružja naovamo izgledala bi kao bezazlena dečja igra.”191 Zabeležio je i da bi atomska bomba mogla da dovede do nuklearnog terorizma, pa čak i do nuklearnog rata: „ Ako bi bilo moguće izazvati tako ogromno oslobađanje energije, našli bismo se u dobu prema

kojem bi kao zlato izgledala naša sadašnjost zasnovana na crnom uglju kao energentu.”192 Poslednje, mada ne i najvažnije, shvatao je koliko je izazov raditi na stvaranju takvog oružja. Štaviše, sumnjao je da će se za njegovog života tako nešto desiti. Dvadesetih godina prošlog veka bilo je nemoguće sagledati probleme koji bi mogli nastati kada bi se ta strašna snaga zaključana u jednom atomu povećavala hiljadama milijardi puta. Napisao je da je to jednako teško „kao pucati u mraku na ptice, u kraju gde obitava samo nekoliko ptica.”193 Ajnštajn je shvatio da je rešenje nekako povećati snagu jednog atoma. Ako bi se uzela energija jednog atoma i izazvalo otpuštanje energije susednih atoma, onda bi se ta nuklearna energija mogla povećati. Nagađao je da bi do lančane reakcije moglo doći „ako bi oslobođeni zraci... mogli i sami da proizvedu iste efekte.”194 Dvadesetih godina prošlog veka, Ajnštajn nije znao kako bi se mogla izazvati takva lančana reakcija. I drugi su se, naravno, bavili idejom o nuklearnoj energiji, ali ne za dobrobit čovečanstva već iz zloćudnih razloga. Aprila 1924, Paul Hartek i Vilhelm Grot obavestili su Odeljenje za dekrete nemačke armije da će „zemlja koja prva napravi atomsku bombu imati neprocenjivu prednost nad ostalima”.195 Evo u čemu je problem u vezi sa oslobađanjem ove energije: jezgro atoma je pozitivno naelektrisano te stoga odbija ostala pozitivna naelektrisanja. Na taj način jezgro je zaštićeno od svih nasumičnih sudara u kojima bi se mogla osloboditi njegova gotovo neograničena energija. Ernest Raderford, čiji je pionirski rad doveo do otkrića atomskog jezgra, odbacio je ideju o atomskoj bombi tvrdeći da „svako ko očekuje izvor energije iz transformacije ovih atoma, priča besmislice”.196 Ova pat pozicija je dramatično prekinuta 1932. godine; tada je Džejms Čedvik otkrio novu česticu, neutron, koja je sused protona u jezgru i nije naelektrisana (električno je neutralna). Kada bismo ispalili zrak neutrona (iz jezgra), neutron bi, netaknut električnim poljem oko jezgra, mogao da razbije jezgro oslobađajući nuklearnu energiju. Fizičari su se dosetili: zrak ovakvih neutrona mogao bi da bez ikakvih problema pocepa atom i posluži kao okidač za atomsku bombu. Premda je Ajnštajn sumnjao da je moguće napraviti atomsku bombu, ključni događaji koji su vodili do nuklearne fisije počeli su da se odvijaju sve većom brzinom. Godine 1938, Oto Han i Fric Štrasman s berlinskog Instituta za fiziku kajzer Vilhelm, naelektrisali su svet fizike cepanjem

jezgra uranijuma. Nakon bombardovanja uranijuma neutronima, oni su naišli na tragove barijuma, što je ukazivalo na to da se jezgro uranijuma pocepalo napola pri čemu je nastao barijum. Lize Majtner, jevrejska naučnica i Hanova koleginica (Han je pred nacistima pobegao iz zemlje), ponudila je, zajedno sa svojim rođakom Otom Frišom, teorijsku osnovu koja je nedostajala rezultatima Hanovih poduhvata. Njihova istraživanja su pokazala da su pocepani delovi preostali nakon tog procesa bili nešto lakši od prvobitnog jezgra uranijuma. Izgledalo je da se masa gubi tokom reakcije. Uz to, cepanje atoma uranijuma oslobodilo je energiju od 200 miliona elektron volti, koja se, činilo se, pojavila niotkuda. Kud je nestala ona masa, i odakle se stvorila ta tajanstvena energija? Majtnerova je otkrila da je rešenje zagonetke u Ajnštajnovoj jednačini E = mc2 . Ako bi se masa koja nedostaje pomnožila sa c 2 , dobilo bi se 200 miliona elektron volti, tačno prema Ajnštajnovoj teoriji. Kada je saznao za ovu iznenađujuću potvrdu Ajnštajnove jednačine, Bor je odmah uvideo značaj dobijenih rezultata. Lupio se po čelu i uzviknuo: „Kakve smo budale bili!”197 Marta 1939. godine, Ajnštajn je izjavio za Njujork Tajms da dosadašnji rezultati „ne opravdavaju pretpostavku o praktičnoj upotrebi atomske energije oslobođene u ovom procesu... Ipak, nema tako malodušnog fizičara koji bi dozvolio da to umanji njegovo zanimanje za ovu izuzetno važnu temu.”198 Gotovo u isto vreme, Enriko Fermi i Frederik Žolio-Kiri (zet Marije Kiri) otkrili su da se pri cepanju jezgra uranijuma oslobađaju dva neutrona. Bilo je to izuzetno otkriće. Ako bi ova dva neutrona uzrokovala cepanje druga dva jezgra uranijuma, nastala bi četiri neutrona, potom osam, pa 16, zatim 32, do beskonačnosti, sve dok se u ovoj lančanoj reakciji ne oslobodi nepojmljiva nuklearna energija. U deliću sekunde, cepanje jednog atoma uranijuma dovelo bi do cepanja milijardu milijardi drugih atoma uranijuma pri čemu bi se oslobodila nezamisliva količina energije. Gledajući kroz prozor svog kabineta na Univerzitetu Kolumbija, Fermi je sumorno razmišljao o tome da samo jedna atomska bomba može da razori Njujork dokle god mu pogled doseže. Trka je počela. Potaknut brzim razvojem događaja, Silard se zabrinuo da će Nemci prvi napraviti atomsku bombu, budući da su imali primat u oblasti atomske fizike. Godine 1939, Silard i Eugen Vigner odvezli su se do Long Ajlenda. Nameravali su da nagovore Ajnštajna da upute pismo američkom predsedniku Ruzveltu.

Sudbonosno pismo, jedno od najvažnijih u istoriji, počinje ovako: „Nedavni rad Fermija i Silarda, koji mi je prosleđen u vidu rukopisa, naveo me je da pretpostavim da će u bliskoj budućnosti element uranijum postati nov i važan izvor energije.”199 U tonu sumornog predskazanja, u pismu se navodi da je Hitler pokorio Čehoslovačku i zatvorio češke rudnike oksida uranijuma, bogat izvor rude uranijuma. Potom sledi upozorenje: „Samo jedna ovakva bomba koju bi prenosio brod ili bi eksplodirala u luci, mogla bi da sravni sa zemljom celu luku i okolinu. Takve bombe, s druge strane, po svoj prilici bilo bi teško prenositi vazdušnim putem.” Pismo je predato Ruzveltovom savetniku Aleksandru Zeksu, da ga on dalje prosledi predsedniku. Na Zeksovo pitanje razume li nadasve sumoran ton pisma, Ruzvelt je odgovorio: „ Aleks, ti treba da se pobrineš da nacisti ne dignu nas u vazduh.” Potom se okrenuo generalu Vatsonu: „Moramo nešto da preduzmemo.”200 Za jednogodišnje istraživanje uranijuma izdvojeno je samo šest hiljada dolara. Ipak, zanimanje za atomsku bombu iznenada se pojačalo kad je u jesen 1941. godine u Vašington stigao tajni izveštaj Friša i Pirlsa. Radeći svaki za sebe, ovi engleski naučnici potvrdili su sve detalje koje je Ajnštajn izneo, te je na osnovu toga 6. decembra 1941. započet projekat Menhetn. Po instrukcijama Roberta Openhajmera, koji je radio na Ajnštajnovoj teoriji crnih rupa, u tajnosti je pozvano više stotina svetski priznatih naučnika. Oni su otputovali u Los Alamos, u pustinjsku oblast Novog Meksika. Brojni naučnici sa svih vodećih univerziteta, među njima Hans Bete, Enriko Fermi, Edvard Teler i Eugen Vigner, tiho su napustili svoja nameštenja. (Nije baš svima godilo toliko interesovanje za atomsku bombu. Lize Majtner, čiji je rad omogućio da ovaj projekat otpočne, odlučno je odbila da učestvuje u bilo kakvom projektu izrade bombe. Ona je bila jedini istaknuti naučnik savezničkih sila koji nije prihvatio poziv da se pridruži grupi u Los Alamosu. „Neću da imam nikakve veze s bombom!”201 kratko je izjavila. Godinama kasnije, kad su holivudski scenaristi nastojali da njen lik odenu glamurom u filmu Početak kraja (The Beginning of the End), i predstave je kao heroinu koja je hrabro ukrala nacrt atomske bombe i pobegla iz nacističke Nemačke, Lize Majtner je odgovorila da će „radije ići naga po Brodveju”202 nego da učestvuje u toj nečasnoj obmani. Ajnštajn je bio svestan da sve njegove bliske kolege iznenada napuštaju Prinston i ostavljaju tajanstvenu adresu u Santa Feu, Novi Meksiko, da im na nju šalju pisma. Ajnštajna nisu pozvali da im se pridruži i on je ceo rat

proveo u Prinstonu. Razlog za to otkriven je u ratnim dokumentima s kojih je skinuta oznaka „poverljivo”. Vanevar Buš, šef Službe za naučna istraživanja i razvoj i savetnik od poverenja predsednika Ruzvelta, zapisao je: „Mnogo bih voleo da mu (Ajnštajnu) iznesem celu situaciju... ali sa stanovišta ljudi iz Vašingtona koji su proučavali sve o njemu, to je posve nemoguće.”203 FBI i vojni obaveštajci zaključili su da se Ajnštajnu ne može verovati: „S obzirom na njegove radikalne stavove u prošlosti, ova služba ne može bez detaljne istrage da preporuči dr Ajnštajna za poverljive zadatke, a gotovo je nemoguće da čovek s takvom prošlošću ovako brzo postane lojalan američki građanin.”204 FBI očigledno nije uočio da je Ajnštajn već znao za taj projekat i da je zapravo pomogao da on otpočne. Nedavno je javnosti postao dostupan Ajnštajnov dosije iz FBI na 1427 strana. Edgar Huver je za Ajnštajna tvrdio da je komunistički špijun ili žrtva obmane. U FBI su pažljivo pratili i najmanju glasinu u vezi sa Ajnštajnom, i sve to zavodili u dosije. Ipak, kad bi se našli pred Ajnštajnom agenti FBI su bili začuđujuće nemarni – kao da ga su se plašili. Zato bi obično ispitivali i uznemiravali osobe iz njegovog okruženja. Tako se u FBI nagomilalo na stotine pisama raznih ekscentrika. Posebno su zavodili izveštaje o tome da Ajnštajn hoće da izume neku vrstu smrtonosnog zračenja. U maju 1943, jedan mornarički poručnik pozvao je Ajnštajna i upitao ga je li voljan da radi na konstruisanju oružja i visokoeksplozivnih naprava za američku mornaricu. „Bilo mu je jako teško što su ga zapostavili. Niko mu se nije obratio s molbom da pomogne tokom rata”,205 zapisao je poručnik. Uvek sklon doskočicama, Ajnštajn je primetio da je primljen u vojsku a da nije morao da se podšiša. Prilježnost savezničkih snaga da naprave atomsku bombu pojačao je strah od nemačke bombe. Stvarnost je bila drugačija: nemačke napore da tokom rata naprave atomsku bombu, kočili su nedostatak ljudstva i materijalnih sredstava. Najveći nemački kvantni fizičar, Verner Hajzenberg, postavljen je na čelo tima naučnika koji će raditi na nemačkom projektu (atomske bombe). U jesen 1942, kada su nemački naučnici shvatili da bi im za izradu atomske bombe trebalo još tri godine napornog rada, nacistički ministar naoružanja Albert Šper odlučio je da privremeno obustavi projekat. Tako je Šper napravio stratešku grešku, jer je pretpostavio da će Nemci za tri godine dobiti rat pa im atomska bomba neće trebati. I pored toga, nastavio je da izdvaja sredstva za istraživanja podmornica s nuklearnim pogonom.

