Dva matematičara protiv 10.000 AI agenata: Kako se rešavanje jednačina starih 200 godina pretvorilo u sukob ljudi i mašina

Jedan od milenijumskih problema odnosi se na tzv. Navije-Stoksove jednačine, formulisane pre gotovo dva veka. One opisuju kretanje fluida i imaju ogroman značaj u nauci i tehnici, ali su toliko složene da se u praktičnim primenama uglavnom rešavaju približno. A onda su nedavno dvojica matematičara, Tristan Bakmaster i Levent Alpoge, napravili senzacionalan prodor na putu ka rešenju i objavili svoj rezultat. Ali onda, samo nekoliko dana kasnije, OpenAI je objavio sopstveni dokaz, a matematička senzacija pretvorila se u aferu: Bakmaster je kompaniju optužio za krađu ideja, tvrdeći da su neobjavljene zamisli koje su matematičari tokom rada poveravali AI alatima završile u rukama njihovog konkurenta. OpenAI to negira, a spor je otvorio pitanje koje daleko prevazilazi matematiku: šta se dešava sa naučnom idejom kada je jednom poverimo kompjuteru.

Davne 1900. godine čuveni matematičar Dejvid Hilbert napravio je listu od 23 nerešenih i potencijalno veoma značajnih matematičkih problema. Mnogo godina kasnije stanje izgleda ovako: desetak ih je rešeno, za još pet-šest postoje rešenja oko čije tačnosti ne postoji naučni konsenzus, dva problema su odbačena kao suviše opšta, a ostali problemi još uvek su aktuelni.

Matematika je egzaktna nauka, zasnovana je na skupu aksioma (očiglednih istina čija se tačnost podrazumeva) pomoću kojih se dokazuju teoreme (kompleksnija tvrđenja čija istinitost nije očigledna). U to vreme matematika je prolazila kroz ozbiljnu krizu jer su različite matematičke „škole“ polazile od aksioma koje nisu bile potpuno istovetne, što je rezultovalo brojnim nekonzistentnostima i paradoksima.

Hilbert je bio ubeđen da se matematika može ponovo izgraditi tako što će se izabrati novi, prečišćeni set aksioma a zatim dokazati njegova kompletnost i neprotivrečenost. Iz takvog jednog skupa aksioma sledili bi dokazi svih teorema na način koji bi bio potpuno nesporan i čvrsto utemeljen na zdravim matematičkim osnovama.

Dejvid Hilbert sa prijateljima, studentima i porodicom

Oko ove Hilbertove ideje nastao je 1920. godine čitav pokret koji je ponovo krenuo da sistematski „zida“ ono što danas nazivamo savremenom matematikom.

Iako je Hilbertov pokret imao nesporne rezultate, jedan austrijsko-nemački matematičar pokazao je da je krajnji cilj nedostižan.

Genijalni matematički logičar Kurt Gedel je 1931. godine kroz svoje „teoreme nekompletnosti“ pokazao da će u svakoj naučnoj teoriji koja polazi od konzistentnog, neprotivrečnog seta aksioma i koja u sebi sadrži makar malu količinu osnovnih računskih operacija (matematika, fizika, hemija, biohemija, ekonomija i ko zna šta sve još), uvek postojati istinita tvrđenja čija se tačnost neće moći dokazati.

Hilbert je umro slomljenog srca, a Gedelovo dostignuće smatra se jednim od najvećih naučnih dostignuća XX veka. Pomenućemo Gedela još jednom, kasnije.

Sedam miliona dolara za sedam nerešenih problema

Kurt Gedel

Matematika je, u međuvremenu, napravila ogromne korake. Tačno sto godina nakon što je Hilbert objavio svoj inicijalni spisak, početkom XXI veka, američki matematički Institut „Klej“ objavio je svoju listu od sedam najznačajnijih nerešenih problema u matematici koja nimalo ne liči na Hilbertovu. Institut se u izboru bazirao, pre svega, na značaju problema i njihovim implikacijama na dalja istraživanja.

Ilustracije radi, najčuveniji problem na listi, tzv. „Rimanova hipoteza“, ima toliko veliki značaj u teoriji brojeva da su se matematičari podelili na dve velike grupe: u prvoj su oni koji veruju da je hipoteza tačna, u drugoj oni koji su ubeđeni da je hipoteza pogrešna. Iz ta dva moguća ishoda nastale su dve paralelne grane matematike koje se i dalje razvijaju, iako će jedna od njih, kad Rimanova hipoteza bude rešena, morati da bude kompletno odbačena.

Institut je za rešenje svakog problema sa liste obezbedio i nagradu od milion dolara. Da se razumemo, nijedno rešenje ne može da bude prihvaćeno preko noći: neophodno je da ono bude publikovano u značajnom naučnom časopisu, da prođe nezavisnu recenziju od strane kvalifikovanih matematičara i da se u naučnoj zajednici formira konsenzus da je rešenje tačno.

Beleške Bernarda Rimana

Čitav proces ima i vremensku dimenziju: od trenutka objavljivanja rada pa do trenutka dodele nagrade potrebno je da prođe najmanje dve godine, pri čemu gornja vremenska granica ne postoji.

Imajte na umu Kurta Gedela – on je dokazao da nikad nećemo moći da dokažemo sve tvrdnje. Postoje istine koje su nedokazive i sasvim je moguće da neki od problema sa spiska spada upravo u ovu kategoriju.

Neobičan slučaj Grigorija Pereljmana

Grigorij Pereljman

Do danas je rešen samo jedan problem sa milenijumske liste: Poenkareova konjektura.

Rešenje problema objavio je ruski matematičar Grigorij Pereljman 2002. godine. Verifikacija rešenja potrajala je jako dugo, delimično i zbog nečasnih pokušaja da se njegovo rešenje prisvoji i pripiše nekim drugim ljudima.

Sve to izazvalo je ogromnu gorčinu kod Pereljmana koji je u više navrata istakao da je naučna zajednica ozbiljno korumpirana. Pereljman kaže da problem nije u relativno malom broju ljudi koji se bavi nečasnim stvarima, već u mnogo većem broju onih koji tu sramotu gledaju sa strane i ne podižu svoj glas.

Kada mu je Institut „Klej“ konačno dodelio nagradu od milion dolara za tačno rešenje milenijumskog problema 2010. godine, Pereljman je odbio da je primi, iako je u to vreme živeo u Sankt Petersburgu, kako legende kažu, u garsonjeri od 40 kvadrata sa svojom majkom. Odbio je da 2006. godine primi i Fildsovu medalju, najveće matematičko priznanje koje se smatra ekvivalentnom Nobelovoj nagradi. Štaviše, Fildsovu medalju je znatno teže dobiti: dodeljuje se svake četvrte godine isključivo matematičarima koji su mlađi od 40 godina.

Postoje indikacije da je Pereljman potpuno napustio matematiku 2012. godine kako bi se bavio „nekim drugim stvarima“. Koje su to stvari, gde radi (ako uopšte radi), od čega i gde živi – ostaje misterija. Postoji jedan njegov „razbarušeni“ snimak sa plastičnom kesom na pešačkom prelazu negde u Rusiji i to je sve. 

Grigorij Pereljman, vreme i mesto nepoznati

Navije-Stoksove jednačine

Jedan od milenijumskih problema odnosi se na tzv. „Navije-Stoksove jednačine“. Ove jednačine opisuju kretanje fluida (tečnosti i gasova) i imaju ogroman značaj u tehnici. Jednačine su toliko komplikovane da se mogu rešiti samo približno, ali su, i pored toga, na bazi njih izgrađeni efikasni modeli koji danas imaju široku upotrebu.

Koriste se u projektovanju raketa, aviona, u vremenskoj prognozi, u konstrukciji automobila, u klimatizaciji, nuklearnim reaktorima, za simuliranje toka krvi kroz vene, arterije i srčane zaliske, za projektovanje gradskih vodovodnih mreža i vetrogeneratora, za optimizaciju transporta gasa i nafte, u vojnoj industriji (projektili, bombe), čak i u video-igricama gde se uprošćene Navije-Stoks jednačine koriste za kreiranje realističnih vizuelnih efekata koji uključuju vodu, maglu, dim, vatru ili eksplozije.

Ove jednačine opisuju i turbulentna strujanja koja su u prirodi česta (svako ko se vozio avionom zna šta to u vazduhu znači), iako je naše razumevanje ove pojave i dalje nedovoljno.

Klod Luj Navije i Džordž Gabrijel Stoks

Kako se ove jednačine koriste? Uzmite, na primer, vremensku prognozu. Za nju vam je potreban veliki skup početnih uslova (trenutna temperatura, brzina vetra, pritisak, vlažnost, konfiguracija tla, položaj sunca, doba dana za veliki broj tačaka u određenom području). Iz ovih početnih uslova, korišćenjem numeričkih (približnih) metoda i nekog od potvrđenih meteoroloških modela (koji počivaju na Navije-Stoksovim jednačinama), super-kompjuteri izračunavaju kakvi će biti atmosferski parametri u nekom budućem trenutku. I onda vam Biljana Vraneš sve to lepo pročita i objasni.

I pored toga, mi o ovim jednačinama ne znamo puno. Ne znamo, na primer, da li one imaju „prihvatljiva“ rešenja za svaki skup inicijalnih podataka. Iako matematika ne može da funkcioniše bez pojma beskonačnosti, priroda, po pravilu, ne dozvoljava manifestaciju nečeg što je beskonačno veliko.

Nećete u atmosferi pronaći tačku beskonačnog pritiska ili područje apsolutnog vakuuma (tzv. „singularitet“). Temperature se od mesta do mesta menjaju postepeno – nikad vam Biljana neće reći da je u Kruševcu temperatura –20oC, a u Kraljevu +40oC. Nagle, skokovite promene, u prirodi su vrlo retke.

Drugim rečima, priroda „voli“ postepene promene, od tačke do tačke, iz sekunde u sekundu. Pogledajte današnju temperaturnu krivu u nekoj meteo-aplikaciji na svom mobilnom telefonu: videćete da ona predstavlja niz „brežuljaka“ (u skladu sa porastom i opadanjem temperature) na kojima ne postoje velika, nagla iskakanja ili prekidi. Matematičari bi rekli da je temperaturna kriva „glatka“.

Milenijumski problem laički glasi: da li Navije-Stoksove jednačine za svaki skup početnih uslova imaju isključivo glatka rešenja, nalik onome što vidimo u prirodi? Ili, pod određenim uslovima, ove  jednačine daju singularitete, tačke u kojima je neka fizička veličina beskonačna (poput brzine strujanja ili pritiska). Matematičari bi rekli da se u tom slučaju ove jednačine „raspadaju“.

Na ovo pitanje nema odgovora više od 90 godina.

Bakmaster-Alpogeov prodor

Sredinom avgusta ove godine, dvojica naučnika, Tristan Bakmaster i Levent Alpoge, napravili su značajan prodor ka rešenju. Došli su do rešenja na uprošćenom (tzv. Ojlerovom) sistemu jednačina koji podrazumeva idealan, nestišljiv fluid koji može da teče bez otpora (viskoznosti) kroz porozan medijum. Ostalo im je da naprave finalni korak i odrade generalizaciju.

