Ajnstajnov kosmos - Michio Kaku

Ukoliko je kavez od čvrstog materijala, prvo će se slomiti tigrov nos. Kako kavez bude padao, tigar će nastaviti da se lomi po dužini, sve dok zadnji deo kaveza konačno ne dohvati tigrov rep. Interesovanje javnosti za ove paradokse odslikava i šaljiva pesmica iz zabavnog magazina Panč: Bila jednom devojka po imenu Svetlana Kadra da putuje brže od svetlosti dana Ode ona tako, uz relativističke moći I vrati se prethodne noći.65 Ajnštajnov dobar prijatelj, Marsel Grosman, profesor na Politehničkoj školi, ponudio je Ajnštajnu da kao redovan profesor predaje u školi koju je nekad pohađao. Ajnštajn je predao preporuku koja ga je predstavljala u najboljem svetlu. Marija Kiri je napisala da „matematičari i fizičari smatraju njegov rad prvoklasnim”.66 tako, samo šesnaest meseci pošto je stigao u Prag, Ajnštajn se vratio u Cirih, u dobru, staru Politehničku školu (od 1911. godine zove se Švedski državni tehnološki institut ili ETH). Povratak nekadašnjeg učenika, sadašnjeg slavnog profesora, bio je Ajnštajnova velika lična pobeda. Napustio ju je ocrnjenog imena jer su profesori poput Vebera aktivno ometali njegovu karijeru. Vratio se kao vođa revolucije u fizici. Te godine prvi put je nominovan za Nobelovu nagradu za fiziku. Članovi Švedske akademije smatrali su da su Ajnštajnove ideje još uvek previše radikalne, a pojedini dobitnici Nobelove nagrade nastojali su da sabotiraju njegovu nominaciju. Godine 1912, umesto Ajnštajnu, nagrada je dodeljena Nilsu Gustavu Dalenu za rad na polju poboljšanja svetionika. (Ironično zvuči, ali svetionici su danas skoro potpuno zaboravljeni; sada se koristi sistem globalnog pozicioniranja pomoću satelita, zasnovan na Ajnštajnovoj teoriji relativnosti.) Ajnštajnova reputacija je naredne godine rasla takvom brzinom da je počeo da dobija ponude iz Berlina. Maks Plank se svojski trudio da privoli ovu sve blistaviju zvezdu u svetu fizike da dođe u Nemačku, tada vodeću zemlju u fizičkim istraživanjima. Berlin se smatrao draguljem u kruni nemačkog istraživačkog rada. Ajnštajn je isprva oklevao, pošto se odrekao nemačkog državljanstva i još uvek bio pod uticajem gorkih uspomena iz mladosti, ali iskušenje je ipak bilo preveliko.

Ajnštajn je 1913. godine postao član Pruske akademije nauka. Kasnije mu je ponuđeno univerzitetsko mesto u Berlinu. Trebalo je da bude direktor Instituta za fiziku Kajzer Vilhelm. Pored titula, koje su mu značile vrlo malo, ponudu je izuzetnom činila činjenica da nije morao držati predavanja. (Ajnštajn je bio popularan među studentima, poznat po tome što se prema njima odnosio s punim poštovanjem i ljubaznošću, ali predavanja su ga odvajala od njegovog glavnog interesovanja, opšte teorije relativnosti.) Godine 1914, Ajnštajn je stigao u Berlin da se upozna sa nastavničkim osobljem fakulteta. Bio je nervozan pri susretu sa njima. Sećao se: „Gospoda u Berlinu su se kladila na mene kao da sam bio zlatna koka. Ja sam nisam ni znao mogu li da snesem još jedno jaje.”67 Tridesetpetogodišnji buntovnik, čudnih stavova i jednako čudno odeven, morao je ubrzo da se prilagodi krutom načinu ophođenja u Pruskoj akademiji nauka čiji su se članovi oslovljavali sa „gospodine članu Tajnog veća” ili „Vaša ekscelencijo”. Ajnštajn je razmišljao: „Izgleda da se većina članova šepuri poput pauna, ali samo na papiru; inače su veoma ljubazni.”68 Ajnštajnov trijumfalan put od Zavoda za patente u Bernu do pozicije vrhunskog istraživača u Nemačkoj, nije prošao bez ličnih žrtava. Kako mu je slava rasla među fizičarima, privatni život je počeo da se raspada. Bile su to Ajnštajnove najproduktivnije godine, kada je ubirao plodove svog rada koji će izmeniti ljudsku istoriju, ali složeni, skoro nerešivi, zadaci koje je stavljao pred sebe, oduzimali su mu sve vreme, odvajajući ga od žene i dece. Ajnštajn je napisao da je s Milevom živeo kao na groblju i da je izbegavao da bude sa njom u istoj sobi nasamo. Njihovi prijatelji nisu se slagali čijom krivicom je došlo do ovakve situacije. Mnogi su verovali da je Milevu njen poznati suprug izolovao i odbacio. Njeni prijatelji smatrali su da je tužna, iscrpljena, da je vidno ostarila tih godina i da je potpuno zanemarila svoj izgled. Postala je razdražljiva i hladna, ljubomorna čak i na vreme koje je provodio s kolegama. Kada je našla pismo Ane Smit sa izrazima divljenja (upoznala ga je tokom njegovog kratkog boravka u Arauu i u međuvremenu se udala), Mileva je pobesnela kao nikad do tada. Žestoka svađa uzdrmala je njihov klimav brak. Neki su mislili da Ajnštajn nije ni nalik na savršenog muža. Stalno na putu, ostavljao je Milevu da se sama brine o dvoje dece. Na prelazu između dva veka, putovanja su bila neverovatna teška i dugotrajna, ponekad i višenedeljna. Kada bi bio kod kuće, ponašali su se poput brodova koji se

mimoilaze – viđali su se nakratko samo za večerom ili u pozorištu. Ajnštajn je bio toliko obuzet apstraktnim svetom matematike, da mu nije preostajalo nimalo energije za emotivnu vezu sa suprugom. Što je više Mileva negodovala zbog muževljevih odlazaka, on se dublje povlačio u svet fizike. Moguće je da je krivica obostrana. Verovatno je bilo neizbežno da njihov brak bude izložen ogromnom iskušenju. Možda su prijatelji imali pravo kada su, godinama kasnije, rekli da njih dvoje nisu bili jedno za drugo. Poslednji stubovi njihovog braka nepovratno su srušeni kada je Ajnštajn prihvatio ponudu iz Berlina. Mileva se žestoko protivila odlasku u Berlin. Možda ju je zastrašivala pomisao da, budući pripadnik slovenskog naroda, živi u centru germanske kulture. Još važnije je to što su mnogi Ajnštajnovi rođaci živeli u Berlinu i Mileva se bojala da će biti izložena njihovim oštrim, neodobravajućim pogledima. Nije bila tajna da je muževljeva rodbina nije podnosila. Mileva i deca su otputovali sa Ajnštajnom u Berlin, ali ona se vrlo brzo s decom vratila u Cirih. Nikada više nisu bili zajedno. Ajnštajn, koji je neizmerno voleo decu, bio je slomljen. Od tog trenutka, sa sinovima je održavao vezu na daljinu. Da bi ih video, putovao je i po deset sati iz Berlina za Cirih. (Kada je Milevi zvanično dodeljeno starateljstvo nad decom, Ajnštajnova sekretarica, Helen Dukas, zapisala je da je Ajnštajn plakao celim putem do kuće.) Jaz u njihovom braku takođe je produbilo stalno prisustvo Ajnštajnove rođake u Berlinu. Kasnije je priznao: „Živeo sam veoma povučeno, ali nisam bio usamljen, zahvaljujući brizi rođake koja me je doslovce dovukla u Berlin.”69 Ajnštajn i Elza Lovental bili su vezani dvostrukim rođačkim sponama; njegova i njena majka bile su sestre, a dede su im bili braća. Elza je bila razvedena, živela je s dve kćerke, Margot i Ilzom, sprat iznad svojih roditelja (Ajnštajnovih tetke i teče). Ajnštajn i ona nakratko su se sreli 1912. godine kada je posetio Berlin. Ajnštajn je tada već znao da se njegov brak s Milevom raspada i da je razvod neizbežan. Međutim, bojao se posledica koje bi razvod mogao da ostavi na njegove sinove. Elzi se Ajnštajn dopadao od malena. Priznala je da se zaljubila još kao dete kada ga je čula kako svira Mocarta. Izgleda da ju je najviše privukao njegov status zvezde u naučnim krugovima, poštovanje koje su mu iskazivali fizičari celog sveta. Nije krila da uživa u njegovoj slavi. Kao i Mileva, bila je starija od Ajnštajna četiri godine, ali tu prestaje svaka

sličnost između dve žene. Bile su sušta suprotnost. Ajnštajn je, udaljavajući se od Mileve, očigledno otišao u drugu krajnost. Dok Mileva nije mnogo polagala na svoj izgled i bila često namrgođena, Elza je bila prava buržujka, svesna svog položaja u društvu. Uvek se trudila da razvija poznanstva u intelektualnim krugovima Berlina i s ponosom je predstavljala Ajnštajna svojim prijateljima u visokom društvu. Mileva se lako povlačila iz društva, često neraspoložena, a Elza je bila društvena leptirica, pojavljivala se na zabavama i pozorišnim premijerama. I, za razliku od Mileve, koja se trudila da utiče na svog muža i promeni ga, Elza je bila majčinski tip, stalno je pokušavala da poboljša Albertove manire, ali je svu svoju energiju uložila da mu pomogne da ostvari ciljeve. Jedan ruski novinar je kasnije pisao o vezi između Ajnštajna i Elze: „Silno je volela svog velikog muža, uvek spremna da ga zaštiti od životnih teškoća, obezbeđujući mu neophodan duhovni mir kako bi svoje veličanstvene ideje sproveo u delo. Elza se posvetila tome da mu pomogne da se ostvari kao mislilac, a pri tome je bila nežan saputnik, supruga i majka tom izuzetnom, odraslom detetu.”70 Pošto je 1915. godine Mileva otišla iz Berlina, i odvela decu, Ajnštajn i Elza su se još više zbližili. Međutim, ono što Ajnštajnu u to vreme nije davalo mira nije bila ljubav već sam univerzum.

DEO II SLIKA DRUGA Zakrivljeno prostorvreme

A POGLAVLJE 4 Opšta teorija relativnosti i „najsrećnija misao mog života“ jnštajn još uvek nije bio zadovoljan. Iako su ga u tom trenutku smatrali jednim od najvećih fizičara, bio je nespokojan. Shvatio je da postoje dve očigledne rupe u njegovoj teoriji relativnosti. Prva se odnosila na inercijalno kretanje. Međutim, malo šta u prirodi ima konstantnu brzinu. Sve se kreće sa ubrzanjem: točkovi se okreću, lišće opada u cik-cak putanji, Zemlja rotira oko Sunca. Teorija relativnosti nije bila primenljiva čak ni na najjednostavniji oblik ubrzanja na Zemlji. Drugo, teorija nije mogla da objasni pojavu gravitacije. Smatralo se da teorija relativnosti podrazumeva sveobuhvatnu simetriju prirode; ipak, činilo se da ne obuhvata gravitaciju. Ta činjenica bila je prilično ponižavajuća s obzirom na to da je gravitacija svuda oko nas. Nedostaci relativnosti bili su očigledni. Prema teoriji relativnosti, brzina svetlosti je najveća u svemiru, što znači da bi svakom svetlosnom poremećaju na Suncu trebalo osam minuta da stigne do Zemlje. To, međutim, nije bilo u saglasnosti sa Njutnovom teorijom po kojoj gravitacija deluje trenutno. (Po Njutnu, gravitacija je beskonačno brza, ali brzina svetlosti se uopšte ne pominje u Njutnovim jednačinama.) Ajnštajn je zbog toga morao da iz osnova preradi Njutnove jednačine kako bi u njih uključio brzinu svetlosti. Ukratko, Ajnštajn je shvatio da mora da uopšti teoriju relativnosti kako bi obuhvatila i ubrzanje i gravitaciju. Svoju prethodnu teoriju iz 1905. godine, počeo je da naziva „specijalna teorija relativnosti”, kako bi se razlikovala od moćnije, „opšte teorije relativnosti”, koja je trebalo da opiše gravitaciju. Kada je Maksu Planku izneo svoj ambiciozan plan, ovaj ga je upozorio: „Kao tvoj stari prijatelj, moram te posavetovati da se ne upuštaš u to jer nećeš uspeti, a i ako uspeš, niko ti neće verovati”.71 Međutim, Plank

je uviđao važnost problema i zato je dodao: „Ako uspeš, ljudi će te smatrati novim Kopernikom”. Ajnštajnu se suština teorije gravitacije ukazala dok je 1907. godine radio kao niži službenik u Zavodu za patente. Sećao se: „Sedeo sam u Zavodu za patente u Bernu kada mi je najednom nešto palo na pamet: ako osoba slobodno pada, neće osećati sopstvenu težinu. Zabezeknuo sam se. Ta jednostavna misao ostavila je na mene dubok utisak i upravo me je to privuklo teoriji gravitacije.”72 Ako se nađete u liftu čiji noseći kabl iznenada pukne, počećete slobodno da padate, istom brzinom kao pod lifta. Pošto i vi i lift padate istom brzinom, kao da ste u bestežinskom stanju – kao da lebdite u vazduhu. Ajnštajn je odjednom shvatio da bi se, u trenutku kada bi počeo da pada sa stolice, istog trena našao u stanju slobodnog pada, pri čemu bi dejstvo gravitacije bilo poništeno ubrzanjem – on bi lebdeo u bestežinskom stanju. To nije bio nov koncept. Bio je poznat Galileju, koji je navodno bacao mali kamen i veliko topovsko đule sa Krivog tornja u Pizi. Tim ogledom dokazao je da na sve objekte na Zemlji deluje isto gravitaciono ubrzanje (9.81 metar u sekundi na kvadrat). Njutn je takođe znao za ovu činjenicu kada je shvatio da su planete i Mesec u stanju slobodnog pada u svojoj orbiti oko Sunca ili Zemlje. Da ste, kao astronaut, poleteli u svemir, osetili biste kako ubrzanje poništava gravitaciju. Sve u unutrašnjosti letelice, uključujući pod, instrumente i vas, pada istom brzinom. Zbog toga vidite da sve oko vas lebdi. Noge su vam iznad poda, i stvara se iluzija da je gravitacija nestala jer pod pada zajedno s vama. Ako pođete u svemirsku šetnju van broda, nećete odjednom pasti na Zemlju, već ćete lagano lebdeti oko broda jer i brod i vi padate istom brzinom čak i kada kružite oko Zemlje. (Nije tačno da gravitacija nestaje u svemirskom prostoru, kako se pogrešno navodi u mnogim knjigama. Sunčeva gravitacija je dovoljno moćna da drži Pluton milijardama kilometara daleko od Zemlje. Gravitacija ne nestaje; ona je poništena usled pada letelice.) U pojavi da gravitacija ne nestaje prepoznajemo takozvani „princip ekvivalencije” koji podrazumeva da sva tela padaju istom brzinom pod dejstvom gravitacije (preciznije, inercijalna masa jednaka je gravitacionoj masi). Ta zaista stara ideja donekle je zanimala Galileja i Njutna, ali tek u rukama izuzetnog fizičara kakav je bio Ajnštajn, postala je osnova nove relativističke teorije gravitacije. Ajnštajn je napravio džinovski korak i