Hajzenberga su sputavali drugi problemi. Hitler je obznanio da će se nastaviti rad na razvoju samo onih vrsta oružja čiji se rezultati mogu videti u narednih šest meseci, a to je bio nezamislivo kratak rok. Osim što im je nedostajalo materijalnih sredstava, nemačke laboratorije su neprestano bile izložene napadima savezničkih snaga. Godine 1942, dignuta je u vazduh Hajzenbergova fabrika teške vode u norveškom gradu Vermoku. Nasuprot Fermijevoj odluci da napravi reaktor zasnovan na uglju, Nemci su odlučili da podignu reaktor zasnovan na teškoj vodi koji bi koristio prirodni uranijum, jer ga je bilo u izobilju za razliku od vrlo retkog uranijuma 235. Saveznici su 1943. godine bombardovali Berlin tepih-bombama, što je nateralo Hajzenberga da premesti svoju laboratoriju. Institut za fiziku kajzer Vilhelm evakuisan je u Hehingen, u brda južno od Štutgarta. Hajzenberg je morao da napravi reaktor u podrumu u blizini Hajgerloha. Radeći pod velikim pritiskom i zasipani bombama, Nemci nisu uspeli da izazovu lančanu reakciju. U međuvremenu, fizičari u Americi koji su radili na projektu Menhetn žurili su da obezbede dovoljno plutonijuma i uranijuma za četiri atomske bombe. Pravili su proračune sve do sudbonosne eksplozije u Alamogordou, u Novom Meksiku. Prva bomba, zasnovana na plutonijumu 239, eksplodirala je u julu 1945. Nakon odlučujuće pobede savezničkih snaga nad nacistima, mnogi fizičari su smatrali da protiv jedinog preostalog neprijatelja, Japana, nije potrebna atomska bomba. Neki su mislili da bi, demonstracije radi, trebalo baciti jednu atomsku bombu na neko nenaseljeno ostrvo i da bi tome trebalo da prisustvuju japanski oficiri – to bi ih upozorilo da je kapitulacija neizbežna. Drugi su čak sastavili pismo za predsednika Harija Trumana, s molbom da ne baci bombu na Japan. Nažalost, pismo nikada nije poslato. Naučnik Džozef Rotblat napustio je projekat, izjavivši da je njegov posao gotov i da bomba nikada ne bi trebalo da bude bačena na Japan. (Rotblat će kasnije dobiti Nobelovu nagradu za mir.) Odluka je doneta i na Japan su u avgustu 1945. bačene dve atomske bombe, a ne jedna kako je isprva planirano. Ajnštajn je bio na odmoru na jezeru Saranak u saveznoj državi Njujork. Te nedelje Helen Dukas je čula vesti na radiju. Kasnije se prisećala da je u izveštaju rečeno kako je „na Japan bačena nova vrsta bombe. Odmah sam shvatila o čemu je reč jer sam, istina površno, znala o Silardovom radu... A kad je profesor Ajnštajn sišao

da popije čaj i ja mu saopštila vesti, samo je rekao: ’Oh, Weh’ (O, Bože).”206 Godine 1946. Ajnštajn se pojavio na naslovnoj strani časopisa Tajm. 207 Poput zlokobnog znamenja, iza njega je bila prikazana nuklearna pečurka. Svet je namah shvatio da bi se sledeći, Treći svetski rat, mogao voditi atomskim bombama. Ali pošto bi nuklearno oružje unazadilo civilizaciju za nekoliko hiljada godina, Ajnštajn je primetio da bi u Četvrtom svetskom ratu glavno oružje bilo kamenje. Te godine Ajnštajn je postao predsedavajući Komiteta atomskih fizičara za rešavanje hitnih pitanja, verovatno prve velike antinuklearne organizacije, što je iskoristio kao osnovu da se argumentima bori protiv neprekidne izrade nuklearnog oružja, te da zastupa jednu od svojih najdragocenijih ideja – svetsku vladu. Usred oluje izazvane atomskim i hidrogenskim bombama, Ajnštajn je zadržao duševni mir i prisebnost tako što se tvrdoglavo držao fizike. Tokom četrdesetih godina, oblasti fizike koje su nastale Ajnštajnovom zaslugom, još uvek su bile u povoju, uključujući kosmologiju i objedinjenu teoriju polja. Bio je to njegov poslednji i konačan pokušaj da „čita misli Gospodnje”. Nakon rata, Šredinger i Ajnštajn su nastavili živu prekookeansku prepisku. Gotovo sami, ova dva utemeljivača kvantne teorije opirali su se plimi kvantne mehanike i usredsređivali se na razvoj objedinjene teorije. Godine 1946, Šredinger se poverio Ajnštajnu: „Na velikom ste tragu. Krenuli ste u lov na lavove, dok se ja ovde bakćem sa zečevima.”208 Uz Ajnštajnovu podršku, Šredinger je nastavio užurbanu potragu za naročitom vrstom objedinjene teorije polja, zvane „afina teorija polja”. Ubrzo je dovršio svoju teoriju, a to ga je uverilo da je najzad uspeo tamo gde Ajnštajn nije, u ujedinjenju svetlosti i gravitacije. Divio se svojoj teoriji kao „čudu”, „potpuno neočekivanom Božjem daru”. Šredinger je živeo u Irskoj a njegov rad se svodio na upravljanje koledžom i učaurivanje u nekadašnju naučničku slavu. Osećao je da je van glavnih tokova fizike. Sada je bio ubeđen da bi mu ova teorija mogla doneti drugu Nobelovu nagradu. U žurbi je sazvao veliku konferenciju za štampu. Na njegovoj prezentaciji pojavio se irski premijer Imon de Valera i mnogi drugi. Na pitanje novinara koliko je ubeđen u ispravnost svoje teorije, odgovorio je: „Verujem da sam u pravu. Ispašću velika budala ako grešim.”209 Ajnštajnu je odmah bilo jasno da je Šredinger razvio teoriju koju je on sam odbacio godinama ranije. Fizičar Friman Dajson zapazio je

da je trag koji vodi do objedinjene teorije polja prekriven leševima neuspelih pokušaja. Nepokoleban, Ajnštajn je nastavio da radi na objedinjenoj teoriji polja, uglavnom po strani od zajednice fizičara. Kako nije imao vodeći fizički princip, nastojao je da pronađe lepotu i eleganciju u svojim jednačinama. Matematičar Godfri Hardi rekao je jednom prilikom: „Poput obrazaca slikara ili pesnika, i matematički obrasci moraju biti divni. Ideje se, kao boje ili reči, moraju uklopiti u harmoničnom skladu. Prva proba je lepota. Za ružnu matematiku nema trajnog boravišta.”210 Bez ekvivalentnog principa za objedinjenu teoriju polja, Ajnštajn je ostao bez zvezde vodilje. Tugovao je što drugi fizičari ne vide svet njegovim očima, ali to mu nije remetilo san. Pisao je: „Postao sam usamljeni starac. Neka vrsta ostarelog vođe. Pre svega, znaju me po tome što ne nosim čarape i prikazuju me kao čudaka na raznim skupovima. Ali u onome što radim moja je fanatičnost veća no ikada i zaista se nadam da ću rešiti svoje stare probleme u vezi sa objedinjenjem fizičkog polja. Ipak, osećam se kao da sam u avionu u kome se može leteti kroz oblake ali nema vidljivog načina da se čovek vrati u stvarnost, tj. na zemlju.”211 Ajnštajn je znao da ga rad na objedinjenoj teoriji polja umesto na kvantnoj teoriji udaljava od glavnih tokova istraživanja na Institutu. „Mora da izgledam kao noj koji je zanavek zabio glavu u relativistički pesak da se ne bi suočio sa zlim kvantima”,212 žalio se. Tokom godina drugi fizičari su se došaptavali da je Ajnštajn s druge strane brda i ispred svog vremena, ali njega to nije brinulo. „Uglavnom na mene gledaju kao na strašnu osobu koja je s godinama oslepela i ogluvela. Nije mi mrska ta uloga, jer je prilično u skladu s mojom ćudi”,213 pisao je Ajnštajn. Na Ajnštajnov sedamdeseti rođendan, 1949. godine, na Institutu je upriličena posebna proslava njemu u čast. Mnogi naučnici su došli da pozdrave velikog fizičara toga doba i da svojim člancima doprinesu pisanju knjige o Ajnštajnu. Međutim, po tonu nekih govornika i napisa u novinama, postalo je očigledno da pojedini naučnici nisu smatrali kako Ajnštajn ima šta da doda uobličavanju kvantne teorije. To je jedilo Ajnštajnove sledbenike, ali on se nije ljutio. Tomas Baki, njegov prijatelj, istakao je da je „Openhajmer ismejao Ajnštajna u jednom časopisu rekavši da je mator i da na njega niko više ne obraća pažnju. Bili smo užasno besni zbog toga. Ajnštajn se nimalo nije naljutio, jednostavno nije poverovao. Kasnije je Openhajmer poricao da je tako nešto izrekao.”214

Ajnštajnu je bilo svojstveno da s takvom mirnoćom prima kritike. Kad je objavljena knjiga o njemu, duhovito je primetio: „Ova knjiga za mene nije podsećanje na to koliko trajem, već opomena da se povučem.”215 Bio je dovoljno iskusan naučnik da zna kako je teško doći do novih ideja, te da mu ideje sada nisu nadolazile toliko obilno kao u mladosti. Zato će zapisati: „Čovek sve izmisli dok je mlad. Kasnije postane iskusniji, slavniji i gluplji.”216 Ipak, napred su ga vukli dokazi koje je svuda zapažao a koji su potvrđivali da je objedinjenost jedan od velikih temelja univerzuma. Zabeležio je i ovo: „Priroda nam pokazuje samo lavlji rep. Ja ipak ne sumnjam da rep pripada lavu čak iako je lav tako golem da se ne može videti ceo.”217 Svakog jutra, postavio bi sebi jednostavno pitanje: kad bi on bio Bog, kako bi stvorio kosmos? S obzirom na to šta je sve potrebno da bi kosmos nastao, pitanje bi preinačio u sledeće: je li Bog imao ikakvog izbora? Pogleda uprtog u kosmos, sve što je video kazivalo mu je da je objedinjenost najveća od svih tema u prirodi, da Bog nije mogao stvoriti univerzum u kojem bi gravitacija, elektricitet i magnetizam funkcionisali kao nezavisni entiteti. Ajnštajn je znao da mu nedostaje vodeći princip, fizička slika koja bi osvetlila put ka objedinjenoj teoriji polja. Ali principa nije bilo. Iza teorije relativnosti stoji slika šesnaestogodišnjeg mladića koji trči za svetlosnim zrakom. Opštu teoriju relativnosti prati slika čoveka zavaljenog u stolici, na ivici da padne, ili slika klikera koji se kotrljaju po zakrivljenoj površini. Uz objedinjenu teoriju polja nema takvog vodećeg prizora. Čuvena je Ajnštajnova izjava: „Gospod je blag i nije zlonameran.”218 Nakon što se decenijama borio s pitanjem objedinjavanja, priznao je svom asistentu Valentinu Bergmanu: „Sad mi se čini da je Bog ipak zlonameran.”219 Premda se smatralo da je potraga za objedinjenom teorijom polja bilo najteže pitanje u fizici, to je ujedno za fizičare bilo i najelitnije i najprivlačnije područje. Čak se jedan od Ajnštajnovih najvatrenijih kritičara objedinjene teorije polja i sam zarazio ovim problemom. Krajem pedesetih godina prošlog veka, i Hajzneberg i Pauli značajno su se zainteresovali za jednu verziju objedinjene teorije polja za koju su tvrdili da može rešiti probleme koji su Ajnštajna sputavali trideset godina. Evo šta je zabeležio Pais: „Od 1954. godine sve do svoje smrti [umro je 1976], Hajzenberg je nastojao da celokupnu fiziku čestica izvede iz osnovne jednačine