Tristan Bakmaster i Levent Alpoge

U svom radu intenzivno su koristili „Codex“, alat kompanije „OpenAI“ baziran na veštačkoj inteligenciji (AI) koji naučnicima i programerima pomaže u pisanju softvera i tako omogućava brzu verifikaciju određene pretpostavke. „Codex“ je, zapravo, dobro poznati ChatGPT, presvučen u „radničko odelo“, tako da može direktno da „petlja“ po vašem programskom kodu, a ne samo da odgovara tekstualnim porukama.

Naučnici su „Codex“ plaćali iz svog džepa, kao i milioni drugih korisnika širom zemljine kugle, iza njih nije stajala nijedna institucija. Taj trošak nije mali – ako ste ozbiljan korisnik i ako su izračunavanja dugotrajna a softver komplikovan, kao u njihovom slučaju, mesečni troškovi lako mogu da dostignu i nekoliko hiljada evra.

Početkom septembra kroz društvene mreže pronela se vest da je još jedan milenijumski problem rešen, i to korišćenjem veštačke inteligencije. Većina laika je tipovala da iza rešenja stoji kompanija „Anthropic“ i njihov čuveni AI model poznat pod imenom „Claude“. Terens Tao, verovatno vodeći matematičar današnjice i dobitnik Fildsove medalje, pokušao je da smiri strasti: nijedno rešenje ne može da bude prihvaćeno pre nego što ga temeljno proveri naučna zajednica. A za to je potrebno vreme, koje često ume da demantuje tvrdnje samouverenih autora.

Terens Tao

Bakmaster i Alpoge su 7. septembra u tri svoja rada objavili svoje rešenje koje nije dovoljno opšte, ali je i dalje impresivno. Terens Tao je odmah rekao da očekuje da će upotrebljeni metod u bliskoj budućnosti rezultovati kompletnim rešenjem.

Bakmaster se javno izvinio što je kvalitet teksta (ne i dokaza) slab, dodajući da je bio pod pritiskom da radove objavi što pre, znajući da se nešto iza brda valja. I bio je u pravu.

„OpenAI“ rešenje

U utorak, 8. septembra, „OpenAI“ je na Tviteru objavio post koji počinje ovako:

„Objavljujemo rešenje milenijumskog problema 'Navije-Stoks', jednog od najkompleksnijih problema sa same granice našeg matematičkog znanja.“ 

U naredne dve rečenice problem je ukratko objašnjen, i to je to, to je post. U njemu nije bilo mesta za Tristana Bakmastera i Leventa Alpogea. „OpenAI“ će ih pomenuti kao značajne tek naknadno, u potpuno odvojenom saopštenju.

Ispostaviće se da je „OpenAI“, da bi došao do rešenja,  upotrebio preko 10.000 koordinisanih AI agenata od kojih je svaki bio jači od njihovog najboljeg dosadašnjeg modela „GPT 6 Astra“. Rad je započet krajem avgusta i trajao je 88 sati. Za to vreme AI agenti su razmenili oko tri miliona poruka sa oko 130 milijardi tokena (reči ili delova reči). Po cenovniku kompanije, vrednost utrošenog vremena i kompjuterskih resursa veća je od 10 miliona dolara.

Na internetu se može naći „papirnata“ verzija dokaza, klasičan naučni rad namenjen matematičarima koji detaljno treba da pregledaju preko 160 stranica teksta u narednih nekoliko meseci, možda i godina. Kako je, međutim, „OpenAI“ tako siguran da je objavljeno rešenje tačno? Zato što matematičari danas imaju savremene kompjuterske alate za formalnu proveru dokaza matematičkih teorema.

Jedan takav alat, „Lean“, zasniva se na specijalnom programskom jeziku koji matematičke teoreme može da pretvori u niz povezanih logičkih koraka. Apstraktni matematički izrazi konvertuju se u programski kod koji ih dalje razlaže na fundamentalne logičke aksiome, a zatim automatski proverava da li je svaki korak u dokazu validan.

Alat je inicijalno razvio „Majkrosoft“, ali ga trenutno održava i usavršava neprofitna organizacija „Lean Focused Research“ (FRO). Alat kao što je „Lean“ može u vrlo kratkom roku da otkrije sumnjiva ili netačna mesta u dokazu, a uz to ne podleže „halucinacijama“ karakterističnim za AI modele. 

„OpenAI“ je uz naučni rad priložio i „Lean“ kod koji je prošao mašinsku proveru (trajala je preko 17 sati). Iako je ovo veoma značajan element u prilog tačnosti rešenja, Terens Tao kaže da je „Lean“ onoliko dobar koliko su dobre aksiome na kojima je zasnovan. Drugim rečima, sve to je lepo, ali se dokaz ne može prihvatiti ako u recenziji ne učestvuju stručnjaci od krvi i mesa.

Sem Altman, CEO OpenAI-a

Šta se, zapravo, desilo?

I dok su na internetu počeli da se ređaju hvalospevi o tome kako je AI konačno uspeo sam da reši problem pred kojim su ljudi bili nemoćni, dok su neki novinari već počeli da pišu tekstove o tome kako je 8. septembra dostignuta tzv. „opšta veštačka inteligencija“, sposobna da reši bilo koji problem u bilo kojoj oblasti, na površinu su počeli da isplivavaju mnogi detalji koji su u svega nekoliko dana bacili sasvim drugo svetlo na ovo dostignuće, do te mere da je „OpenAI“ poistovećen sa „imperijom bez skrupula“. Originalni post na „Tviteru“ („Iksu“) ima preko 5.000 komentara i većinom su (izrazito) negativni.

Šta se, zapravo, desilo? Biće potrebno mnogo vremena da se rekonstruišu svi detalji, ali stvari, otprilike, stoje ovako...

Tristan Bakmaster, jedan od dvojice matematičara koji je tokom avgusta načinio prodor ka konačnom rešenju, saznao je 3. septembra da je informacija o njihovom naučnom radu stigla u „OpenAI“ i da kompanija radi na istom problemu. Kontaktirao ih je kako bi utvrdio činjenice. Umesto pojašnjenja dobio je ponudu da „Codex“ od sada koristi besplatno. Nakon toga usledile su dve mnogo nepristojnije ponude od Sebastijana Bubeka, vodećeg istraživača u kompaniji.

Sebastijan Bubek

Prva ponuda: „OpenAI“ će dozvoliti Bakmasteru i Alpogeu da objave svoje delimično rešenje prvi. Dan kasnije „OpenAI“ će objaviti svoje, kompletnije, i u njemu pomenuti Bakmastera kao „ljudsko biće“ koje se najviše primaklo konačnom rešenju.

Bakmaster je odbio ponudu jer se takvi dogovori u naučnoj zajednici ne prave.

Bubek mu je odgovorio, pomalo preteći: „Zašto želite da uništite svoju naučnu karijeru? Ako vi ne želite da iskoristite moju ljubaznost, onda ja i ne moram da budem ljubazan.“

Usledila je druga ponuda: „OpenAI“ će prepraviti svoj dokaz tako da u spisak autora uključi i Bakmastera, ali tako da njegov saradnik Alpoge bude isključen, zato što je on zaposlen u rivalskoj kompaniji „Anthropic“. Bakmaster je ovu ponudu odbio kao duboko nemoralnu.

Umesto toga, postavio je direktno pitanje: „Da li je 'OpenAI' u svom dokazu koristio rezultate rada do kojih je došao 'Codex' tokom njegovih privatnih chat-sesija?“

„OpenAI“ je odgovorio da kompanija ne koristi saznanja iz privatnih sesija svojih korisnika. Na ponovljeno insistiranje Bakmastera da mu se odgovori jasnim „da“ ili „ne“, kompanija je uzvratila ćutanjem. U zvaničnom saopštenju koje je usledilo naknadno, stoji nešto sasvim drugo: „Iako je to malo verovatno, mi ne možemo u potpunosti da odbacimo mogućnost da su depersonalizovani podaci kreirani tokom upotrebe naših proizvoda bili iskorišćeni za usavršavanje naših modela.“

Sve ovo Tristan Bakmaster je obelodanio pre nego što je „OpenAI“ objavio svoje rešenje čuvenog problema. Kako sam kaže: „Ja tekst njihovog dokaza još nisam pročitao. Ali sam bio prinuđen da izađem u javnost sa svim onim što sam čuo, što mi je rečeno, što mi je predloženo... Alternativa je bila da ćutim i slušam njihova saopštenja za koja sam znao da će biti lažna.“

Ko je pronašao rešenje

I zaista, „OpenAI“ je svašta demantovao u poslednjih nekoliko dana: i da su znali za detalje rada Bakmastera i Alpogea, i da su im upućivali pretnje i nemoralne ponude, i da su imali bilo kakav motiv osim želje da potvrde vrednost svoje tehnologije.

Sebastijan Bubek je obraćanje Bakmastera nazvao montiranim, sa namerom da zapali javno mnjenje. Kontakt sa njim je postojao, ali isključivo u nameri da mu se oda „zasluženo priznanje za prethodna dostignuća“. Kompanija se latila ovog problema isključivo u nameri da bude bolja od „Anthropica“, uz minimalno ljudsko učešće.

Indijski premijer Narendra Modi, Sem Altman (Open AI) i Dario Amodei (Anthropic)
na samitu u Nju Delhiju 19. februara 2026. godine

Rekli su da je u rešavanju problema učestvovao samo jedan čovek: onaj koji je formulisao zadatak, sve ostalo je AI agent odradio sam. Ispostaviće se, međutim, da je to bila laž: čak je i početno pitanje formulisao „Codex“, na osnovu prethodnog iskustva i (nepoznatih) instrukcija iz kompanije. Umesto jednog čoveka na problemu je radio čitav „OpenAI“ istraživački tim. Umesto jednog AI agenta korišćeno je 10.000. I nije se radilo o jednom nasumičnom pokušaju, bilo ih je mnogo više.

Kako vreme odmiče i kako sve više matematičara i fizičara počinje da čita rad koji je objavio „OpenAI“, sve je više naznaka da je i ovo rešenje parcijalno. Kako su već primetili Stan Palasek (matematičar iz Prinstona) i Terens Tao, objavljeno rešenje pokriva samo treću i četvrtu tačku iz formulacije milenijumskog problema (koja se zasniva na postojanju spoljašnje sile), dok su prve dve, koje matematičari smatraju značajnijim, i gde spoljne sile nema, samo dotaknute. Drugim rečima, i pored tvrdnji iz „OpenAI“ da su rešili opšti problem, to nije tačno.

Da li će Institut „Klej“ prihvatiti ovakvo rešenje, ostaje da se vidi. Na kraju, rešenje se bazira na „sažimajućem vrtlogu“, konceptu koji su dosta ranije razradili Diego Kordoba i Luis Martinez-Zoroa, istom onom koji su, gle slučajnosti, koristili Bakmaster i Alpoge. Sam Bakmaster je ranije rekao da „ako neko treba da dobije nagradu Instituta 'Klej', to je Luis Martinez-Zoroa“.

