ZARONITE DUBOKO
FOTO Deset velikih pitanja na koja znanost još nema konačan odgovor: Zašto 'sada' postoji?
Što više otkrivamo o svemiru, to jasnije vidimo granice vlastitog razumijevanja. Moderna znanost objasnila je gibanje planeta, evoluciju života i strukturu materije, ali na samim temeljima stvarnosti ostaju duboke zagonetke. Od svijesti do sudbine svemira, ovo su pitanja na koja još nemamo konačne odgovore.
Kad pogledamo noćno nebo, vidimo zvijezde, planete i galaksije. No sve to zajedno čini tek oko pet posto svemira. Preostalih devedeset pet posto sastoji se od dviju komponenti koje nikada nismo izravno detektirali: tamne tvari i tamne energije. Tamna tvar ne emitira svjetlost, ali njena gravitacija drži galaksije na okupu; bez nje bi se zvijezde kretale toliko brzo da bi galaksije odavno bile rasute. Tamna energija djeluje suprotno, ubrzava širenje svemira i razlog je zašto se prostor sve brže rasteže. Ne znamo od čega su napravljene, ali znamo puno o tome što nisu: nisu obični atomi, nisu poznate čestice i ne ponašaju se kao bilo što što smo ikada proizveli u laboratoriju. Drugim riječima, većina stvarnosti postoji u obliku koji nikada nismo vidjeli.
Znanost je u posljednjih nekoliko stoljeća razotkrila nevjerojatne tajne prirode, od Newtonovih zakona gibanja i Darwinove evolucije do Einsteinove relativnosti i čitanja ljudskog genoma. Svako novo otkriće pomaknulo je granice razumijevanja stvarnosti. Ipak, što dublje gledamo u svemir i u same sebe, to se pojavljuju dublja pitanja. Nisu to rupe u znanju koje ćemo sutra popuniti, nego fundamentalne zagonetke, mjesta gdje naše najbolje teorije počinju škripati. Ovo je deset misterija pred kojima i današnja znanost zastaje.
Kad pogledamo noćno nebo, vidimo zvijezde, planete i galaksije. No sve to zajedno čini tek oko pet posto svemira. Preostalih devedeset pet posto sastoji se od dviju komponenti koje nikada nismo izravno detektirali: tamne tvari i tamne energije. Tamna tvar ne emitira svjetlost, ali njena gravitacija drži galaksije na okupu; bez nje bi se zvijezde kretale toliko brzo da bi galaksije odavno bile rasute. Tamna energija djeluje suprotno, ubrzava širenje svemira i razlog je zašto se prostor sve brže rasteže. Ne znamo od čega su napravljene, ali znamo puno o tome što nisu: nisu obični atomi, nisu poznate čestice i ne ponašaju se kao bilo što što smo ikada proizveli u laboratoriju. Drugim riječima, većina stvarnosti postoji u obliku koji nikada nismo vidjeli.
Negdje prije više od tri i pol milijarde godina kemija je postala biologija. Taj prijelaz naziva se abiogeneza i još ga nismo uspjeli reproducirati. Miller-Ureyev eksperiment iz 1953. pokazao je da iz plinova rane Zemlje i električnih pražnjenja mogu nastati aminokiseline, gradivni blokovi proteina. Danas znamo i više: spontano nastaju i membrane, RNA molekule i metaboličke mreže. Postoje ozbiljni modeli koji opisuju rane oblike života, svijet RNA, kemija dubokomorskih izvora ili protocelije zatvorene u lipidnim mjehurićima, ali još uvijek nedostaje ključni trenutak u kojem je sustav postao sposoban i za kemiju i za evoluciju u isto vrijeme. Granica između neživog i živog još nije uhvaćena.
U međuvremenu, u našim glavama odvija se jednako duboka zagonetka. Milijarde neurona razmjenjuju električne signale koje možemo snimiti, mapirati i simulirati. Ali zašto ti signali stvaraju iskustvo? Zašto postoji osjećaj “ja”? Zašto boja nije samo valna duljina nego doživljaj, a bol nije samo signal nego patnja? Filozofi to nazivaju teškim problemom svijesti. Postoje teorije koje pokušavaju objasniti kako informacije postaju svjesne, ali nijedna ne opisuje kako fizički proces prelazi u subjektivnu realnost. Možda svijest proizlazi iz kompleksnosti, možda je temeljno svojstvo prirode, a možda postoji i u drugim bićima u stupnjevima koje tek naslućujemo. No još nitko nije objasnio kako materija počinje doživljavati samu sebe.
