Otkrivanje tajni svemira

Where is everybody? Gdje su svi? To pitanje postavio je slavni fizičar Enrico Fermi suradnicima za vrijeme ručka 1950. godine. Fermi je bio poznat po brzim odgovorima na pitanja procjene. Npr. koliko atoma Julija Cezara svaki čovjek dnevno udahne? Ili koliko molekula vode ima u olimpijskom bazenu? Pitanje na početku ovog teksta proizašlo je iz šokantnoga neslaganja između vjerojatnosti za postojanje izvanzemaljskoga života i odsutnosti dokaza za to. Sve što smo dosad otkrili sugerira da bi život trebao biti uobičajen u svemiru, a ipak se čini barem za sada, da smo sami. Planeta kao naših ima mnogo, organski materijali nađeni su na asteroidima i u međuzvjezdanom prostoru. Gdje su onda drugi oblici života? Odakle dolazimo i kamo idemo?

Ove godine Nobelova nagrada za fiziku dodijeljena je za napredak u razumijevanju strukture svemira i njegove povijesti te za prvo otkriće planeta izvan Sunčeva sustava. Nagrada je dodijeljena Jamesu Peeblesu za teorijski rad u području kozmologije te Michelu Mayoru i Didieru Quelozu za otkriće prvog ekstrasolarnog planeta devedesetih godina prošlog stoljeća.

Ovogodišnji dobitnici Nobela za fiziku: James Peebles, Michel Mayor i Didier Queloz  / Ilustracija NIKLAS ELMEHED

Posljednjih je pet desetljeća zlatno doba kozmologije. Ključna osoba za postavljanje teorijskog okvira kozmologije i njezin prijelaz iz spekuliranja u znanost bio je Peebles. Njegova otkrića dovela su do toga da možemo shvatiti svoje kozmičko okružje, u kojem poznata tvar čini svega pet posto sve materije i energije sadržane u svemiru. Taj misterij izazov je za modernu fiziku, a skovani su i nazivi tamna tvar i tamna energija kao mističan iskaz našega trenutnog neznanja. Prije stotinjak godina za svemir se mislilo da je statičan i vječan, a tek 1920. astronomi su otkrili da se sve galaksije udaljavaju jedne od drugih i od nas. Nitko zapravo ne zna što se dogodilo na samu početku, za vrijeme i prije Velikog praska. Ta pitanja vjerojatno izlaze iz okvira znanosti. Ono što znamo jest da je nakon toga događaja rani svemir bio vruća, gusta i neprozirna juha čestica u kojoj su se fotoni (čestice svjetlosti) samo odbijali bez šanse da iz te juhe izađu. Bilo je potrebno 400.000 godina ekspanzije da bi se svemir ohladio na nekoliko tisuća stupnjeva celzija, pri čemu su se čestice počele kombinirati u prozirni plin (vodik i helij). Nakon toga svemir je počeo propuštati svjetlost koju danas možemo detektirati. Sjaj rađanja svemira opažen je 1964, kad se dva američka radioastronoma nisu mogla osloboditi stalnoga šuma u mjerenjima antena uperenih u svemirska prostranstva. Peebles je teorijski predviđao i računao to sveprisutno pozadinsko zračenje. Veliki korak naprijed bio je kad je uočio da temperatura pozadinskog zračenja može dati informaciju o količini materije stvorene u Velikom prasku. Mjerenja brzina rotacija galaksija ukazuju na to da postoji nevidljiva materija koja pomaže da gravitacijsko privlačenje drži te galaksije na okupu. Zamislite da imate CD i da ga okrećete sve brže i brže. U slučaju da pretjerate s brzinom okretanja CD bi se raspao na komadiće jer sila koja sve drži na okupu više ne bi bila dovoljna. Tako i za galaksije znamo da sila gravitacijskog privlačenja vidljive materije nije dovoljna za držanje svega na okupu, te zaključujemo da nešto (26 posto) tamne materije nedostaje. Kombinacijom mjerenja i teorijskih računa došlo se do zaključka da nema objašnjenja ni za 69 posto tamne energije koja kao da tjera svemir na širenje.

No jesmo li smo u takvu svemiru sami? Nitko još ne zna. Ono što se zna jest da naša zvijezda (Sunce) nije jedina koja ima planete. Michel Mayor i Didier Queloz prvi su obznanili pronalazak jednog ekstrasolarnog planeta, udaljena pedeset svjetlosnih godina od nas, na konferenciji u Firenci 1995. Astronomi su do danas našli oko 4000 ekstrasolarnih planeta. Dvije su najvažnije metode kako se traže takvi planeti. Jedna je da zapravo promatrate zvijezdu u potrazi za njezinim njihanjem naprijed-natrag. To njihanje dolazi od zajedničkoga kruženja zvijezde i planeta oko središta masa. Njihanje se detektira mjerenjem Dopplerova pomaka prema crvenom ili plavom dijelu spektra.

Drugi potpis egzoplaneta smanjivanje je sjaja zvijezde dok planet prolazi između Zemlje i zvijezde. Osim toga spektroskopskim metodama analize svjetlosti koja od zvijezde prolazi prema nama kroz atmosferu planeta moguće je odrediti i sastav atmosfere. Npr. ima li vode potrebne za život. Ipak veoma je dalek put od nalaženja planeta sličnih Zemlji do dokaza postojanja nekog oblika života, a još mnogo dalji do pronalaska inteligentnog života.

Zašto nam je toliko bitno znati da li smo sami u svemiru? Ljudska znatiželja često je generirala razvoj znanosti i tehnologije, ali ovdje nekako osjećamo da je s tim pitanjem povezano mnogo više od puke znatiželje. Eventualno otkriće života u svemiru izvan Zemlje utjecalo bi na to kako čovjek sama sebe razumije. Da li je, kao što kaže biskup Škvorc u debati s profesorom Bošnjakom, čovjek u sebi ključar svoje tajne, vladar prostora svoje slobode, gospodar svojih odluka, svoj osobni prostor za misao, za odgovornost i za sreću, a u sebi srce, toplo središte, nosilac bitka, opterećen najzvjezdanijom i najsunčanijom željom da ljubi i bude ljubljen, da živi i da bude vječan ili je ništa drugo doli skup atoma kao što kaže Dawkins? Svatko od nas može sam priželjkivati odgovor koji je u skladu s njegovim pogledom na svijet, ali znanost za sada kaže da nema dokaza za postojanje drugih oblika života u svemiru.