Luis Martinez Zoroa i Dijego Kordoba

Da li je „OpenAI“, tj. njihov „Codex“ pokrao rad Bakmastera i Alpogea i tako obezbedio savršenu polaznu osnovu za „OpenAI“? To nikada nećemo znati. Ali postoji jedva stvar koja bode oči: „OpenAI“ nema vrhunskog stručnjaka za mehaniku fluida. Koncept „sažimajućeg vrtloga“ toliko je komplikovan i traži ogromno akademsko predznanje kako biste uopšte mogli da formulišete smisleno pitanje ili zadatak u kome bi se ovaj fenomen upotrebio.

Kako je neko iz „OpenAI“ uopšte bio u stanju da početkom septembra krene od praznog lista papira, od sažimajućeg vrtloga o kome nema pojma, od jednačina o kojima ne zna ništa i onda u osam dana reši jedan od najtežih problema današnjice? Čak i uz pomoć AI, to je neverovatna misija. Da bi to bilo moguće potrebno je da ne krećete od nule, neko ili nešto mora da vam da vetar u leđa.

„OpenAI“ je sam priznao da je trošak koji su napravili rešavajući milenijumski problem deset puta veći od nagrade koju daje Institut „Klej“, za koju, inače, nisu ni zainteresovani. To je, objektivno, „sitniš“ za firmu koja namerava da tokom svog predstojećeg izlaska na berzu, od investitora koji već stoje u redu, pokupi milijarde dolara. Čak i ako mali deo ode na odštetu dvojici naučnika kojima su upropastili životno delo, sve to je u „velikoj šemi stvari“ potpuno beznačajno.

Umesto zaključka, evo skraćene verzije za one kojima se od matematike i fizike vrti u glavi:

Neko uzme kamion peska sa plaže. Od tog peska se naprave čipovi. Od tih čipova „OpenAI“ napravi mašinu koja je „tabula raza“, glupa kao ćuskija. Onda „OpenAI“ pokupi 1 EB (jedan eksabajt = 1.000.000.000.000.000.000 bajtova) ljudskog znanja sa interneta, najčešće ne pitajući nikog za dozvolu, tu i tamo uz neku simboličnu nadoknadu. Tako naprave najjaču i najpametniju mašinu do sada. Tu mašinu drže u svoja četiri zida, ne može da je koristi niko, pa ni naučnici koji su stvorili informacije koje je „OpenAI“ u tu mašinu ugradio. Svo to sumirano, destilovano znanje čitave civilizacije pripada kompaniji.

Onda se iz gomile pročitanog, možebiti iz neke „Codex“ ili „ChatGPT“ sesije, izabere neka obećavajuća, solidno razrađena ideja, neki problem čije će rešenje da odjekne u javnosti. Firma, naravno, to ne radi namerno, ali se takva mogućnost, kao što sami rekoše, „ne može isključiti“.

Onda se u rešavanje problema upregne sav hardver najjače kompanijske mašine i primenom brutalne sile konačno nađe rešenje u svega nekoliko dana.

Originalnim autorima se, na kraju, uputi neki „indecent proposal“, tek da pokupe mrvice sa stola. Na kraju, „OpenAI“ objavi spektakularno saopštenje. Sledi izlazak na berzu, perfektan tajming. A tamo se ne investira u nečiji moral – pare se ulažu se u poslovnu sposobnost (šta god to značilo) i očekivani profit. I onda s neba padne 1.000 milijardi dolara.

„Ne optužujem nikog“, rekao je Bakmaster, „ali se osećam kao Gari Kasparov nakon što je 1997. godine izgubio meč protiv kompjutera 'Deep Blue'. What a time to be alive!“

Nastaviće se... 

Mnogo toga desilo se od trenutka kada sam počeo da pišem ovaj tekst i postoji značajna mogćunost da će on, u trenutku svog objavljivanja, već biti uveliko zastareo. Ipak, da pomenemo najznačajnije momente:

„OpenAI“ je potvrdio „Njujork Tajmsu“ da je kompanija, u poslednjih pet dana, napravila ogroman napredak ka rešenju još jednog milenijumskog problema i da se trenutno priprema saopštenje za javnost. Po svojoj prilici korišćen je isti onaj neimenovani, super-moćni AI agent koji je upotrebljen u slučaju Navije-Stoksovih jednačina.

Reklo bi se da ovo potvrđuje glasine koje kruže internetom u poslednjih 48 sati, da je „Open AI“ rešio „Hodge“ konjekturu. Postoje još uvek nepotvrđene informacije i da je, na drugoj strani, rivalski „Anthropic“ rešio još jedan nerešeni milenijumski problem – konjekturu „Birch, Swinnerton-Dyer“. Oba ova milenijumska problema smatraju se ekstremno teškim za rešavanje (i jednako teškim za objašnjavanje).

Ako se sve ovo ispostavi kao tačno, svet više neće biti isti. Od 2000. godine pa do ovog septembra, samo je jedan milenijumski problem bio rešen. A onda su AI sistemi, u svega deset dana, savladala još tri (ako je verovati „pouzdanim izvorima“).

Značajno? Da! Impresivno? Koliko i pobeda viljuškara u dizanju tegova.

"Ljudi protiv Mašina", crtež Irvinga Amina iz 1940. godine

A juče, 11. septembra, objavljeno je poduže saopštenje iza koga je stalo 25 dobitnika Fildsove medalje (među njima je i Terens Tao), iz koga izdvajamo najznačajniji deo:

„Ciljevi kompanija koje se bave veštačkom inteligencijom i ciljevi matematičke zajednice potpuno su neusklađeni. Poslednjih meseci, uspeh veštačke inteligencije u rešavanju velikih matematičkih problema odjeknuo je daleko izvan matematičkih krugova. Međutim, ignoriše se činjenica da je rešavanje problema samo sredstvo za postizanje primarnog cilja – konceptualnog, dubokog razumevanja problema i njegovih implikacija. Zaboravljanje ove činjenice u svetu veštačke inteligencije može okrenuti to sredstvo protiv samog primarnog cilja. Zaista, masovna proizvodnja tvrdnji po principu 'tačno/netačno' sve bržim tempom mogla bi da uništi plodno tlo umesto da udahne život novim idejama.“

Kako god bilo, ovo se neće završiti na matematici.

RTS OKO

Svemirski teleskop za milijardu galaksija: U potrazi za tamnom energijom i novim Zemljama

Svemirski teleskop "Nensi Grejs" u centru "Godard" u Merilendu

Pre nekoliko dana, 30. avgusta 2026, iz Svemirskog centra „Kenedi“ na Floridi, raketom „Falcon Heavy“, lansiran je teleskop „Nensi Grejs Roman“, nova NASA-ina svemirska opservatorija. S radom će početi početkom 2027. godine i tokom svoje misije posmatraće stotine miliona zvezda, mapirati milijardu galaksija, otkriti 100.000 novih egzoplaneta, tražiti tragove neuhvatljive tamne materije i tamne energije i pružiti nam sliku svemira kakvu do sada nismo imali.

Projekat teleskopa „Nensi Grejs Roman“ započet je 2010. godine. Najpre je bio poznat pod imenom WFIRST, skraćenicom od Wide Field Infrared Survey Telescope (širokougaoni infracrveni kosmički teleskop), da bi 2020. godine bio nazvan po Nensi Grejs Roman (1925-2018), prvoj glavnoj astronomkinji NASA-e i prvoj ženi na izvršnom položaju u ovoj agenciji.

Nensi Grejs Roman upamćena je kao vrhunski astronom, odličan menadžer i veliki zagovornik šireg učešća žena u istraživanju kosmosa. Učinila je dosta da premosti jaz i nezdravo rivalstvo između dve grupe astronoma: onih koji su kosmos posmatrali iz zemaljskih opservatorija i onih koji su se oslanjali na kosmičke sonde.

Nadimak „majka Habla“ dobila je zahvaljujući svojoj pionirskoj ulozi u projektovanju najčuvenijeg svemirskog teleskopa. Zbog tog nadimka nije bila naročito srećna jer je smatrala da se time umanjuje učinak drugih, koji su takođe radili na istom projektu.

Edvard Vajler, astronom koji je ovaj nadimak iskovao, smatra, međutim, da je on sasvim na mestu: „Mladi naučnici koji su izgradili svoje briljantne karijere na materijalu koji im je obezbedio 'Habl' nisu svesni ko im je, zapravo, to omogućio. Nensi Grejs Roman je bila osoba koja je oko ideje Hablovog svemirskog teleskopa organizovala naučnu zajednicu a zatim ubedila Kongres da obezbedi finansijska sredstva. Njena vizija utkana je u skoro sve što je NASA uradila tokom nekoliko narednih decenija.“ 

Nensi Grejs Roman

Iza ogledala

NASA je 2010. projekat ovog teleskopa stavila na spisak misija najvišeg prioriteta u narednoj deceniji, ali pitanje je da li bi on bio uspešno priveden kraju da dve godine kasnije NASA od Nacionalne izviđačke službe (NRO) nije na poklon dobila glavno ogledalo prečnika 2,4 metra. Ogledalo je prvobitno bilo namenjeno špijunskom satelitu od koga se odustalo, tako da NASA nije morala da uloži ni cent u razvoj glavne teleskopske komponente.

Po svojoj veličini, ovo ogledalo uporedivo je sa veličinom primarnog ogledala na kosmičkom teleskopu „Habl“, ali ima oko 100 puta šire vidno polje sa skoro identičnim nivoom detalja. Ogledalo je, sa druge strane, bilo značajno veće od planiranog, što je imalo kontradiktorne implikacije: naučni potencijal misije značajno je porastao, ali se ostvarena finansijska ušteda brzo istopila na konstrukciju pratećih elemenata koji su morali da postanu veći i kompleksniji.

U konstrukciju teleskopa sa preko milion delova bilo je uključeno na hiljade inženjera. Teleskop, centralna šasija, instrumenti, termički štit i solarni paneli, svi ti delovi konstruisani su i testirani zasebno, na udaljenim lokacijama. Ceo proces bio je mučno spor, naročito tokom pandemije kovida kada su prekinuti brojni lanci snabdevanja a veliki broj radnika otišao na bolovanje. NASA je te 2020. godina morala da investira dodatnih 400 miliona dolara samo da bi projekat održala u životu.

Testiranje teleskopa

Najveća opasnost, ipak, došla je od strane političara, pre svega Donalda Trampa koji je u predlogu budžeta za fiskalnu 2019. godinu tražio da projekat bude likvidiran jer je smatrao da NASA može mnogo pametnije da iskoristi 3,2 milijarde dolara planiranih za teleskop.

Iako su neke nezavisne procene digle ovaj iznos na 3,6 milijardi, Kongres se suprotstavio predsednikovoj nameri i sačuvao projekat. Tramp, naravno, nije odustao: samo godinu dana kasnije pokušao je istu stvar – da teleskop eliminiše iz budžeta planiranog za 2020. godinu sa obrazloženjem da NASA treba da se fokusira na kompletiranje enormno skupog teleskopa „Džejms Veb“. Od toga nije bilo ništa jer se Kongres po drugi put „poprečio“ ispred svog predsednika.