Sličan osjećaj tišine prati nas i kad pogledamo prema zvijezdama. Naša galaksija sadrži stotine milijardi zvijezda, većina ima planete, a u svemiru postoje stotine milijardi galaksija. To znači nezamisliv broj svjetova. Pa ipak, nema signala, nema posjeta, nema dokaza. Ta šutnja poznata je kao Fermijev paradoks. Moguće je da je inteligencija rijetka, da se civilizacije samounište ili da traju prekratko. A možda smo jednostavno premali da bi nas netko primijetio. Svemir izgleda kao da bi trebao vrvjeti životom, ali zasad je zastrašujuće tih.
Jedno od mjesta gdje teorije najjasnije pucaju jesu crne rupe. Znamo da postoje i snimili smo njihov horizont događaja, granicu iza koje nema povratka. No unutrašnjost nikad nismo vidjeli. Opća relativnost predviđa singularnost, točku beskonačne gustoće u kojoj fizika prestaje raditi, dok kvantna fizika sugerira da beskonačnosti ne bi smjele postojati. Tu se naše dvije najbolje teorije sudaraju. Postoje ideje o kvantnoj strukturi prostora, energetskim zidovima ili tunelima kroz prostor-vrijeme, ali zasad je unutrašnjost crne rupe mjesto gdje matematika prestaje davati odgovore.
Zbog toga fizičari već desetljećima traže teoriju svega, jedinstven opis prirode koji bi spojio relativnost i kvantnu mehaniku. Svaka od njih savršeno funkcionira u svom području, ali zajedno ne rade. U prvim trenucima svemira i u središtu crnih rupa obje moraju vrijediti istovremeno, a tada jednadžbe gube smisao. Kandidati poput teorije struna ili kvantnih petlji postoje, ali eksperimentalni dokaz još nemamo. Možda postoji jedna formula stvarnosti, a možda je svemir fundamentalno složeniji nego što očekujemo.
Slično iznenađenje krije i samo postojanje materije. Veliki prasak trebao je stvoriti jednake količine materije i antimaterije koje bi se međusobno poništile. No svemir postoji. To znači da je u prvim trenucima nastala sićušna neravnoteža, otprilike jedna čestica materije na milijardu parova. Ta mala prednost izgradila je sve što vidimo. Znamo da fizika čestica dopušta određena kršenja simetrije, ali ona nisu dovoljna da objasne razmjere svemira. Nešto je nagnulo vagu i još ne znamo što.
Čak ni vrijeme nije onakvo kakvim ga osjećamo. Relativnost pokazuje da vrijeme ovisi o brzini i gravitaciji — sat na brzom brodu ili blizu masivnog tijela sporije otkucava. Na taj način putovanje u budućnost zaista je moguće kroz relativističko usporavanje vremena. Ali ostaje pitanje zašto vrijeme ima smjer. Zašto pamtimo prošlost, a ne budućnost i zašto entropija stalno raste. Jednadžbe fizike gotovo su simetrične, no iskustvo nije. Negdje između matematike i svijesti skriva se razlog zašto “sada” postoji.
Na granici između svijesti i biologije nalazi se i placebo efekt. Mozak može smanjiti bol, upalu pa čak i simptome bolesti samo kroz očekivanje. Aktiviraju se kemijski sustavi poput endorfina i dopamina i mijenja se imunološki odgovor. Znanost razumije dio mehanizma, ali ne i njegove krajnje domete. Vjerovanje utječe na biologiju više nego što smo dugo pretpostavljali i granica između psihologije i tijela pokazuje se tanjom nego ikad.
Na kraju ostaje pitanje sudbine svega. Svemir se širi sve brže i ako se ništa ne promijeni, čeka ga veliko smrzavanje, zvijezde će se ugasiti, galaksije nestati iza horizonta, a prostor postati hladna tama. Ako se svojstva tamne energije promijene, moguće je veliko paranje u kojem bi se raspali čak i atomi. Postoji i mogućnost da se širenje jednog dana zaustavi i preokrene u novi početak. Koji scenarij vrijedi ovisi o prirodi tamne energije, a nju tek počinjemo mjeriti. Možda ćemo odgovor jednom znati, ali ne uskoro.
Znanost nam je pokazala da svemir nije samo čudan nego čudniji nego što smo sposobni intuitivno zamisliti, i možda najveća otkrića još nisu rješenja, nego pitanja koja tek učimo pravilno postaviti.