otišao dalje od Galileja ili Njutna. Formulisao je sledeći postulat koji stoji iza opšte teorije relativnosti: svi fizički zakoni ispoljavaju se u istom obliku u svim inercijalnim sistemima referencije. Iznenađujuće, ali ta jednostavna tvrdnja je u Ajnštajnovim rukama postala osnova teorije iz koje su se rodili zakrivljenje prostora, crne rupe i samo stvaranje kosmosa. Nakon što je 1907. godine došao na ovu briljantnu, pronicljivu ideju, prošle su godine dok je dovršio svoju novu teoriju gravitacije. Novo viđenje gravitacije poticalo je iz poznatog principa ekvivalencije, ali Ajnštajn svoje zamisli nije objavio sve do 1911. godine. Prva posledica principa ekvivalencije jeste da se svetlost savija pod dejstvom gravitacije. Ideja da gravitacija može da utiče na svetlosni zrak sigurno potiče još iz vremena Isaka Njutna. U svojoj knjizi Optika, Njutn je postavio pitanje da li gravitacija može da utiče na svetlost zvezda: „Deluju li tela iz daleka na svetlost tako što savijaju njene zrake; i nije li to dejstvo najjače kada je rastojanje najmanje?”73 Nažalost, tehnološka dostignuća u sedamnaestom veku nisu omogućavala da se nađe odgovor na to pitanje. Ajnštajn je posle više od dvesta godina oživeo to pitanje. Pretpostavimo da ste uključili lampu u letelici koja se ubrzano udaljava od Zemlje. Pošto brod ubrzava krećući se nagore, svetlosni zrak se prostire nadole. Sada primenite princip ekvivalencije. Kako zakoni fizike unutar broda moraju da budu isti kao i na Zemlji, gravitacija mora da deluje i na svetlost, skrećući je. Ajnštajn je otkrio sledeći fizički fenomen: skretanje svetlosti pod dejstvom gravitacije. Odmah je shvatio da se taj efekat može matematički opisati. Najjače gravitaciono polje u Sunčevom sistemu potiče od Sunca. Ajnštajn se zapitao da li je ono dovoljno da deluje na putanju svetlosti sa udaljenih zvezda. To se može proveriti ako se iste skupine zvezda na nebu fotografišu u različitim trenucima. Prvu fotografiju trebalo bi snimiti noću, da bi se izbeglo registrovanje Sunčeve svetlosti; druga bi trebalo da se snimi nekoliko meseci kasnije, kada se Sunce bude nalazilo direktno spram iste skupine zvezda. Poređenjem dve fotografije, može se izmeriti koliko se zvezdana svetlost pomerila ka Suncu usled dejstva Sunčeve gravitacije. Pošto sunčeva svetlost dominira nad svetlošću sa udaljenih zvezda, svako eksperimentalno proučavanje uticaja gravitacije na svetlost zvezda i njeno savijanje moralo bi se izvesti za vreme pomračenja Sunca, kada ga Mesec zaklanja a zvezde se vide tokom dana. Ajnštajn je zaključio sledeće: ako se fotografije snimljene danju, za vreme pomračenja, uporede sa onim

snimljenim pod istim uslovima, ali noću, trebalo bi da se utvrdi blago iskrivljenje putanje svetlosti s posmatranih zvezda prema Suncu. (Mesečeva gravitacija takođe blago skreće svetlost zvezda, ali to skretanje je neznatno u poređenju sa onim do koga dolazi pod uticajem mnogo većeg Sunca. Dakle, Mesec nema uticaja na skretanje svetlosti zvezda.) Princip ekvivalencije pomogao mu je da približno izračuna skretanje svetlosti pod dejstvom gravitacije, ali mu nije otkrio ništa o samoj gravitaciji. Nedostajala je teorija gravitacionog polja. Setite se da Maksvelove jednačine opisuju izvornu teoriju polja, koja kaže da su linije sila nalik na paukovu mrežu i da talasi putuju tako što prenose vibracije njenih niti. Ajnštajn je tragao za gravitacionim poljem čije bi linije sila mogle da prenose gravitacione vibracije koje putuju brzinom svetlosti. Negde oko 1912. godine, posle više godina razmišljanja, postepeno je shvatio da je neophodno kompletno preinačiti dotadašnje razumevanje prostora i vremena; to je zahtevalo nov koncept geometrije, napredniji od onog nasleđenog od starih Grka. Ključno opažanje koje ga je dovelo do pojma zakrivljenosti prostorvremena bio je takozvani Erenfestov paradoks. Ajnštajnu ga je predočio njegov prijatelj Pol Erenfest. Posmatrajmo ringišpil ili čigru. U stanju mirovanja, obim je jednak prečniku pomnoženom sa n. Kada se ringišpil pokrene, spoljni okvir će se kretati većom brzinom nego unutrašnji, zbog čega bi, prema teoriji relativnosti, trebalo više da se smanji i time deformiše oblik ringišpila. To znači da se obim smanjio i da je sada manji od proizvoda n i prečnika; zaključujemo da površina ringišpila nije više ravna. Prostor je zakrivljen. Površinu ringišpila možemo uporediti s površinom Arktičkog kruga. Prečnik Arktičkog kruga izmerićemo tako što ćemo preći put između jedne tačke na krugu, preko Severnog pola, do dijametralno suprotne tačke kruga. Nakon toga, možemo da izmerimo obim Arktičkog kruga. Poredeći rezultate dva merenja, otkrićemo da je obim manji od proizvoda n i prečnika, pošto Zemlja nema oblik savršene lopte. Međutim, poslednje dve hiljade godina fizičari i matematičari se oslanjaju na Euklidovu geometriju u čijoj osnovi su ravne površine. Šta bi bilo da su pretpostavili da se geometrija zasniva na zakrivljenom prostoru? Kada prihvatimo da prostor može biti zakrivljen, pred nama počinje da se stvara nova, zapanjujuća slika. Zamislite težak kamen na krevetu. Kamen će, naravno, utonuti u dušek. Sad bacite sićušni kliker da se kotrlja po krevetu. Klikerčić se pored kamena neće kretati pravolinijski, ići će po

zakrivljenoj putanji. Taj efekat se može posmatrati na dva načina. S distance, zagovornik Njutnove teorije može reći da postoji misteriozna „sila” koju kamen emituje i tako deluje na kliker, primoravajući ga da promeni putanju. Ova sila, iako nevidljiva, ima svoje polje delovanja i privlači kliker. Pristalica teorije relativnosti može da vidi potpuno drugačiju sliku. Detaljnim pregledom kreveta zaključiće da ne postoji sila koja deluje na kliker. Postoji samo udubljenje na krevetu, koje određuje kretanje klikera. Pri kretanju klikera, površina kreveta „gura” kliker sve dok putanja njegovog kretanja ne postane zakrivljena. Sada umesto kamena zamislite Sunce, namesto klikera Zemlju, a krevet zamenite prostorom i vremenom. Njutn bi rekao da nevidljiva sila koju zovemo „gravitacija” privlači Zemlju ka Suncu. Ajnštajn bi odgovorio da gravitaciono privlačenje uopšte ne postoji. Zemlja kruži oko Sunca jer zakrivljenost prostora sama po sebi deluje na Zemlju. U izvesnom smislu, ne privlači gravitacija, već prostor gura. Pomoću takvog eksperimenta Ajnštajn je mogao da objasni zašto je svakom svetlosnom poremećaju na Suncu potrebno osam minuta da stigne do Zemlje. Ukoliko naglo sklonimo kamen, površina kreveta će se ispraviti, stvarajući pri tome talase koji se šire konačnom brzinom po krevetu. Slično tome, kada bi Sunce nestalo, formirao bi se snažan talas zakrivljenja u prostoru koji bi putovao brzinom svetlosti. Koncept je bio tako jednostavan i elegantan da ga je lako objasnio svom drugom sinu, kada ga je on upitao zbog čega je toliko poznat. Ajnštajn je odgovorio: „Kada slepa buba prelazi preko iskrivljene grančice, ne primećuje da je putanja po kojoj se kreće zaista zakrivljena. Ja sam imao sreće da primetim to što buba nije.”74 Njutn je u delu Philosophiae Naturalis Principia Mathematica priznao da ne može da objasni poreklo ove misteriozne privlačne sile koja se trenutno prostire kroz kosmos. Svoju čuvenu frazu „Hypotheses nonfingo”(„ne postavljam hipotezu”), izrekao je jer nije uspeo da objasni odakle gravitacija izvire. Ajnštajn nam je ukazao na to da gravitacija nastaje usled zakrivljenja vremena i prostora. Otkrio je da je „sila” samo iluzija, sporedan proizvod geometrije. Mi čvrsto stojimo na tlu ali ne zbog Zemljine gravitacije koja nas vuče nadole. Ajnštajn je smatrao da ne postoji gravitacija koja nas privlači. Zemlja zakrivljuje prostorvremenski kontinuum oko naših tela, usled čega nas sam prostor povlači nadole. To znači da zakrivljenost prostora oko predmeta stvara iluziju da postoji gravitaciona sila koja deluje na objekte u okruženju.

Ta savijenost se, naravno, ne može videti tako da je Njutn ipak u pravu – za dovoljno udaljenog posmatrača. Zamislite mrave kako prelaze preko zgužvanog lista papira. Dok pokušavaju da se kreću pravolinijski, otkriće da ih nešto stalno vuče nadesno i nalevo. Mravima se čini da ih misteriozna sila vuče na jednu ili drugu stranu. Onome ko celu situaciju posmatra odozgo, jasno je da nikakve sile nema. Zakrivljenost papira tera mrave da menjaju putanju – to stvara iluziju sile. Setite se da je Njutn smatrao prostor i vreme sistemom apsolutno referentnim za sve vrste kretanja. Ajnštajn je, međutim, smatrao da prostor i vreme mogu da imaju dinamičku ulogu. Ako je svemir zakrivljen, onda će svi koji se nalaze na toj pozornici misliti da neobična sila deluje na njihovo telo, gurajući ih na jednu ili drugu stranu. Analogija prostorvremena sa tkaninom koja se može tegliti i skupljati, naterala je Ajnštajna da prouči matematiku zakrivljenih površina. Ubrzo se našao u matematičkoj zbrci, ne uspevajući da nađe odgovarajući mehanizam za analizu novog viđenja gravitacije. Ajnštajn je sada žalio što je, zbog svog nekadašnjeg nipodaštavajućeg stava prema matematici koju je nazivao „suvišnim obrazovanjem”, izbegavao časove matematike u Politehničkoj školi. U očajanju, obratio se prijatelju Marselu Grosmanu. „Grosmane, moraš mi pomoći ili ću poludeti!”,75 priznao je Ajnštajn. „Nikada u životu se nisam ovako mučio niti osećao veće poštovanje prema matematici, njenim suptilnijim delovima koje sam ranije smatrao nepotrebnim luksuzom! U poređenju sa ovim problemom, izvorna teorija relativnosti je dečija igra.”76 Prelistavajući matematičku literaturu, Grosman je ustanovio nešto što je celu situaciju činilo još tragikomičnijom: matematičke osnove koje su Ajnštajnu bile potrebne zaista su predavane na Politehničkoj školi. U geometriji Bernarda Rimana iz 1854. godine, Ajnštajn je konačno našao dovoljno snažnu matematičku potporu za opisivanje zakrivljenosti prostorvremena. (Godinama kasnije, kada je uvideo koliko je teško savladati novu matematiku, Ajnštajn je učenicima jedne srednje škole rekao: „Ne brinite što vam učenje matematike tako teško pada; uveravam vas da su moje muke mnogo veće.”77) Pre Rimana, matematika je počivala na Euklidovoj geometriji ravnih površina. Đaci su hiljadama godina učili klasične teoreme grčke geometrije po kojima zbir unutrašnjih uglova u trouglu iznosi 180 stepeni, a paralelne linije se nikada ne seku. Dva matematičara, Rus Nikolaj Lobačevski i Mađar Janoš Boljaj, uspeli su da se približe formulaciji nove,

neeuklidovske geometrije po kojoj bi zbir unutrašnjih uglova u trouglu mogao da bude manji ili veći od 180 stepeni. Pravu teoriju neeuklidovske geometrije postavio je „princ matematike”, Karl Fridrih Gaus i njegov student Riman. Gaus je sumnjao da Euklidova teorija ne mora uvek biti primenljiva, čak i iz perspektive fizike. Uz pomoć svog asistenta prosledio je svetlosni zrak s vrha planine Harc, pokušavajući eksperimentalno da utvrdi zbir uglova u trouglu čija temena su bila vrhovi tri planine (Harc i dve susedne). Nažalost, rezultat nije bio u skladu s predviđanjem. Gaus je bio vrlo oprezan i nikada nije objavljivao radove o osetljivim temama, bojeći se gneva konzervativaca koji su se kleli u Euklidovu geometriju. Riman je otkrio potpuno nove matematičke svetove – geometriju zakrivljenih površina u proizvoljnim dimenzijama, ne samo u dve ili tri prostorne. Ajnštajn je bio ubeđen da će ta viša geometrija dati precizniji opis svemira. Po prvi put, matematički jezik „diferencijalne geometrije” našao je svoje mesto u svetu fizike. Diferencijalna geometrija ili motor celog računa, matematika zakrivljenog prostora u proizvoljnoj dimenziji, nekada se smatrala najbeskorisnijom oblašću matematike, lišenom svakog fizičkog smisla. Najednom je postala jezik samog kosmosa. Većina biografija navodi da je Ajnštajnova opšta teorija relativnosti potpuno dovršena 1915. godine – kao da je magično, bez prethodnih grešaka, našao celovito formulisanu teoriju. U prethodnim decenijama, analize nekih Ajnštajnovih „izgubljenih svezaka” pomogle su da se popune mnoge praznine u periodu od 1912. do 1915. godine. Sada možemo sagledati, mesec po mesec, kako se razvijala jedna od najvećih teorija svih vremena. Jasno je da se Ajnštajn naročito trudio da uopšti pojam kovarijanse. Specijalna teorija relativnosti, kao što smo videli, počiva na ideji Lorencove kovarijanse, odnosno na činjenici da fizičke jednačine zadržavaju isti oblik nakon primene Lorencovih transformacija. Ajnštajn je želeo da generalizuje taj zaključak tako da obuhvata sve vrste transformacija i ubrzanja, ne samo inercijalne. Drugim rečima, želeo je jednačine koje će zadržati oblik nezavisno od referentnog sistema i od toga da li sistem ubrzava ili se kreće konstantnom brzinom. Svaki referentni sistem zahteva koordinatni sistem kojim bi se merile tri prostorne dimenzije i dimenzija vremena. Ajnštajn je tražio teoriju koja bi zadržala isti oblik nezavisno od toga koje bi koordinate prostora i vremena bile upotrebljene u referentnom sistemu. To ga je odvelo do čuvenog principa opštih

kovarijansi: fizičke jednačine moraju biti opšte kovarijantne (odnosno, moraju da zadrže isti oblik pri proizvoljnoj izmeni koordinata). Zamislite mrežu za pecanje prebačenu preko stola. Ona predstavlja proizvoljan koordinatni sistem, a površina stola nešto što će zadržati oblik nezavisno od razapinjanja mreže. Obrni, okreni mrežu – površina stola ostaje ista. Svestan da je Rimanova matematika odgovarajući instrument za opisivanje gravitacije i vođen zakonom opšte kovarijanse, Ajnštajn je 1912. godine potražio objekte koji su opšte kovarijantni u Rimanovoj geometriji. Iznenađujuće, naišao je na samo dva dostupna kovarijantna objekta: zapreminu zakrivljenog prostora i zakrivljenost takvog prostora (Ričijev tenzor). Bila je to ogromna pomoć: princip opštih kovarijansi pomogao je Ajnštajnu da valjanu teoriju formuliše 1912. godine, posle samo nekoliko meseci proučavanja Rimanovog rada, odnosno Ričijevog tenzora. Iz nekog razloga, odbacio je tu ispravnu ideju i počeo da prati pogrešnu. Razlog je bio zagonetan istoričarima sve do skorašnjeg otkrića Ajnštajnove izgubljene beleške. Te godine, kada je postavio tačnu teoriju gravitacije zasnovanu na Ričijevom tenzoru, napravio je suštinsku grešku. Mislio je da ta teorija narušava takozvani Mahov princip.78 Po jednom tumačenju tog principa, prisustvo materije i energije u kosmosu jednoznačno određuje gravitaciono polje. Kada utvrdite konfiguraciju planeta i zvezda, određena je gravitacija koja ih okružuje. Na primer, bacajte kamenčiće u jezero. Što je kamenčić krupniji, veći su talasi na jezeru. Ukoliko znamo precizne dimenzije kamena, deformacija jezera može da se izračuna. Shodno tome, ako nam je poznata masa Sunca, možemo da odredimo njegovo gravitaciono polje. I baš tu je Ajnštajn napravio veliku grešku. Smatrao je da teorija zasnovana na Ričijevom tenzoru narušava Mahov princip, jer prisustvo materije i energije nije isključivo određivalo gravitaciono polje u okruženju. Zajedno s prijateljem Marselom Grosmanom, pokušao je da postavi skromniju teoriju koja bi bila kovarijantna samo pri rotacijama (ali ne i za sva ubrzanja). Pošto je odbacio princip kovarijantnosti, izgubio je jasne putokaze pa je tri frustrirajuće godine lutao lavirintima AjnštajnGrosmanove teorije koja nije bila ni elegantna ni korisna – na primer, nije davala Njutnove jednačine u slučaju slabih gravitacionih polja. Iako je Ajnštajn imao možda i najbolji instinkt od svih fizičara, nije ga sledio. Dok je tragao za pravom jednačinom, Ajnštajn se usredsredio na tri ključna eksperimenta koja su mogla da dokažu njegovu ideju, a odnosila su