nelinearnih talasa.”220 Godine 1958, Pauli je posetio Univerzitet Kolumbija i predstavio Hajzenberg-Paulijevu verziju objedinjene teorije polja. Suvišno je reći da su slušaoci bili skeptični. Nils Bor je ustao i rekao: „Mi ovde pozadi mislimo da je vaša teorija uvrnuta. Jedino ne možemo da se složimo u kojoj meri.”221 Fizičar Džeremi Bernstajn, koji je takođe slušao predavanje, zapazio je: „Bio je to nimalo prijatan susret dva diva moderne fizike. Sve vreme sam se pitao šta bi o tome pomislio neko ko se nimalo ne razume u fiziku.”222 Na kraju je Pauli odustao od ove teorije, jer je verovao da ima mnogo nedostataka. Hajzenberg je insistirao na tome da i dalje zastupaju tu teoriju. Pauli je poslao svom saradniku prazan list papira i napomenuo – ako je njihova verzija objedinjene teorije polja valjana, onda je i priloženi list papira Ticijanovo delo. Mada je Ajnštajn u razvijanju objedinjene teorije polja napredovao sporo i mučno, okupirala su ga i druga interesovanja. Jedno od najzanimljivijih bio je vremeplov. Njutn je vreme posmatrao kao strelu. Kad se odapne, strela leti po pravoj liniji i nikad ne skreće sa svoje putanje. Jedna sekunda na zemlji isto je što i sekunda u svemiru. Vreme je apsolut i ravnomerno otkucava u celom univerzumu. Događaji se mogu odigrati istovremeno u čitavom univerzumu. Međutim, Ajnštajn je uveo koncept relativnog vremena po kojem sekunda na Zemlji nije isto što i sekunda na Mesecu. Matematičar Kurt Gedel postavio je sledeće pitanje: ima li vremenska reka vrtloge koji joj mogu vratiti tok? Ili, može li se račvati u dve reke i tako stvoriti paralelne univerzume? Ajnštajn je bio primoran da se suoči sa ovim pitanjem 1949. godine kada mu je Gedel, njegov sused na Institutu, a po nekima najveći matematički um dvadesetog veka, pokazao da njegove (Ajnštajnove) jednačine dozvoljavaju putovanje kroz vreme. Gedel je otpočeo s rotirajućim kosmosom ispunjenim gasom. Kada bi čovek obišao u svemirskom brodu ceo kosmos, vratio bi se na Zemlju pre nego što je s nje pošao! Drugim rečima, u Gedelovom univerzumu putovanje kroz vreme bilo bi uobičajeno, a vraćanje kroz vreme u putovanju kosmosom – normalna pojava. To je uzdrmalo Ajnštajna. Do tada je pri svakom nastojanju da se otkriju rešenja Ajnštajnovih jednačina, izgledalo kao da ta rešenja odgovaraju podacima. Merkurov perihel, crveni pomak, skretanje zvezdane svetlosti, gravitacija zvezda i tako dalje, sve se to dobro uklapa s podacima dobijenim

u eksperimentima. Sada se pomoću njegovih jednačina stizalo do rešenja koja su predstavljala izazov za sva verovanja tog vremena. Da je bilo moguće putovati kroz vreme, istorijski događaji nikad ne bi mogli biti zabeleženi. Poput peska na vetru, prošlost bi menjala tok kad god bi neko ušao u vremeplov. Još gore, čovek bi izazivanjem vremenskog paradoksa mogao uništiti sam kosmos. Šta ako se vratite u prošlost i ubijete svoje roditelje pre nego što se rodite? To bi bilo nezgodno – ukoliko biste prvo ubili roditelje, kako biste se onda rodili? Vremeplovi narušavaju kauzalnost, taj ljubljeni princip fizike. Ajnštajn nije bio zadovoljan kvantnom teorijom upravo zato što je u njoj kauzalnost bila zamenjena verovatnoćom. A sada je Gedel potpuno odstranio kauzalnost! Nakon iscrpnog proučavanja, Ajnštajn je odbacio Gedelovo rešenje, uz napomenu da se nije podudaralo s podacima prikupljenim osmatranjem: pošto se kosmos širio a nije rotirao, putovanje kroz vreme, bar za sada, bilo bi nemoguće. Ova teorija je ipak ostavila jednu mogućnost: kad bi kosmos rotirao umesto da se širi, putovanje kroz vreme bilo bi normalno. Proći će još pedeset godina pre nego što koncept putovanja kroz vreme ponovo postane glavno polje istraživanja. Četrdesete godine prošlog veka bile su burne i u oblasti kosmologije. Džordža Gamova, koji je tokom rata bio Ajnštajnova veza sa američkom mornaricom, nije toliko zanimala izrada eksploziva koliko je voleo da se bavi pitanjima o najvećoj eksploziji – Velikom prasku. Gamov će postaviti nekoliko pitanja koja su kosmologiju okrenula naglavačke. On je teoriju Velikog praska doveo do njenog logičnog kraja. Ako je kosmos zaista nastao u žestokoj eksploziji, lukavo je zaključio Gamov, onda je moguće otkriti toplotu preostalu od prvobitne vatrene lopte. Trebalo bi da je iza Velikog praska ostao „eho nastanka”. Iskoristio je radove Bolcmana i Planka, koji su pokazali da bi boja i temperatura vrelog objekta trebalo da su usaglašene budući da se radi o dva različita oblika energije. Na primer, ako je objekat užarenocrvene boje, to znači da je njegova temperatura približno 3000 stepeni Celzijusa. Ukoliko je vrući objekat žut (poput našeg Sunca), njegova temperatura (na površini) iznosi otprilike 6000 stepeni Celzijusa. I naša tela su topla, pa možemo izračunati boju tela koja odgovara infracrvenim zracima. (Tako funkcionišu vojničke naočari za noćno osmatranje, jer uočavaju infracrveno zračenje koje emituje toplota tela.) Polazeći od pretpostavke da je do Velikog praska došlo pre više milijardi godina, Robert Herman i Ralf Alfer, naučnici koji su radili u timu

Džordža Gamova, izračunali su još 1948. godine da bi temperatura isijavanja nakon Velikog praska trebalo da iznosi pet stepeni iznad apsolutne nule, što je izuzetno blizu tačne vrednosti. Ovo zračenje odgovara mikrotalasnom zračenju. Stoga je „boja nastanka” u stvari mikrotalasno zračenje. (Mikrotalasno zračenje, koje je najzad otkriveno decenijama kasnije i čija je temperatura 2.7 stepeni iznad apsolutne nule, unelo je revoluciju u kosmologiju.) Iako skrajnut u Prinston, Ajnštajn je doživeo da njegova opšta teorija relativnosti utaba nove staze u istraživanju kosmologije, crnih rupa, gravitacionih talasa, i u drugim oblastima. I pored toga, poslednje godine života bile su mu ispunjene tugom. Godine 1948, nakon dugog i tegobnog bdenja nad njihovim mentalno obolelim sinom, umrla je Mileva. Po svemu sudeći, dobila je moždani udar pri jednom Edvardovom napadu. (Kasnije je u njenom domu, u madracu, nađeno 85.000 franaka, verovatno poslednji novac koji joj je ostao od stanova u Cirihu. Novcem od stanova plaćana je Edvardova dugogodišnja nega.) Ajnštajnova sestra Maja umrla je 1951. godine. Sledeće godine je preminuo predsednik Izraela, Hajm Vajcman, koji je organizovao Ajnštajnov slavni obilazak Amerike tri decenije ranije. Posve neočekivano, izraelski premijer David Ben-Gurion ponudio je Ajnštajnu da bude novi predsednik te zemlje. Mada počastvovan, Ajnštajn je odbio ponudu. Godine 1955, Ajnštajn je primio vest o smrti Mikelea Besoa koji mu je pomogao da dotera svoje ideje o specijalnoj relativnosti. Ajnštajn je dirljivo napisao Besoovom sinu: „Mikeleu sam se najviše divio jer je uspeo da tolike godine proživi s jednom ženom, ne samo u miru već i u nenarušenom skladu, u čemu sam ja dvaput omanuo... I tako me je, napuštajući ovaj čudan svet, ponovo zamalo pretekao. Ali ne mari, jer za nas koji verujemo u fiziku, ovo razdvajanje prošlosti, sadašnjosti i budućnosti, ma koliko opipljivo, samo je opsena.”223 Narušenog zdravlja, iste godine zapisaće i ovo: „Neukusno je veštački produžavati život. Ja sam svoje odužio; vreme je da odem. Uradiću to sa stilom.”224 Ajnštajn je umro 18. aprila 1955. od pucanja aneurizme. Nakon njegove smrti, crtač Herblok objavio je u Vašington Postu crtež Zemlje koja se vidi iz kosmosa s velikim natpisom: „Ovde je živeo Albert Ajnštajn.” Istog dana u novinama širom sveta pojavila se fotografija Ajnštajnovog

radnog stola. Na fotografiji se vidi rukopis njegove najveće nedovršene teorije – objedinjene teorije polja.

V POGLAVLJE 9 Ajnštajnova proročanska zaostavština ećina biografa listom zanemaruje poslednjih trideset godina Ajnštajnovog života, smatrajući ih gotovo uvredljivo nedostojnim genija, mrljom u njegovoj blistavoj biografiji. Ipak, razvoj nauke u poslednjih nekoliko decenija omogućio je posve nov pogled na Ajnštajnovu zaostavštinu. Budući da je njegov rad bio tako suštinski važan, te da je menjao same osnove ljudskog saznanja, Ajnštajnov uticaj i dalje je prisutan u fizici. Seme koje je Ajnštajn posejao procvetalo je u 21. veku, pre svega zato što su instrumenti kojima se sada služimo – kosmički teleskopi, svemirske orbite osetljive na x-zrake i laseri – dovoljno moćni i osetljivi da potvrde njegova brojna predviđanja od pre više decenija. Mrvice koje su se rasule sa Ajnštajnovog tanjira, sada drugim naučnicima donose Nobelove nagrade. Štaviše, uz razvoj teorije superstruna, Ajnštajnov koncept objedinjenja svih sila, koji je nekada bio meta ruganja i omalovažavanja, danas zauzima središnje mesto u teorijskoj fizici. U ovom poglavlju razmatraju se novi razvoji u tri oblasti u kojima Ajnštajnova trajna zaostavština ne prestaje da dominira svetom fizike: u kvantnoj teoriji, opštoj teoriji relativnosti i kosmologiji, i objedinjenoj teoriji polja. Kad je 1924. godine Ajnštajn prvi put pisao o Boze-Ajnštajnovoj kondenzaciji, uopšte nije verovao da će njegov zanimljiv fenomen uskoro biti otkriven. Trebalo je ohladiti materijale gotovo do apsolutne nule pre no što sva kvantna stanja kolapsiraju u ogroman superatom. Godine 1995, to je pošlo za rukom Eriku Kornelu s Nacionalnog instituta za standarde i tehnologiju, i Karlu Vajmanu sa Univerziteta Kolorado. Oni su proizveli čist Boze-Ajnštajnov kondenzat od 2000 atoma rubidijuma, na dvadesetmilijarditom delu stepena iznad apsolutne nule. Uz