Zlopamtilo ili ne, Tramp je morao da sačeka svoj drugi mandat i 2025. godinu kako bi ponovo zapretio kresanjem budžeta predviđenog za astrofizičke projekte sa 7,3 milijardi dolara na svega 3,9. Ovo bi definitivno ugrozilo konstrukciju teleskopa koji je u tom trenutku već progutao skoro 3 milijarde dolara i bio uglavnom kompletan. Srećom, Kongres ume da se inati baš kao i Tramp: kongresmeni još jednom nisu bili raspoloženi da sprovode Trampove mere štednje na uštrb vrhunske nauke, te je projekat završen,

Teleskop "spakovan@ za lansiranje

Ukupni troškovi ove misije se procenjuju na oko 4.3 milijarde dolara, što predstavlja skoro polovinu budžeta uloženog u značajno veći teleskop „Džejms Veb“.

Novinari su malo požurili sa tvrdnjom da će novi teleskop prevazići ono što su već postigli „Habl“ i „Džejms Veb“, ali to nije ni delimično tačno. Ovaj teleskop je nešto sasvim drugo za nešto sasvim treće. Recimo, „Džejms Veb“ je teleskop koji je specijalizovan za posmatranje neba u infracrvenom svetlosnom području. „Nensi Grejs Roman“, sa druge strane, koristi vidljivu svetlost i manji, početni deo infracrvenog spektra. 

Lansiranje i komentari

Teleskop je konačno sklopljen u jednu celinu u letačkom centru „Godard“ u Merilendu krajem 2025. godine. Nakon što su obavljeni svi potrebni testovi (otpornost na vibracije, niske temperature, vakuum i akustične fenomene karakteristične za poletanje), teleskop je transportovan u Floridu i pripremljen za poletanje.

Iako je lansiranje, zbog konstantnog kašnjenja, bilo inicijalno predviđeno za 2027. godinu, završne operacije išle su tako glatko da je veliki deo izgubljenog vremena povraćen. Lansiranje je uspešno obavljeno sa Floride u nedelju 30. avgusta, raketom „Falcon Heavy“ Maskove kompanije „Space X“.

Vrhunska je ironija da je NASA prve čestitke nakon uspešnog lansiranja dobila upravo od Donalda Trampa koji je čitav događaj gledao iz svog kabineta: „Čoveče, baš je izgledalo spektakularno na TV-u“, rekao je saradnicima.

Obraćajući se odmah zatim preko telefona Džaredu Ajzakmenu (direktoru NASA) i Ilonu Masku, rekao je egzaltirano: „Džared, Ilon, radite fantastičan posao, ja sam taj koji vam obezbeđuje potreban novac.“ A onda nije propustio priliku da „skromno“ pohvali i samog sebe (a koga bi drugog): „Posetio sam svemirski centar 'Kenedi' 1996. godine: nigde nikog, trava je rasla kroz pukotine u betonu na uzletištu. Centar je bio bukvalno zatvoren. A sad, pogledajte, ponovo smo najjači. Naj-ja-či! Vi ste najjači u kosmosu a mi smo najjača država na svetu.“ 

Istine radi, Svemirski centar „Kenedi“ bio je zatvoren 2016. godine samo dva dana, i to zbog tadašnjeg uragana „Metju“. A projekat je kompletiran ne zahvaljujući Donaldu Trampu nego uprkos njemu.

Ka drugoj Lagranžovoj tački

Teleskop je trenutno na putu do takozvane „Lagranževe tačke 2“ (L2), iste one u kojoj se već nalazi „Džejms Veb“.

Lagražova tačna L2, finalna pozicija teleskopa

Lagranževe tačke su mesta u Zemljinoj okolini u kojoj se gravitacione sile Zemlje i Sunca superponiraju na vrlo specifičan način: kosmička letelica smeštena u blizini Lagranževe tačke može takoreći bez utroška goriva da održava fiksan položaj u odnosu na Zemlju i Sunce. Iako postoje četiri ovakve tačke, samo je pomenuta L2 od nekog praktičnog značaja: nalazi se na pravcu Zemlja-Sunce, na oko 1,5 miliona kilometara iza Zemljine orbite.

U toj tački teleskop može istovremeno da „okrene leđa“ i Zemlji i Suncu i tako eliminiše njihov sjaj. Ovim se dodatno eliminiše i toplotno zračenje ova dva nebeska tela koje pogubno deluje na kvalitet osmatranja u infracrvenom delu spektra.

Novinari su malo požurili sa tvrdnjom da će novi teleskop prevazići ono što su već postigli „Habl“ i „Džejms Veb“, ali to nije ni delimično tačno. Ovaj teleskop je nešto sasvim drugo za nešto sasvim treće. Recimo, „Džejms Veb“ je teleskop koji je specijalizovan za posmatranje neba u infracrvenom svetlosnom području. „Roman“, sa druge strane, koristi vidljivu svetlost i manji, početni deo infracrvenog spektra. 

Rađanje zvezda u maglini "Rho Ophiuchi", najbližoj oblasti u kojoj nastaju zvezde 
(udaljenoj 390 svetlosnih godina)

Potraga za rezervnom planetom

Jedan od primarnih ciljeva teleskopa „Roman“ jeste da traga za egzoplanetama, tj. planetama koje ne pripadaju našem Sunčevom sistemu već orbitiraju oko drugih zvezda u našoj galaksiji. Iako smo do sada otkrili na stotine takvih planeta, broj onih koje liče na Zemlju, koje mogu da predstavljaju oaze života u negostoljubivom kosmosu, relativno je mali. Upravo tu novi teleskop treba da da veliki doprinos.

Zašto su egzoplanete bitne? Ako posmatramo samo planete u našem Sunčevom sistemu, mi vidimo tek jedan trenutak u njihovoj evoluciji i možemo samo da nagađamo kakva će biti njihova budućnost. Gledajući druge planete u drugim sistemima možemo paralelno da pratimo razne faze planetarne evolucije i istovremeno dobijemo odgovor na neka važna pitanja:

Koliko je naš sistem poseban? Koliko planeta ima atmosferu, magnetno polje, stenovitu površinu, jedan ili više prirodnih satelita? Koliko planeta nalik na Zemlju ima u našem kosmičkom susedstvu? Da li neka od njih ima atmosferu čiji sastav ukazuje na „biološki potpis“, uticaj živih organizama?

I sve to vodi ka onom glavnom, ultimativnom pitanju: „Da li smo sami u kosmosu?“

Kako se otkrivaju egzoplanete? Taj zadatak je, sa tehničke strane, ekstremno izazovan jer su planete neuporedivo manje od zvezda oko kojih kruže. Gledano sa Zemlje, te planete su toliko blizu matične zvezde da su, najčešće, potpuno sakrivene u njihovom sjaju. Mnogo je lakše uslikati komarca koji nervozno obigrava oko ekstremno sjajne ulične lampe sa rastojanja od nekoliko stotina kilometara.

I pored toga danas postoji bar desetak u praksi potvrđenih načina detekcije ekstra-solarnih planeta. 

Kako gledati 

Jedan od najefikasnijih i najlakše razumljivih je metod tranzicije. Ako nekim jako osetljivim instrumentom posmatrate udaljenu zvezdu i ako između vas i zvezde promakne planeta koja kruži oko nje, instrument može da uoči skoro neprimetno smanjenje sjaja zvezde tokom vremena tranzicije. U slučaju planete veličine Jupitera koja prolazi ispred Sunca to smanjenje sjaja iznosi oko 1%. Ako je planeta mnogo manja, poput Zemlje, učinak je mnogo skromniji, jedva 0,008%.

Metoda je daleko od savršene jer jedan oblak gasa ili prašine može da ima skoro identičan učinak kao i čitava planeta. Zato jedna tranzicija nikad nije dovoljna – potrebno je da se isti rezultat periodično ponavlja, uz nezavisnu proveru, obično korišćenjem drugih sredstava. Uz to, metoda ima smisla samo ako orbita planete preseca našu liniju posmatranja i ako je planeta dovoljno velika, što se događa u, otprilike, 1% slučajeva.

Prilikom tranzicije, deo svetlosti zvezde prolazi kroz atmosferu planete tako da je iz „pomešanog“ spektra moguće zaključiti od čega je načinjen planetarni gasoviti omotač. Do sada smo tako na tim dalekim svetovima uspešno detektovali vodenu paru, metan, ugljen-dioksid, natrijum, kalijum...

Jedna od direktno snimljenih egzoplaneta u sazvežđu Kentaur

Druga metoda još je suptilnija. Obično zamišljamo da planeta kruži oko mnogo masivnije, nepomične zvezde, ali u stvarnosti i zvezda i planeta kruže oko zajedničkog centra mase koji je neuporedivo bliži zvezdi nego planeti. U jednom takvom „duetu“ matična zvezda nije apsolutno nepomična tako da se njeno kretanje može otkriti korišćenjem „Doplerovog efekta“: dok se kreće ka nama, boja zvezde pomera se ka plavom delu spektra, dok se kreće u suprotnom smeru – ka crvenom.

Te jedva primetne promene boje zvezde ukazuju na prisustvo nepoznatog, masivnog pratioca. U idealnom slučaju, oscilovanje zvezde oko centra mase može se direktno detektovati praćenjem njenog položaja.

Treća metoda zasniva se na poznatoj činjenici da gravitaciono polje deformiše prostor, samim tim i putanju svetlosti. Zamislite udaljenu zvezdu ispred koje, igrom slučaja, prolazi neka masivna zvezda. Ta masivna zvezda svojom gravitacijom, poput nekog golemog sočiva, krivi putanju svetlosti koju emituje zvezda iz pozadine. Gledano sa Zemlje, zvezda u pozadini nakratko postaje veća i sjajnija. Ako se oko nje nalazi neki planetarni pratilac, reflektovano svetlo sa udaljene planete na Zemlji će biti detektovano kao iznenadni, dodatni porast sjaja matične zvezde.

Za razliku od prve dve metode koje najčešće detektuju ogromne planete koje kruže na malom rastojanju od svoje zvezde, ova metoda može da detektuje male planete na vrlo udaljenim orbitama, čak i „lutajuće“ planete koje nemaju svoju matičnu zvezdu.   

Tu je, na kraju, i mogućnost direktnog osmatranja. Da bi tako nešto bilo moguće, neophodno je blokirati blještavu svetlost zvezde oko koje planeta kruži posebnim instrumentom kao što je koronograf. Metod je efikasan u slučaju mladih, toplih i velikih planeta koje se kreću po dovoljno širokim orbitama.

Prednost ove metode je što istovremeno omogućava korišćenje spektrometra čime se može utvrditi hemijski sastav atmosfere. Za razliku od drugih metoda koji prisustvo planete utvrđuju indirektnim putem, koronograf daje opipljiv dokaz: jasan snimak koji ne traži dodatnu potvrdu.

Jedan takav koronograf nalazi se i na upravo lansiranom teleskopu. Ovakav instrument nije prethodno korišćen u kosmosu tako da se, u neku ruku, njegova upotreba može smatrati eksperimentalnom.

Ako učinak (broj novootkrivenih planeta) bude zadovoljavajući, neka naprednija varijanta instrumenta naći će se na narednoj misiji koja će se isključivo baviti snimanjem i detaljnom analizom egzoplaneta na kojima postoje optimalni uslovi za razvoj života.   

Gde je i šta je tamna materija

Drugi primarni zadatak teleskopa je da mapira distribuciju i evoluciju tamne materije u kosmosu. Šta je tamna materija i kako uopšte znamo da ona postoji iako nijedan dosadašnji pokušaj da je „opipamo“ i utvrdimo prirodu čestica od kojih se ona sastoji nije urodio plodom?