se na zakrivljenost prostora i vremena: skretanje svetlosti zvezda za vreme pomračenja, crveni pomak i perihel Merkura. Godine 1911, pre rada na zakrivljenosti prostora, Ajnštajn se nadao da će tokom pomračenja Sunca, 21. avgusta 1914, u Sibir poći ekspedicija koja bi potvrdila zakrivljenje putanje svetlosti pod uticajem Sunca. Pomračenje je trebalo da proučava astronom Ervin Finli Frojndlih. Ajnštajn je bio toliko ubeđen u ispravnost svog rada da je isprva ponudio da ambiciozni projekat finansira iz svog džepa. „Ako sve propadne, sam ću finansirati ovaj projekat od svoje ušteđevine, bar 2000 maraka za početak”,79 pisao je. Na kraju je jedan bogati industrijalac pristao da obezbedi sredstva. Frojndlih je otišao u Sibir mesec dana pre Sunčevog pomračenja, ali Nemačka je objavila rat Rusiji i on je sa svojim asistentom zarobljen, a oprema mu je zaplenjena. (Možda je za Ajnštajna bila i srećna okolnost što je ekspedicija 1914. godine bila neuspešna. Da je eksperiment sproveden, rezultati se ne bi složili s vrednostima predviđenim netačnom Ajnštajnovom teorijom i čitav njegov rad bio bi odbačen). Ajnštajn je izračunao kako gravitacija utiče na frekvenciju svetlosti. Ako lansiramo raketu sa Zemlje u kosmos, Zemljina gravitacija će se ponašati kao kočnica, povlačeći raketu nazad. Dakle, energija se troši dok se raketa odupire privlačenju Zemlje. Ajnštajn je pretpostavio da će svetlost emitovanu sa Sunca gravitacija takođe povlačiti unazad, uz gubitak energije. Svetlost neće promeniti brzinu, ali će frekvencija talasa opasti s gubitkom energije izazvanim dejstvom gravitacije. Zbog toga će se frekvencija žute svetlosti smanjiti – svetlost će postajati crvena, kako se bude udaljavala od uticaja gravitacionog polja. Gravitacioni crveni pomak je sasvim neznatan efekat i Ajnštajn je znao da tehnologija tog vremena ne omogućava odgovarajući eksperiment. (Prošle su pune četiri decenije dok se gravitacioni crveni pomak nije mogao ponoviti u laboratorijskim uslovima.) Ajnštajn je pokušao da reši davnašnji problem: zašto je orbita Merkura nepravilna i blago odstupa od Njutnovih zakona. Planete opisuju savršenu elipsu oko Sunca, uz mala odstupanja usled gravitacije susednih planeta, što rezultira trajektorijom nalik na laticu krasuljka. Međutim, orbita Merkura, čak i kad se uzmu u obzir uticaji susednih planeta, pokazuje malu, ali značajnu neusklađenost s Njutnovim zakonima. Ovo odstupanje se zove perihel, a prvi ga je otkrio astronom Irben Leverje, 1859. godine, kada je izračunao malo odstupanje od 43.5lučnih sekundi po veku koje nije moglo

da se objasni Njutnovim zakonima. (Odstupanja od Njutnovog zakona kretanja nisu bila nepoznata. Početkom devetnaestog veka, astronome je zbunjivalo slično odstupanje u orbiti Urana. Suočili su se s neizbežnim izborom: da odbace zakon kretanja ili da konstatuju prisustvo nove, nepoznate planete u orbiti Urana. Fizičari su odahnuli kada je 1846. godine otkrivena nova planeta, nazvana Neptun – upravo na mestu koje se moglo predvideti po Njutnovom zakonu.) Merkur je ostao zagonetka. Da ne bi diskreditovali Njutna, astronomi su, u skladu s dugo poštovanom tradicijom, oglasili postojanje nove planete nazvane Vulkan koja kruži oko Sunca u okviru Merkurove orbite. Međutim, daljim astronomskim istraživanjima noćnog neba nije dokazano postojanje ove planete. Ajnštajn je bio spreman da prihvati mnogo radikalnije rešenje: možda su Njutnovi zakoni bili pogrešni ili bar nepotpuni. Novembra 1915. godine, pošto je protraćio tri godine na Ajnštajn-Grosmanovu teoriju, vratio se Ričijevom tenzoru koji je odbacio 1912. godine i uočio svoju grešku.80 Ajnštajn je tada odustao od koncepta tenzora koji je dopuštao stvaranje više gravitacionih polja od jednog delića materije, što je prividno narušavalo Mahov princip. Ali ideja opštih kovarijansi pomogla mu je da uvidi da su ta gravitaciona polja matematički ekvivalentna i da su davala isti fizički rezultat. Moć opšte kovarijanse na Ajnštajna je ostavila dubok utisak: ne samo da je konkretno usmerila moguću teoriju gravitacije, već je vodila do jedinstvenih fizičkih rezultata jer je sada više gravitacionih rešenja bilo međusobno ekvivalentno. Čineći možda najveći mentalni napor, Ajnštajn se usredsredio na formulisanje jednačine nemilosrdno iznurujući sebe u nastojanju da izračuna perihel Merkura. Beleške pokazuju da je iznova postavljao rešenja, a onda detaljno proveravao da li su u skladu s Njutnovom teorijom u slučaju slabih gravitacionih polja. Zadatak je bio izuzetno naporan, pošto je radio sa deset jednačina tenzora, dok je Njutn radio sa samo jednom. Ajnštajn je, potpuno iscrpljen, završio ovaj herkulovski poduhvat krajem novembra 1915. godine. Posle dugotrajnog proračunavanja u okviru svoje stare teorije iz 1912. godine, otkrio je da bi odstupanje Merkurove orbite trebalo da bude 42.9 lučnih sekundi po veku, uz nepreciznost daleko manju od prihvatljive eksperimentalne greške. Ajnštajn skoro da nije poverovao u rezultate. To je bio prvi čvrst eksperimentalni dokaz da je njegova nova teorija tačna. „Narednih nekoliko dana bio sam van sebe od uzbuđenja”,81

sećao se. „Moj najsmeliji san konačno je postao java.” Ostvario je životni san – da nađe gravitacionu jednačinu relativnosti. Ajnštajna je posebno oduševila činjenica da je kroz apstraktan fizički i matematički princip opšte kovarijanse mogao da dođe do prihvatljivog, preciznog eksperimentalnog rezultata: „Zamislite moju radost zbog praktičnosti opšte kovarijanse i zbog činjenice da su jednačine davale tačno odstupanje Merkurove orbite.”82 Pomoću nove teorije izračunao je stepen skretanja svetlosti zvezda pod uticajem Sunčeve gravitacije. Obuhvatajući u svojoj teoriji i zakrivljenost prostora, dobio je konačan rezultat od 1.7 lučnih sekundi, što je dvaput veća vrednost od prethodne (približno jedan dvehiljaditi deo stepena). Smatrao je da je teorija toliko jednostavna, elegantna i snažna da nijedan fizičar ne može da se odupre njenom hipnotičkom dejstvu. „Teško da iko – ako je zaista razumeo teoriju – može da odoli njenom savršenom šarmu”,83 napisao je. „Teorija poseduje jedinstvenu lepotu.” Princip opšte kovarijanse bio je zadivljujuće moćna alatka iako je krajnja jednačina, koja je trebalo da opiše strukturu samog univerzuma, kada se napiše bila duga samo 2.5 cm. (I danas fizičare impresionira činjenica da se stvaranje i evolucija kosmosa mogu predstaviti tako kratkom jednačinom. Fizičar Viktor Vajskopf uporedio je svoje divljenje prema Ajnštajnovoj jednačini s pričom o seljaku koji je prvi put video traktor. Posle pažljivog razgledanja, seljak je pogledao ispod haube i u neverici zapitao: „Gde su konji?”) Jedina stvar koja je bacala senku na Ajnštajnov potpuni trijumf bio je manji sukob s Dejvidom Hilbertom, jednim od najvećih matematičara na svetu. Naime, uobličavajući trijumfalnu zamisao o relativnosti, Ajnštajn je u šest dvočasovnih predavanja na Univerzitetu u Getingenu upoznao Hilberta sa svojom teorijom. Međutim, Ajnštajn nije savladao određene matematičke alatke (Bjankijeve identitete), što ga je sprečavalo da izvede svoje Jednačine iz jednostavne forme zvane „akcija”. Hilbert je kasnije načinio završne korake u računu, zapisao „akciju” i objavio svoje dostignuće samo šest dana pre Ajnštajna. Ajnštajnu se to nimalo nije svidelo. Verovao je da je Hilbert pokušao da mu ukrade ideju opšte teorije relativnosti i preuzme sve zasluge. Na kraju su izgladili sve nesuglasice, ali Ajnštajn više nije tako lako otkrivao nedovršene radove drugim naučnicima. Postupak kojim je izvedena opšta teorija relativnosti danas je poznat kao Ajnštajn-Hilbertov postupak. Hilbert je verovatno želeo da završi poslednji delić Ajnštajnove teorije. Kako je često govorio: „Fizika je

isuviše važna da bi bila ostavljena samo fizičarima”, što je značilo da fizičari nisu imali dovoljno matematičkog znanja za proučavanje prirode. Takav stav delili su i drugi matematičari. Feliks Klajn, takođe matematičar, gunđao je jer Ajnštajna nisu primarno vodili matematički, već nejasni fizičko-filozofski nagoni. To je, verovatno, suštinska razlika između matematičara i fizičara i upravo zato matematičari nikada nisu uspeli da nađu nove fizičke zakone. Matematičari se bave malim, samodovoljnim domenima – poput izolovanih provincija. Fizičari koriste pregršt jednostavnih fizičkih principa koji mogu da zahtevaju mnoštvo matematičkih sistema. Iako je matematika jezik prirode, pokretačka snaga prirode su fizički principi, na primer, relativnost i kvantna teorija. Novosti o Ajnštajnovoj teoriji gravitacije zasenio je rat. Ubistvo austrougarskog prestolonaslednika Franca Ferdinanda izazvalo je najveće krvoproliće tog vremena. Britanska imperija, austrougarska, ruska i pruska carevina, uvučene su u sukob neslućenih razmera u kome je život izgubilo desetine miliona ljudi. Preko noći, mirni, cenjeni profesori s nemačkih univerziteta postali su krvožedni nacionalisti. Skoro čitav profesorski kadar Berlinskog univerziteta zahvatila je ratna groznica; svu energiju uložili su u ratna dejstva. Dajući podršku kajzeru, devedeset tri istaknuta intelektualca potpisala su zloglasni „manifest civilizovanom svetu” koji je pozivao sve ljude da se ujedine oko kajzera i preteći objavljivao da nemački narod mora poraziti „ruske horde koje su u savezništvu sa Mongolima i crncima počele napad na belu rasu”.84 Manifest je opravdavao nemačku invaziju na Belgiju i ponosno proklamovao: „Nemačka armija i nemački narod su jedno. Svest o tome povezuje sedamnaest miliona Nemaca, bez obzira na obrazovanje, društveni položaj ili partijsku pripadnost.”85 Čak je i Ajnštajnov mentor Maks Plank potpisao manifest, zajedno sa mnogim istaknutim pojedincima. Manifest su podržali i Feliks Klajn, fizičar Vilhelm Rentgen (otkrio je xzračenje), Valter Nernst i Vilhelm Osvald. Ajnštajn, potvrđeni pacifista, odbio je da potpiše manifest. Georg Nikolaj, Elzin lekar, bio je poznati antiratni aktivista i pokušao je da privoli stotinak intelektualaca da potpišu kontramanifest. Pošto je ratna histerija uveliko zahvatila celu Nemačku, uspeo je da pribavi samo četiri potpisa, među njima i Ajnštajnov. Ajnštajn je vrteo glavom u neverici: „Ne može se poverovati šta je Evropa uspela da izazove u svojoj gluposti.”86 Tužno je dodao: „U ovakvim trenucima shvatam kakvim jadnim životinjskim vrstama pojedinci pripadaju.”

Ajnštajnov svet uzdrman je još jednom, 1916. godine. Zaprepašćujuća vest odnosila se na Fridriha Adlera, njegovog bliskog prijatelja, fizičara koji mu je velikodušno ustupio mesto profesora na univerzitetu u Cirihu. On je ubio austrijskog kancelara grofa Karla fon Stirka u jednom bečkom restoranu, uzvikujući pri tom: „Dole tiranija! Hoćemo mir!” Vest da je sin osnivača austrijske Socijaldemokratske partije počinio nezapamćen zločin, zaprepastila je sve Austrijance. Dok je čekao suđenje, Adler se vratio onome što ga je okupiralo u prošlosti i počeo da piše dug esej – kritiku Ajnštajnove teorije relativnosti. Usred pometnje koju je izazvao, bio je okupiran idejom da je našao suštinsku grešku u teoriji relativnosti! Adlerov otac, Viktor, obezbedio je najbolju odbranu. Pošto je znao da u porodici postoje nasledne psihičke bolesti, insistirao je da je njegov sin mentalno neuračunljiv i na osnovu toga tražio blažu kaznu. Kao dokaz njegovog ludila, Viktor je istakao da Adler pokušava da ospori Ajnštajnovu široko prihvaćenu teoriju relativnosti. Ajnštajn se ponudio da svedoči o njegovom karakteru, ali nije bio pozvan na suđenje. Iako je sud presudio da je Adler kriv i osudio ga na smrt vešanjem, presuda je preinačena u doživotnu robiju jer su se Ajnštajn i drugi zalagali za optuženog. (Ironično, ali s padom vlade posle Prvog svetskog rata, Adler je 1918. godine oslobođen, čak je izabran za poslanika u austrijskoj skupštini i postao je jedna od najvažnijih figura radničkog pokreta.) Rat i veliki mentalni napori87 koje je uložio u stvaranje opšte teorije relativnosti uzeli su danak – ugrozili su Ajnštajnovo krhko zdravlje. Godine 1917. doživeo je nervni slom. Toliko ga je iscrpeo istinski herkulovski podvig da više nije bio sposoban ni da izađe iz stana. Za samo dva meseca smršao je čak 26 kilograma. Postao je tek senka nekadašnjeg Ajnštajna punog energije, umišljao je da umire od raka, iako je dijagnoza bila čir na želucu. Lekar je savetovao potpuni odmor i promenu ishrane. Tokom tog perioda Elza je bila stalno uz njega, negovala ga i pomagala mu da polako povrati zdravlje. Zbližio se sa Elzom i njenim kćerkama, naročito posle preseljenja u njihovo susedstvo. Ajnštajn se konačno oženio Elzom juna 1919. godine. Sledeći svoju preciznu viziju o poželjnom izgledu uvaženog profesora, pomogla mu je da od boema koji je živeo kao pravi neženja postane elegantan, privrženi muž; možda ga je pripremala za sledeću fazu u njegovom životu u kojoj će kao heroj zablistati na svetskoj sceni.

O POGLAVLJE 5 Novi Kopernik poravljajući se od razaranja i haosa Prvog svetskog rata, Ajnštajn je nestrpljivo čekao analizu narednog pomračenja Sunca predviđenog za 29. maj 1919. godine. Britanski naučnik, Artur Edington, goreo je od želje da izvede presudni eksperiment kojim bi proverio Ajnštajnovu teoriju. Edington je bio sekretar Kraljevskog astronomskog društva Engleske i jednako su mu bila bliska astronomska osmatranja pomoću teleskopa i matematika opšte teorije relativnosti. Imao je još jedan razlog da obavi eksperiment tokom pomračenja Sunca: bio je kveker i pacifistička ubeđenja sprečavala su ga da se bori na strani britanske armije u Prvom svetskom ratu. Bio je spreman i da ide u zatvor, samo da ne bude vojnik. Zvaničnici s Kembričkog univerziteta bojali su se skandala do koga bi došlo ako bi njihova nova „zvezda” dospela u zatvor kao dezerter – zato su uspeli da izdejstvuju poštedu za njega, pod uslovom da obavlja civilnu službu, tačnije da vodi eksperiment čiji je cilj bilo ispitivanje pomračenja Sunca i provera Ajnštajnove teorije. Potvrda ili opovrgavanje opšte teorije relativnosti bila je njegova patriotska dužnost, doprinos britanskim ratnim naporima. Artur Edington smestio se na ostrvu Principe, u Gvinejskom zalivu, kraj obale Zapadne Afrike, dok je druga ekipa na čelu sa Endruom Kromelinom zaplovila put Sobrala u severnom Brazilu. Loši vremenski uslovi, posebno kišni oblaci koji su skrivali Sunce, skoro da su uništili čitav eksperiment. Ipak, oblaci su se nekim čudom razišli taman na vreme da se zvezde fotografišu u 1:30 po danu. Prošli su meseci pre nego što su se ekipe vratile u Englesku i pažljivo analizirale prikupljene podatke. Kada je Edington uporedio svoje fotografije sa onim napravljenim istim teleskopom nekoliko meseci ranije u Engleskoj, otkrio je prosečno skretanje svetlosti od 1.61 lučne sekunde. Kromelinov tim došao je do vrednosti od 1.98 lučnih sekundi. Prosek ta dva rezultata