to je Volfgang Keterle, sa Instituta MIT, nezavisno od njih proizveo BozeAjnštajnove kondenzate s dovoljno atoma natrijuma da bi na njima mogao izvesti važne opite. U njih je spadalo izvođenje dokaza da ovi atomi pokazuju obrasce interferencije usaglašene sa atomima što su međusobno koordinisani. Drugim rečima, ponašali su se kao superatom o kojem je Ajnštajn govorio još pre više od 70 godina. Nakon prvog objavljivanja, otkrića u ovoj oblasti nizala su se jedno za drugim. Godine 1997, Keterle i njegove kolege sa MIT-a napravile su, pomoću Boze-Ajnštajnovih kondenzata, prvi svetski „atomski laser”. Čudesno svojstvo laserskog svetla potiče od činjenice da fotoni marširaju jedinstveno i neodvojivo jedni od drugih, dok je obična svetlost haotična i nekoherentna. Pošto materija ima i osobine talasa, fizičari su pretpostavljali da se i zraci atoma takođe mogu „talasati” kao laserski zraci; budući da nije bilo moguće napraviti Boze-Ajnštajnove kondenzate, sprečeno je razvijanje te pretpostavke. Ovi fizičari su uspeli tako što su hladili grupu atoma sve dok se nije kondenzovala. Potom su kondenzat gađali laserskim zrakom, što je atome pretvorilo u sinhronizovan talas. Kornel, Vajman i Keterle dobili su 2001. godine Nobelovu nagradu za fiziku. Odbor za dodelu Nobelove nagrade istaknuo je u obrazloženju njihova „dostignuća u primeni Boze-Ajnštajnove kondenzacije na vodene gasove alkalnih atoma i prva temeljna proučavanja svojstava kondenzata”. I dalje se otkrivaju praktične primene Boze-Ajnštajnovih kondenzata. Kad se ovi zraci atomskih lasera u budućnosti budu primenili u nanotehnologiji, mogli bi se pokazati vrlo dragocenim. Oni će možda omogućiti manipulacije s pojedinačnim atomima i pravljenje slojeva atomskih filmova za poluprovodnike u računarima budućnosti. Pored atomskih lasera, pojedini fizičari razmatraju mogućnost da bi i kvantni računari (koji će računati na nivou pojedinačnih atoma) mogli biti zasnovani na Boze-Ajnštajnovim kondenzatima. Oni bi na kraju zamenili računare sa silicijumskim čipovima. Drugi su, pak, smatrali da tamna materija može delom biti sačinjena od Boze-Ajnštajnovih kondenzata. Ukoliko je tako, onda bi to značilo da ovo čudno stanje materije zauzima najveći deo kosmosa. Ajnštajnov doprinos takođe je naterao kvantne fizičare da iznova promisle o svojoj privrženosti prvobitnom kopenhaškom tumačenju ove teorije. Tridesetih i četrdesetih godina prošlog veka, kada su se kvantni fizičari podrugivali Ajnštajnu iza leđa, bilo je lako ne obraćati pažnju na

diva fizike, budući da su u to vreme otkrića iz kvantne fizike bila svakodnevna. Ko je još mogao da razmišlja o osnovama kvantne fizike kad su se fizičari gurali da poberu Nobelove nagrade kao da su jabuke na drvetu? Sada se moglo izvesti na stotine proračuna o osobinama metala, poluprovodnika, tečnosti, kristala i drugog materijala, a iz svakog je mogla nastati posebna oblast. Nije bilo vremena za gubljenje. Usled toga, fizičari su se tokom decenija jednostavno navikli na kopenhašku školu, a dublja filozofska pitanja na koja nisu imali odgovor, gurali su pod tepih. Rasprave između Bora i Ajnštajna bile su zaboravljene. Iako su sada razjašnjena mnoga „laka” pitanja o materiji, znatno složenija pitanja koja je još Ajnštajn postavio i dalje su bez odgovora. Na brojnim međunarodnim konferencijama po svetu, fizičari i danas proučavaju onaj misaoni eksperiment s mačkom o kojem je bilo reči u poglavlju 7. Pošto sada eksperimentalni fizičari mogu da manipulišu pojedinačnim atomima, eksperiment s mačkom nije više puko akademsko pitanje. Konačna sudbina računarske tehnologije, na kojoj počiva ogroman deo svetskog bogatstva, možda će zavisiti od rešenja ovog problema jer bi računari budućnosti mogli da koriste tranzistore napravljenje od pojedinačnih atoma. Premda nije bilo eksperimentalnih odstupanja od Borovog prvobitnog tumačenja, njegova kopenhaška škola danas je najmanje privlačna. Kopenhaška škola pretpostavlja da postoji „zid” koji razdvaja zdrav razum, makroskopski svet drveća, planina i ljudi koje vidimo oko sebe, od tajanstvenog, neintuitivnog mikroskopskog sveta kvantuma i talasa. U mikroskopskoj sredini, subatomske čestice obitavaju u nižem sloju između postojanja i nepostojanja. Mi živimo s druge strane zida na kome su sve funkcije talasa doživele kolaps, pa nam se čini da je makroskopski kosmos konačan i dobro uređen. Dakle, postoji zid koji razdvaja posmatrača od posmatranog. Pojedini fizičari, u koje spada i nobelovac Eugen Vigner, otišli su još dalje. Vigner naglašava da je svest ključni element posmatranja. Svestan posmatrač može da opazi i utvrdi stvarno postojanje mačke. Ali, ko posmatra posmatrača? Posmatrač mora isto tako imati svog posmatrača (nazvanog „Vignerov prijatelj”), koji će utvrditi da je posmatrač živ. Ovo navodi na beskonačan lanac posmatrača, od kojih svaki posmatra drugog i svaki utvrđuje da je prethodni živ. Po Vigneru, to je značilo da možda postoji kosmička svest koja određuje prirodu samog kosmosa! Prema njemu: „Samo proučavanje spoljašnjeg sveta vodi do zaključka da je

sadržaj svesti konačna stvarnost.”225 Stoga su neki tvrdili da takav zaključak dokazuje postojanje Boga – nekakve kosmičke svesti – ili da je sam kosmos na neki način svestan. Kao što je Plank jednom rekao: „Nauka ne može da reši krajnju misteriju Prirode. Zato što smo u poslednjim analizama i mi sami deo misterije koju treba da rešimo.”226 Tokom decenija pojavljivala su se i druga tumačenja. Hju Everet je 1957. godine, kao svršeni student čiji je mentor bio fizičar Džon Viler, predložio možda najradikalnije rešenje misaonog eksperimenta s mačkom – teoriju o „mnogo svetova”, koja podrazumeva da svi mogući kosmosi postoje istovremeno. Implikacije ovakve ideje su prilično uznemiravajuće, jer se po njoj kosmos neprestano račva u svakom kvantnom trenu i razdvaja u beskonačan broj kvantnih kosmosa. Mada je isprva pokazivao entuzijazam za pristup svog studenta, i Viler je kasnije napustio ovu ideju tvrdeći da nosi suviše „metafizičkog bremena”. Prema Vileru, samo jedan događaj na kvantnom nivou razdvaja nas od sveta u kojem Čerčil nikad nije živeo i u kojem nije poveo engleski narod protiv ubilačkih snaga Adolfa Hitlera. Možda su u tom paralelnom svetu nacisti dobili Drugi svetski rat i porobili veći deo sveta. Ili, zamislite svet u kome je Sunčev vetar, izazvan kvantnim događajima, pre 65 miliona godina skrenuo meteor ili kometu s njene putanje tako da nikad nije ni udarila meksičko poluostrvo Jukatan i nije zbrisala dinosauruse. U paralelnom svetu ljudska bića se nikad nisu pojavila, a Menhetn – gde ja sad živim – nastanjuju razjareni dinosaurusi. Od razmišljanja o svim mogućim svetovima može nam se zavrteti u glavi. Nakon decenija jalovih rasprava o raznim tumačenjima kvantne teorije, godine 1965. Džon Bel, fizičar u nuklearnoj laboratoriji pri CERN-u u Ženevi, analizirao je eksperiment koji bi konačno potvrdio ili opovrgao Ajnštajnovu kritiku kvantne teorije.227 Poštovao je duboka filozofska pitanja koja je Ajnštajn postavio godinama pre toga, pa je predložio teoremu koja bi najzad rešila to pitanje. (Belova teorema se zasniva na ponovnom izvođenju varijacije starog EPR eksperimenta te analiziranju odnosa između dve čestice koje se kreću suprotnim smerovima.) Prvi uverljiv eksperiment izveo je 1983. godine Alen Aspe s pariskog univerziteta, a rezultati su potvrdili tačku gledišta kvantne mehanike. Ajnštajn nije bio u pravu što je kritikovao kvantnu teoriju. Ako se danas može odbaciti Ajnštajnova kritika kvantne teorije, kojoj se školi kvantne mehanike iz mnoštva postojećih valja prikloniti? Danas mnogi fizičari veruju da je učenje kopenhaške škole nepotpuno. U

današnjem svetu, kad možemo da manipulišemo pojedinačnim atomima, ne odgovara ni Borov zid koji razdvaja mikroskopski svet od makroskopskog. „Skenirajući tunelski mikroskopi” mogu da pomere pojedinačne atome i već se koriste da stvore abakus sastavljen od atoma. Pored toga, u osnovi cele nove oblasti tehnologije, nazvane „nanotehnologija” leži manipulacija atomima. Eksperimenti poput onog sa Šredingerovom mačkom mogu se sada obavljati na pojedinačnim atomima. U misaonom eksperimentu s mačkom, još uvek nema rešenja koje bi zadovoljilo sve fizičare. Gotovo osamdeset godina nakon što su se Bor i Ajnštajn sukobili na znamenitoj Solvejevoj konferenciji, pojedini vodeći naučnici, među njima i dobitnici Nobelove nagrade, priklonili su se ideji „dekoherencije” kako bi rešili eksperiment s mačkom. Prva premisa u dekoherenciji tiče se talasne funkcije mačke koja je složena jer mačku sačinjava približno 1025 atoma, što je zaista astronomski broj. Zato je interferencija talasa žive mačke i talasa mrtve mačke krajnje nategnuta. To znači da bi dve talasne funkcije mogle istovremeno da egzistiraju u istom prostoru, ali bez ikakvog međusobnog uticaja. Dve talasne funkcije su dekoherentne i više ne osećaju međusobno prisustvo. Po jednoj verziji dekoherencije, talasne funkcije nikad ne kolapsiraju kao što je tvrdio Bor. One se samo razdvajaju i nikad više ne deluju jedna na drugu. Dobitnik Nobelove nagrade Stiven Vajnberg, poredi ovu teoriju sa slušanjem radija. Okretanjem dugmeta na radiju, pronalazimo mnoge radiostanice. Svaka frekvencija postaje dekoherentna u odnosu na druge, pa između stanica nema mešanja (interferencije). Prostorija se istovremeno puni signalima svih radio-stanica i svaka od njih je svet za sebe, jer nema nikakvog uzajamnog delovanja. Radio-prijemnik se može podesiti da u datom trenutku prima signal samo jedne stanice. Dekoherencija zvuči privlačno, pošto podrazumeva da se pri rešavanju problema s mačkom može primeniti obična talasna teorija i izbeći kolaps talasne funkcije. U ovakvoj predstavi, talasi nikada ne kolapsiraju. Međutim, logika vodi do uznemirujućih zaključaka. Dekoherencija, u završnoj analizi, upućuje na interpretaciju preko „mnoštva svetova”. Ali umesto radio-stanica koje ne ometaju emitovanje jedne drugima, sada imamo čitave svetove bez međusobnih interakcija. Čudno zvuči, ali to znači da, dok u svojoj sobi čitate ovu knjigu, postoji talasna funkcija paralelnih svetova s nacistima kao pobednicima u Drugom svetskom ratu, s ljudima koji govore čudnim jezicima, dinosaurusima što se bore u vašoj sobi,

vanzemaljcima u šetnji po gradskim parkovima ili ima svetova u kojima Zemlja nikada nije ni postojala. Naš „radio” podešen je samo na poznati svet u kome živimo, ali u ovoj sobi postoje i druge „radio-stanice” čudnovatih svetova što postoje paralelno s našim. Ne možemo da komuniciramo s dinosaurusima, čudovištima i vanzemaljcima koji šetaju po našoj dnevnoj sobi jer živimo na drugoj „frekvenciji” koja nije u koherenciji s njihovom. Kako je nobelovac Ričard Fejnmen kazao: „Sasvim opravdano mogu reći da niko ne razume kvantnu mehaniku.”228 Dok je Ajnštajnova kritika kvantne teorije pomogla da se ona iskristališe, ali ne i da se iznađu sasvim zadovoljavajuća objašnjenja njenih kvantnih paradoksa, Ajnštajnove ideje su zasijale punim sjajem na drugom mestu – najspektakularnije u opštoj relativnosti. U eri atomskih satova, lasera i superračunara, naučnici mogu da sprovode vrlo precizna ispitivanja opšte relativnosti o kojima je Ajnštajn mogao samo da sanja. Godine 1959. Robert Paund i Glen Rebka s Harvarda, najzad su laboratorijski potvrdili Ajnštajnova predviđanja gravitacionog crvenog pomaka – odnosno, da satovi ne otkucavaju istom brzinom u gravitacionom polju. Pomoću vrlo osetljivog uređaja (koji je radio na principu Mosbaurevog efekta) postavljenog na krov Limanove laboratorije u Harvardu, merili su jačinu zračenja radioaktivnog kobalta smeštenog u podrumu, 24 metra niže. Merenja su pokazala da su fotoni izgubili energiju (odnosno smanjena im je frekvencija) tokom putovanja od podruma do krova. Godine 1977, astronom Džesi Grinstajn i njegove kolege analizirali su protok vremena u blizini desetak zvezda – belih patuljaka. Otkrili su ono što su očekivali – da vreme usporava u jakom gravitacionom polju. Eksperiment s pomračenjem Sunca ponovljen je još mnogo puta sa izuzetnom preciznošću. Godine 1970, astronomi su tačno utvrdili poziciju dva velika kvazara, 3C 279 i 3C 273. Svetlost sa ovih kvazara skretala je kao što je predviđala Ajnštajnova teorija. Atomski časovnici izazvali su pravu malu revoluciju u metodama preciznog merenja vremena. Godine 1971, atomski časovnici postavljeni su na avion koji je leteo sa istoka na zapad, potom i u obrnutom smeru. Pokazivanje tih časovnika upoređeno je sa atomskim časovnicima u Pomorskoj opservatoriji u Vašingtonu. Analizirajući atomske časovnike koji su putovali u avionu različitim brzinama (ali na istoj visini), naučnici su mogli da potvrde ispravnost specijalne teorije relativnosti. Nakon toga, analiza rezultata leta aviona na različitim visinama, ali pri istoj brzini,