Tamna materija pominjana je još tridesetih godina prošlog veka, ali nekog napretka nije bilo sve do početka sedamdesetih kada je Vera Rubin, koristeći teleskop prečnika dva metra i vrlo osetljiv spektrograf koji je konstruisao njen kolega Kent Ford, krenula da meri brzine kretanja zvezda oko centra Andromede, nama najbliže galaksije.

Vera Rubin na opservatoriji Kit Pik

Praktično sve galaksije rotiraju oko svog centra i zakoni fizike koje je empirijski formulisao Kepler a matematički ih kasnije potvrdio Njutn, nalažu da se zvezde bliže centru kreću brže od onih na galaktičkoj periferiji. Uostalom, tako je i u Sunčevom sistemu: Zemlja se oko Sunca kreće brzinom od oko 30 km/s, dok u slučaju Jupitera koji je pet puta udaljeniji ta brzina iznosi svega 13 km/s.   

Vera Rubin pokušala je da dokaže da slična zakonitost važi i u galaktičkim razmerama, ali su rezultati merenja bili u totalnom neskladu sa očekivanjima: pokazalo se da zvezde na galaktičkoj periferiji imaju brzinu koja je praktično istovetna sa onom koje imaju zvezde bliže centru Andormede.

Štaviše, brzina perifernih zvezda bila je tako velika da bi sve one odavno napustile galaksiju i završile u okolnoj „kosmičkoj pustinji“ da ih neka nevidljiva sila i dalje nije držala na okupu. Ta dodatna gravitaciona sila mogla je da potiče samo od neke nepoznate vrste materije koja se na snimcima ne vidi, ali definitivno mora da postoji. 

Šta danas znamo o tajnoj materiji?

Iako već skoro čitav vek sakupljamo dokaze o njenom postojanju, sve do sada prikupljene činjenice mogle bi da stanu na jedan list papira. Danas znamo da u kosmosu ima bar 5,5 puta više tamne materije nego one „klasične“, koja emituje svetlost i koju dobro poznajemo iz svakodnevnog života.

Struktura kosmosa na najvećoj skali u sadašnjem trenutku evolucije podseća na paukovu mrežu čiji oblik diktira koncentracija tamne materije duž njenih niti i čvorova. Klasična materija jednostavno prati nevidljivi „skelet vasione“ koji je formirala tamna materija zgušnjavajući se tokom mnogo milijardi godina i ostavljajući za sobom goleme praznine u kosmičkom tkanju sa jedva par atoma vodonika po kubnom metru.

Ali, od čega je tamna materija sastavljena? Koja čestica čini njenu osnovu i koje su njene osobine? Mi o tome ne znamo ništa. 

Simulacija formiranja strukture tamne materije

I pored činjenice da su današnji detektori milionima puta osetljiviji od onih iz prošlog veka, da su naučnici isprobali mnogo koncepcijski različitih načina detekcije, nijedan dosadašnji eksperiment nije uspeo da uhvati nijednu gradivnu česticu tamne materije.

Na osnovu toga jedino možemo da zaključimo da su u pitanju čestice koje, osim posredstvom gravitacije, veoma slabo interaguju sa okolnom materijom — ako sa njom na bilo koji drugi način uopšte interaguju.

U teoriji ove čestice najčešće se označavaju skraćenicom „WIMP“ („Weekly Interacting Massive Particles“) jer pretpostavljamo da se radi o relativno inertnim, masivnim česticama koje „ne vole društvo“, koje se sporo kreću (pa se zato smatraju „hladnim“) i koje su tu još od samog početka vasione.

Sudar jata galaksija MACSJ0025: Plavom je obojena lokacija tamne materije,
ružičastom region u kome se nalazi "obična" materija

Postoje i neke druge teorije: da se radi o (takođe nepotvrđenim) česticama poznatim kao „aksioni“, da su u pitanju minijaturne crne rupe koje su bile česte u ranim fazama kosmičke evolucije, tamni fotoni, sterilni neutrini...

Ima i „nevernih Toma“ koji smatraju da je tamna materija običan mit (to bi objasnilo zašto je do sada nismo eksperimentalno detektovali) i da se anomalije u kretanju zvezda i galaksija koje uočavamo na ogromnim prostornim skalama mogu objasniti modifikovanim zakonom gravitacije koji se, u trivijalnim slučajevima, svodi na onaj dobro poznati, Njutnov.

Ipak, dominantan stav u naučnoj zajednici je da tamna materija zaista postoji. Od svih teorija koje objašnjavaju osmotreno kretanje zvezda u galaksijama i galaksija u klasterima, zatečenu strukturu kosmosa, pozadinsko zračenje kao „eho“ davnog „Velikog praska“, snimke dalekih galaksija nalik na slike iz kaleidoskopa – teorija koja se zasniva na postojanju tamne materije daleko je najjednostavnija. 

Masivno jato galaksija Abel 209 sa izraženim efektom gravitacionog sočiva 
u sazvežđu Kit na oko 2,8 milijardi svetlosnih godina od nas

Mapiranje svega

Kako tu teleskop „Roman“ može da pomogne?

Ni on ne može da vidi tamnu materiju, ali može da utvrdi njeno prisustvo korišćenjem tzv. „microlensing“ efekta.

Kada svetlost udaljenih galaksija prolazi pored oblaka tamne materije, njena gravitacija zakrivljuje putanju svetlosti kao gigantsko gravitaciono sočivo. Na snimku teleskopa slika galaksije može da bude uveličana, izobličena, multiplicirana na najrazličitije načine.

U najvećem broju slučajeva distorzije u slici su minimalne, tako da jedan snimak neke galaksije ne znači ništa. Ali zahvaljujući svom ogromnom ogledalu i širokom vidnom polju, teleskop može za relativno kratko vreme da uslika veliki deo neba sa više stotina miliona galaksija. Kada se detektovana izobličenja u snimcima izmere i statistički obrade moguće je napraviti trodimenzionalnu mapu distribucije tamne materije u kosmosu.

Mapa strukture svemira koju je napravio projekat DESI,
sa kosmičkom mrežom čiju "kičmu" čini tamna materija,
u čijim su nitima i čvorovima grupisane galaksije

I ne samo to – gledanje u nebo je gledanje u prošlost. Ako posmatrate galaksiju koja je 10 milijardi svetlosnih godina daleko, vi ne vidite kako ona izgleda danas već kako je izgledala kada je svetlost sa nje krenula na put. Ako fokusirate teleskop na udaljene objekte dobićete distribuciju tamne materije iz duboke prošlosti.

Drugim rečima, trodimenzionalna mapa tamne materije imaće i svoju vremensku osu: videćemo kako je tamna materija evoluirala od ranih dana kosmosa kada je ona bila mnogo homogenija, sa vrlo malim varijacijama u gustini, do današnjih dana kada je ona skoncentrisana u nitima gigantske paukove mreže.

Tako dobijeni model direktno može da ukaže i na pravu prirodu čestica od kojih je tamna materija načinjena i usmeri potragu za njima na pravi kolosek. 

Od čega se sastoji ništa

O tamnoj materiji ne znamo praktično ništa, a o tamnoj energiji još manje. U serijalu „Ratovi zvezda“ postoji misteriozna „sila“ koja ispunjava čitav kosmos, koja ima svoju dobru i lošu („mračnu“) stranu, tako da svako može da bira kojom će silom i u koje svrhe da se služi.

„Sila je ono što džedaju daje snagu, polje energije koje stvaraju sva živa bića. To polje nas okružuje, ono nas prožima, ono drži galaksije na okupu“, kaže Obi-van Kenobi Luku Skajvokeru.

U jednom svom aspektu, tamna energija zaista liči na Lukasovu „silu“: ona je sveprisutna, postoji i tamo gde nema nikakve materije, ali nema svoj „džedajski“ aspekt: ne zavisi od naše volje, od živog i neživog sveta, niti se može sakupiti ili upotrebiti na bilo koji način. Ona postoji, jer su njeni efekti merljivi, ali je nedodirljiva i neuhvatljiva.

Po svojoj prilici, ona je esencijalni sastojak praznog prostora, sadržaj onoga što obično označavamo kao „ništa“ (i dokaz da „ništa“, zapravo, ne postoji). Njena osnovna osobina je takozvani „negativni pritisak“, nešto što tera prostor da se širi.

Kosmos liči na loptu za plažu koja se, suprotno intuiciji, lakše naduvava što je više napumpana. Kako se prostor širi i tamna energija raste, samim tim i širenje kosmosa ima tendenciju ubrzavanja.

Kosmička materija se tom širenju opire gravitacionom silom: sva tela u kosmosu međusobno se privlače, i ako bi brzina širenja bila dovoljno mala, gravitacija bi na kraju odnela prevagu: kosmos bi vremenom kolabirao u singularitet, u tačku beskonačne gustine iz koje je, pretpostavljamo, nekad davno nastao „Veliki prasak“. Vasiona bi napravila pun ciklus. 

Ostaci supernove u sazvežđu Lire

Do kraja svemira

Dve grupe naučnika su tokom 1998. godine merile brzinu ekspanzije kosmosa posmatrajući udaljene supernove, kolosalne eksplozije zvezda na kraju svog života. Zaključak je bio nedvosmislen: ekspanzija kosmosa se usporavala sve do pre 5 ili 6 milijardi godina.

A onda se desilo nešto spektakularno: kosmos je postao dovoljno veliki da tamna energija u njemu nadvlada snagu gravitacije i postane dominantni faktor. Vasiona je počela da se širi sve brže, njen rast poprima eksponencijalni karakter.

Ako se ova „galopirajuća“ ekspanzija nastavi (scenario poznat kao „Big Rip“ ili „veliko cepanje“), rastojanja u kosmosu vremenom će se toliko povećati da u jednom trenutku više nećemo videti nijednu drugu galaksiju. Zatim će nam iz vidokruga nestati zvezde Mlečnog puta, planete u Sunčevom sistemu, Mesec, da bi na kraju, u deliću sekunde, širenje prostora razorilo Zemljinu kuglu, nas i atome od kojih smo sastavljeni. U ovom kosmološkom scenariju rastojanje između bilo koje dve čestice u kosmosu postaće beskonačno veliko, prestaće svaka interakcija između njih.

Kad nema interakcije, nema ni događaja, a bez događaja nema ni vremena – kosmos će doživeti svoju konačnu, nepovratnu smrt.

Tamna energija nesporno dominira kosmosom. Prema nekim proračunima, ako tu energiju konvertujete u masu ispada da je kosmos sačinjen od 5% materije koju dobro poznajemo (vodonik, helijum i drugi elementi), 27% tamne materije i 68% tamne energije.

Zagledani smo u zvezde, ali i dalje ne znamo od čega je načinjeno 95% univerzuma. I tu dolazimo do trećeg glavnog naučnog cilja teleskopa „Roman“: s obzirom da je tamna energija karakteristika praznog prostora, nema tu šta da se „mapira“. Ali može da se proveri ono što naslućujemo. 

