Postanak svemira

I mi se poput naših davnih predaka, koji su posmatrali čudesni nebeski svod posut zvezdama, pitamo:

– Kako je nastao svemir?
– Kada je svemir „rođen“?
– Da li je on delo Tvorca ili Prirode?
– Šta se u njemu sada dešava?
– Kakva je sudbina svemira?

Mitovi i predanja o postanku svemira neobične su raznovrsnosti i lepote. Pomenućemo samo jedno tumačenje postanka sveta, ono nama najbliže, iz Starog zaveta, Knjige postanja. U njoj piše:

„U početku stvori Bog nebo i zemlju.
A zemlja bješe bez obličja i pusta, i bješe tama nad bezdanom; i duh Božji dizaše se nad vodom.
I reče Bog: Neka bude svjetlost. I bi svjetlost.
I vide Bog svjetlost da je dobra; i rastavi Bog svjetlost od tame.“

Dugi se niz godina, od Mojsija do novijih dana, u okviru judejsko-hrišćanske religije, održalo verovanje o Bogu kao tvorcu svemira. Međutim, znatno pre nego što je živeo Mojsije, u Kini je počela da se razvija jedna od najstarijih nauka – astronomija. Njom su se, pre rođenja Hrista, bavili ljudi u Starom Egiptu, Vavilonu, Staroj Grčkoj, Arabiji i u drugim zemljama, među kojima i u Južnoj Americi – stari narodi: Asteci, Inke i Maje.

Iz te daleke prošlosti ostale su nam neobične građevine – prve „astronomske kule“ i instrumenti, kao i slavna imena naučnika zagledanih u nebo: Aristarha, Eratostena, Hiparha i Ptolomeja.

Do prekretnice u astronomiji dolazi pojavom Nikole Kopernika (1472–1543), astronoma poljskog porekla, koji svojim delom, objavljenim pred samu smrt, „O kruženjima nebeskih tela“, ruši vekovima važeći Ptolomejev geocentrični sistem koga je podržavala katolička crkva. Prema Ptolomejevom mišljenju, Zemlja se nalazila u centru sveta i oko nje su kružile planete. Kopernik je dokazao da je taj „centar“ Sunce, a da je Zemlja samo jedna od njegovih planeta.

Krajem 16. veka dolazi do otkrića durbina. Saznavši za to otkriće Holanđana, Galileo Galilej (1564–1642) sam pravi nekoliko durbina kojima posmatra nebo. Njima otkriva Jupiterove satelite, Venerine mene, planine na Mesecu i zvezde u Mlečnom putu.

Drugi sjajni astronom, Johan Kepler, savremenik Galilejev, pronalazi da se planete kreću oko Sunca po eliptičnim, a ne po kružnim putanjama i daje čuvene zakone kretanja planeta.

U 17. veku rađa se Isak Njutn (1642–1727), jedan od najvećih naučnika svih vremena. Neprolaznu slavu stekao je svojim zakonom gravitacije kojim je objasnio privlačenje nebeskih tela, čudesnu harmoniju koja je navela Stare Grke, Pitagorejce, da u oduševljenju kažu „da nebeske sfere sviraju“. Matematičar, fizičar i astronom, on konstruiše prvi teleskop sa ogledalom, tzv. reflektor.

Ovim Njutnovim tipom teleskopa, čija konkavna ogledala mogu da dosegnu razmere i od više metara, dajući tako velika uvećanja, široko su raskriljena „vrata“ svemira i omogućena posmatranja veoma udaljenih objekata. Viljem Heršel (1738– 1822), posle dvogodišnjeg rada, 1789. godine sklapa do tada najveći teleskop na svetu, čije je ogledalo u prečniku merilo 1,22 metra! Tokom 50 narednih godina, ovaj, za to vreme džinovski teleskop, neće imati takmaca. Heršel je pomoću njega došao do velikih otkrića, čime je zaslužio ime osnivača zvezdane, tj. stelarne astronomije.