omogućila im je da ispitaju valjanost opšte teorije relativnosti. U oba slučaja, rezultati su potvrdili Ajnštajnova predviđanja, uz prihvatljivu grešku. Svemirski sateliti omogućili su nove načine proveravanja opšte teorije relativnosti. Satelit Hiparkos, koji je lansirala Evropska svemirska agencija 1989. godine, četiri godine je računao skretanje svetlosti zvezda pod uticajem Sunca, obuhvatajući u toj analizi zvezde 1500 puta slabijeg sjaja od zvezda iz sazvežđa Veliki medved. U dubinama kosmosa nema potrebe čekati na pomračenje i eksperimenti se mogu stalno izvoditi. Rezultati svih eksperimenata pokazali su da je skretanje svetlosti zvezda u skladu sa Ajnštajnovim predviđanjima. Tačnije, utvrđeno je da je svetlost veoma udaljenih zvezda skretala pod uticajem Sunca. U 21. veku planiraju se raznovrsni precizni eksperimenti koji će proveriti tačnost opšte teorije relativnosti, uključujući dalja istraživanja binarnih zvezda – parova zvezda koje kruže jedna oko druge – čak i ispitivanja odbijanja laserskih signala od Meseca. Verovatno će najzanimljiviji biti eksperimenti sa gravitacionim talasima. Ajnštajn je 1916. godine pretpostavio da postoje gravitacioni talasi, ali je bio očajan zato što je znao da neće doživeti eksperimentalnu potvrdu tog neuhvatljivog fenomena. Na početku 20. veka oprema za eksperimentisanje bila je previše primitivna. Ali 1993. godine, dva fizičara, Rasel Halsi i Džozef Tejlor, dobili su Nobelovu nagradu za posrednu potvrdu postojanja gravitacionih talasa ispitivanjem binarnih zvezda. Predmet njihovog istraživanja bio je pulsar 1913+16, binarna neutronska zvezda, udaljena od Zemlje oko 16.000 svetlosnih godina – sistem od dve mrtve zvezde koje naprave pun krug jedna oko druge na svakih sedam sati i četrdeset pet minuta, oslobađajuću pri tome snažne plime gravitacionih talasa. Zamislite, na primer, da mešate puding dvema kašikama koje rotiraju jedna oko druge. Krećući se kroz puding, one ostavljaju iza sebe brazdu. Sada zamenite puding prostorvremenskim tkanjem, a kašike mrtvim zvezdama, i dobićete sliku dve zvezde koje jure jedna drugu u svemiru, emitujući talase gravitacije. Ti talasi nose energiju, tako da se dve zvezde vremenom gube i zajedno se smiruju u spiralnoj putanji. Analizom signala s takvih binarnih zvezda, moguće je precizno izračunati skupljanje njihovih orbita. Kao što se moglo očekivati na osnovu Ajnštajnove opšte teorije relativnosti, dve zvezde se približavaju za milimetar pri svakoj revoluciji. Za godinu dana, rastojanje između zvezda u

orbiti prečnika 700.000 km smanjuje se oko 91 cm – tu brojku daju i Ajnštajnove jednačine. Dve zvezde će se, zbog gubitka gravitacionih talasa, spojiti za 240 miliona godina. Analizom rezultata ovog preciznog eksperimenta, moguće je proveriti i stepen tačnosti Ajnštajnove opšte teorije relativnosti. Brojke su tako precizne da se može zaključiti da je tačnost opšte teorije relativnosti 99.7% (što je odstupanje daleko manje od prihvatljive greške). U poslednje vreme sve više se govori o nizu dalekosežnih eksperimenata s ciljem da se direktno posmatraju gravitacioni talasi. Projekat LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory) možda će uskoro, po prvi put, omogućiti opservaciju gravitacionih talasa – nastalih u sudaru dve crne rupe u udaljenom svemiru. LIGO je ostvarenje sna fizičara, prvi mehanizam dovoljno moćan da omogući merenje gravitacionih talasa. Obuhvata tri laserska postrojenja u Sjedinjenim Državama (dva u Hanfordu, u Vašingtonu i jedan u Livingstonu, u Luizijani). Zapravo je deo međunarodnog sistema u koji spadaju francuskoitalijanski detektor VIRGO u italijanskom gradu Pizi, japanski detektor TAMA u okolini Tokija i britansko-nemački detektor GEO600 u Hanoveru (Nemačka). LIGO će ukupno koštati 292 miliona dolara (uz dodatnih 80 miliona za dozvole i nadogradnje sistema), što ga čini najskupljim projektom koji je Nacionalna naučna fondacija ikada finansirala. Laserski detektori projekta LIGO veoma podsećaju na aparaturu pomoću koje su na početku prošlog veka Majkelson i Morli pokušavali da registruju eterski vetar, s tom razlikom što se umesto običnih svetlosnih zrakova koriste laserski zraci. Laserski zrak se deli na dva međusobno normalna zraka. Nakon što naiđu na ogledalo, dva zraka se spajaju. Ako bi gravitacioni talas pogodio interferometar, poremetila bi se dužina putanja laserskih zrakova, što bi se registrovalo kao interferencija dva zraka. Da bi se osiguralo da signal koji pogađa lasersku aparaturu nije nekakav šum, potrebno je postaviti laserske detektore širom planete. Samo ogroman gravitacioni talas, mnogo veći od Zemlje, mogao bi da aktivira sve detektore odjednom. Planirano je da NASA i Evropska svemirska agencija postave u svemiru veći broj ovih laserskih detektora. Godine 2010. NASA će lansirati tri satelita zvanih LISA (Laser Interferometry Space Antenna). Oni će kružiti oko Sunca na otprilike istoj udaljenosti kao Zemlja. Tri laserska detektora formiraće jednakostranični trougao u svemiru (stranice oko 4.8 miliona

kilometara). Biće to tako osetljiv sistem da će moći da registruje vibracije reda veličine trilijarditog dela milimetra (što odgovara pomaku jednakom stotom delu prečnika atoma), i tako će omogućiti naučnicima da detektuju izvorni talas nastao pri Velikom prasku. Ako sve bude teklo po planu, sistem LISA pogledaće u bilioniti delić sekunde nakon Velikog praska, potvrđujući se kao možda najmoćnija kosmološka alatka za istraživanje nastanka svemira u istoriji. Ovo je od suštinske važnosti, jer se veruje da će nam LISA dati prve eksperimentalne precizne podatke o prirodi objedinjene teorije polja – teorije svega. Još jedna važna alatka koju je Ajnštajn osmislio bila su gravitaciona sočiva. Godine 1936. dokazao je da se obližnje galaksije mogu ponašati kao džinovska sočiva koja fokusiraju svetlost sa udaljenih objekata. Mnoge decenije morale su da prođu pre nego što su Ajnštajnova sočiva detektovana u kosmosu. Prvi pomak načinjen je 1979. godine, kada su astronomi otkrili kvazar Q0957+561 i ustanovili da on zakrivljuje prostor i ponaša se kao sočivo koje koncentriše svetlost. Godine 1988, prvi put je registrovan Ajnštajnov prsten sa radio-izvora MG1131+0456 – otada je otkriveno još dvadeset prstenova, uglavnom u fragmentima. Prvi puni Ajnštajnovi prestenovi otkriveni su 1997. godine, pomoću orbitalne opservatorije Hubble Space Telescope i britanskog sistema radio-teleskopa MERLIN (Multi-Element Radio Linked Interferometer Network). Analiza udaljene galaksije 1938+666 otkrila je karakteristični prsten oko galaksije. „Na prvi pogled činio se neprirodan i mi smo pomislili da je nekakva mrlja na slici, ali onda smo shvatili da je pred nama savršen Ajnštajnov prsten!”229 , rekao je dr Jan Braun sa Mančesterskog univerziteta. Britanski astronomi su bili oduševljeni; uzvikivali su: „Pun pogodak!”230 Prsten je malen, dimenzija tek jedne lučne sekunde ili metalnog novčića posmatranog sa udaljenosti od 3.5 kilometra. Ipak, potvrđuje Ajnštajnova predviđanja stara nekoliko decenija. Opšta teorija relativnosti imala je najeksplozivniji efekat na polju kosmologije. Dva fizičara, Robert Vilson i Arno Penzijas, 1965. godine su u Belovoj laboratoriji u Nju Džersiju pomoću Hornovog radio-teleskopa registrovali slabe mikrotalase iz udaljenog kosmosa. Ne znajući za pionirske radove Gamova i njegovih studenata, oni su slučajno detektovali kosmičko zračenje nastalo pri Velikom prasku. (Navodno su mislili da je u pitanju šum koji su stvarale ptice, dok su ispuštale izmet na njihov radioteleskop. Kasnije je fizičar R. H. Dike sa Prinstona ispravno identifikovao

to zračenje kao Gamovljevo pozadinsko zračenje.) Penzijas i Vilson su dobili Nobelovu nagradu za svoj pionirski rad. Otad, satelit COBE (Cosmic Background Explorer), lansiran 1989. godine, pruža nam najdetaljniju, neobično smirenu, sliku tog kosmičkog mikrotalasnog zračenja. Tim fizičara na čelu sa Džordžom Smutom sa Kalifornijskog univerziteta Berkli, pažljivo je, nakon detaljne analize blagih poremećaja u tom prilično smirenom pozadinskom zračenju, uspeo da napravi fotografiju zračenja iz vremena kada je kosmos bio star nekih 400.000 godina. Mediji su tu sliku neopravdano nazivali „lice Boga”. (To nije fotografija „Božijeg lica” već slika Velikog praska iz njegovog „detinjstva”.) Najzanimljivije na toj fotografiji jeste da poremećaji verovatno odgovaraju malenim kvantnim fluktuacijama u Velikom prasku. Prema principu neodređenosti, Veliki prasak nije mogao biti savršeno pravilna eksplozija, pošto su kvantni efekti morali izazvati poremećaje određenih razmera. Upravo to je otkrila Berklijska grupa. (Da nisu našli te fluktuacije, princip neodređenosti pretrpeo bi veliki udarac.) Poremećaji u zračenju nisu samo pokazali da je princip neodređenosti važio i tokom rađanja kosmosa, već su ukazali naučnicima na uverljiv mehanizam stvaranja našeg „gromuljičastog” kosmosa. Materija u kosmosu nije raspoređena ravnomerno (na primer, zgusnuta je u galaksije) – kosmos je istkan grubo. Ta namreškanost može se lako objasniti poremećajima u Velikom prasku koji se šire zajedno sa kosmosom. Kada posmatramo grupe galaksija na nebu, možda gledamo u fluktuacije samog Velikog praska nastale usled principa neodređenosti. Od svih Ajnštajnovih ideja, možda je najspektakularnije vaskrsla „tamna energija”. Ranije smo pomenuli da je 1917. godine Ajnštajn uveo kosmološku konstantu (ili energiju vakuuma) da bi eliminisao širenje kosmosa u svojim jednačinama. (Govorili smo da je opšta kovarijansa obuhvatala samo dva objekta, Ričijev tenzor i zapreminu prostorvremena, te se kosmološka konstanta nije mogla tako lako zanemariti.) Kasnije, kada je Edvin Habl dokazao da se kosmos zaista širi, Ajnštajn ju je proglasio svojom najvećom zabludom. Međutim, merenja iz 2000. godine pokazala su da je Ajnštajn lako mogao biti u pravu: kosmološka konstanta ne samo da postoji, već tamna energija verovatno predstavlja najveći izvor materije/energije u čitavom kosmosu. Analizirajući supernove u udaljenim galaksijama, astronomi su uspeli da izračunaju brzinu širenja kosmosa tokom milijardi godina. Rezultati su bili iznenađujući: umesto sve sporije,