Uloga „Romana“

Kao što smo već pomenuli, merenja tokom 1998. godine pokazala su da se kosmos ubrzano širi ali su ta merenja bila zasnovana na posmatranju supernova (zvezdanih eksplozija) tačno određenog tipa: na osnovu izmerenog sjaja supernove moguće je dovoljno precizno izmeriti rastojanje do galaksije kojoj supernova pripada.

Na osnovu spektra supernove moguće je utvrditi i koliko se kosmos „raširio“ od trenutka eksplozije pa do danas. Ako imate dovoljno ovakvih osmatranja možete da ustanovite direktnu vezu između starosti kosmosa i brzine njegove ekspanzije.

Na žalost, takve supernove su retke i naučnici s kraja prošlog veka raspolagali su vrlo ograničenim uzorkom.

Ostaci supernove iz 1054. godine u sazvežđu Rak 

Drugim rečima, naše tvrđenje da se ekspanzija kosmosa ubrzava bazira se na malom broju merenja i prilično smelim ekstrapolacijama. Novi teleskop biće u stanju da detektuje na hiljade ovakvih supernova pomoću kojih ćemo kompletirati neuporedivo detaljniju i precizniju sliku ekspanzije kosmosa tokom vremena.

Teleskop ove podatke može da kombinuje sa tehnikom koja se bazira na „barionskim akustičnim oscilacijama“.

Sama pojava suviše je složena za jedan popularni naučni tekst (niti bi se autor ovog teksta usudio da se upliće u njene finese), ali se svodi na činjenicu da su u prvobitnoj vreloj, gustoj, jonizovanoj vasioni postojale oscilacije u gustini materije koje su se prostirale unaokolo u obliku talasa nalik na one zvučne.

Te oscilacije prestale su nekih 380.000 godina nakon „Velikog praska“ kada je materija postala hladnija, električno neutralna i prozračna. Nakon toga, ostala su relativno pravilno raspoređena mesta veće gustine oko kojih su se kasnije formirale galaksije.

Mi danas prilično dobro znamo koliko je to rastojanje između tih mesta veće gustine iznosilo u trenutku kada su akustične oscilacije prestale. Drugim rečima, imamo „standardni lenjir“ koji je definisao prosečno rastojanje između prvih galaksija.

Kako se kosmos širio i prosečno rastojanje između galaksija se povećavalo. Posmatrajući galaksije na različitim rastojanjima od nas, novi teleskop moći će vrlo precizno da izmeri kako se taj prosek menjao tokom vremena i uporedi ga za standardom koji je vladao na početku kosmičke evolucije.

Na ovaj način takođe je moguće utvrditi kako se brzina kosmičke ekspanzije menjala tokom vremena. 

Hiljadu zašto, hiljadu ne znam

Čemu sve ovo? Kao što rekosmo, mi ne samo da ne znamo od čega je načinjeno 95% sveta oko nas – mi čak nismo sigurni ni da li su naše ključne teorije sasvim tačne.

"Srednjovekovni misionar kaže da je pronašao tačku gde se nebo i Zemlja spajaju"
(Gravira nepoznatog umetnika)

Ajnštajnova opšta teorija relativiteta uspešno je prošla sve dosadašnje testove, ali mi još uvek nismo sigurni da ona važi i na grandioznoj kosmičkoj skali.

Tamna energija na kraju može da bude jedna obična konstanta, bezlični broj u Ajnštajnovoj opštoj teoriji relativiteta, a može da bude i nešto što ima fizički oblik, kao polje koje postoji paralelno sa univerzumom, nalik na ono Higsovo, koje svim česticama daje masu.

Podaci sa svemirskog teleskopa „Nensi Grejs Roman“ vrlo lako mogu da pokažu da su zakoni fizike koje smo do sada formulisali manjkavi i nekompletni, možda i potpuno pogrešni, i da nam je potrebna još jedna nova, revolucionarna teorija kao što je bila ona Ajnštajnova.

RTS OKO

Globalno zagrevanje: Da li čovečanstvo ima budućnost

Svi atmosferski gasovi, u manjoj ili većoj meri, izazivaju efekat staklene bašte, ali su neki, jednostavno, potentniji od ostalih: ugljen-dioksid (CO2), metan (CH4), neki azotovi oksidi... Globalno zagrevanje povećava i količinu vodenih isparenja u atmosferi a vodena para takođe akumulira značajnu količinu toplote koja doprinosi dodatnom zagrevanju planete. Mi se trenutno nalazimo u situaciji koja preti da potpuno izmakne kontroli: više gasova staklene bašte u atmosferi doprinosi dodatnom isparavanju vode, što opet diže temperaturu koja ceo proces ubrzava. Uz to, veće temperature sve brže tope led na polovima i Grenlandu pa se količina energije koja se refleksijom od zamrznutih površina vraća u kosmos smanjuje. 

U tehnici se ovaj mehanizam naziva “pozitivnom povratnom spregom” i, na žalost, ne postoji nijedan prirodni ili tehnički sistem koji u takvom stanju može trajno da opstane. Pre ili kasnije nastaje slom i taj “raspad sistema” se, po pravilu, dešava naglo i nepovratno: kada je mašina u pitanju ona, jednostavno, otkaže ili se raspadne na sastavne delove (Černobilj) a kad je priroda u pitanju, može da nastupi totalna destrukcija postojećih životnih zajednica i čitavog ekosistema. 

Venera kao upozorenje

Dokaz da je tako nešto moguće nalazi se u našem neposrednom kosmičkom komšiluku. Venera je, bar kad je veličina u pitanju, Zemljin blizanac i postoje indicije da su, u ranom periodu evolucije Sunčevog sistema, obe planete imale otprilike istovetnu količinu vode. Sunce je pre mnogo milijardi godina bilo manje i hladnije, ali kako se količina topolote koja je pristizala sa naše zvezde povećavala, sve veći deo vode na Veneri se u vidu pare nagomilavao u atmosferi. Proces se ubrzavao sve dok sva voda nije isparila a bez tekuće vode svi procesi koji kontrolišu količinu CO2  u atmosferi (kretanje tektonskih ploča, akumulacija rastvorenog ugljen dioksida u okeanima) prestali su da funkcionišu. Kada je ultraljubičasto zračenje razložilo sve molekule vode u atmosferi, nestala je i svaka šansa da bi planeta ikad mogla da se oporavi. Umesto toga, erupcije vulkana dodatno su podizale količinu CO2  u atmosferi sve dok pritisak nije dostigao vrednost oko sto puta veću od one na Zemlji. Sa tako gustim i vrlo potentnim gasom staklene bašte, temperature su se otele kontroli: iako nije najbliža Suncu, Venera je najvrelije mesto u Sunčevom sistemu, prava slika pakla, sa temperaturama koje se ne spuštaju ispod 450oC čak ni na polovima ili noću. 

Da li nam preti ovakav scenario ako nastavimo da besomučno “gušimo” ovu planetu? Odgovor je definitivno - da! Venera nas opominje da je krajnje vreme da nešto uradimo kako bismo opstali. Ali stvar je mnogo komplikovanija nego što se nama to čini. Svaki gas staklene bašte ima svoju koncentraciju, štetnost, mehanizam nastanka, tehnike odstranjivanja i zato univerzalni recept ne postoji. 

Pođimo od ugljen-dioksida koji u globalnom zagrevanju, nesporno, ima dominantan učinak. Reč je o gasu koji, kad se jednom nađe u atmosferi, može u njoj da ostane preko 100 godina jer, i pored toga što ga biljke koriste tokom fotosinteze, i dalje ne postoji brz, efikasan proces koji taj gas iz atmosfere može da ukloni u velikim količinama. Drugim rečima, čak i ako bismo danas, kao što nećemo, sveli celokupnu svetsku emisiju CO2 na nulu, ništa se ne bi momentalno promenilo: jedino što bismo primetili je da se temperatura stabilizovala na današnjim vrednostima i da bi tu, ako ništa dodatno ne učinimo, ostala decenijama pa i stolećima. 

Nemogućnost nultog nivoa

Iz raznozraznih razloga, dostizanje nultog nivoa emisija jednostavno nije moguće jer je u nekim slučajevima CO2  jednostavno neizbežan. Primer je avionski transport zasnovan na kerozinu gde nema prihvatljive alternative: električni avioni imali bi ogromne baterije, a ekološka goriva kao vodonik - ogromne rezervoare. Situacija nije bolja ni sa brodovima: na njima ima dovoljno prostora za alternativne rezervoare  energije (zeleni amonijak i metanol, vodonik, sintetička goriva, čak i jedra), ali nijedan brodovlasnik nije voljan da svoju flotilu ukotvi na nekoliko meseci i investira ogroman novac u zamenu inače ispravnog pogonskog sistema. Neki novi brodovi možda će se bazirati na energentima koji su mnogo čistiji od sadašnjeg goriva, “nafte sa dna bureta”, najjeftinijeg derivata koji ostane kada se iz nafte izvuku benzin, dizel i kerozin. Ali takvi brodovi neće postati dominantni bar još nekoliko decenija jer se svetska flotila obnavlja veoma sporo. Brodovi su, jednostavno, projektovani tako da budu robusni i dugovečni.

Osim transporta, tu je i industrija cementa. Proizvodnja cementa podrazumeva pečenje “klinkera”, mešavine krečnjaka i gline u odnosu 3:1 sa malim procentom gipsa na temperaturi od oko 1400oC. Tokom tog procesa, krečnjak se transformiše u kalcijum-oksid (“živi kreč”), uz oslobađanje CO2. A to znači da cementare proizvode ovaj gas u velikim količinama nezavisno od toga koji izvor energije koriste za pečenje sirovine. Ugljen-dioksid je neizbežan i u industriji plastike, boja i razreživača, maziva i brojnih drugih sintetičkih materijala na bazi nafte, u čeličanama, proizvodnji građevinskog materijala, keramike i stakla.

Ako već nismo u stanju da emisiju CO2 svedemo na nulu, ako zaista želimo ne samo da zaustavimo trend rasta globalnih temperatura nego da ga okrenemo u suprotnu stranu, to znači da ćemo emisiju štetnih gasova morati značajno da smanjimo i pritom iz vazduha na aktivan način uklonimo dodatne količine, više od onog što neminovno ispuštamo u atmosferu. 

Šta možemo da učinimo?

Jedan od najvažnijih načina za smanjenje emisije CO2 je prelazak sa termoelektrana koje koriste gas, mazut i ugalj na obnovljive izvore energije (solarni paneli, vetro-generatori, nuklearna i geotermalna energija, hidro-elektrane). Takođe, treba eliminisati sve mašine koje koriste fosilna goriva tamo gde već postoji ekonomski prihvatljiva alternativa (električni automobili, vozovi, gradski prevoz, električni alati i mašine). Tamo gde se energija proizvodi na “prljav” način, treba povećati energetsku efikasnost (bolja termička izolazija kuća i zgrada, rasveta bazirana na “štedljivim” sijalicama, zamena TA-peći toplotnim pumpama, korišćenje savremenog posuđa i indukcionih ploči). 