bio je 1.79 lučnih sekundi, što je potvrdilo Ajnštajnova predviđanja od 1.74 lučne sekunde uz dozvoljenu grešku. Edington se kasnije s ponosom prisećao da je potvrda Ajnštajnove teorije bila najznačajniji trenutak u njegovom životu. Dvadeset drugog septembra 1919. godine, Ajnštajn je napokon dobio depešu od Hendrika Lorenca sa fantastičnim novostima. Ajnštajn je uzbuđeno pisao majci: „Draga majko, danas sam saznao dobre vesti. H. A. Lorenc me je telegrafski obavestio da je engleska ekspedicija potvrdila skretanje sunčeve svetlosti.”88 Navodno, Maks Plank je probdeo celu noć, čekajući da otkrije hoće li pomračenje Sunca potvrditi opštu teoriju relativnosti. Ajnštajn se kasnije šalio: „Da je zaista shvatao opštu relativnosti, otišao bi na spavanje kao i svake druge večeri.”89 Iako iznenađujuće vesti o Ajnštajnovoj novoj teoriji gravitacije nijednog njegovog kolegu nisu ostavile ravnodušnim, prava munja zaparala je nebo naučnog sveta tek na sastanku Kraljevskog astronomskog društva u Londonu 6. novembra 1919. godine. Ajnštajn je iznenada od istaknutog berlinskog profesora fizike postao svetski poznat, zaslužni naslednik Isaka Njutna. Filozof Alfred Vajthed se prisećao tog sastanka: „Vladala je napetost kao u grčkoj drami.”90 Prvi govornik bio je ser Frenk Dajson. Rekao je: „Nakon pažljivog proučavanja podataka, mogu reći da bez ikakve sumnje potvrđuju Ajnštajnovo predviđanje. Konačan rezultat govori da svetlost skreće u skladu sa Ajnštajnovim zakonom gravitacije.”91 Nobelovac Džozef Tomson, predsednik Kraljevskog društva, svečano je izjavio da je posredi „jedno od najvećih dostignuća u istoriji ljudske misli.92 To nije otkriće udaljenog ostrva već čitavog kontinenta novih naučnih ideja. Najveće otkriće o gravitaciji još otkad je Njutn objavio svoja načela.” Legenda kaže da je Edingtona na izlasku zaustavio jedan naučnik i zapitao: „Priča se da samo tri naučnika na svetu shvataju Ajnštajnovu teoriju. Vi mora da ste jedan od njih.”93 Edington je ćutao, pa je sagovornik rekao: „Ne budite skromni, Edingtone.”94 Edington je slegnuo ramenima i odgovorio: „Nisam skroman, samo sam se pitao ko bi mogao biti treći.” Narednog dana, londonski Tajms bio je prekriven naslovima „Revolucija u nauci – Nova teorija o kosmosu – Oborene Njutnove teorije – Važna objava – Kosmos „zakrivljen“? (Edington je pisao Ajnštajnu: „Cela Engleska priča o vašoj teoriji... Ovo je najbolja stvar koja se mogla desiti za naučne veze između Engleske i Nemačke.”95 Londonske novine su sa

odobravanjem isticale da Ajnštajn nije potpisao čuveni manifest devedeset tri nemačka intelektualca koji je razbesneo njihove britanske kolege.) Edington je bio glavni Ajnštajnov zagovornik i „čuvar plamena” na engleskom govornom području; branio je opštu teoriju relativnosti od svih napada. Poput Tomasa Hakslija u prethodnom veku – „Darvinovog buldoga” koji je bio vatreni zagovornik jeretičke teorije evolucije u duboko religioznoj Engleskoj – Edington se služio svom silom svoje naučničke reputacije i impresivnom veštinom debatovanja da bi širio ideju relativnosti. Ta čudna sprega dvojice pacifista, kvekera i Jevrejina, pomogla je da ljudi sa engleskog govornog područja prihvate teoriju relativnosti. Priča je tako iznenada iskrsla u medijima da su mnoge novine bile zatečene, pa su grčevito tražili nekog ko poznaje fiziku. Njujork Tajms je u žurbi poslao svog stručnjaka za golf, Henrija Krouča, da izveštava o ovoj iznenadnoj senzaciji; on je pri tom pravio brojne greške. Mančester Gardijan je taj zadatak poverio svom muzičkom kritičaru. Londonski Tajms je uz malo zakašnjenje zamolio Ajnštajna da u posebnom članku objasni novu teoriju. Da bi dočarao princip relativnosti, napisao je u Tajmsu:„U Nemačkoj me danas zovu nemačkim naučnikom, a u Engleskoj me predstavljaju kao švajcarskog Jevrejina. Ukoliko postanem crna ovca, opisivači će izmeniti tekst – za Nemce ću biti švajcarski Jevrejin, a za Engleze nemački naučnik.”96 Uskoro su stotine novina vapile za ekskluzivnim intervjuom sa ovim osvedočenim naslednikom Kopernika i Njutna. Ajnštajna su opsedali novinari koji su izgarali od želje da što pre naprave reportažu. Činilo se da Ajnštajn pokriva naslovne strane svih novina na svetu. Možda je javnost, iscrpljena pokoljima i besmislenim divljaštvom Prvog svetskog rata, žudela za novim junakom koji je zakoračio u najdublje ljudske mitove i legende o zvezdama na nebu, o čijim su tajnama ljudi oduvek sanjali. Ajnštajn je preinačio uobičajenu predstavu o geniju. Ljudi su se oduševljavali što taj glasnik sa zvezda nije bio nepristupačni čudak već mladi Betoven – s razbarušenom kosom i pogužvanom odećom – koji se šalio s novinarima i razgaljivao javnost dosetkama. Ajnštajn je pisao prijatelju: „Svaki kočijaš i konobar raspravlja o tome da li je teorija relativnosti ispravna. Stav pojedinca o ovoj temi zavisi od političke partije koju podržava.”97 Nakon izvesnog vremena, počeo je da otkriva tamniju stranu popularnosti. „U poplavi novinskih članaka”, pisao je, „bio sam zatrpan pitanjima, pozivima, izazovima, toliko da sam sanjao

da gorim u paklu i da je poštar sam đavo koji bez kraja riče na mene, gađajući me u glavu gomilama novih pisama zato što nisam odgovorio na stara”.98 Zaključio je: „Ovaj svet je ludnica puna radoznalaca.”99 Sebe je video u centru tog, kako ga je nazvao, „cirkusa relativnosti”. Ajnštajn se žalio: „Osećam se pomalo poput kurve. Svi žele da znaju šta radim.”100 Radoznalci, čudaci, upravnici cirkusa, svi su želeli delić Alberta Ajnštajna. Berliner Ilustrite Cajtung pisao je o samo nekim problemima s kojima se mladi naučnik iznenada suočio – odbio je velikodušnu ponudu organizatora programa londonskog Paladijuma da nastupa zajedno s komičarima, hodačima na žici i gutačima vatre. Ajnštajn je ljubazno odbijao ponude koje bi od njega napravile čudo, ali nikako nije mogao sprečiti da se bebama i markama cigareta daje njegovo ime. Budući tako značajno, Ajnštajnovo otkriće moralo je podstaći armiju skeptika na protivudar. Skeptike je predvodio Njujork Tajms. Nakon što su se povratili od početnog šoka zbog izgubljene trke s britanskim kolegama, urednici su počeli da se podsmevaju britanskoj lakovernosti i slepoj spremnosti da prihvate Ajnštajnove teorije. Njujork Tajms je pisao da je Britance „izgleda uhvatila intelektualna panika kada su čuli da je Ajnštajnova teorija potkrepljena fotografijama... Polako se oporavljaju, uviđajući da Sunce još uvek izlazi – po svemu sudeći – na istoku.”101 Sumnju urednika u Njujorku naročito je pobuđivala činjenica da je tek nekoliko ljudi na svetu moglo da shvati teoriju. Upirali su prstom na nedemokrate i protivnike Amerike. Zar je jedan šaljivdžija uspeo da obmane čitav svet? U akademskom svetu, najistaknutiji skeptični protivnik bio je Čarls Lejn Pur, profesor nebeske mehanike sa Univerziteta Kolumbija. Poveo je napad izjavljujući (pogrešno): „Navodni astronomski dokazi teorije, kako ju je Ajnštajn izneo, ne postoje.”102 Pur je uporedio autora teorije relativnosti s likovima iz knjiga Luisa Kerola: „Pročitao sam razne tekstove o četvrtoj dimenziji, o Ajnštajnovoj teoriji relativnosti i drugim psihološkim spekulacijama o svemiru; nakon tih tekstova znao sam kako se osećao senator Brendidži posle čuvene večere u Vašingtonu.103 ’Izgledalo mi je’, rekao je, ’kao da sam lutao sa Alisom po Zemlji čuda i pio čaj s Ludim šeširdžijom.’ “ Inženjer Džordž Fransis Žilet izjavio je da je relativnost „fizika ukrštenih očiju... potpuno suluda... plačljivo mentalno dete moronskog intelekta... najgore lupetanje... i vudu besmislica.104 Do 1940. godine, teorija relativnosti biće smatrana šalom. Ajnštajn će dotad već biti

mrtav i sahranjen kraj Andersena, braće Grim i Ludog šeširdžije.” Ironično zvuči, ali istorija danas pamti ove skeptike samo po besmislenim napadima na teoriju relativnosti. Fiziku ne definiše želja za što većom čitanošću Njujork Tajmsa, već pažljivo izvedeni eksperimenti. Maks Plank je jednom rekao povodom žestokih kritika s kojima se suočio iznoseći kvantnu teoriju: „Nova naučna istina ne postaje pravilo kada protivnici izjave da su ubeđeni u njenu istinitost, nego kad oponenti s vremenom umru, a mlađe generacije otkriju istinu od samog početka.”105 Sam Ajnštajn je zapazio: „Velike duše oduvek su nailazile na protivljenje osrednjih umova.”106 Nažalost, novinarsko ulagivanje Ajnštajnu podsticalo je mržnju, zavist i zatucanost rastuće armije njegovih protivnika. Najozloglašeniji antisemita među fizičarima bio je Filip Lenard, nobelovac koji je otkrio osnovnu frekventnu zavisnost fotoelektričnog efekta – taj rezultat je kasnije konačno potvrdio Ajnštajn u teoriji o svetlosnom kvantu, fotonu. Tokom boravka u Hajdelbergu i Mileva je slušala Lenardova predavanja. U ostrašćenim tekstovima, Lenard je opisivao Ajnštajna kao „jevrejskog prevaranta” i tvrdio da je teorija relativnosti „mogla biti raskrinkana na samom početku – da je teorija o rasama šire prihvaćena – pošto je Ajnšajn Jevrejin.”107 Našao se na čelu Antirelativističke lige posvećene proterivanju „jevrejske fizike” iz Nemačke i uspostavljanju čiste arijevske fizike. Lenard nije bio jedini fizičar s takvim stavovima. Njegova uverenja delili su brojni nemački naučnici, uključujući nobelovce Johanesa Štarka i Hansa Gajgera (izumitelja Gajgerovog brojača). Avgusta 1920. godine, ova grupa zatrovana mračnim idejama iznajmila je ogromnu zgradu Berlinske filharmonije da bi na skupu osporili teoriju relativnosti. Začudo, Ajnštajn je bio u publici. Dostojanstveno je podneo optužbe neumornih govornika da je rob popularnosti, plagijator i šarlatan. Narednog meseca ponovo je došlo do sličnog suočavanja, ovog puta na sastanku Društva nemačkih naučnika u Bad Nauhajmu. Ulaz u zgradu čuvali su naoružani policajci koji su gasili svaku iskru nasilja. Svaki Ajnštajnov pokušaj da odgovori na Lenardove žestoke napade sprečavale su salve podsmeha i urlika. Vest o tom sukobu odjeknula je kao bomba u Londonu, a Britance su uznemirile glasine o tome da se u Nemačkoj vrše pritisci na velikog nemačkog naučnika da napusti domovinu. Predstavnik nemačkog ministarstva inostranih poslova u Londonu je, želeći da smiri strasti, izjavio da bi za nemačku nauku bila prava katastrofa kada bi

Ajnštajn otišao iz Nemačke i da „ne smemo oterati takvog čoveka... koji nam može poslužiti za efikasnu kulturnu propagandu”.108 Aprila 1921. godine, preplavljen pozivima iz svih krajeva sveta, Ajnštajn je odlučio da iskoristi svoju popularnost da bi ljudima približio ne samo teoriju relativnosti, već i druge svoje ideje u koje su spadali mir i cionizam. Ponovo je otkrivao vlastite jevrejske korene.109 U dugim razgovorima sa svojim prijateljem Kurtom Blumenfeldom počeo je da spoznaje duboke, vekovne patnje jevrejskog naroda. Pisao je kako je Blumenfeld odgovoran za to „što sam postao svestan svoje jevrejske duše”.110 Haim Vajcman, vodeći cionista, usredsredio se na poduhvat da iskoristi Ajnštajna za prikupljanje sredstava za Jevrejski univerzitet u Jerusalimu. Plan je predviđao Ajnštajnovu posetu Americi. Čim je brod sa Ajnštajnom prispeo u njujoršku luku, na naučnika su navalili reporteri željni da ga vide. Duž njujorških ulica masa građana je pratila kolonu vozila sa uvaženim gostom, kličući dok im je on mahao iz limuzine sa otvorenim krovom. „Ovo je kao u Barnamovom cirkusu!”,111 rekla je Elza kada je neko bacio buket na nju. Ajnštajn se našalio: „Njujorške dame svake godine menjaju modu. Ove godine u modi je relativnost.”112 Onda je dodao: „Podsećam li bar malo na šarlatana ili na majstora hipnoze, čim privlačim ljude poput klovna?” Kao što se i očekivalo, Ajnštajn je pobudio ogromno interesovanje javnosti i podstakao cionističke ciljeve. Sale u kojima je gostovao bile su dupke pune dobronamernih ljudi, radoznalaca i poštovalaca Jevreja. Sila od osam hiljada duša113 nekako je uspela da se smesti u salu Šesnaestog puka na Menhetnu, dok je tri hiljade njih ostalo napolju, željno makar jednog pogleda genija. Jedan od najblistavijih trenutaka turneje bilo je gostovanje u Siti koledžu u Njujorku. Isidor Isak Rabi, potonji dobitnik Nobelove nagrade, beležio je svaki detalj Ajnštajnovog predavanja i zaključio da Ajnštajn, za razliku od drugih fizičara, opčinjava ljude svojom harizmom. (Na zidu u kancelariji direktora njujorškog Siti koledža i danas visi fotografija Ajnštajna okruženog studentima te škole.) Nakon Njujorka, Ajnštajn je na svom putovanju po Sjedinjenim Državama pod pritiskom poštovalaca morao da poseti brojna mesta, između ostalog i nekoliko velikih gradova. U Klivlendu ga je odjednom spopalo tri hiljade ljudi. Uspeo je da pobegne „verovatno zahvaljujući naporima odreda jevrejskih ratnih veterana koji su se suprotstavili ludačkoj želji okupljenih

ljudi da vide Ajnštajna”.114 U Vašingtonu se sreo s predsednikom Vorenom Hardingom. Nažalost, nisu mogli da razgovaraju, pošto Ajnštajn nije znao engleski, a Harding nije govorio ni nemački ni francuski. (Ajnštajn je na svom vrtoglavom putovanju skupio skoro milion dolara; tokom jedne večere u hotelu Valdorf Astorija na kojoj je govorio pred osamsto jevrejskih doktora, dobio je 250.000 dolara.) Tokom posete Americi ne samo da je otkrio milionima Amerikanaca misteriju prostora i vremena, već je i potvrdio svoju duboku i iskrenu posvećenost jevrejskim ciljevima. Odrastajući u prijatnom okruženju evropske porodice iz srednje klase, nikada nije imao neposrednih susreta s patnjama Jevreja širom sveta. Napisao je: „Prvi put u životu video sam Jevreje en masse. 115 Tek u Americi otkrio sam jevrejski narod.116 Video sam mnoge Jevreje, ali ni u Berlinu niti bilo gde u Nemačkoj nisam sreo jevrejski narod. Jevreji koje sam sreo u Americi došli su iz Rusije, Poljske, uglavnom iz Istočne Evrope.” Nakon Sjedinjenih Država, Ajnštajn je otišao u Englesku. Upoznao je nadbiskupa od Kenterberija i umirio zabrinuto sveštenstvo uveravajući ih da teorija relativnosti ne ugrožava ljudski moral i religiozna ubeđenja. Na ručku kod Rotšildovih video je velikog klasičnog fizičara lorda Rejlija koji mu je rekao: „Ako su vaše teorije tačne, rekao bih... da se neke stvari, na primer, normansko osvajanje, još uvek nisu desile.”117 Kada su lord Holdejn i njegova kćerka predstavljeni Ajnštajnu, mlada dama se onesvestila. Ajnštajn je stigao i da oda počast Isaku Njutnu položivši venac na njegov grob u Vestminsterskoj opatiji, najsvetijem engleskom tlu. Marta 1922. godine, Ajnštajn je pozvan da održi govor u College de France, gde su ga opseli pariski novinari i ogromna masa poštovalaca. Jedan novinar je primetio: „Postao je opštepopularan. Akademici, političari, umetnici, policajci, taksisti i džeparoši znaju kada Ajnštajn drži predavanja. Ceo Pariz zna sve i priča i više nego što zna o Ajnštajnu.”118 Poseta je izazvala i suprotne reakcije – pojedini naučnici, još uvek ne dozvoljavajući da ratne rane zacele, bojkotovali su predavanje uz izgovor da ne mogu prisustvovati jer Nemačka nije član Lige naroda. (Pariske novine su se podsmehivale: „Kada bi neki Nemac otkrio lek protiv raka ili tuberkuloze, da li bi tih trideset naučnika čekalo da Nemačka postane član Lige naroda pre nego što ga upotrebe?”119) Ajnštajna je u Nemačkoj dočekao politički nestabilan posleratni Berlin. Bilo je to vreme političkih ubistava. Vođe socijalista, Roza Luksemburg i