kosmos se sve brže širi. Naš kosmos je kao begunac koji ne zastaje i verovatno neće prestati da se širi. Zato sada možemo da predvidimo kako će umreti. Neki kosmolozi su ranije verovali da u kosmosu ima dovoljno materije da se širenje zaustavi i pređe u skupljanje, što bi potvrdio plavi pomak iz udaljenih delova kosmosa. (Fizičar Stiven Hoking je čak verovao da će skupljanje kosmosa izazvati obrtanje toka vremena i da će se istorija ponoviti – ali unazad. To bi značilo da će se ljudi vraćati u mladost i u majčinu matericu, iskakati iz bazena na dasku, a da će pržena jaja uskakati u ljusku. Ipak, Hoking je u međuvremenu priznao da je pogrešio.) Kosmos bi, u jednom trenutku, implodirao u sebe, stvarajući ogromnu toplotu pri tom „velikom sažimanju”. Neki su smatrali da bi nakon toga nastao novi Veliki prasak, tako da bismo imali kosmos koji osciluje. Rezultati eksperimenata pokazali su da su takva predviđanja neprihvatljiva jer su potvrdili da se kosmos ubrzano širi. Postojanje sveprisutne tamne energije koja se ponaša kao antigravitacija, razdvajajući galaksije, najjednostavnije bi objasnilo dobijene podatke. Što je kosmos veći, više je energije vakuuma koja razdvaja galaksije i nagoni ga da se sve brže širi. Sa ovim objašnjenjem poklapa se jedna verzija ideje o „inflatornom kosmosu” koju je prvi izneo Alan Gut, fizičar sa Masačusetskog tehnološkog instituta. U pitanju je modifikacija izvorne teorije Fridmana i Lemetra o „Velikom prasku”. Ukratko, inflatorna predstava podrazumeva dve etape u širenju. Prva je nagla, eksponencijalna ekspanzija u kojoj u kosmosu preovlađuje ogromna kosmološka konstanta. U jednom trenutku, okončava se tako drastična ekspanzija i kosmos počinje da se širi u skladu s konvencionalnim Fridman-Lemetrovim modelom. Ako je to tačno, onda je vidljivi kosmos samo vrh ledenog brega – mnogo većeg prostornovremenskog kontinuuma koji predstavlja pravi svemir. Nedavno izvršeni eksperimenti s balonima u visokoj atmosferi takođe su dali uverljive dokaze „svemirske inflacije”, pokazavši da je kosmos naizgled ravan, što samo govori o tome koliko je zapravo ogroman. Mi smo poput mrava na ogromnom balonu koji misle da je njihov kosmos ravan zato što su tako mali. Tamna energija tera nas i da preispitamo našu pravu ulogu i položaj u kosmosu. Kopernik je pokazao da pozicija nas ljudi u Sunčevom sistemu ni po čemu nije posebna. Postojanje tamne energije govori da atomi koji čine

naš svet nisu ništa specijalno, pošto 90% materije u kosmosu čini misteriozna tamna materija. Rezultati ispitivanja kosmološke konstante ukazuju na to da tamna energija dominira nad tamnom materijom, koja, s druge strane, prevladava energiju zvezda i galaksija. Kosmološka konstanta koju je Ajnštajn jednom nevoljno uveo da bi kosmos učinio stabilnim, verovatno je najveći izvor energije u svemiru. (Godine 2003. satelit WMAP potvrdio je da obični atomi čine 4% svemirske energije i materije, 23% je nepoznata tamna materija, dok 73% potiče od tamne energije.) Opšta relativnost predvidela je još jednu čudnu stvar – crne rupe. Kada je Švarcšild 1916. godine oživeo koncept tamnih zvezda, crne rupe su smatrane naučnom fantastikom. Međutim, orbitalna opservatorija Hubble Space Telescope i sistem radio-teleskopa Very Large Array Radio Telescope, potvrdili su postojanje preko pedeset crnih rupa, uglavnom ugneždenih u središtima velikih galaksija. Mnogi astronomi sada veruju da se u srcu možda i polovine svih tih milijardi galaksija na nebu nalaze crne rupe. Ajnštajn je bio svestan problema u registrovanju tih egzotičnih stvorenja: crne rupe su po definiciji nevidljive, jer im svetlost ne može umaći, tako da ih je vrlo teško videti u prirodi. Hablov svemirski teleskop je zavirio u srca udaljenih kvazara i galaksija i napravio spektakularne fotografije rotirajućih diskova oko crnih rupa lociranih u središtima dalekih galaksija poput M-87 i NGC-4258. Astronomi su uspeli da izračunaju da se materija oko pojedinih crnih rupa okreće brzinom od oko 1.6 miliona kilometara na čas. Na najdetaljnijim fotografijama koje je načinio Hablov teleskop vidi se tačka u centru svih crnih rupa, prečnika od oko jedne svetlosne godine, što je dovoljno da potisne čitavu galaksiju 100.000 svetlosnih godina daleko. Nakon godina nagađanja, godine 2002. u našem „dvorištu”, u samoj galaksiji Mlečni put, otkrivena je crna rupa dva miliona puta teža od Sunca. I, tako, Mesec se okreće oko Zemlje, Zemlja se vrti oko Sunca, a Sunce oko crne rupe. Istraživanja Mičela i Laplasa iz osamnaestog veka, pokazuju da je masa tamne zvezde ili crne rupe proporcionalna njenom poluprečniku. To znači da je prečnik crne rupe u centru naše galaksije otprilike deset puta manji od Merkurove orbite. Zapanjujuće je da tako mali objekat može uticati na dinamiku čitave galaksije. Godine 2001. astronomi su pomoću Ajnštajnovih sočiva otkrili crnu rupu koja je lutala Mlečnim putem. Na svom putu remetila je putanju okolne zvezdane svetlosti. Prateći kretanje tog

poremećaja svetlosnog zračenja, astronomi su uspeli da proračunaju njenu putanju. (Crna rupa lutalica koja bi se približila Zemlji mogla bi da ima katastrofalni uticaj. Pojela bi čitav solarni sistem – ne bi se ni zagrcnula!) Godine 1963. istraživači crnih rupa dobila su dodatni impuls kada je novozelandski matematičar Roj Ker uopštio švarcšildovski model tako da obuhvata crne rupe koje se okreću oko svoje ose. Kako se, po svemu sudeći, sve u kosmosu obrće, a objekti to čine brže kada kolapsiraju, logično je bilo pretpostaviti da bi se svaka realna crna rupa obrtala fantastičnom brzinom. Na opšte iznenađenje, Ker je došao do preciznog rešenja Ajnštajnovih jednačina po kome zvezda kolapsira u rotirajući prsten. Gravitacija bi delovala u smeru kolapsa prstena, ali centrifugalna sila mogla bi da bude dovoljno jaka da joj se suprotstavi i rotacija bi bila stabilna. Relativističare je naročito zbunjivala činjenica da pri padu kroz prsten ne biste bili smrskani. Gravitacija u centru jeste jaka, ali ne i beskonačno velika, tako da biste prošli kroz prsten i izašli u drugi univerzum. Putovanje kroz Ajnštajn-Rozenov most ne bi moralo da bude smrtonosno. Ako bi prsten bio dovoljno veliki, mogli biste bezbedno doputovati u paralelni svemir. Fizičari su odmah počeli da razmatraju šta bi se desilo kada biste pali u Kerovu crnu rupu. Susret s takvom crnom rupom bilo bi nezaboravno iskustvo. U principu, mogla bi to biti prečica do zvezda koja bi vas trenutno transportovala u udaljeni deo galaksije, možda čak i u drugi svemir. Približavajući se Kerovoj crnoj rupi, prošli biste horizont događaja i nikada ne biste mogli da se vratite tamo odakle ste pošli (sem ako bi postojala druga Kerova crna rupa koja bi predstavljala prolaz iz paralelnog univerzuma u naš univerzum, što bi omogućavalo dvosmerno putovanje). Takođe, postojao je problem sa stabilnošću. Moguće je da biste, ulaskom u Ajnštajn-Rozenov prolaz, izazvali takvo izobličenje prostorvremena da bi se Kerova crna rupa zatvorila, onemogućavajući vam da izađete na drugu stranu. Ma kako čudne se činile Kerove crne rupe koje se ponašaju kao kapije ili portali između dva univerzuma, one su fizički moguće, jer se crne rupe oko svoje ose obrću zaista veoma brzo. Međutim, uskoro je postalo jasno da takve crne rupe ne samo da spajaju dve udaljene tačke kosmosa, već i dva trenutka, ponašajući se kao vremeplovi. Kada je Gedel 1949. godine došao do prvog rešenja Ajnštajnovih jednačina koje je podrazumevalo putovanje kroz vreme, njegovo otkriće

smatralo se neobičnim, izolovanim rezultatom. Otad su nađena brojna rešenja Ajnštajnovih jednačina koja su se ticala putovanja kroz vreme. Na primer, utvrđeno je da je jedno staro rešenje do kog je 1936. došao V. J. van Stokum omogućavalo putovanje kroz vreme. Van Stokumovo rešenje sastojalo se od bezbroj cilindara koji se velikom brzinom obrću oko svoje ose. Kada biste krenuli na putovanje oko rotirajućeg cilindra, mogli biste da se vratite u početnu tačku pre nego što biste krenuli – slično kao u Gedelovom rešenju iz 1949. godine. Van Stokumovo rešenje jeste zanimljivo, ali problem je u tome što bi cilindar morao da bude beskonačno dug. Cilindar konačnih dimenzija ne bi omogućavao putovanje kroz vreme. U principu, i Gedelovo i Van Stokumovo rešenje mogu se odbaciti pomoću fizičkih dokaza. Kip Torn i njegove kolege s Kalifornijskog tehnološkog instituta, 1988. godine došli su do još jednog rešenja Ajnštajnovih jednačina koje dozvoljava putovanje u vremenu kroz crvotočine. Uspeli su da reše problem jednosmernog putovanja preko horizonta događaja, pokazujući da je nova vrsta crvotočine potpuno prohodna. Njihovi proračuni pokazali su da bi takvo putovanje kroz vreme bilo udobno kao let avionom. Ključni pokretač tih vremeplova jesu materija ili energija koji zakrivljuju zapreminu prostorvremena ka unutra. Da biste vreme savili u „perecu”, treba vam ogromna količina energije, daleko veća od bilo čega poznatog modernoj nauci. Tornovom vremeplovu potrebna je negativna materija ili negativna energija, što do sada nije viđeno. Tačnije, kada biste imali parče negativne materije u ruci, ona ne bi pala dole, već gore. Potraga za negativnom materijom za sada je bezuspešna. Ako ju je i bilo na Zemlji pre više milijardi godina, morala je „pasti” u svemir, zauvek nestajući iz našeg sveta. Ali negativna energija, s druge strane, postoji u obliku Kazimirovog efekta. Uzmimo, na primer, dve nenaelektrisane, paralelne metalne ploče – one se niti privlače niti odbijaju. To znači da bi morale da ostanu u stanju mirovanja. Međutim, godine 1948, Henrik Kazimir je demonstrirao čudan kvantni efekat, pokazavši da se dve paralelne ploče zapravo privlače neznatnom silom koja je izmerena u laboratoriji. Tornov vremeplov mogli biste napraviti na sledeći način: uzeli biste dva para paralelno postavljenih metalnih ploča. Usled Kazimirovog efekta, između svakog para ploča javiće se negativna energija. Prema Ajnštajnovoj teoriji, zbog postojanja negativne energije, u toj oblasti otvoriće se malene rupe ili mehurići u prostorvremenu (manji od subatomskih čestica).