Šta je, međutim, sa aktivnim uklanjanjem CO2 iz atmosfere (proces poznat kao CDR, "Carbon Dioxide Removal")? Podaci iz 2023. godine kažu da je na ovaj način iz atmosfere uklonjeno oko 2 milijarde tona CO2 što, bar na papiru, deluje impozantno, ali kada se uzme u obzir da je ukupna emisija 25 puta veća, sve deluje neuporedivo skromnije. Mnogi stručnjaci zato smatraju da je, u ovom trenutku, za CDR još uvek prerano i da se na taj način samo rasipaju resursi koji bi se mnogo efikasnije mogli iskoristiti za radikalnu redukciju sadašnje emisije CO2. CDR će imati smisla tek kada tu emisiju svedemo na polovinu ili četvrtinu a za to će biti potrebne decenije. Međutim, na duge staze, ako zaista imamo nameru da prosečna globalna temperatura do 2100. godine ne poraste za više od 1,5-2oC, neki oblik primene CDR tehnologija biće neophodan.

Koje metode nam trenutno stoje na raspolaganju?

Prvo što pada na pamet je sađenje novih šuma jer drvena biomasa najveći deo svog ugljenika uzima iz vazduha. U jednom većem drvetu zarobljeno je na stotine kilograma CO2. Potrebno je oko 10 godina da mlada šuma dostigne svoj maksimalni kapacitet vezivanja CO2 iz atmosfere. Ali ovo rešenje, iako deluje jednostavno i relativno jeftino, ima svoje skrivene mane. Nakon 20 godina, doprinos šuma redukciji CO2 počinje da se smanjuje da bi nakon 100 godina potpuno nestao. Šume su, uz to, vrlo osetljive: teško podnose sušu, stradaju u požarima, a u zadnje vreme proširile su se biljne bolesti i štetni insekti sa kojima je teško izaći na kraj. Da bi, pritom, metoda bila učinkovita, neophodne su ogromne površine, prema nekim proračunima oko dve milijarde hekatara što je uporedivo sa ukupnom obradivom površinom na svetskom nivou. Stihijsko pošumljavanje imalo bi negativan uticaj na prirodne šume, bilošku raznovrsnost, hidrologiju i poljoprivredu (za koju je takođe potrebno novo zemljište). Što je najgore, šume nisu trajno rešenje: svako drvo na kraju padne, istruli i veliki deo uskladištenog CO2 vrati se u atmosferu. Rešenje može da bude prerada drveta u trajnije prozivode ili njegova konverzija u ugalj koji bi se trajno odlagao.    

Umesto politike “zasadimo što više drveća” verovatno je pametnije da sačuvamo kvalitetne šume koje već imamo, da obnovimo one koje smo napola uništili, da se obračunamo sa šumokradicama i korupcijom u šumarskim preduzećima i ministarstvima, da sačuvamo prirodne rezervoare biomase kao što su močvare i tresetišta, da iskoristimo biljke, poput mangrova i bambusa, koje brzo rastu a blagotvorno utiču na raznovrsnost živog sveta i obnovimo primorski ekosistem, uključujući i podvodne “pašnjake” morskih trava. Uz to postoji čitav spekat različitih mera kojima se može povećati procenat ugljenika uskladištenog u zemljištu: pažljiva rotacija useva, promena načina ispaše stoke, drugačija obrada zemljišta, plansko pokrivanje zemljišta kako bi se sprečila erozija i slično.

Uklanjanje CO2  iz vazduha moguće je i procesom koji liči na prozivodnju ćumura, s tim da ovaj ćumur nije namenjen roštiljima već se kao višak ugljenika trajno smešta ispod zemlje. Postupak je jednostavan: biomasa (drvo) se naslaže u zatvorenoj komori a zatim zagreva s minimalnom količinom kiseonika sve dok se organski materijal pirolizom potpuno ne ugljeniše. Za razliku od ugljenika u biomasi koji je nestabilan i lako se vraća u atmosferu, ugljenik zarobljen u ćumuru može da ostane stabilan veoma dugo, naročito ako je pravilno uskladišten. Iako tehnologija za ovakvo procesiranje biomase nije komplikovana (što zna svaki “ćumurdžija”), sakupljanje i transport potrebne biomase kao i proizvedenog uglja predstavljaju ograničavajući faktor.

Jedna od novih ideja je da se CO2   iz vazduha izdvaja aktivnom filtracijom u specijalizovanim postrojenjima. Postoje dva takva metoda: prvi se zasniva na čvrstim filterima koji funkcionišu na nižim temperaturama a drugi na tečnim, na bazi alkalnih rastvora koji su efikasni na višim temperaturama. Izdovjeni CO2 se komprimuje i upumpava u podzemna skladišta (ispražnjena nalazišta gasa, na primer). Prednost ove metode je što postrojenje ne mora da bude veliko, dovoljno je da se snabdeva “čistom” energijom i da postoji geološka formacija u kojoj se CO2  može trajno “zarobiti” po zanemarljivoj ceni na period od više hiljada godina. Na žalost, do danas je napravljeno svega nekoliko ovakvih, eksperimentalnih postrojenja jer proces, zbog niske koncentracije CO2 u vazduhu, troši veliku količinu energije za relativno skroman učinak.

Postoji i ideja da se u svrhu eliminacije CO2 koristi prirodan proces “starenja” stena. Malo je poznato, ali ugljenik u prirodi kruži, samo mnogo sporijim procesom nego što je to, recimo, kruženje vode. CO2 iz vazduha u kombinaciji sa vodom nagriza stene i stvara karbonate. Kada se jednom nađe u karbonatnim stenama, reklo bi se da je ugljenik večno zarobljen i odstranjen iz atmosfere. Ali nije tako jer se zemljina kora sastoji od tektonskih ploča koje se kreću otprilike brzinom kojom rastu nokti. Te ploče se preklapaju i podvlače jedna ispod druge a vodeni okeani služe kao sredstvo za “podmazivanje” ovog procesa. Kada se stene sa jedne tektonske ploče nađu u vreloj unutrašnjosti Zemlje, one se tope i razgrađuju u magmu, CO2 se oslobađa i kroz vulkansku aktivnost izbacuje nazad u atmosferu. Trajanje jednog ovakvog kruga meri se desetinama, pa i stotinama miliona godina. Možemo li mi ovaj proces “starenja” stena, tj. vezivanja CO2 da pospešimo na neki način? Ako bismo iskopali dovoljnu količinu minerala koji lako prave karbonate, ako bismo ih rasprostrli po dovljno velikoj površini (to može da bude zemljište neupotrebljivo za bilo koju drugu svrhu), ako bismo karbonizovani mineral imali gde da skladištimo, proces bi mogao da bude efikasan. U tu svrhu mogle bi da posluže prirodne stene, rudna jalovina, industrijski otpad, pa čak i lomljeni beton. Do danas, međutim, postupak nije primenjen jer su troškovi pribavljanja pogodnog materijala, njegovog transporta i lagerovanja još uvek preveliki.

Potencijal okeana

Ako ne postoji ekonomičan način da CO2 vežemo za kopno, možda postoji način da ga “smestimo” u mora i okeane. Morska voda već skladišti gigantske količine ovog gasa, onoliko koliko to prirodni zakoni dopuštaju. Međutim, ako bismo povećali alkalnost (baznost) morske vode, ona bi bila u stanju da apsorbuje i dodatne količine. To se može postići dodavanjem materijala kao što su olivin, krečnjak, silikati ili kalcijum-hidroksid. Uz to, alkalna voda bi umanjila kiselost okeana koja dovodi do “izbeljivanja” korala i propadanja koralnih grebena koji predstavljaju ostrva života u inače pustim okeanima. Ipak, direktan uticaj na hemijsku kompoziciju morske vode može da bude rizičan i trenutno niko ne može da proceni kakve bi sve propratne pojave imao jedan ovakav poduhvat.

Novonastali karbonati koji sadrže ugljenik mogu se iz mora ukloniti elektrolizom kako bi se stvorio prostor za apsorpciju novih količina. Reklo bi se da je ovaj postupak suviše skup i da bi zahtevao enormne količine električne energije, ali bi ceo proces verovatno bio samoisplativ, s obzirom da je njegov nusproizvod pitka, desalinizirana voda koja ima komercijalnu vrednost.

Neki biolozi predlažu da se u mora i okeane doda velika količina rastovrenog gvožđa. Povećana količina ovog metala, sa dodatkom još nekih hranljivih materija, pogoduje razvoju fitoplanktona koji putem fotosinteze vezuje velike količine CO2. Fitoplankton se nalazi na početku lanca ishrane praktično svih morskih organizama od kojih će mnogi na kraju završi u okeanskim dubinama, naročito ako povećamo i alkalnost morske vode. Na žalost, koliko dugo bi tako vezani ugljenik tamo i ostao, niko ne može da kaže. 

Takođe, postoji mogućnost da se CO2 uskladišti u sloju poroznih stena ispunjenih slanom vodom koji se obično nalazi nekoliko stotina, pa čak i hiljada metara ispod morskog dna ili površine zemlje. Ova geološka formacija, obično zaštićena slojem od tvrde stene i dodatnim sedimentnim naslagama, u prirodi je relativno česta: može se pronaći širom sveta a za Evropu je naročito značajna ona u Severnom moru. Dovoljno je da CO2 sabijete do super-kritičnog stanja, mešavine tečnosti i gasa, i tu masu upumpate kroz cev koja prolazi kroz sediment i tvrdi “poklopac” pravo u poroznu masu ispod nje. Istraživanja su pokazala da će se skoro sav CO2 zadržati ispod zemlje: ili će doći do rastvaranja u vodi, ili će nastati mehurići koji se “lepe” za šupljine u stenama, ili će doći do hemijske reakcije sa okolnim mineralima. Čak i da se formira veliki mehur koji teži da izbije na površinu, to obično sprečava tvrdi stenoviti sloj koji se nalazi iznad onog poroznog. Iako čitava ideja deluje prilično komplikovano i fantastično (kao i većina ostalih), Norveška već ima projekat (“Polarna svetlost”) za komercijalnu eksploataciju.

Ako još jednom bacimo pogled na sve gore navedene metode, reklo bi se da postoji nešto što važi za sve njih... Priroda ne oskudeva u mestima gde bi se višak CO2 mogao smestiti na praktično neograničen vremenski period. Podzemni kapaciteti naftnih polja koja su iscrpljena i više se ne eksploatišu mere se stotinama miliona tona. Postoji neobrojeno mnogo napuštenih rudnika sa vrlo dubokim, dugačkim i geološki stabilnim jamama koje bi se mogle iskoristiti kao skladište. Mora i okeani takođe imaju svoje neiskorišćene kapacitete. Pravi izazov je u nečemu drugom... Kako iz atmosfere izdvojiti višak CO2 na jednostavan, jeftin način? Koliko energije je potrebno za to? Kakva infrastruktura nam je potrebna za upravljanje tako sakupljenim gasom, koliko kilometara cevovoda, koliko pumpnih stanica za ubrizgavanje gasa pod zemlju? Kakve su garancije da se odstranjeni CO2 neće ponovo naći u atmosferi? Ko to sve treba da finansira i ko snosi odgovornost u slučaju incidenta? I, na kraju, koliko će nam vremena biti potrebno da usavršimo potrebnu tehnologiju i bar neko od navedenih rešenja upotrebimo u praksi? 