Ubrzo se crtaju zvezdane mape ili karte naše galaksije, Mlečnog puta, a godinama kasnije i karte drugih velikih skupina zvezda – novootkrivenih galaksija i njihovih jata. Tokom 18. i 19. veka astronomi su, pomno pretražujući nebo, sakupili obilje podataka o zvezdama i galaksijama – čovekov vidokrug je fantastično uvećan zahvaljujući sve većim optičkim teleskopima. Odjednom, on je shvatio da je njegova kuća, svemir, mnogo veća mnogo veća nego što je ikada zamišljao.

Paralelno sa razvojem astronomije, matematika (kraljica nauka) i fizika hitale su svojim zvezdanim stazama. Kao da učestvuju na antičkim Olimpijskim igrama, mnogi su naučnici poželeli da se okite lovorovim vencem. Pronalazač dinamita i bezdimnog baruta, Alfred Nobel, jedan od najbogatijih ljudi svog vremena, zaveštao je krajem 19. veka veliki deo svog imetka za dodeljivanje nagrada istaknutim stvaraocima u fizici, hemiji, medicini, književnosti i borbi za mir među narodima. Čuvena Nobelova nagrada došla je u pravi čas, u vreme revolucionarnih otkrića, pre svega u fizici.

Maks Plank 1900. godine objavljuje osnove kvantne fizike, a Albert Ajnštajn 1905. daje svoju jedinstvenu Specijalnu teoriju relativnosti, a zatim 1916. Opštu teoriju relativnosti. One, će zajedno sa kvantnom fizikom, korenito promeniti našu sliku sveta i dovesti do neslućenih otkrića i tumačenja do tada neobjašnjivih prirodnih pojava.

Ajnštajn: „Najneshvatljivija stvar, kada je u pitanju Svemir, jeste to da je on shvatljiv.“

Genijalni teorijski fizičar Albert Ajnštajn (1879–1955) postavio je temelje moderne fizike. Njegova Specijalna teorija relativnosti sa ogromnim uspehom biće primenjena kako u atomskoj i nuklearnoj fizici, tako i u astrofizici i kosmologiji.

Na drugoj strani, Ajnštajnova Opšta teorija relativnosti predskazaće postojanje ranije apsolutno nezamislivih nebeskih tela, kao što su: neutronske zvezde, crne rupe, kvazari, gravitaciona sočiva, magnetari i druga. Ali, ono što će predstavljati njen trijumf sinteza je vremena i prostora u vreme-prostor i objašnjenje strukture tog vreme-prostora, za koju je veliki naučnik pokazao da zavisi od dejstva gromadnih masa. Ko je mogao pre Ajnštajna da veruje da će neko veoma masivno nebesko telo, kao što je crna rupa, u svojoj blizini da „uvrće“ vreme-prostor, tako da svetlosni zrak kroz njega prolazi krivudavom putanjom! I da je čak moguće u prirodi naći i takvu „vremensku mašinu“ koja će remetiti hod vremena i obrtati njegov prirodni tok! I, zamislite sad, da se pomoću takve mašine vraćate u prošlost i na Zemlji posmatrate dinosauruse pre više od 70 miliona godina!

Ajnštajn je voleo da istakne da ne ceni stvaraoce u nauci koji dohvate „meko drvo“ i u njemu izbuše više „rupa“. Shodno tom mišljenju, on je i postupao – laćao se najtežih problema, onih koji drugima nisu padali na pamet ili od kojih su bežali. Prvi je pokušao da matematičkim putem, koristeći svoju Opštu teoriju, nađe „jednačinu svemira“! Mučio se, mučio, rešavao teške fizičke i matematičke probleme, uvodio različite pretpostavke i, posle mnogih napora, gle, odjednom, na njegovom radnom stolu našla se jednačina sveta!