Pretpostavimo da civilizacija daleko naprednija od nas koja može upravljati tim rupama uzme po jednu iz svakog para ploča i istegne ih tako da duga cev ili crvotočina povezuje dva para ploča. (Povezivanje ta dva para paralelnih ploča pomoću crvotočine daleko je iznad mogućnosti današnje tehnologije.) Stavite jedan par ploča u raketu koja putuje brzinom bliskom svetlosnoj tako da vreme u njoj usporava. Prethodno smo zaključili da satovi u takvoj raketi rade sporije nego na Zemlji. Ako uskočite u prostor između paralelnih ploča na Zemlji, usisaće vas crvotočina koja spaja dve ploče i vi ćete se naći u raketi, u prošlosti – na drugom mestu, u drugo vreme... Od tada, putovanje kroz vreme postalo je živahna oblast fizike o kojoj se objavljuju gomile radova sa opisima različitih vremeplova, redom osmišljenih na temeljima Ajnštajnove teorije. Ipak, to nije zabava za sve fizičare. Na primer, Hokingu se nije svidela ideja o putovanju kroz vreme. Ako bi putovanje kroz vreme bilo moguće, rekao je, bili bismo preplavljeni turistima iz budućnosti. Da se vremeplovi koriste, bilo bi nemoguće napisati istoriju jer bi se menjala kad god neko pokrene motore svog vremeplova. Hoking je objavio da želi svet u kome će istoričari moći da rade svoj posao. Terens H. Vajt u svom serijalu knjiga The Once and Future King opisuje društvo mrava koji žive u skladu s pravilom „što nije zabranjeno, obavezno je”. I fizičari slede tu filozofiju, tako da je Hoking morao da formuliše hipotezu o „zaštiti hronologije” koja zabranjuje vremeplove. (U međuvremenu, Hoking je odustao od dokazivanja takve hipoteze. Sada je njegov stav da su vremeplovi teoretski mogući, ali nisu praktični.) Koliko nam je za sada poznato, ovi vremeplovi poštuju zakone fizike. Naravno, treba doći do tako velikih energija (dostupnih samo „dovoljno naprednim civilizacijama”) i pokazati da su crvotočine dovoljno stabilne pod kvantnim uticajima i da neće eksplodirati ili se zatvoriti čim uđete u njih. Valja pomenuti da vremenski paradoksi koje bi vremeplovi omogućili, možda imaju rešenje. Pošto je Ajnštajnova teorija zasnovana na glatkim, zakrivljenim Rimanovim površima, nećemo prosto nestati kada se vratimo u prošlost i izazovemo vremenski paradoks. Postoje dva moguća rešenja vremenskih paradoksa. Prvo, ako reka vremena može imati virove, možda ćemo ispuniti prošlost kada zaplovimo vremeplovom. To znači da možemo putovati kroz vreme, ali prošlost ne možemo izmeniti – samo ćemo je ponoviti. Ono što je suđeno, ne možemo izmeniti tako što ćemo uskočiti u

vremeplov. Takvo stanovište zastupa ruski kosmolog Igor Novikov: „Ne možemo poslati putnika kroz vreme u Rajski vrt i tražiti od Eve da ne ubere jabuku.”231 Drugo rešenje je da se reka vremena podeli u dva toka – tako bi se otvorila vrata paralelnog kosmosa. Ako ustrelite svoje roditelje pre svog rođenja, ubili ste ljude koji su genetski identični vašem ocu i majci, ali nisu zaista vaši roditelji. Majka vas je začela s vašim ocem i rodila vas i omogućila vaše fizičko postojanje. Vi ste skočili iz našeg univerzuma u drugi univerzum, pa su vremenski paradoksi izbegnuti. Ajnštajnovom srcu bila je najdraža objedinjena teorija polja. On je Heleni Dukas rekao da će za sto godina fizičari možda shvatiti šta je radio. Pogrešio je. Nije prošlo ni pedeset godina, a objedinjena teorija polja ponovo se uselila u misli fizičara. Potraga za objedinjenjem, nekad smatranim nedostižnim, danas dobija razmere „zlatne groznice” u svetu fizike. Zvezda je programa skoro svih sastanaka teorijskih fizičara. Nakon dva milenijuma istraživanja svojstava materije, još otkad su se Demokrit i njegovi zemljaci u antičkoj Grčkoj zapitali od čega je sazdan kosmos, fizika je iznedrila dve sasvim neuskladive teorije. Prva je kvantna teorija, jedinstvena po načinu opisivanja sveta atoma i subatomskih čestica. Druga je Ajnštajnova opšta teorija relativnosti, koja nas je vodila do zapanjujućih teorija o crnim rupama i kosmosu koji se širi. Paradoksalno je da ove dve teorije nemaju ništa zajedničko. Zasnivaju se na različitim pretpostavkama, matematičkim principima i fizičkim slikama. U osnovi kvantne teorije leže diskretni paketi energije zvani kvanti i ples subatomskih čestica. Teorija relativnosti se zasniva na neprekidnim površima. Najnaprednija verzija kvantne fizike danas je definisana u okviru standardnog modela i slaže se sa rezultatima subatomskih eksperimenata. To je najuspešnija teorija u prirodi, jer od četiri osnovne sile može objasniti tri (elektromagnetnu, slabu i jaku nuklearnu silu). Premda vrlo uspešan, standardni model ima dve mane. Najpre, nepodnošljivo je ružan – možda i najružnija teorija u istoriji nauke. Grubo spaja elektromagnetnu, slabu i jaku silu – ruku za ruku. Slikovito rečeno, povežite lepljivom trakom kita, mravojeda i žirafu, proglasite tvorevinu „supermodelom” i tvrdite da je to najveće dostignuće prirode, krajnji rezultat miliona godina evolucije. Standardni model obuhvata zbunjujuću, šaroliku družinu subatomskih čestica čudnih, besmislenih imena poput kvarkova, Higsovih bozona, JangMilsovih čestica, W- bozona, gluona i neutrina. Još grđe je to što standardni

model uopšte ne pominje gravitaciju. Kada biste pokušali da „ugurate” gravitaciju u standardni model – raspao bi se i dao besmislene rezultate. Svi pokušaji u skoro pedeset godina da se kvantna i relativistička teorija združe, bili su neuspešni. Ali, bez obzira na sve estetske nedostatke kvantne fizike, jedno je sigurno – nepogrešiva je na eksperimentalnom terenu. Jasno je da je neophodno otići dalje od standardnog modela i preispitati Ajnštajnov pristup objedinjenju. Posle pedeset godina, vodeći kandidat za teoriju objedinjenja, potencijalni ujedinitelj kvantne teorije i opšte relativnosti jeste „teorija superstruna”. To je, zapravo, i „jedina zabava u gradu”, jer su sve konkurentske teorije odbačene. Kako fizičar Stiven Vajnberg kaže: „Teorija struna prvi je prihvatljivi kandidat za konačnu teoriju.”232 Vajnberg veruje da su mape drevnih moreplovaca redom ukazivale na postojanje legendarnog Severnog pola, vekovima pre nego što je Robert Piri stupio na Arktik 1909. godine. Slično tome, sva otkrića na polju fizike čestica upućuju na postojanje kosmičkog Severnog pola, odnosno objedinjene teorije. Teorija superstruna uspeva da apsorbuje sve kvalitete kvantne teorije i opšte teorije relativnosti na iznenađujuće jednostavan način. Iako je Ajnštajn materiju poredio s drvetom zbog njenih zamršenih svojstava i naizgled haotične prirode, teorija superstruna materiju svodi na muziku. (Ajnštajnu, izvrsnom violinisti, to bi se verovatno svidelo.) Pedesetih godina prošlog veka, fizičari su očajnički pokušavali da daju smisao subatomskim česticama, pošto su neprestano otkrivane nove. Robert Openhajmer je jednom rezigniran rekao: „Nobelovu nagradu iz fizike trebalo bi dati fizičaru koji te godine ne otkrije neku novu česticu.”233 Subatomske čestice dobijale su tako mnogo čudnih grčkih imena, da je Enriko Fermi kazao: „Da sam znao da će biti toliko čestica s grčkim imenima, postao bih botaničar a ne fizičar.”234 Po teoriji struna, kada biste kroz supermikroskop pogledali direktno u elektron, ne biste naišli na čestice, već na vibrirajuću strunu. Vibrirajući na različite načine ili drugačijim tonovima, superstruna se pretvara u razne subatomske čestice poput fotona ili neutrina. Po takvoj predstavi, subatomske čestice koje srećemo u prirodi mogu se posmatrati kao najniža oktava superstruna. To znači da je sve to šarenilo subatomskih čestica otkrivenih u prethodnim decenijama samo partitura za super- strune. Zakoni hemije, tako zbunjujući i naizgled proizvoljni, melodije su koje proizvode superstrune. A zakoni fizike nisu ništa drugo do harmonija superstruna.

Teorija superstruna lepo se slaže sa svim Ajnštajnovim radovima o relativnosti. Krećući se kroz prostorvreme, struna prisiljava okolni prostor da se zakrivi, kao što je Ajnštajn pretpostavio 1915. godine. Teorija superstruna bila bi neodrživa kada se one ne bi kretale kroz prostorvreme u skladu sa opštom teorijom relativnosti. Kako je fizičar Edvard Viten rekao, čak i da Ajnštajn nikada nije postavio teoriju relativnosti, verovatno bi je iznedrila teorija struna. Viten kaže: „Teorija struna neverovatno je privlačna jer niko od nas ne može zanemariti gravitaciju. Sve poznate održive teorije struna uključuju gravitaciju; dok je u kvantnoj teoriji ona nemoguća, u teoriji struna je neizostavna.”235 Teorija struna vodi do drugih, iznenađujućih zaključaka. Strune se mogu konsistentno kretati samo u deset dimenzija (devet prostornih i jedna dimenzija vremena). Teorija struna je, zapravo, jedina teorija koja zahteva tačno određenu prostorvremensku dimenzionalnost. Poput Kaluca-Klajnove teorije iz 1921. godine, ona uspeva da objedini elektromagnetizam i gravitaciju uz pretpostavku da više dimenzije mogu da vibriraju, stvarajući sile koje su u stanju da se prostiru kroz tri dimenzije poput svetla. (Ako dodamo jedanaestu dimenziju, prema teoriji struna moguće je vibriranje membrana u hiperprostoru. To je takozvana M-teorija koja obuhvata teoriju struna i omogućava da je bolje sagledamo uza sve prednosti jedanaestodimenzionalne pozicije.) Šta bi Ajnštajn mislio o teoriji superstruna da je živ? Fizičar Dejvid Gros je rekao: „Ajnštajn bi bio zadovoljan, barem zbog cilja, ako ne i zbog načina na koji se ostvaruje... Svidela bi mu se činjenica da postoji jedan, osnovni geometrijski princip – čiju suštinu, nažalost, ne razumemo”.236 Videli smo da je bit Ajnštajnove teorije polja bila da izgradi materiju (drvo) koristeći geometriju mermera. Gros komentariše: „Stvaranje materije iz geometrije – u izvesnom smislu, teorija struna to i radi... [Ona je] teorija gravitacije u kojoj se čestice materije zajedno s drugim silama prirode pojavljuju na isti način kao što gravitacija nastaje iz geometrije.” Dobro bi bilo vratiti se Ajnštajnovim ranim radovima na polju objedinjene teorije polja i predano razmotriti teoriju struna. Suština Ajnštajnove genijalnosti ležala je u njegovoj sposobnosti da izdvoji ključne simetrije u svemiru koje objedinjuju zakone prirode. Simetrija koja objedinjuje prostor i vreme jesu Lorencove transformacije ili rotacija u četiri dimenzije. Simetrija u osnovi gravitacije je opšta kovarijansa ili je čine proizvoljne transformacije prostorvremenskih koordinata.