Ne piše nam se dobro

Kad sve saberemo, reklo bi se da nemamo odgovor ni na jedno od ovih pitanja pa su nam perspektive i dalje sumorne. Postoji narastajuća svest o opasnosti koja se nadvila nad civilizaciju, ali je sve manje dobre volje da se tim povodom nešto učini. Iako najveći deo čovečanstva više ne dovodi u sumnju činjenicu da se zagrevanje planete ubrzava, iako su mnoge države i velike kompanije ustanovile aktivne, društveno odgovorne i zakonski utemeljene mehanizme za kontrolu emisije štetnih gasova, iako postoji svetska berza gde se može trgovati međunarodno dogovorenim kvotama za proizvodnju ugljen-dioksida, ostaje činjenica da se mnoge od ovih mera izvrdavaju, da se brojke lažiraju i da mnogo država, naročito onih u razvoju, nije spremno da se odrekne prljavih tehnologija na kojima baziraju ekspanziju svoje ekonomije samo zarad opstanka planete. Jednostavno, svi hoće da budu “najbolji u regionu”, čak i danas kada smo mi zauzeli lidersku poziciju. 

Kad na to dodate i činjenicu da mnoge velike i uticajne države imaju rukovodstva koja se ignorantski odnose prema nespornim naučnim saznanjima, čak i kada ona dolaze iz sopstvenih, vrhunskih naučnih institucija, čemu onda da se nadaju male države čiji napori, čak i kad ih ima, mogu da imaju samo simbolični uticaj. “Tramp kopa ugalj” jedna je od parola sa kojima je sadašnji američki predsednik dvaput dobio izbore. Ona lepo ilustruje vladajući politički diskurs u Americi i mnogim drugim zemljama: u današnje vreme bitan je samo profit a o budućnosti planete, ako je uopšte bude, neka brinu neke buduće generacije.   

AI i globlano zagrevanje

Kakvu ulogu u svemu tome ima AI, veštačka inteligencija? Količina električne energije koja je potrebna za pogon data-centara širom sveta raste vrtoglavom brzinom. Godišnja potrošnja trenutno se kreće oko 485 TWh (teravat-čas = hiljadu gigavat-časova) od čega na infrastrukturu potrebnu za rad AI modela otpada oko trećina. Za samo pet godina, očekuje se da će ukupna potršnja dostići 950 TWh pri čemu će AI udeo skočiti na polovinu i tako dostići 1,5% od ukupnih potreba čovečanstva za električnom energijom. Koliko su ove brojke sumanute govori i činjenica da jedan današnji prosečan AI data-centar troši električnu energiju dovoljnu za snabdevanje 100.000 domaćinstava a neki od centara koji su trenutno u izgradnji trošiće i 20 puta više, dovoljno za potrebe jedne države veličine Srbije.

Na duge staze, ove energetske potrebe mogu da se pokriju samo izgradnjom dodatnih nuklearnih elektrana koje imaju relativno malu emisiju CO2. Ali takva postrojenja ne niču preko noći, potrebne su godine, ako ne i decenije da se te elektrane izgrade, napune gorivom, testiraju i puste u eksploataciju. Kratkoročno, sadašnje sve veće potrebe mogu se namiriti jedino iz alternativnih izvora od kojih samo mali deo predstavljaju ekološki prihvatljivi, obnovljivi izvori energije. U Americi, u kojoj se nalazi najveći broj kolosalnih data-centara, najveći deo potreba pokriće se iz elektrana na gas koje su svakako čistije od elektrana na ugalj, ali i dalje emituju ogromne količine CO2. 

Zagovornici daljeg ulaganja u AI kapacitete kažu da nije sve tako crno: buduća rešenja bazirana na korišćenju AI servisa mogu da doprinesu značajnim uštedama električne energije kroz efikasnije korišćenje goriva u elektro-centralama, optimizaciju elektro-mreže, industrijskih procesa i transporta, povećanje efikasnosti rashladnih sistema, unapređenje baterija i drugih kapaciteta za skladištenje energije... Sve to može da dovede do manjeg korišćenja fosilnih goriva i doprinese očuvanju životne sredine. Takođe, AI sistemi su u poslednje vreme značajno tehnički unapređeni: količina električne enrgije koju potroši neki "ChatGPT" da bi odgovorio na jedno vaše pitanje višestruko je manja nego pre par godina. Sa druge strane, potrebe za AI servisima su sve veće, njihove mogućnosti takođe: složeni zadaci kao što su generisanje fotografija, muzike i video-materijala podižu potrošnju električne energije za nekoliko redova veličine. Drugim rečima, AI sistemi su efikasniji ali ta efikasnost ne može da isprati kompleksnost zadataka i porast potražnje. 

Ne samo ugljen-dioksid

Metan je, u odnosu na ugljen-dioksid, mnogo potentniji gas staklene bašte, njegov toplotni kapacitet neuporedivo je veći, ali su njegove koncentracije u atmosferi niske. Kada se te dve veličine, jedna velika i druga mala, pomnože, dolazimo do zabrinjavajućeg zaključka: metan je odgovoran za trećinu globalnog planetarnog zagrevanja. 

Za razliku od CO2 koji u atmosferi može da opstane stotinama godina pre nego što ga apsorbuje neka biljka metan u atmosferi ne opstaje dugo - različiti oksidanti u troposferi, najnižem sloju zemljine atmosfere, uništavaju metan brzinom od oko 12% godišnje. Osim toga, metan se konstantno penje u više slojeve atmosfere - kad dospe iznad ozonskog omotača u stratosferu, uništiće ga sunčevo ultraljubičasto zračenje. Problem je u tome što se metan neprekidno obnavlja. S obzirom na kratak životni vek, odstranjivanje metana iz atmosfere nije realistična opcija - jedino pravo rešenje predstavlja prevencija. 

Oko 30% metana potiče iz stočarske proizvodnje, od preživara kao što su krave, koze i ovce. Metan nastaje u organima za varenje preživara tokom procesa fermentacije hrane. Ostatak najvećim delom potiče iz eksploatacije zemnog gasa a uzrok su curenja na instalacijama i cevovodima, zapuštena nalazišta iz kojih prirodni gas još uvek ističe, neispravne kompresorske stanice i slični tehnički nedostaci. Značajan izvor metana su i smetlišta gde metan nastaje prirodnim procesom raspada organskog otpada i plastike, zatim rudnici u kojima se metan iz jama ventilira direktno u atmosferu i, na kraju, močvare i poplavljena pirinčana polja gde metan nastaje kao rezultat metabolizma anaerobnih bakterija. 

Postoji rešenje za sve ali se malo toga primenjuje u praksi. Kada su preživari u pitanju, potrebno je koristiti raznovrsnu stočnu hranu koja je lako svarljiva, sa manje vlakana, naročito kada je proizvodnja mleka u pitanju. Ishrana goveda koja sadrži omega-3 masne kiseline, probiotike i kvasac može za red veličine da smanji prozivodnju metana. Na kraju, selekcijom i ukrštanjem potrebno je favorizovati stočne rase koje su ekološki prihvatljivije.

Kad su prirodni izvori gasa u pitanju, moderna tehnologija može da pomogne u detekciji curenja iz cevovoda, postojenja i mašina. Najviše se može učiniti na deponijama: ako se veliki deo otpada reciklira, ako se otpad klasifikuje a organski mateirjal kompostira, i metana će biti daleko manje. U rudnicima je neophodno instalirati savremene sisteme za provetravanje koji će sakupljeni metan koristiti kao gorivo ili ga upumpati u gasovodnu mrežu. Na kraju, tu su pirinčana polja koja traže puno vode, a višak vode direktno potpomaže dodatno generisanje metana. Zato je potrebno izgraditi drenažne sisteme za odvod suvišne vode, uz održavanje minimalno potrebnog nivoa. Takođe, zemljište treba da bude “nakiselo” jer takvi uslovi ne pogoduju anaerobnim bakterijama. Stajsko đubrivo bolje je od veštačkog a pravilna rotacija useva na njivi takođe snižava emisiju metana. S obzirom da se pirinač proizvodi u ogromni količinama, potrebno je da država obezbedi subvencije i podršku prozivođačima koji se pridržavaju svih ovih preporuka (takve mere već su preduzele vlade Indije i Bangladeša).

Problem koji se ignoriše

Azotni oksidi su mnogo komplikovaniji slučaj. Jedan od njih, diazot-oksid, N2O, jeste gas staklene bašte i u atmosferi može da opstane preko stotinu godina (mnogo je postojaniji od metana). Ostali azotni oksidi traju svega nekoliko dana jer ih eliminišu aerosoli i hidroksilni radikali prisutni u atmosferi. Oni nemaju direktan doprinos globalnom zagrevanju ali, i pored toga, utiču na klimu na više načina. Sa jedne strane oni doprinose stvaranju kiselih kiša i povećavaju količinu ozona u visokim slojevima troposfere (ozon je, inače, gas staklene bašte). Sa druge strane azotni oksidi utiču na koncentraciju hidroksilnih radikala pa samim tim doprinose bržoj eliminaciji metana. Nitratni aerosoli koje azotni oksidi prozivode takođe imaju pozitivan efekat pošto reflektuju deo Sunčeve svetlosti nazad u kosmos.  

Glavni problem je svakako N2O koji u ukupnoj emisiji gasova staklene učestvuje sa oko 6%. Ovaj gas najvećim delom potiče iz poljoprivrede uz manji doprinos hemijske industrije. Današnja poljoprivredna proizvodnja nezamisliva je bez upotrebe ogromnih količina đubriva baziranih na hemijski aktivnom azotu: prirodno stajsko đubrivo, amonijak, urea, amonijum nitrat... Biljke nikad ne mogu da iskoriste celokupni raspoloživi azot, deo ostaje u zemlji gde ga prerađuju bakterije pri čemu kao neželjeni nusproizvod nastaje N2O. Ovaj gas nastaje i kao rezultat dekompozicije biljnih ostataka nakon žetve (lišće, stabljike, korenje). Neke biljke, poput soje, graška, pasulja ili deteline, zahvaljujući simbiozi sa bakterijama, imaju sposobnost da atmosferski azot konvertuju u azotna jedinjenja korisna za biljke. Iako je ovo dragocen proces jer smanjuje potrebu za veštačkim đubrivima, i dalje postoji rizik da deo ovog biološki aktivnog azota na kraju završi kao N2O.

Kako bi se emisija N2O smanjila potrebna je mnogo racionalnija poljoprivredna proizvodnja. Istraživanja su pokazala da farmeri regularno koriste mnogo više azotnih đubriva nego što je to biljkama potrebno. Te količine potrebno je racionalizovati i smanjiti, po mogućstvu uz korišćenje savremenih tehnologija (fotografije iz dronova, hemijska analiza zemljišta, primena automatizovanih mašina, đubrenje u skladu sa vremenskom prognozom), kako bi svaka biljka na vreme dobila tačno ono što joj je potrebno, ali ne više od toga. Stajsko đubrivo proizvodi N2O i pre nego što se nađe na njivi, zato ga je potrebno pokrivati, eventualno kompostirati, uz odvajanje tečne od čvrste komponente. Naročito je značajno ispravno navodnjavanje useva: zemljište koje je čas suvo, čas ekstremno vlažno proizvodi mnogo više N2O nego zemljište koje uvek sadrži optimalnu količinu vlage.

Vreme #1859