Karl Libkneht, ubijeni su 1919. godine. Aprila 1922. godine, Valtera Ratenaua, jevrejskog fizičara i nemačkog ministra inostranih poslova, pokosio je rafal dok se vozio u svom automobilu. Nekoliko dana kasnije, Maksimilijan Harden, još jedan istaknuti Jevrejin, teško je ranjen u atentatu. Zbog Ratenauove smrti proglašen je dan žalosti – zatvorena su pozorišta, škole i univerziteti. Zgradu Parlamenta okružilo je milion ljudi koji su u tišini prisustvovali sahrani. Ali Filip Lenard je odbio da otkaže predavanja na Institutu za fiziku u Hajdelbergu. (Pre sahrane, čak je i odobravao Ratenauovo ubistvo.120 Na dan sahrane, grupa radnika pokusala je da ga ubedi da otkaže predavanja, a on ih je polio vodom s drugog sprata instituta. Radnici su onda provalili u zgradu i izvukli Lenarda napolje. Policija je stigla na vreme i sprečila ih da ga bace u reku.) Iste godine, mladi Nemac, Rudolf Lajbus, uhapšen je u Berlinu zato što je nudio nagradu za ubistvo Ajnštajna i drugih intelektualaca tvrdeći „da je ubijanje tih pacifističkih vođa patriotska dužnost.”121 Proglašen je krivim, ali je kažnjen samo novčanom kaznom od svega šesnaest dolara. (Ajnštajn je ovakve pretnje antisemita i poremećenih osoba shvatao krajnje ozbiljno. Mentalno neuravnotežena ruska emigrantkinja Eugenija Dikson122 napisala mu je niz pretećih pisama u kojima je tvrdila da je on prevarant prerušen u pravog Ajnštajna, a potom je upala u njegovu kuću s namerom da ga ubije. Pre nego što je ta luda žena stigla da napadne Ajnštajna, Elza je uspela da je savlada rvući se s njom na ulazu i da pozove policiju.) Suočen s pretećom plimom antisemitizma, Ajnštajn se odlučio na još jednu svetsku turneju – ovog puta po Orijentu. Kada su od filozofa i matematičara Bertranda Rasela, koji je u to vreme bio u poseti Japanu, domaćini zatražili da preporuči neke od najznačajnijih savremenika koji bi održali predavanja u njihovoj zemlji, on je bez razmišljanja izdvojio Lenjina i Ajnštajna. Kako Lenjin, razumljivo, nije bio na raspolaganju, poziv je otišao na Ajnštajnovu adresu. On ga je prihvatio i počeo novu odiseju januara 1923. godine. „Život je poput vožnje bicikla. Da biste održali ravnotežu, morate se neprestano kretati”,123 pisao je. Tokom posete Japanu i Kini, Ajnštajn je primio poruku iz Stokholma na koju se – mnogi su se slagali – previše čekalo. Telegram je potvrdio da je dobio Nobelovu nagradu za fiziku, ali ne za teoriju relativnosti, njegovo vrhunsko dostignuće, već za otkriće fotoelektričnog efekta. Prilikom primanja Nobelove nagrade naredne godine, po ko zna koji put šokirao je

javnost. Nije govorio o fotoelektričnom efektu, kao što su mnogi očekivali, već o relativnosti. Zašto je Ajnštajn, najistaknutija i najpoštovanija figura u fizici, morao toliko da čeka na Nobelovu nagradu? Ironično zvuči, ali Komitet za dodelu Nobelovih nagrada ga je od 1910. do 1921. godine osam puta odbijao. U tom periodu, brojni eksperimenti potvrdili su teoriju relativnosti. Sven Hedin, član Komiteta za nominovanje za Nobelovu nagradu, kasnije je priznao da je probleme stvarao Lenard koji je imao veliki uticaj na članove – uključujući i samog Hedina. Fizičar Robert Miliken, nobelovac, prisećao se da je Komitet za nominovanje, ne mogavši da se složi po pitanju relativnosti, naložio jednom svom članu da da sud o toj teoriji: „Dugo je proučavao Ajnštajnovu teoriju relativnosti. Nije mogao da je shvati. Zato se nije usudio da odobri da se Ajnštajnu nagrada dodeli za teoriju za koju bi se kasnije moglo ispostaviti da je netačna.”124 Ajnštajn je ispunio obećanje i poslao novac od Nobelove nagrade Milevi, kao što je bilo navedeno u njihovom brakorazvodnom sporazumu (32.000 dolara iz 1923. godine). Ona je od toga kupila tri kuće u Cirihu. Treća i četvrta decenija prošlog veka načinile su od Ajnštajna svetskog velikana.125 Novine nisu prestajale da traže intervjue, njegovo lice se smešilo sa naslovnih strana, bio je preplavljen pozivima da drži predavanja, a novinari su neumorno objavljivali i najmanji detalj iz njegovog života. Ajnštajn je u šali sebe poredio s kraljem Midom (koji je sve što bi dotakao pretvarao u zlato), s tom razlikom što se sve što bi dotakao pretvaralo u naslov u novinama. Diplomci Njujorškog univerziteta su 1930. godine za najpopularniju osobu na svetu odabrali Čarlsa Lindberga, a odmah iza njega Ajnštajna, zanemarujući sve holivudske filmske zvezde. Gde god bi se Ajnštajn pojavio, iskrsla bi neviđena masa obožavalaca. Četiri hiljade ljudi skoro da su izazvali nerede dok su pokušavali da se probiju na projekciju filma o teoriji relativnosti u Američkom prirodnjačkom muzeju u Njujorku. Nekoliko poslovnih ljudi je finansiralo izgradnju Ajnštajnovog tornja u nemačkom gradu Potsdamu, 1924. godine – bila je to solarna opservatorija futurističkog izgleda sa 16 metara visokim teleskopom. Umetnici i fotografi koji su želeli da uhvate izraz lica genija toliko su ga tražili da je Ajnštajn opisu svog posla dodao „umetnički model.” Ovog puta nije ponovio grešku koja ga je koštala braka s Milevom. Elzu nije zanemarivao i ostavljao kod kuće dok bi putovao, već ju je vodio sa sobom da upozna moćnike, slavne ličnosti i aristokratiju. Elza je, zauzvrat,

obožavala svog muža i ponosila se njegovom svetskom slavom. Bila je „blaga, topla, majčinski brižna, tipična pripadnica građanske klase i volela je da se stara o svom Albertliju”.126 Godine 1930. Ajnštajn je ponovio trijumfalno gostovanje u Sjedinjenim Državama. Prilikom Ajnštajnove posete San Dijegu, humorističar Vil Rodžers je zapazio: „Jeo je sa svima, pričao sa svakim, pozirao za svakog kome je uopšte preostao neki snimak, prisustvovao svim ručkovima, večerama, filmskim premijerama, svakom venčanju i na dve trećine razvoda. On se, zapravo, pokazao kao tako dobar momak da niko nije smogao snage da ga upita o čemu je ta njegova teorija.”127 Posetio je Kalifornijski institut za tehnologiju i opservatoriju u Maunt Vilsonu, susrevši se sa astronomom Edvinom Hablom koji je potvrdio neke Ajnštajnove teorije o kosmosu. Bio je i u Holivudu, gde su ga dočekali kao najveću filmsku zvezdu. Elza i on su 1931. godine prisustvovali svetskoj premijeri Čaplinovog filma Svetlosti velegrada. Ljudi su se tiskali u ogromnoj gužvi pokušavajući da bace pogled na čuvenog naučnika okruženog holivudskim kremom. Prilikom predstavljanja filma, dok je publika oduševljeno klicala njemu i Ajnštajnu, Čaplin je zapazio: „Meni aplaudiraju zato što me svako razume, a vama zato što vas niko ne razume.”128 Zbunjen histerijom koju su slavne ličnosti izazvale, Ajnštajn je zapitao šta sve to znači. Čaplin je mudro odgovorio:„Ništa.” (Tokom posete čuvenoj njujorškoj Riversajdskoj crkvi, zapazio je na staklenom prozoru s portretima velikih svetskih filozofa, vođa i naučnika i svoj lik. Našalio se: „Mogu da zamislim da me proglase jevrejskim svecem, ali nikada mi ne bi palo na pamet da bih mogao biti protestantski svetac!”129) Ajnštajn je pobuđivao pažnju i zbog svojih razmišljanja o filozofiji i religiji. Njegov susret s nebelovcem Rabindranatom Tagoreom, indijskim mistikom, pobudio je 1930. godine veliko interesovanje novinara. Bili su zanimljiv par – Ajnštajn s razbarušenom sedom kosom i Tagore s jednako impozantnom dugom, belom bradom. Jedan novinar je primetio: „Bilo je interesantno videti ih zajedno – Tagore, pesnik s likom mislioca i Ajnštajn, mislilac pesničkog lika. Izgledalo je kao da su se dve planete srele da malo proćaskaju.”130 Još otkad je kao školarac čitao Kanta, Ajnštajn je bio podozriv prema tradicionalnoj filozofiji, koja se – smatrao je – često izopači u pompezno, ali, u suštini, pojednostavljeno umetničarenje. Pisao je: „Nije li čitava filozofija slatkorečiva? Čini se divnom kada je upoznate, ali kada je ponovo

sagledate, sva lepota je nestala. Ostaju samo koještarije.”131 Tagore i Ajnštajn sukobili su se oko pitanja može li svet da postoji nezavisno od ljudi. Dok se Tagore držao mističnog uverenja da je ljudsko bivstvovanje suštinsko za postojanje realnosti, Ajnštajn je smatrao da „svet, fizički posmatrano, postoji nezavisno od ljudske svesti”.132 Iako su im se mišljenja o fizičkoj realnosti razlikovala, bolje su se slagali po pitanju religije i morala. Ajnštajn je smatrao da kada je reč o etici, moralnost definišu ljudi, ne Bog. „Moralnost je apsolutno najznačajnija – ali za nas, ne za Boga”,133 zapažao je Ajnštajn. „Ne verujem u besmrtnost pojedinca i smatram da je etika isključivo ljudska kategorija iza koje ne stoji nadljudski autoritet.” Premda skeptičan prema tradicionalnoj filozofiji, duboko je poštovao tajne kojima se bavi religija, posebno prirodu postojanja. Pisao je: „Nauka bez religije je sakata, religija bez nauke je slepa.”134 Smatrao je zaokupljenost misterijama izvorom celokupne nauke: „Sva fina razmišljanja u nauci potiču iz dubokog religioznog osećaja.” Ajnštajn je pisao: „Najlepše i najdublje iskustvo koje čovek može doživeti jeste osećaj tajnovitog. To je osnovni princip religije i svih ozbiljnih poduhvata u umetnosti i nauci.”135 Zaključio je: „Ako u meni ima nešto što se može nazvati religioznim, onda je to neograničeno divljenje prema strukturi sveta u meri u kojoj je nauka može otkriti.”136 Godine 1929. napisao je možda najelegantnije i najjasnije zapažanje o religiji: „Nisam ateista, a ne bih se mogao nazvati ni panteistom. Mi smo poput deteta koje ulazi u golemu biblioteku prepunu knjiga na raznovrsnim jezicima. Dete zna da je neko morao napisati te knjige, ali ne zna kako. Ne razume jezike na kojima su napisane. Nejasno naslućuje da postoji tajnovito pravilo po kome su knjige poređane, ali ne zna kakvo. To je, rekao bih, stav koji čak i najinteligentnije ljudsko biće ima prema Bogu. Shvatamo da je kosmos čudesno uređen i da poštuje određene zakone koje jedva da naslućujemo. Naši ograničeni umovi ne mogu sagledati tajanstvenu silu koja pokreće sazvežda. Spinozin panteizam me fascinira, ali više cenim njegov doprinos modernoj misli, jer je prvi filozof koji je dušu i telo sagledavao kao celinu, a ne kao dva zasebna entiteta.”137 Ajnštajn je u više navrata isticao razliku između dva tipa Boga koji se često izjednačavaju u diskusijuma o religiji. Postoji lični Bog, onaj koji odgovara na molitve, razdvaja mora i čini čuda. To je Bog iz Biblije, koji se direktno i očigledno meša u ljudski život. Ajnštajn je verovao u drugog

Boga, Spinozinog, koji je stvorio jednostavne i elegantne zakone što vladaju kosmosom. Čak i usred tog medijskog cirkusa, Ajnštajn nekim čudom nije izgubio fokus i nastavio je da ispituje kosmičke zakone. Na prekookeanskom brodu ili u vozu, uspevao je da se posveti svom radu. U tom periodu bio je zanet idejom da ga njegove jednačine odvedu do rešenja same strukture kosmosa.

I POGLAVLJE 6 Veliki prasak i crne rupe ma li kosmos početak? Da li je konačan ili beskonačan? Hoće li mu doći kraj? Razmatrajući šta njegova teorija može reći o kosmosu, Ajnštajn je, poput Njutna, naišao na ista pitanja koja su zbunjivala fizičare u proteklim vekovima. Godine 1692, pet godina po završetku svog remek-dela Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, Njutn je dobio uznemirujuće pismo od sveštenika Ričarda Bentlija. Bentli je zaključio sledeće: ako je gravitacija isključivo privlačna, nikako odbojna sila, onda bi svaka statična skupina zvezda morala da se uruši u sebe. To jednostavno ali značajno zapažanje bilo je zbunjujuće – iako se kosmos činio dovoljno stabilnim, njegova unutrašnja gravitacija dovela bi, u dovoljno dugom vremenskom periodu, do njegovog kolapsa! Bentli je izdvojio ključni problem svake kosmologije u kojoj je gravitacija bila privlačna sila: kosmos mora biti nestabilan i dinamičan. Nakon što je ozbiljno razmotrio to pitanje, Njutn je napisao Bentliju pismo u kome je istakao da je takav kolaps nemoguć samo ako se kosmos sastoji od beskonačnog, uniformnog skupa zvezda. Ukoliko je kosmos zaista beskrajan, zvezde privlači jednaka sila u svim pravcima, tako da kosmos može biti stabilan čak i ako je gravitacija isključivo privlačna. Njutn je pisao: „Ako je materija ravnomerno rasprostranjena u beskonačnom kosmosu, nikada neće moći da se sabije u jedinstvenu masu... i tako mogu nastati Sunce i stabilne zvezde.”138 Takva pretpostavka povlači za sobom drugi, dublji problem – Olbersov paradoks, koji se može svesti na pitanje: „Zašto je noćno nebo tamno?” Ako je kosmos zaista beskonačan, statičan i uniforman, onda bismo morali videti zvezdu gde god pogledali u nebo. To znači da bi do nas trebalo da dopire beskonačno mnogo zvezdanog svetla pa bi noćno nebo bilo belo, ne tamno.