Zadovoljan postignutim, Ajnštajn je dobro osmotrio ovu jednačinu koja se „kočoperila“ na belom listu papira. Ceo svet bio je obuhvaćen njom! Ali, avaj, ona je Ajnštajnu govorila da se svemir s vremenom širi!! E to je bilo previše i za takav veliki um. Skoro kao huljenje Boga. Zato Ajnštajn učini nešto, radi čega se do kraja svog života gorko kajao. „Iznebuha“ u jednačinu unese jednu veličinu kojom „zaustavi“ širenje svemira na papiru! I tako sa njom objavi svoj najnoviji naučni rad. Umesto da se oglasi jednačinom o neprekidnom širenju svemira, on je dade u takvom obliku kao da je svemir odvajkada bio isti i da će, dok je sveta i veka, takav i ostati. Veliki naučnik podlegao je „zdravom razumu“, mišljenju ljudi svog vremena.

Međutim, kao što to u nauci obično biva, „greška lija, pa dolija“. Aleksandar Fridman, ruski matematičar, 1922. godine pronađe da je Ajnštajn nedopustivo dodao pomenutu veličinu i izvede jednu novu jednačinu svemira, čije je jedno rešenje neporecivo govorilo da se svemir stalno širi! Bio je to nalaz od epohalne važnosti.

Tih godina Edvin Habl, astronom sa Maunt Vilson opservatorije u SAD, bavio se istraživanjem kosmičkih oblika materije daljih od granica naše galaksije. Tako je otkrio da je Andromeda daleko izvan Mlečnog puta, čime je postavio temelje nove, vangalaktičke astronomije. Ubrzo su bile pronađene i druge galaksije u svemiru, kao i započeta njihova detaljna proučavanja. Habl, je mereći spektralne linije svetlosti koja do nas dopire od udaljenih galaksija, uočio jednu izvanredno važnu razliku. Sve spektralne linije zračenja tih drugih galaksija bile su pomerene ka crvenim, većim talasnim dužinama u odnosu na iste linije iz naše galaksije. I taj „crveni pomak“ bio je utoliko veći ukoliko su galaksije bile udaljenije od nas.

Habl je shvatio da je na tragu jednog od najvećih otkrića u modernoj astronomiji – otkrića širenja svemira!

Crveni pomak spektralnih linija nikako se drugačije nije mogao objasniti do međusobnim razmicanjem galaksija, „bežanjem“ jednih galaksija od drugih u svemiru, koji se, poput dečjeg gumenog balona, s vremenom sve više „naduvavao“, tj. širio.

Ovo otkriće odmah je privuklo pažnju velikog broja naučnika. Prirodno je bilo upitati se: kada je počelo ovo razmicanje galaksija? Prvi je u vezi s tim pitanjem belgijski sveštenik Žorž Lemetr postavio hipotezu da je svemir nastao iz „kosmičkog atoma“ koji se vremenom uvećao do sadašnjeg svemira. Strogom primenom Ajnštajnove Opšte teorije zaključeno je da je svemir nastao iz jedne tačke u kojoj je postojala materija beskrajne gustine. Njenom velikom eksplozijom (engl. Big Bang) nastao je naš svemir.

Ta Velika eksplozija, prema najnovijim merenjima sjaja jedne vrste supernova koje se nalaze na različitim rastojanjima, desila se pre oko 12 milijardi godina.

Taj broj 12 naveo nas je na ideju da konstruišemo „Kalendar svemira“. U tom kalendaru (datom u prilogu) svaki mesec traje milijardu godina. Tako je, na osnovu slika, lako pratiti šta se u svemiru dešavalo tokom proteklih 12 milijardi godina.

U nezamislivo kratkom vremenu od jedne sekunde (!) zbile su se sledeće presudne pojave: stvaranje prostor-vremena, rađanje prirodnih sila i elementarnih čestica, nastajanje protona, elektrona i iščezavanje antimaterije. A zatim slede mnogo duži svemirski periodi u kojima su se dešavali nuklearni procesi, stvarali jonizovani gasovi, kondenzovala materija, formirale zvezde i galaksije, sve do sadašnjeg trenutka, kojeg od početka Velike eksplozije deli 12 milijardi godina.