Treći Ajnštajnov pokušaj da zaokruži veliku objedinjenu teoriju propao je ponajviše zbog toga što mu je nedostajala simetrija koja bi objedinila gravitaciju i svetlost, to jest sjedinila mermer (geometriju) i drvo (materiju). On je, naravno, odmah shvatio da mu treba temeljno načelo koje bi ga vodilo neprohodnim stazama tenzorskog računa. „Verujem da ponovo moramo iznaći opšte prirodno načelo kako bismo zaista napredovali”237 napisaće jednom prilikom. Upravo to omogućava teorija superstruna. Simetrija koja se nalazi u osnovi superstruna naziva se „supersimetrija”. To je čudna i predivna simetrija koja objedinjuje materiju i sile. Kao što smo pomenuli, subatomske čestice imaju svojstvo koje se naziva spin, jer podsećaju na čigre koje se vrte. Elektroni, protoni, neutroni i kvarkovi koji sačinjavaju materiju u kosmosu imaju spin i nazvani su fermioni, po Enriku Fermiju koji je istraživao svojstva čestica sa spinom ½. Kvanti sila zasnovani su na elektromagnetizmu (sa spinom 1) i gravitaciji (sa spinom 2). Obratite pažnju na to da oni imaju celobrojni spin, i zovu se bozoni (ime su dobili po radu Bozea i Ajnštajna). Ključni detalj je da materiju (drvo) čine fermioni sa spinom ½, dok se sile (mermer) sastoje od bozona sa celobrojnim spinom. Supersimetrija objedinjuje fermione i bozone. Ovo je suština, jer supersimetrija omogućava objedinjavanje drveta i mermera, kao što je Ajnštajn želeo. U stvari, supersimetrija dozvoljava postojanje novog tipa geometrije koji je iznenadio čak i matematičare. Taj novi tip nazvan je superprostor, a on pak čini mogućim supermermer. U ovom novom pristupu moramo da uopštimo stare dimenzije prostora i vremena kako bismo obuhvatili nove fermionske dimenzije – one omogućavaju da proizvedemo „supersilu” od koje su potekle sve sile u trenutku stvaranja kosmosa. Neki fizičari su razmatrali mogućnost da bi uopštavanje Ajnštajnovog izvornog načela opšte kovarijanse trebalo da glasi: jednačine fizike moraju biti superkovarijantne (što znači da moraju zadržati isti oblik nakon superkovarijantne transformacije). Teorija superstruna pruža priliku da ponovo razmotrimo Ajnštajnov prethodni rad na objedinjenoj teoriji polja, ali u sasvim novom svetlu. Kada počnemo da analiziramo rešenja jednačina koje opisuju superstrune, nailazimo na mnoge čudne prostore kojima se Ajnštajn prvi bavio još u dvadesetim i tridesetim godinama prošlog veka. Već smo videli da je on radio na uopštavanjima Rimanovih prostora, koji bi danas mogli da odgovaraju nekim prostorima iz teorije struna. Ajnštajn je proučavao ove

neobične prostore jedan za drugim, boreći se sa sve većom zbrkom (jer su tu bili kompleksni prostori, prostori sa torzijom, uvrnuti prostori, antisimetrični prostori itd.), ali se na kraju izgubio. Nedostajalo mu je fizičko načelo ili slika da ga izbave iz matematike u koju se zapetljao. Srećom, na scenu stupa teorija superstruna koja funkcioniše kao organizujuće načelo što omogućava da proučavamo mnoštvo ovakvih prostora iz različitih perspektiva. Da li je supersimetrija ona simetrija koja je Ajnštajnu izmicala poslednje tri decenije njegovog života? Osnova Ajnštajnove objedinjene teorije polja je u tome što je ona trebalo da bude spravljena od čistog mermera, to jest od čiste geometrije. Ružno drvo koje je uznemiravalo njegovu izvornu teoriju relativnosti trebalo je da bude obuhvaćeno geometrijom. Supersimetrija možda krije ključ teorije čistog mermera. Po ovoj teoriji, moguće je uvesti takozvani „superprostor”, u kome prostor sam po sebi postaje supersimetričan. Drugim rečima, postoji mogućnost da će konačna objedinjena teorija polja biti sačinjena od „supermermera” nastalog iz nove „supergeometrije”. Fizičari sada veruju da su u trenutku Velikog praska sve simetrije sveta bile objedinjene, kao što je i Ajnštajn verovao. Četiri sile u prirodi (gravitacija, elektromagnetizam, slaba i jaka nuklearna sila), bile su objedinjene u jednu supersilu u trenutku postanka kosmosa, a kasnije su se razdvojile dok se kosmos hladio. Ajnštajnova potraga za objedinjenom teorijom polja činila se nemogućom samo zato što su četiri sile danas nepovratno razbijene na četiri dela. Ako bismo mogli da vratimo časovnik 13.7 milijardi godina u prošlost, sve do samog Velikog praska, videli bismo kosmičko jedinstvo u punom sjaju, onako kako ga je Ajnštajn zamišljao. Viten tvrdi da će teorije struna jednoga dana dominirati fizikom na isti način kao što je kvantna mehanika preovlađivala proteklih pola veka. Međutim, ima još mnogo velikih prepreka. Kritičari teorije struna ukazuju na njene slabe tačke. Kao prvo, nije moguća neposredna provera. Pošto je teorija struna zapravo teorija kosmosa, jedini način da se u praksi proveri jeste da ponovo dođe do Velikog praska, to jest stvaranja energije prilikom razbijanja atoma koja bi bila približno ravna onoj prilikom postanka kosmosa. To bi zahtevalo uređaje za razbijanje atoma veličine galaksije, što je van domašaja čak i naprednih civilizacija. Fizika se u velikoj meri izučava posredno, pa se velike nade polažu u to da će LHC (Large Hadron Collider, najveći svetski akcelerator čestica), koji će biti sagrađen blizu

Ženeve u Švajcarskoj, imati dovoljno energije da proveri teoriju. Kada LHC bude uskoro pušten u pogon, on će ubrzavati fotone dajući im energiju ravnu hiljadama milijardi elektron volti, dovoljno da razbijaju atome. Fizičari se nadaju da će prilikom ispitivanja ostataka ovih fantastičnih sudara moći da pronađu novu vrstu čestice – superčesticu – koja će predstavljati višu rezonancu ili oktavu superstrune. Ima i pretpostavki da bi se tamna materija mogla sastojati od superčestica. Na primer, partner fotona, nazvan „fotino”, električno je neutralan, stabilan je i ima masu. Kada bi kosmos bio ispunjen gasom fotina, ne bismo mogli da ih vidimo, ali bi se oni ponašali na sličan način kao i tamna materija. Ako ikada otkrijemo pravu prirodu tamne materije, ona će možda posredno potvrditi teoriju superstruna. Drugi način za posrednu proveru teorije jeste analiziranje gravitacionih talasa nastalih prilikom Velikog praska. Kada u sledećoj dekadi u kosmos budu lansirani LISA detektori gravitacionih talasa, oni će napokon moći da „uhvate” gravitacione talase emitovane jedan hiljadu milijarditi deo sekunde nakon Velikog praska. Ako bude u saglasnosti s predviđanjima teorije struna, ovaj opit bi mogao da potvrdi teoriju jednom za svagda. M-teorija bi takođe mogla da objasni neke zagonetke u vezi sa starim Kaluca-Klajnovim univerzumom. Setite se da se ozbiljna zamerka KalucaKlajnovom univerzumu zasnivala na tome što više dimenzije ne mogu da se posmatraju u laboratoriji i da bi one morale biti mnogo manje od atoma (to jest, atomi bi trebalo da plutaju u višim dimenzijama). M-teorija pruža moguće rešenje ovog problema pretpostavljajući da je naš kosmos membrana koja pluta u beskonačnom jedanaestodimenzionalnom hiperprostoru. Tako bi subatomske čestice i atomi bili ograničeni na našu membranu (naš kosmos), ali bi gravitacija, kao zakrivljenost hiperprostora, mogla slobodno da teče između dva kosmosa. Ova hipoteza, koliko god se činila čudnom, može da se proveri. Još od Isaka Njutna, fizičari znaju da jačina gravitacije opada s kvadratom rastojanja. U četiri prostorne dimenzije, gravitacija bi trebalo da opada s kubom rastojanja. Prema tome, merenjem malih nepravilnosti u odnosu na zakon obrnute kvadratne proporcije, moglo bi se ustanoviti prisustvo drugih kosmosa. Nedavno se pojavila sledeća pretpostavka: ukoliko postoji paralelni kosmos, samo milimetar udaljen od našeg kosmosa, on bi mogao da bude kompatibilan sa Njutnovom gravitacijom i LHC bi mogao da ga detektuje. Takav ishod uzbudio bi mnoge fizičare, jer bi to bio nagoveštaj

da će jedan aspekt teorije struna uskoro biti proverljiv, bilo posmatranjem superčestica ili paralelnih kosmosa. Paralelni kosmosi bi mogli da pruže još jedno objašnjenje tamne materije. Ako u našem susedstvu postoji paralelni kosmos, ne bismo mogli da ga vidimo ili osetimo (pošto je materija ograničena na membranu našeg kosmosa), ali bismo mogli da osetimo njegovu gravitaciju (koja može da putuje od jednog do drugog kosmosa). To bi izgledalo kao kada bi nevidljivi prostor imao gravitaciju, slično tamnoj materiji. Mnogi teoretičari superstruna su razmatrali ideju da bi se tamna materija možda mogla objasniti kao gravitacija koju proizvodi blizak paralelni kosmos. Pravi problem dokazivanja tačnosti teorije superstruna nije eksperiment. Ne treba da pravimo džinovske krckalice za atome ili da lansiramo satelite kako bismo proverili ovu teoriju. Problem je čisto teorijski: ako smo dovoljno pametni da potpuno rešimo teoriju, trebalo bi da budemo kadri da iznađemo sva rešenja koja obuhvataju naš kosmos sa svojim zvezdama, galaksijama, planetama i ljudima. Za sada niko na Zemlji nije toliko pametan da bi do kraja rešio ove jednačine. Možda će sutra ili za nekoliko decenija neko obznaniti da je potpuno rešio teoriju. Tada ćemo moći da kažemo je li to teorija svega ili teorija ničega. Jer, teorija struna je do te mere precizna, bez parametara koji bi se mogli doterivati, tako da nema ničeg između. Da li će teorija superstruna ili M-teorija omogućiti da objedinimo prirodne zakone u jednostavnu, usaglašenu celinu, čemu je Ajnštajn težio? Odgovor za sada nemamo. Prisetimo se Ajnštajnovih reči: „Kreativno načelo obitava u matematici. Smatram kako mora biti istinito da se čistim razmišljanjem može spoznati stvarnost, kao što su maštali drevni mudraci.”238 Možda će mladi čitalac ove knjige naći inspiraciju u potrazi za objedinjenjem fizičkih sila i dovršiti ovaj posao. Kako ćemo istinski procenjivati Ajnštajnovu zaostavštinu? Umesto da kažemo kako je posle 1925. godine trebalo da se posveti pecanju, prikladnije bi bilo odati mu sledeću počast: Temelj sveukupne fizike nose dva stuba – opšta relativnost i kvantna teorija. Ajnštajn je bio začetnik prve, kumovao je drugoj i prokrčio put eventualnom objedinjenju dve teorije.

Bibliografija Ajnštajn je zaveštao sve svoje rukopise i pisma Ajnštajnovom arhivu Jevrejskog univerziteta u Jerusalimu. Kopije dokumenata mogu se naći na Pristonskom i Bostonskom univerzitetu. Zbirka radova Alberta Ajnštajna (knjige 1-5), koju je priredio Džon Sačel, prevod je na engleski ovog obimnog materijala. Barrow, John D. The Universe That Discovered Itself. Oxford University Press, Oksford, 2000. Bartusiak, Marcia. Einsteins Unfinished Symphony. Joseph Henry Press, Vašington, 2000. Bodanis, David. E = mc2 . Walker, Njujork, 2000. Brian, Denis. Einstein: A Life. John Wiley and Sons, Njujork, 1996. Calaprice, Alice, ed. The Expanded Quotable Einstein. Princeton University Press, Prinston, 2000. Clark, Ronald. Einstein: The Life and Times. World Publishing, Njujork, 1971. Crease, R. i Mann, C. C. Second Creation. Macmillan, Njujork, 1986. Cropper, William H. Great Physicists. Oxford University Press, Njujork, 2001. Croswell, Ken. The Universe at Midnight. Free Press, Njujork, 2001. Davies, STR. C. W. i Brown, Julian, eds. Superstrings: A Theory of Everything? Cambridge University Press, Njujork, 1988. Einstein, Albert. Ideas and Opinions. Random House, Njujork, 1954. Einstein, Albert. The Meaning of Relativity. Princeton University Press, Prinston, 1953. Einstein, Albert. Relativity: The Special and the General Theory. Routledge, Njujork, 2001. Einstein, Albert. The World as I See It. Kensington, Njujork, 2000.