Znači, ako je kosmos uniforman i konačan, morao bi da kolapsira, ali ukoliko je beskonačan, nebo bi trebalo da gori! Više od dvesta godina kasnije, Ajnštajn se suočio sa istim problemom, ali u drugom obliku. Godine 1915, kosmos je bio poznato, prijatno mesto koje se sastojalo od statične, stabilne galaksije Mlečni put. Taj svetlosni trag koji je blistao na noćnom nebu činile su milijarde zvezda. Ali kada je Ajnštajn počeo da rešava svoje jednačine, uznemirilo ga je neočekivano opažanje. Pretpostavio je da je kosmos ispunjen uniformnim gasom – aproksimacijom zvezda i oblaka prašine. Na svoje zaprepašćenje, otkrio je da je kosmos dinamičan, sklon širenju ili skupljanju, nikada stabilan. Uskoro se našao u živom pesku kosmoloških pitanja koja su vekovima unatrag zbunjivala filozofe i fizičare poput Njutna. Konačni univerzumi nikada ne mogu biti stabilni zbog gravitacije. Prinuđen da se, kao Njutn, suoči sa skupljanjem ili širenjem dinamičnog kosmosa, Ajnštajn još uvek nije bio spreman da odbaci važeću sliku bezvremenog, statičnog univerzuma. Revolucionarni Ajnštajn nije bio dovoljno revolucionaran da prihvati tezu da se kosmos širi ili da je imao početak. Njegovo rešenje nije bilo preterano ubedljivo. Godine 1917. uveo je u svoje jednačine faktor koji bi se mogao nazvati „zakrpom” – „kosmološku konstantu”, odbojnu antigravitacionu silu što je bila u ravnoteži s privlačnom silom gravitacije. Kosmos je postao statičan zato što je tako odlučeno. Ajnštajn je opsenarski zaključio da opšta kovarijansa, vodeći matematički princip u osnovi teorije relativnosti, dozvoljava dva moguća opšta kovarijantna objekta: Ričijev tenzor (osnova opšte teorije relativnosti) i zapremina prostorvremena. Zato je bilo moguće jednačinama dodati drugi član koji se slagao sa opštom kovarijansom i bio proporcionalan zapremini kosmosa. Drugim rečima, kosmološka konstanta dodeljivala je energiju praznom prostoru. Taj antigravitacioni član, sada imenovan „tamna energija”, energija je čistog vakuuma. Može razdvojiti galaksije ili ih spajati. Ajnštajn je izabrao takvu kosmološku konstantu koja tačno poništava kontrakciju usled gravitacije – i kosmos je postao statičan. Nije bio zadovoljan ovim matematičkim dokazom, ali nije imao izbora, ako je želeo da ne naruši činjenicu o statičnom kosmosu. (Osamdeset godina trebalo je astronomima da nađu dokaze o postojanju kosmološke konstante koja se sada smatra dominantnim izvorom energije u kosmosu.)

Misterija se produbila narednih nekoliko godina, kako su pronalažena nova rešenja Ajnštajnovih jednačina. Vilem de Siter, holandski fizičar, 1917. godine shvatio je da je moguće čudno rešenje Ajnštajnovih jednačina: univerzum ne sadrži materiju, a ipak se širi! Kosmološka konstanta, energija vakuuma, dovoljna je da bi se kosmos širio. Ajnštajnu to nikako nije odgovaralo – kao Mah pre njega, još uvek je verovao da prirodu prostorvremena određuje materija u kosmosu. Ali eto kosmosa koji se širi bez trunke materije, jer mu je za to dovoljna samo tamna energija. Odlučujuće, radikalne korake preduzeli su Aleksandar Fridman, 1922. godine, i belgijski sveštenik, Žorž Lemetr, 1927. godine. Pokazali su da širenje kosmosa prirodno sledi iz Ajnštajnovih jednačina. Fridman je došao do rešenja Ajnštajnovih jednačina počevši od homogenog, izotropnog univerzuma čiji se prečnik širi ili smanjuje. (Nažalost, Fridman je umro od tifusne groznice 1925. godine u Lenjingradu, ne stigavši da obrazloži svoje rešenje.) Po Fridman-Lemetrovoj predstavi, postoje tri moguća rešenja, zavisno od gustine kosmosa. Ako je gustina veća od kritične vrednosti, širenje kosmosa će u jednom trenutku sprečiti gravitacija i kosmos će početi da se skuplja. (Kritična gustina je otprilike dvanaest vodonikovih atoma po kubnom metru.) Ukoliko je gustina manja od kritične, gravitacija nije dovoljno jaka da spreči širenje kosmosa i on se beskrajno širi. (Kosmos bi se u tom širenju nezadrživo približavao apsolutnoj nuli i „velikom smrzavanju”.) U takvom kosmosu, ukupna zakrivljenost je negativna (kao što, po analogiji, sedlo ili truba imaju negativnu zakrivljenost.) Poslednja mogućnost je da kosmos ima gustinu jednaku kritičnoj – u tom slučaju, opet bi se beskonačno širio. Zakrivljenost takvog kosmosa je nula, što znači da je ravan. Sudbina kosmosa može se jednostavno predvideti – samo treba odrediti njegovu gustinu. Napredak u ovom smeru bio je zbunjujući, jer sada su postojala najmanje tri kosmološka modela evolucije kosmosa (Ajnštajnov, de Siterov i Fridman-Lemetrov). Nedoumice su opstajale sve do 1929.godine, kada ih je razrešio astronom Edvin Habl. Njegovi rezultati uzdrmaće same temelje astronomije. Prvo je opovrgao teoriju o univerzumu s jednom galaksijom, dokazujući da pored Mlečnog puta postoje i druge galaksije. (Smirujuću predstavu o kosmosu koji sadrži milijarde zvezda grupisanih u jednoj galaksiji, zamenila je slika univerzuma s milijardama galaksija sačinjenih od milijardi zvezda. U samo jednoj godini, kosmos je iznenada „eksplodirao”) Otkrio je da je moguće da postoje milijarde drugih galaksija

i da nam je najbliža, Andromeda, udaljena od Zemlje oko dva miliona svetlosnih godina. (Reč galaksija potiče od grčke reči za mleko – Grci su smatrali da je galaksija Mlečni put nastala kada je gnevna boginja Hera prosula svoje mleko po nebu.) Samo to jedno šokantno otkriće bilo je dovoljno da obezbedi Hablu mesto među divovima astronomije, ali on se nije zadržao na tome. Godine 1928. krenuo je na sudbonosno putovanje u Holandiju da bi se sreo sa de Siterom. On je tvrdio da Ajnštajnova opšta teorija relativnosti predviđa širenje kosmosa postavljanjem odnosa udaljenosti i brzine. Što je galaksija udaljenija od Zemlje, brže se udaljava od nje. (Ovaj crveni pomak donekle se razlikuje od onog koji je Ajnštajn razmatrao 1915. godine. Potiče od galaksija koje se udaljavaju od Zemlje u kosmosu koji se širi. Ako se žuta zvezda udaljava od nas, brzina njene svetlosti ostaje ista, ali talasna dužina tog zračenja se „rasteže” tako da boja zvezde od žute prelazi u crvenu. Slično tome, ukoliko se žuta zvezda približava Zemlji, talasna dužina njene svetlosti se smanjuje – sabija poput meha harmonike – a boja postaje plava. Kada se Habl vratio u opservatoriju u Maunt Vilsonu, posvetio se određivanju crvenog pomaka udaljenih galaksija. Znao je da je 1912. godine Vesto Melvin Šlajfer pokazao da se neke daleke „magline” udaljavaju od Zemlje izazivajući crveni pomak. Habl je uspeo da ga izračuna i otkrio da galaksije „beže” od Zemlje – drugim rečima, kosmos se širi neverovatnom brzinom. Utvrdio je da bi njegovi podaci mogli da se slažu s De Siterovom pretpostavkom. Po njegovom otkriću, nazvanom „Hablov zakon”, sledi: što je galaksija dalje od Zemlje, brže se od nje udaljava (i obrnuto). Crtajući krivu zavisnost brzine od udaljenosti, Habl je otkrio da je to skoro prava linija, kao što je predviđala opšta teorija relativnosti. Nagib te krive danas se zove Hablova konstanta. Habla je zanimalo kako se njegovi rezultati mogu uskladiti sa Ajnštajnovim. (Nažalost, Ajnštajnov model predviđao je materiju, ali ne i kretanje, dok se de Siterov univerzum kretao, ali je bio prazan. Hablovi rezultati slagali su se s Fridman-Lemetrovim modelom koji je uključivao i materiju i pokret.) Godine 1930. Ajnštajn je posetio opservatoriju Maunt Vilson gde se prvi put sreo sa Hablom. Kada su tamošnji astronomi pohvalili da se pomoću njihovog džinovskog teleskopa prečnika 2.5 metra, u to vreme najvećeg na svetu, može odrediti struktura kosmosa, Elza nije bila zadivljena. Rekla je: „Moj muž to radi na poleđini starog koverta.”139) Dok

mu je Habl detaljno predočavao podatke do kojih je došao proučavajući galaksije, Ajnštajn je priznao da je kosmološka konstanta najveća besmislica u njegovom životu. Kosmološka konstanta koju je Ajnštajn nasilno uveo da bi kosmos načinio statičnim, odbačena je. Kosmos se zaista širio, baš kao što je Ajnštajn otkrio deceniju ranije. Ajnštajnove jednačine možda su najdelotvornije pojednostavile Hablov zakon. Pretpostavimo da je kosmos naduvani balon i da su galaksije tačkice naslikane na njemu. Mravu koji se odmara na jednoj od njih čini se da sve ostale tačkice odlaze od njega. Što je tačka udaljenija, brže beži od mrava – kao po Hablovom zakonu. Tako su Ajnštajnove jednačine otvorile nov pristup drevnim nedoumicama poput one: ima li kosmos kraj. Ako se kosmos završava zidom, šta je iza zida? Možda bi Kolumbo odgovorio na to pitanje uzimajući u obzir oblik Zemlje. U trodimenzionalnom sistemu, Zemlja je konačna (samo lopta koja pluta po kosmosu), ali u dvodimenzionalnom prostoru, ona je beskonačna (tako bi se pokazalo ako bismo pratili njen obim) – ko god bi se kretao njenom površinom, nikada ne bi našao kraj. Zemlja je, znači, i konačna i beskonačna, zavisno od broja dimenzija u kojima je merimo. Onda bismo mogli reći i da je kosmos u trodimenzionalnom sistemu beskonačan. Ne postoji zid od cigle koji predstavlja kosmičku granicu – raketa lansirana u kosmos nikada neće udariti u kosmički zid. Međutim, moguće je da je u četvorodimenzionalnom prostoru kosmos konačan. (Kada bi bio četvrodimenzionalna lopta ili hipersfera, mogli biste da ga potpuno obiđete i da se vratite odakle ste pošli. U takvom kosmosu, naš potiljak je najudaljeniji objekat koji možete videti pomoću teleskopa.) Ako se kosmos širi određenom brzinom, mogli biste da se vratite unazad i izračunate približno vreme početka te ekspanzije. Drugim rečima, kosmos ne samo da ima početak, već njegovu starost možete i izračunati. (Satelitski podaci iz 2003. pokazuju da je star 13.7 milijardi godina.) Lemetrovi postulati iz 1931. godine ukazuju na spektakularno rađanje kosmosa, na vatrenu genezu. Put logike vodio je preko Ajnštajnovih jednačina do kataklizmičkog porekla kosmosa. Godine 1949, kosmolog Fred Hojl je prilikom gostovanja na radiju BBC nazvao to teorijom Velikog praska. On je zastupao konkurentsku teoriju, i legenda kaže da je ime Veliki prasak (engl. big bang) trebalo da bude uvreda (Hojl je to kasnije poricao). Moramo reći da taj naziv i nije prikladan. Ne samo da prasak nije bio veliki, već ga nije ni bilo. Kosmos je

rođen iz beskonačno malog singulariteta. Praskanja ili eksplozije u klasičnom smislu nije bilo, jer je zvezde pokrenulo samo širenje kosmosa. Ajnštajnova teorija opšte relativnosti dovela je ne samo do neočekivanih ideja poput kosmosa koji se širi i Velikog praska, već i do koncepta koji je oduvek kopkao astronome: crnih rupa. Godine 1916, samo godinu dana nakon objavljivanja opšte teorije relativnosti, Ajnštajna je fascinirala vest da je fizičar Karl Švarcšild iznašao precizno rešenje njegovih jednačina za slučaj jedne zvezde predstavljene tačkom. Ajnštajn se zbog složenosti jednačina opšte teorije relativnosti služio samo njihovim aproksimacijama. Švarcšild je oduševio Ajnštajna jer je našao precizno rešenje bez ikakvih aproksimacija. Švarcšild je bio upravnik Astrofizičke opservatorije u Potsdamu. U Prvom svetskom ratu borio se za Nemce kao dobrovoljac na Ruskom frontu. Zadivljujuće je to što je, izbegavajući metke po rovovima, uspevao da se bavi fizikom. Ne samo da je izračunao putanju hitaca nemačke artiljerije, već je došao i do najelegantnijeg, preciznog rešenja Ajnštajnovih jednačina. Danas se ono naziva Švarcšildovo rešenje. (Nažalost, Švarcšild, jedna od najblistavijih zvezda koja se rodila na novom nebu relativnosti, nije doživeo slavu koju mu je ono donelo. Samo nekoliko meseci nakon objavljivanja njegovih radova umro je u četrdeset trećoj godini, od retke kožne bolesti koja ga je pogodila na Ruskom frontu – kakav gubitak za nauku! Ajnštajn je dirljivim govorom odao počast Švarcšildu; njegova smrt je samo ojačala Ajnštajnovu odbojnost prema besmislenosti rata.) Švarcšildovo rešenje, prava senzacija u naučnom svetu, imalo je čudne posledice. On je zaključio da je gravitacija u neposrednoj blizini tačkaste zvezde toliko jaka da joj ni sama svetlost ne može pobeći, tako da zvezda postaje nevidljiva! Bio je to nezgodan problem, ne samo za Ajnštajnovu teoriju relativnosti već i za Njutnovu teoriju. Englez Džon Mičel, tornhilski rektor, zapitao se 1783. godine može li zvezda imati toliku masu da joj ni svetlost ne može umaći. Njegovi računi, koji su se oslanjali isključivo na Njutnove zakone, nisu bili pouzdani jer tačna brzina svetlosti u to vreme nije bila poznata. Međutim, logika njegovih zaključaka nije se mogla ignorisati. Zvezda, u načelu, može postati toliko masivna da je njena svetlost ne može napustiti. Trinaest godina kasnije, matematičar Pjer-Simon Laplas u svojoj čuvenoj knjizi Exposition du systeme du monde takođe se zapitao da li te „tamne zvezde” postoje (ali verovatno je zaključio da je ta pretpostavka toliko smela pa ju je izostavio iz trećeg izdanja knjige).

Vekovima kasnije, zahvaljujući Švarcšildu, pitanje tamnih zvezda je vaskrslo. On je otkrio da zvezde okružuje „magični krug” – ono što sada zovemo „horizont događaja” – duž koga nastaje teško shvatljivo iskrivljenje prostorvremena. Švarcšild je pokazao da nesrećni putnik koji pređe horizont događaja nikada neće moći da se vrati. (Sem ako se kreće brže od svetlosti, što je nemoguće.) Pomoću Švarcšildovog rešenja može se izračunati koliko se obična materija mora sabiti da bi se uspostavio taj magični krug zvan „Švarcšildov poluprečnik”, a zvezda potpuno kolapsirala. Švarcšildov poluprečnik Sunca je tri kilometra. Zemljin – manji od centimetra. (Kako je taj faktor kompresije bio van poimanja fizičara iz druge decenije prošlog veka, oni su pretpostavljali da nikada neće naići na takav fantastičan objekat.) Što je Ajnštajn više izučavao svojstva takvih zvezda, koje je fizičar Džon Viler kasnije nazvao „crne rupe”, one su se činile sve čudnijim. Ako se dovoljno približite crnoj rupi, za samo delić sekunde preletećete horizont događaja. U kratkom prolasku kroz tu magičnu granicu, videćete svetlost koja kruži oko crne rupe, zarobljena tu možda već eonima – pre više milijardi godina. Poslednja milisekunda vašeg života neće biti najprijatnija. Gravitacione sile biće toliko jake da će smrviti atome vašeg tela. Smrt će biti neizbežna i trenutna. Posmatrač koji bi pratio tu kosmičku smrt s bezbedne udaljenosti, video bi potpuno drugačiju sliku. Gravitacija bi iskrivila tok svetlosti koja bi se odbijala od vašeg tela, pa bi se činilo da ste „zamrznuti” u vremenu. Za ostatak kosmosa, lebdeli biste iznad crne rupe, bez pokreta. Takve zvezde činile su se tako fantastičnim, da je većina fizičara smatrala da nikada neće biti nađene u kosmosu. Edington je rekao: „Trebalo bi da postoji zakon Prirode koji sprečava zvezdu da se tako apsurdno ponaša.”140 Ajnštajn je 1939. godine pokušao matematički da dokaže nemogunćnost postojanja crnih rupa. Proučavao je zvezdu u nastanku, tačnije skup čestica koje kruže u prostoru i polako se grupišu, privučene sopstvenom silom gravitacije. Ajnštajnovi proračuni pokazali su da će ta rotirajuća skupina čestica s vremenom kolapsirati, ali samo do poluprečnika 1.5 puta većeg od Švarcšildovog, tako da se crna rupa ne može formirati. Premda se takav zaključak činio matematički opravdan, Ajnštajn je prevideo mogućnost implozije zvezdane materije kada sila gravitacije nadvlada nuklearne sile u zvezdi. Taj detaljniji račun objavili su 1939. godine Robert Openhajmer i njegov student Hartland Šnajder. Za početni