Postoji više dokaza za tačnost teorije nastanka svemira putem Velike eksplozije. Jedan od vrlo važnih je otkriće svemirskog pozadinskog zračenja od tri stepena Kelvinove skale. Ovo elektromagnetno zračenje koje „natapa“ čitav svemir pronašli su R. Vilson i A. Penzijas. Ono predstavlja „eho“ davne Velike eksplozije, zračenje koje stiže iz svemira, koji je sada ohlađen do temperature od 3K. Tu su i vrednosti za starost svemira koje se mogu izvesti iz Hablove konstante, obilnosti „radioizotopa-časovnika“, starosti zvezda i galaksija, udaljenosti kvazara i dr.

Odmah po postavljanju teorije o nastanku svemira Velikom eksplozijom javila su se mnoga oprečna mišljenja. Neka su bila zasnovana na religioznim postavkama, na uverenju da je Bog stvorio svet. Izvestan broj ljudi i dalje veruje da se stvaranje sveta desilo pre samo 4–5 hiljada godina, iako je nepobitno dokazano da je Zemlja stara oko 4,6 milijardi godina! Postoje i veoma ozbiljni naučnici koji odbacuju teoriju Velike eksplozije. Jedan od takvih je bio čuveni engleski astronom Ser Fred Hojl (1915–2001). On je verovao u nepromenljiv, stacionaran svemir.

Svemir još uvek krije velike tajne, te moramo biti spremni na mnoga iznenađenja koja nam on u budućnosti može prirediti. Jednom prilikom neponovljivi Ajnštajn je izrekao sledeću neobičnu misao: „Najneshvatljivija stvar, kada je u pitanju svemir, jeste to da je on shvatljiv.“

Nismo dugo poživeli u tom uverenju, a nedavno je otkriveno da se svemir vremenom sve brže širi!! Kako sad pa to? Otkud mu energija za tako nešto? Da mu ona, možda, ne „pritiče“ iz nekog drugog svemira ili se stvara iz vakuuma, ni iz čega?

Eto teških nedoumica
i problema za nova istraživanja.

A tu je i nezaobilazno pitanje dalje sudbine svemira. Šta će s njim biti u nekoj veoma dalekoj budućnosti? Sudeći po našim sadašnjim saznanjima, svemir ne raspolaže dovoljnom količinom materije da bi se, po utrošku energije koju je stekao pri Velikoj eksploziji, počeo vremenom da skuplja, da bi možda jednom ponovo „eksplodirao“. Čini se da je sada najbliži istini dr Don Pejdž, sa Državnog Pensilvanija univerziteta, SAD. Prema njemu, najverovatnije je da će posle neshvatljivo dugog vremena, dužeg od 100.000.000.000.000.000.000.000.000.000.
000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.
000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 godina, najveći broj elementarnih čestica koje čine materiju svemira iščeznuti sa svemirske pozornice, ostavivši za sobom čisto elektromagnetno zračenje. Preostaće veoma mali broj čestica koje će se međusobno sve više udaljavati u svom kruženju bespućem svemira, i on će, praktično, trajati u nedogled.

Tako smo u vremenu kraćem od jednog veka došli do glavnih odgovora na pitanja u vezi sa svemirom koja su ranije smatrana apsolutno nedostižnim za ljudski um, a za neke ljude bila čak i bogohulna. Mi sada znamo da je svemir nastao Velikom eksplozijom pre oko 12 milijardi godina. U svemiru koji se sve brže širi, sve „vri“od stvaranja i razaranja različitih oblika materije. Trenutno najneizvesniji je odgovor na pitanje sudbine svemira.

Umesto pomenutih Ajnštajnovih reči, prema sadašnjem stanju u nauci, posebno znanjima o ustrojstvu svemira i silama koje vladaju u njemu, od samouverenih naučnika bliži je istini mudri Viljem Šekspir, u čijoj drami o danskom kraljeviću Hamlet kaže:

„Ima više stvari na nebu i na Zemlji, Horacije, nego što smo mi u našoj filozofiji sanjali.“

Po svemu sudeći,
mi nikada nećemo „dosanjati“ sve tajne svemira.

Autor: prof. Dr Vladimir Ajdačić