model nisu uzeli skup čestica koje rotiraju u prostoru, nego statičnu zvezdu dovoljno veliku da njena gravitacija nadjača kvantne sile u materiji. Na primer, neutronska zvezda je ogromna lopta sastavljena od neutrona, velika poput Menhetna (prečnika oko 33 kilometra) – džinovsko atomsko jezgro. Kolaps te neutronske lopte sprečava Fermijeva sila koja ne dozvoljava da više čestica sa određenim kvantnim brojem (odnosno, spinom) bude u istom stanju. Ako je gravitaciona sila dovoljno jaka, Fermijeva sila biće nadjačana i zvezda će moći da se sabije do Švarcšildovog poluprečnika; po tadašnjim naučnim saznanjima ništa ne može da spreči potpuni kolaps. Proći će tri decenije do otkrića neutronskih zvezda i crnih rupa, ali su pre toga svi radovi o teško shvatljivim svojstvima crnih rupa smatrani spekulacijama. Premda skeptičan prema crnim rupama, Ajnštajn je bio uveren da će se u budućnosti ostvariti drugo njegovo predviđanje:otkriće gravitacionih talasa. Videli smo da je jedan od plodova Maksvelovih jednačina bila pretpostavka da vibrirajuće električno i magnetno polje stvara putujući talas koji se može detektovati. Ajnštajn se pitao da li se, analogno tome, mogu očekivati gravitacioni talasi. U njutnovskom svetu, gravitacioni talasi ne mogu postojati pošto „sila” gravitacije deluje trenutno u kosmosu, dopirući do svih objekata istovremeno. Opšta teorija gravitacije, u izvesnom smislu, nameće postojanje gravitacionih talasa, jer vibracije gravitacionog polja ne mogu premašiti brzinu svetlosti. Tako bi kataklizmični događaj poput sudara dve crne rupe naglo oslobodio talas gravitacije koji bi se kretao brzinom svetlosti. Ajnštajn je još 1916. godine pokazao da, uz odgovarajuće aproksimacije, njegove jednačine zaista ukazuju na gravitaciono kretanje nalik na talasno. Ti talasi putuju tkanjem prostorvremena brzinom svetlosti, kao što je očekivano. Ajnštajn je 1937. godine, zajedno sa svojim studentom Nejtanom Rozenom, uspeo da nađe precizno rešenje svojih jednačina koje je, bez ikakvih aproksimacija, potvrdilo da gravitacioni talasi izvesno postoje. Talasi gravitacije sada su bili čvrsta potpora. Naučnici tog doba nisu bili kadri da eksperimentalno dokažu postojanje gravitacionih talasa. (Prošlo je osam godina od kada je Ajnštajn u jednačinama otkrio gravitacione talase, do dodele Nobelove nagrade fizičaru koji je pronašao prvi posredan dokaz njihovog postojanja. Prvi gravitacioni talasi mogli su se detektovati tek nekih devedeset godina nakon što je pretpostavljeno da postoje. Ali oni bi mogli biti konačno sredstvo za ispitivanje samog Velikog praska i potvrde objedinjene teorije sila.)

Godine 1936, češki inženjer Rudi Mandl oglasio se s novom idejom o čudnim svojstvima prostora i vremena, pitajući se može li se gravitacija obližnje zvezde iskoristiti kao sočivo za prikupljanje svetlosti sa udaljenih zvezda, na isti način na koji to rade staklena sočiva. Ajnštajn je tu mogućnost razmatrao još 1912. godine, ali sada je, podstaknut Mandlovom idejom, izračunao da bi posmatraču sa Zemlje sočiva davala prstenasti svetlosni prikaz. Recimo da svetlost sa udaljene galaksije prolazi pored obližnje galaksije. Gravitacija bliske galaksije mogla bi podeliti svetlost tako da svaka polovina obilazi galaksiju u suprotnom smeru. Kada svetlosni zraci potpuno obiđu galaksiju, spojiće se. Ovi svetlosni zraci mogli bi sa Zemlje da se vide kao svetlosni prsten, optička iluzija nastala usled savijanja svetlosti oko obližnje galaksije. Ajnštajn je zaključio da „je mala verovatnoća da se taj fenomen direktno opazi”.141 Napisao je da taj njegov rad „nema veliku važnost, ali čini srećnim onog sirotog čoveka [Mandla]”.142 Ponovo je Ajnštajn bio toliko ispred svog vremena da je moralo proći još šezdeset godina pre nego što su Ajnštajnova sočiva i prstenovi otkriveni i astronomima postali nezamenljiva alatka za ispitivanje kosmosa. Ma koliko uspešna i dalekosežna opšta teorija relativnosti bila, sredinom dvadesetih godina prošlog veka nije mogla pripremiti Ajnštajna za bitku njegovog života – za stvaranje teorije objedinjenog polja sila koja bi ujedinila zakone fizike i, istovremeno, za borbu s „demonom” – kvantnom teorijom.

DEO III NEDOVRŠENA SLIKA Objedinjena teorija polja

S POGLAVLJE 7 Objedinjenje i kvantni izazov koro odmah nakon što je 1905. godine dovršio specijalnu teoriju relativnosti, Ajnštajn je izgubio interesovanje za nju jer je počela da ga okupira druga, krupnija tema: opšta relativnost. Slično se desilo 1915. godine. Čim je formulisao svoju teoriju gravitacije, njegovu pažnju je počeo da privlači još ambiciozniji projekat: objedinjena teorija polja, koja bi spojila Ajnštajnovu teoriju gravitacije i Maksvelovu teoriju o elektromagnetizmu. To je trebalo da bude remek-delo, vrhunac dvomilenijumskog naučnog istraživanja prirode gravitacije i svetlosti. Omogućilo bi mu da „pročita Božji um”. Nije Ajnštajn prvi pretpostavio da postoji veza između elektromagnetizma i gravitacije. Majkl Faradej je u devetnaestom veku na Kraljevskom institutu u Londonu među prvima izveo eksperimente da bi ispitao veze između te dve dominantne sile. Bacao je magnete s Londonskog mosta i proveravao da li će padati istom brzinom kao obično kamenje. Ako magnetizam utiče na gravitaciju, možda bi magnetno polje moglo da utiče na gravitaciono, pa magneti ne bi padali istom brzinom kao kamen. Pored toga, ispuštao je parčad metala s vrha učionice na jastučiće na podu. Iako su rezultati svih njegovih eksperimenata bili negativni, napisao je: „Nisu pokolebali moje uverenje u povezanost gravitacije i elektriciteta, premda nisu potvrdili da takva veza postoji.”143 Riman, autor teorije o zakrivljenom prostoru u proizvoljnoj dimenziji, duboko je verovao da se i gravitacija i elektromagnetizam mogu svesti na čisto geometrijske argumente. Nažalost, nije imao nikakvu fizičku predstavu niti jednačine polja, tako da nije mogao da razvija svoje ideje. Ajnštajn je jednom prilikom dočarao svoj stav prema objedinjenju poredeći mermer i drvo. Mermer, smatrao je, predstavlja predivan svet geometrije u kome se površine zakrivljuju glatko i bez prekida. Zvezde i

galaksije igraju svoju kosmičku igru na prelepom mermeru sistema prostorvreme. Drvo, s druge strane, predstavlja haotičan svet materije sa svojom džunglom subatomskih čestica i besmislenim kvantnim pravilima. Drvo raste divlje i nepredvidljivo, poput kvrgave loze. Novootkrivene čestice u atomu učinile su teoriju o materiji prilično ružnom. Ajnštajn je uočio slabu tačku svojih jednačina. Kobni nedostatak bilo je to što je drvo određivalo strukturu mermera. Stepen zakrivljenosti prostora i vremena bio je u svakoj tački određen količinom drveta. Ajnštajnu je bilo jasno šta mu je raditi: trebalo je da stvori teoriju čistog mermera. Valjalo je eliminisati drvo, izražavajući ga isključivo pomoću mermera. Ako bi mogao pokazati da je i samo drvo sačinjeno od mermera, imao bi geometrijski čistu teoriju. Na primer, tačkasta čestica beskonačno je mala i nema prostornih dimenzija. U teoriji polja, tačkasta čestica predstavljena je „singularitetom”, tačkom u kojoj jačina polja teži beskonačnosti. Ajnštajn je hteo da taj singularitet zameni glatkom deformacijom prostora i vremena. Zamislite čvor od konopca. Iz daljine, čvor izgleda kao čestica, ali izbliza se jasno vidi da nije ništa drugo do čvor konopca. Ajnštajn je hteo da uspostavi čisto geometrijsku teoriju u kojoj ne bi bilo mesta za singularitete. Subatomske čestice poput elektrona javljale bi se kao svojevrsni zavojci ili maleni čvorovi na površini sistema prostorvreme. Osnovni problem bio je u tome što je Ajnštajnu nedostajala konkretna simetrija i princip koji bi objedinio elektromagnetizam i gravitaciju. Videli smo da je ključna smernica Ajnštajnovih misli bilo objedinjenje putem simetrije. U slučaju specijalne teorije relativnosti, imao je pred sobom ideju koja ga je neprestano vodila ka svetlosnim zracima. Ta slika je otkrila fundamentalno neslaganje njutnovske mehanike i Maksvelovih polja. Iz toga je mogao da izdvoji sledeći princip – brzina svetlosti je nepromenljiva. I, konačno, mogao je da formuliše simetriju koja je objedinila prostor i vreme – Lorencove transformacije. I u opštoj teoriji relativnosti vodila ga je slika – ideja da gravitacija nastaje usled zakrivljenosti prostora i vremena. Ta slika ukazala je na suštinsko neslaganje između Njutnove gravitacije (koja je trenutno stizala svuda) i relativnosti (gde ništa nije moglo da se kreće brže od svetlosti). Iz slike je izdvojio princip ekvivalencije po kome su sistemi s gravitacijom i ubrzanjem poštovali iste zakone fizike. Najzad je mogao da definiše opštu simetriju koja je opisivala i ubrzanje i gravitaciju – generalnu kovarijansu.

Problem s kojim se Ajnštajn suočavao odista je bio zastrašujući jer ga je odveo najmanje pola veka ispred njegovog vremena. U trećoj deceniji dvadesetog veka, kada je počeo da radi na objedinjenoj teoriji polja, jedine priznate sile bile su gravitaciona i elektromagnetna. Raderfordovo otkriće jezgra atoma iz 1911. godine bilo je još uvek sveže i sile koje su držale nukleus na okupu predstavljale su pravu misteriju. Bez razumevanja nuklearnih sila, Ajnštajnu je nedostajao ključni delić slagalice. Povrh toga, nijedan eksperiment ni zapažanje nisu otkrivali protivrečnost između gravitacije i elektromagnetizma za koju bi se Ajnštajn mogao uhvatiti. Matematičar Herman Vejl, inspirisan Ajnštajnovim traganjem za objedinjenom teorijom polja, učinio je 1918. godine prvi ozbiljan pokušaj. Ajnštajn je isprva bio zadivljen: „To je veličanstvena simfonija”,144 pisao je. Vejl je proširio Ajnštajnovu staru teoriju gravitacije direktnim dodavanjem Maksvelovog polja u jednačine. Zatim je definisao da jednačine budu kovarijansa pod još strožim uslovima simetrije od početne Ajnštajnove teorije, uključujući i transformacije skaliranja (na primer, transformacije širenja ili skupljanja dužine). Međutim, Ajnštajn je uskoro otkrio čudne anomalije u toj teoriji. Ako biste se kretali ukrug i vratili se na početnu tačku, bili biste niži, ali istog oblika – drugim rečima, dužine se ne bi očuvale. (U Ajnštajnovoj teoriji dužina je takođe promenljiva, ali bila bi ista kada biste se vratili tamo odakle ste krenuli.) I vreme bi bilo pomereno, ali to se ne bi moglo uskladiti s našim razumevanjem fizičkog sveta. Na primer, to bi značilo da vibrirajući atomi, kada obiđu pun krug i dođu do početne tačke, vibriraju sa izmenjenom frekvencijom. Iako se Vejlova teorija činila genijalnom, morala je biti odbačena zato što se nije slagala s podacima. (Naknadno razmišljanje otkriva da je Vejlova teorija podrazumevala previše simetrije. Invarijantnost skaliranja očigledno je vrsta simetrije koja nije verodostojna predstava našeg vidljivog kosmosa.) Artur Edington je 1923. takođe otkrio grešku. Inspirisan Vejlovim radom, Edington (i mnogi posle njega) okušao se u oblasti objedinjene teorije polja. Poput Ajnštajna, postavio je teoriju na osnovu Ričijevog tenzora, ali njegove jednačine nisu obuhvatale koncept dužine. Drugim rečima, u okviru njegove teorije bilo je nemoguće definisati metre ili sekunde; teorija je bila „pre geometrijska”. Dužina se pojavljivala tek u poslednjem koraku kao posledica njegovih jednačina. Elektromagnetizam se javljao kao deo Ričijevog tenzora. Fizičaru Volfgangu Pauliju ta teorija

se uopšte nije sviđala, te je izjavio da nema „nikakav značaj za fiziku”.145 Ajnštajn ju je takođe odbacio. Na Ajnštajna je ostavio utisak rad nepoznatog matematičara Teodora Kaluce sa univerziteta u Kenigsbergu koji je pročitao 1921. godine. Kaluca je predlagao da Ajnštajn, koji je prvi uveo koncept četvrte dimenzije, uvrsti u svoje jednačine još jednu dimenziju. Kaluca je prvo preformulisao Ajnštajnovu opštu teoriju relativnosti u pet dimenzija (četiri dimenzije prostora i petu dimenziju vremena). To nije zahtevalo nikakav napor, jer su se Ajnštajnove jednačine lako mogle formulisati za proizvoljan broj dimenzija. Onda je, u nekoliko redova, Kaluca pokazao da Ajnštajnove jednačine stoje rame uz rame s Maksvelovim ako se peta dimenzija odvoji od ostale četiri! Drugim rečima, Maksvelove jednačine, zastrašujući skup osam parcijalnih diferencijalnih formula koje je napamet znao svaki fizičar i inženjer, mogu se svesti na talase što putuju po petoj dimenziji. Ili, da preformulišemo – Maksvelova teorija mogla se otkriti u Ajnštajnovoj, ako bi se relativnost proširila na pet dimenzija. Ajnštajna je iznenadila odvažnost i lepota Kalucinog rada. Pisao mu je: „Ideja o objedinjenju pomoću cilindra s pet dimenzija nikada mi ne bi pala na pamet... Na prvi pogled, neizmerno mi se svidela.”146 Nekoliko nedelja kasnije, nakon pažljivijeg proučavanja Kalucine teorije, Ajnštajn je napisao: „Formalno jedinstvo vaše teorije je zapanjujuće.”147 Matematičar Oskar Klajn je 1926. godine generalno razmotrio Kalucin rad: zapazio je da se peta dimenzija ne može meriti i da je moguće da je povezana s kvantnom teorijom. Kaluca i Klajn su predlagali potpuno drugačiji pristup objedinjenju. Po njima, elektromagnetizam se svodio na vibracije po površini sićušne pete dimenzije. Na primer, ribe koje plivaju u plitkom ribnjaku, neposredno ispod lokvanja, mogle bi zaključiti da je njihov kosmos dvodimenzionalan. Mogu se kretati napred-nazad, levo-desno, ali im je stran koncept pomeranja „nagore”. Ako je njihov svemir dvodimenzionalan, kako bi mogle da postanu svesne misteriozne treće dimenzije? Zamislite da jednog dana padne kiša. Maleni trodimenzionalni talasi prenose se po površini i ribe ih mogu jasno videti. Dok se talasići kreću po ribnjaku, ribe sad zaključuju da postoji misteriozna sila koja obasjava njihov kosmos. Mi živimo i radimo u okviru tri prostorne dimenzije, nesvesni da možda postoji viša dimenzija, van naših sposobnosti opažanja. Jedini kontakt s nevidljivom petom dimenzijom jeste svetlo koje opažamo kao talase po petoj dimenziji.

Postoji potvrda da je Kaluca-Klajnova teorija bila izuzetno korisna. Podsetiću vas da je objedinjenje putem simetrije bila jedna od Ajnštajnovih osnovnih strategija koja ga je odvela do relativnosti. Kaluca-Klajnova teorija objedinjavala je elektromagnetizam i gravitaciju pomoću nove simetrije, petodimenzionalne opšte kovarijanse. Iako je ova slika vrlo prijemčiva – objedinjenje gravitacije i elektromagnetizma uvođenjem nove dimenzije – još uvek je postojalo tričavo pitanje: gde je ta peta dimenzija? Nijedan eksperiment do današnjih dana nije otkrio dokaze o postojanju viših dimenzija prostora pored dužine, širine i visine. Kada bi te dimenzije postojale, morale bi biti ekstremno male, mnogo manje od atoma. Ako pustimo gas hlor u prostoriju, znamo da će njegovi atomi polako prodreti u sve uglove i pukotine a neće nestati u misterioznoj dodatnoj dimenziji. To znači da bilo koja skrivena dimenzija mora biti manja od atoma. Ukoliko se pretpostavi da je peta dimenzija manja od atoma, ova nova teorija se slaže sa svim laboratorijskim merenjima, u kojima nikada nije opaženo postojanja pete dimenzije. Kaluca i Klajn su pretpostavili da je peta dimenzija „uvijena” u malenu loptu, previše malu da bi se mogla opaziti. Premda je Kaluca-Klajnova teorija predstavljala svež, zanimljiv pristup objedinjenju elektromagnetizma i gravitacije, Ajnštajn je sumnjao. Mučila ga je pomisao da peta dimenzija možda ne postoji, da je možda matematička maštarija ili opsena. Takođe, nije mogao da nađe subatomske čestice u Kaluca-Klajnovoj teoriji. Njegov cilj bio je da izvede elektron iz svojih jednačina gravitacionog polja, a ma koliko se trudio, nije mogao doći do takvog rešenja. (Sada možemo žaliti što je propuštena takva izvanredna prilika za fiziku. Da su se fizičari ozbiljnije pozabavili Kaluca-Klajnovom teorijom, možda bi dodali i više od pet dimenzija. S povećavanjem broja dimenzija, Maksvelova polja postaju takozvana Jang-Milsova polja. Klajn je otkrio Jang-Milsova polja krajem tridesetih godina prošlog veka, ali njegov rad je zaboravljen u haosu Drugog svetskog rata. Protekle su skoro dve decenije dok sredinom pedesetih godina dvadesetog veka nisu ponovo otkrivena. Jang-Milsova polja sada predstavljaju osnovu teorije o nuklearnoj sili. Skoro čitava subatomska fizika izražena je posredstvom njih. Prošlo je još dvadeset godina dok Kaluca-Klajnova teorija nije vaskrsnula u vidu nove teorije o strunama koja se smatra vodećim kandidatom za objedinjenu teoriju polja.) Ajnštajn je razmatrao i druge mogućnosti. Ako bi se Kaluca-Klajnova teorija pokazala nezadovoljavajućom, morao bi da krene drugim putem ka

objedinjenoj teoriji polja. Odlučio se da istražuje geometrije van domena Rimanove geometrije. Konsultovao se s mnogim matematičarima i brzo mu je postalo jasno da je to neistražena teritorija. Na Ajnštajnov podsticaj, brojni matematičari su počeli da razmatraju „postrimanovske” geometrije, ili „teoriju veza” kako bi mu pomogli da istraži nove moguće univerzume. Iz tih napora rođene su nove geometrije sa „torzijama” i „uvijenim prostorima”. (Narednih sedamdeset godina, do pojave teorije o superstrunama, ti apstraktni prostori nisu imali nikakvu primenu u fizici.) Rad na postrimanovskim geometrijama bila je prava noćna mora. Ajnštajnu je nedostajao fizički princip koji bi ga vodio kroz šumu apstraktnih jednačina. Prethodno su mu kompasi bili princip ekvivalencije i opšta kovarijansa. Obe ideje su čvrsto podupirali eksperimentalni podaci. U traženju puta oslanjao se na fizičke slike ali za objedinjenu teoriju polja nije imao fizički princip ili sliku kao vodilju. Javnost je do te mere bila znatiželjna u vezi sa Ajnštajnovim radom, da je izveštaj koji je on podneo Pruskoj akademiji objavljen u Njujork Tajmsu. Ovaj list je preneo i delove Ajnštajnovog rada. Uskoro se stotine novinskih izveštača sjatilo ispred njegove kuće, čekajući da ga bar na trenutak vide. Edington je pisao: „Možda će vas zabaviti saznanje da je jedna velika robna kuća u Londonu (Selfridžiz) na svoje prozore nalepila vaš rad (šest strana, jedna pored druge) kako bi prolaznici mogli da ga čitaju.”148 Ajnštajn je, međutim, bio spreman da trampi sva laskanja i pohvale na svetu za jednostavnu fizičku sliku koja će ga voditi na njegovom putu. Ostali fizičari su postepeno počeli da uviđaju da je Ajnštajn na pogrešnom putu i da ga je fizičarska intuicija izneverila. Kritikovao ga je i prijatelj i kolega Volfgang Pauli, pionir kvantne fizike, čuven u naučnim krugovima po svojoj duhovitosti. Izvestan bezvredan rad iz fizike Pauli je ovako komentarisao: „Nije čak ni pogrešno.”149 Autoru tog rada je prebacio: „Ne smeta mi što sporije razmišljate, ali ne mogu se složiti da objavljujete radove brže nego što mislite.”150 Nakon što je čuo haotično, nejasno stručno izlaganje, kazao je govorniku: „To što ste rekli toliko je zbrkano da ne mogu oceniti da li je besmislica ili nije.”151 Kada su se kolege fizičari požalile da Pauli odviše kritikuje, odgovorio je: „Neki ljudi su tako osetljivi da se s njima može živeti samo ako ih toliko iritirate da se naviknu na to.”152 Njegov stav prema objedinjenoj teoriji polja najbolje odslikava čuveni komentar da ono što Bog razdvoji u paramparčad, nijedan čovek ne treba da spaja. (Zanimljivo je da je sam Pauli kasnije otkrio

nedostatak u radovima na tom polju i predložio sopstvenu verziju objedinjene teorije polja.) Paulijeve stavove podržavale su mnoge kolege fizičari koje je sve više privlačila kvantna teorija, druga velika teorija dvadesetog veka. Kvantna teorija je jedna od najuspešnijih fizičkih teorija svih vremena. Uspela je, kao nijedna druga teorija, da objasni tajanstveni svet atoma, omogućavajući na taj način razvitak lasera, moderne elektronike, računara i nanotehnologije. Ironično zvuči. ali kvantna teorija zasnovana je na temeljima od peska. U atomskom svetu, elektroni se naizgled pojavljuju na dva mesta u isto vreme, nepredvidljivo skaču sa jedne na drugu orbitalu bez upozorenja, i nestaju u svetu duhova raspetom između postojanja i nepostojanja. Kao što je Ajnštajn primetio još 1912. godine: „Što kvantna teorija ima više uspeha, izgleda sve luđa.”153 Neke prilično bizarne osobine kvantnog sveta isplivale su 1924. godine, kada je Ajnštajn primio zanimljivo pismo od nepoznatog indijskog fizičara, Satjendre Nat Bozea, čiji su radovi o statističkoj fizici bili tako čudni da ih je javnost trenutno odbacila. Boze je predlagao da se Ajnštajnov prethodni rad proširi na statističku mehaniku, u potrazi za potpuno kvantnomehaničkom interpretacijom gasa pri čemu bi se atomi posmatrali kao kvantni objekti. Baš kao što je Ajnštajn uveo Plankov rad u teoriju svetlosti, Boze je smatrao da se Ajnštajnova istraživanja mogu integrisati u potpuno kvantnu teoriju atoma u gasu. Ajnštajn je savršeno vladao tom tematikom, pa je otkrio da se krajnji Bozeov odgovor činio tačan, iako je Boze umnogome grešio praveći neopravdane pretpostavke. Ajnštajna je rad toliko zainteresovao da ga je preveo na nemački i dao da se odštampa. Nakon toga, proširio je Bozeovo istraživanje i napisao sopstveni rad, primenjujući rezultat na ekstremno hladnu materiju čija je temperatura jedva nešto viša od apsolutne nule. Boze i Ajnštajn otkrili su zanimljivu činjenicu o kvantnom svetu: atomi se ne mogu razlikovati – drugim rečima, ne možete nalepiti znak raspoznavanja na svaki atom, kako su smatrali Bolcman i Maksvel. Dok se kamenje, drveće i druge obične materijalne stvari mogu razlikovati i imenovati, u kvantnom svetu svi atomi vodonika su identični u svim eksperimentima – ne postoje zeleni, plavi ili žuti vodonikovi atomi. Ajnštajn je potom otkrio da će u skupu atoma ohlađenom do temperature bliske apsolutnoj nuli, na kojoj sva atomska kretanja skoro da prestaju, svi atomi dospeti u najniže energetsko stanje, stvarajući tako jedan „superatom”. Ti atomi grupisaće se u isto kvantno stanje, ponašajući

se kao jedinstven džinovski atom. Ajnštajn je predviđao potpuno novo stanje materije, neviđeno na Zemlji. Međutim, da bi atomi mogli da se nađu na najnižem energetskom nivou, temperatura mora biti neverovatno niska, milioniti deo stepena iznad apsolutne nule – previše niska da bi se mogla eksperimentalno izmeriti. (Na tako ekstremno niskim temperaturama atomi vibriraju jedan za drugim i fini kvantni efekti koji se primećuju na nivou individualnih atoma sada se proširuju na čitavu zgusnutu strukturu. Poput navijača na fudbalskoj utakmici koji ustaju u odgovarajućem ritmu da bi napravili ljudski talas, tako i atomi u Boze-Ajnštajnovom kondenzatu usklađuju svoje vibracije u jedinstveno vibriranje.) Ajnštajn je očajavao, sumnjajući da će uspeti eksperimentalno da izmeri Boze-Ajnštajnovu kondenzaciju, s obzirom na to da tehnologija dvadesetih godina prošlog veka nije omogućavala eksperimente na temperaturama bliskim apsolutnoj nuli. (Ajnštajn je bio toliko ispred svog vremena da je prošlo sedamdeset godina pre nego što su njegove pretpostavke mogle eksperimentalno da se ispitaju.) Pored Boze-Ajnštajnove kondenzacije, Ajnštajna je interesovalo može li se njegov princip dualnosti primeniti i na materiju i na svetlost. U jednom predavanju 1909. godine, pokazao je da svetlost ima dvojnu prirodu i da istovremeno ispoljava čestična i talasna svojstva. Premda je ta teorija jeretička, potpuno su je potkrepljivali eksperimentalni rezultati. Inspirisan idejom dualiteta koju je inicirao Ajnštajn, mladi student Luj de Brolj zapazio je 1923. godine da bi i sama materija mogla imati i čestičnu i talasnu prirodu. Bio je to hrabar, revolucionaran koncept, s obzirom na duboko ukorenjenu predrasudu da se materija sastoji od čestica. Podstaknut Ajnštajnovim istraživanjem dualnosti, de Brolj je razrešio određene misterije atoma pomoću koncepta da materija ima i talasna svojstva. Ajnštajnu se sviđala smelost de Broljeve teorije o „talasima materije” i on ju je podržavao. (De Brolj će kasnije dobiti Nobelovu nagradu za tu ideju koja je bila seme mnogih budućih zamisli.) Ako je materija imala talasna svojstva, kojim jednačinama su se mogli opisati ti talasi? Klasični fizičari dobro su vladali jednačinama vodenih i zvučnih talasa – tako je austrijski fizičar Ervin Šredinger bio inspirisan da napiše jednačine talasa materije. Na Božić 1925. godine, odmarajući se u vili Hervig u Arosi s jednom od svojih brojnih prijateljica (bio je čuveni šarmer) našao je dovoljno vremena da formuliše jednu od najslavnijih jednačina u kvantnoj fizici – Šredingerovu talasnu jednačinu. Šredingerov biograf Valter Mur

napisao je: „Kao što ne znamo ko je crna dama iz Šekspirovih soneta, identitet dame iz Arose možda će zauvek ostati tajna.”154 (Nažalost, kako je Šredinger imao toliko prijateljica i ljubavnica, nemoguće je precizno utvrditi identitet muze te istorijske jednačine.) Sledećih nekoliko meseci, u seriji izvanrednih radova, Šredinger je pokazao da misteriozna pravila ponašanja vodonikovog atoma koja je otkrio Nils Bor jednostavno slede iz njegovih jednačina. Prvi put su fizičari imali detaljnu sliku enterijera atoma na osnovu koje su se, načelno, mogla utvrditi svojstva složenijih atoma, čak i molekula. Kvantna teorija je za samo nekoliko meseci postala parni valjak fizike – pružala je odgovore na neka od najzamršenijih pitanja o atomskom svetu, razjašnjavala najveće misterije nauke još od stare Grčke. Ples elektrona po orbitalama kojim spajaju molekule ili emituju svetlost, odjednom je mogao da se predstavi računski – dovoljno je bilo rešiti obične parcijalne diferencijalne jednačine. Mladi kvantni fizičar Pol Adrijan Mors Dirak, drsko je izjavljivao da se čitava hemija može predstaviti kao rešenje Šredingerove jednačne, svodeći time hemiju na primenjenu fiziku. Tako je Ajnštajn, otac stare kvantne teorije fotona, postao kum nove kvantne teorije zasnovane na Šredingerovim talasima. (Kada današnji srednjoškolci uče napamet kvantne brojeve i čudne oznake orbitala oko atomskog jezgra, zapravo pamte rešenja Šredingerove talasne jednačine.) Nova otkrića u kvantnoj fizici množila su se neverovatnom brzinom. Uviđajući da Šredingerova jednačina ne uključuje relativnost, samo dve godine kasnije Dirak je uopštio Šredingerovu jednačinu u potpuno relativističku teoriju o elektronima – blesak izuzetnog otkrića zaslepio je svet fizike. Dok je Šredingerova slavna jednačina bila nerelativistička i primenljiva samo na elektrone koji se sporije kreću od svetlosti, Dirakovi elektroni su se potpuno pokoravali Ajnštajnovoj simetriji. Povrh toga, Dirakova jednačina je automatski objašnjavala neka neshvatljiva svojstva elektrona, uključujući spin. Iz eksperimenata Ota Šterna i Valtera Gerlaha, znalo se da se elektroni u magnetnom polju ponašaju kao čigra, sa ugaonim momentom (u jedinicama Plankove konstante). Spin Dirakovog elektrona je, na osnovu Štern-Gerlahovog eksperimenta, iznosio tačno ½. (Maksvelovo polje, odnosno foton, ima spin 1, dok je spin Ajnštajnovih gravitacionih talasa 2. Dirakov rad pokazao je da je spin subatomske čestice njeno veoma važno svojstvo.) Dirak je potom otišao korak dalje. Razmatrajući energiju tih elektrona, otkrio je da je Ajnštajn prevideo rešenje sopstvenih jednačina. Kada

rešavamo kvadratne jednačine, obično uzimamo u obzir dva rešenja. Na primer, rešenje jednačine x 2 = 4 može biti i +2 i -2. Pošto je Ajnštajn zanemario negativno rešenje u svojim jednačinama, njegova čuvena jednačina E = mc2 nije sasvim tačna. Pravilan oblik bio je E = ±mc2 . Taj dodatni znak minus, tvrdio je Dirak, omogućavao je novu vrstu univerzuma u ogledalu, čije bi čestice bile svojevrsna „antimaterija”.155 (Začudo, Ajnštajna je samo nekoliko godina ranije, 1925, zanimala ideja o antimateriji, kada je pokazao da se promenom polariteta naelektrisanja elektrona u jednoj relativističkoj jednačini može doći do identične jednačine, promeni li se i prostorna orijentacija. Pokazao je da za svaku česticu određene mase mora postojati čestica suprotnog naelektrisanja, ali iste mase. Relativistička teorija ne samo da je dala četvrtu dimenziju, već nam je otkrila i paralelni svet antimaterije. Ajnštajn fiziku nikada nije posmatrao kao trkačku stazu, pa je džentlmenski prepustio Diraku slavu zbog otkrića tog novog sveta.) Radikalne Dirakove ideje isprva su izazvale čvrst otpor skeptika. Mogućnost postojanja čitavog novog sveta suprotnih čestica čija vrata je odškrinula formula E = ±mc2 činila se potpuno stranom. Kvantni fizičar Verner Hajzenberg (koji je istovremeno s Nilsom Borom, ali nezavisno od njega, formulisao kvantnu teoriju ekvivalentnu Šredingerovom otkriću), napisao je: „Dirakova teorija je najtužnije poglavlje moderne fizike... Smatram da je to diletantsko trabunjanje koje niko ne može uzeti za ozbiljno.”156 Skeptici su morali da progutaju ponos i priznaju da su pogrešili, kada je antielektron, ili pozitron, najzad otkriven 1932. godine – Dirak je za to dostignuće kasnije dobio Nobelovu nagradu. Hajzenberg je morao da prizna: „Mislim da je otkriće antimaterije bilo možda najveći od svih velikih skokova u našem veku.”157 Još jednom je teorija relativnosti dovela do neočekivanih blaga. Ovog puta darovala nam je čitav novi svet antimaterije. (Šredinger i Dirak, zaslužni za formulisanje dve najvažnije funkcije kvantne teorije, bili su potpuno različitih karaktera. Šredingera je uvek pratila neka dama, a Dirak beše ćutljiv i neverovatno stidljiv pred ženama. Nakon Dirakove smrti Britanci su u čast njegovog doprinosa svetu fizike uklesali njegovu relativističku jednačinu u kamen u Vestminsterskoj opatiji, nedaleko od Njutnovog groba.) Uskoro su se fizičari u svim institutima na našoj planeti upinjali da spoznaju čudne, divne mogućnosti Šredingerovih i Dirakovih jednačina. I