Ubrzani tempo uništavanje planete Zemlje

Da se odmah, razumemo: efekat staklene bašte ne samo da je poželjan, već predstavlja jedan od neophodnih uslova da bi se na planeti kao što je naša razvio život. Uzmite, na primer, Mesec, koji se, u odnosu na Sunce nalazi praktično na istom rastojanju kao i Zemlja. Laički gledano, očekivali bismo da dnevne i noćne temperature na Mesecu i Zemlji budu slične. U stvarnosti, te tempearture se drastično razlikuju. Mesec je u tom pogledu krajnje negostoljubiv: temperatura tla na njegovoj osunčanoj strani dostiže +140oC da bi tokom noći pala na -170oC. Ove ekstremne temperature nastaju zbog toga što Mesec ne raspolaže atmosferom koja bi bila u stanju da amortizuje prevelike dnevne varijacije temperature. Zbog toga temperature na Mesecu zavise prvenstveno od topografije i osunčavanja pojedinih delova terena. Tako su u dnu Mesečevih kratera koji se nalaze u permanentnoj senci izmerene ekstermno niske temperature: u krateru Hermit, koji se nalazi u blizini Mesečevog severnog pola, izmerena je temperatura od -247oC, jedva 26 stepeni iznad apsolutne nule, što je najniža do sada izmerena temperatura u Sunčevom sistemu. Sličnu situaciju zateći ćete i na Marsu. Iako tamo postoji atmosfera, uglavnom sastavljena od ugljen-dioksida, ona je, međutim, suviše “tanka” da bi imala značajniji uticaj na tamošnje temperature uslove (pritisak atmosfere na Marsu dostiže svega 0.6% od onog na Zemlji).

Problem nastaje kada se mehanizam “staklene bašte”, otrgne kontroli. Prisustvo gasova i guste atmosfere generalno doprinosi zagrevanju planete. Neki gasovi su u tom pogledu znatno potentniji od ostalih. Iako je Merkur, bez atmosfere i ikakve zaštite, bliži Suncu od svih ostalih planeta, temperaturni rekord ipak drži Venera, druga plaenta po redosledu, gde temperatura tla prelazi +460oC, sve zahvaljujući atmosferi koja je sto puta gušća od one na Zemji i najvećim delom je sačinjena od ugljen-dioksida, jednog od najefikasnijih gasova staklene bašte. Kombinovano dejstvo ta dva faktora na Veneri stvara “pakao” koji je uporediv jedino sa onim “biblijskim”: dnevne i noćne temperature praktično se ne razlikuju, a česte su i kiše sumporne kiseline koja, međutim, nikad ne stiže do tla: zemljište je toliko vrelo da kapi ispare još tokom leta kroz atmosferu. Nijedna sonda koja se do sada spustila na površinu Venere nije uspela da u tako ekstremnim uslovima funkcioniše duže od par minuta ili sati.

Venera je primer, takoreći pred našim nosem, kakva nam opasnost preti u ne tako dalekoj budućnosti ako emisiju gasova staklene bašte ne uspemo da držimo pod kontrolom. Ne može se reći da je apokalipsa već počela, ali ako pogledate sve češće i brojnije primere ekstremnog vremena na planeti, ako uzmete u obzir da se iz godine u godinu obaraju rekordi u prosečnoj godišnjoj temperaturi, da gledate nešto što nikad dosad nije viđeno, poput poplava u Dubaiju i požara koji besne od proleća do jeseni, takoreći bez šanse da ih neko stavi pod kontrolu, da je led na Grenlandu nikad tanji i da je severni pol postao plovni put - shvatićete da nešto već odavno nije u redu. Vreme se menja i postaje sve toplije.  

Šta je, zapravo, “efekat staklene bašte”, kako nastaje i zašto ga je tako teško kontrolisati? Temperatura na Zemlji posledica je interakcije različitih formi Sunčevog zračenja i radijacije same planete. Sunčevo zračenje često se naziva i “kratkotalasnim zraćenjem” jer su frekvencije Sunčevog svetla relativno visoke a talasne dužine male. Najveći deo Sunčevog zračenja dolazi nam u obliku vidljivog spektra. Snaga Sunčevog zračenja po jednom kvadratnom metru osunčanog tla u proseku iznosi oko 1.300W. Zračenje same planete je, sa druge strane, “dugotalasno” - njegova frekvencija je niža i najvećim delom spada u nevidljivu, infra-crvenu oblast spektra. 

U slučaju Zemlje, samo deo Sunčevog zračenja će doprineti zagrevanju tla. Oko 30% tog zračenja biće vraćeno nazad u kosmos zahvaljujući odbijanju svetlosti od oblaka i delova Zemljine površine pokrivenih snegom i ledom. Drugim rečima, Zemlja, baš kao i sva druga nebeska telo ima svoj “albedo”, faktor koji definiše refleksivnost njene površine. Ostalih 70% Sunčevog zračenja apsobuju tlo i atmosfera. Kako bi temperatura ostala konstantna neophodno je da se tlo i atmosfera oslobode ovih 70% akumulirane toplote, da je vrate tamo odakle je i došla, u kosmos. Međutim stvar komplikuje činjenica da dugotalasno zračenje tla mnogo teže prolazi kroz Zemljinu atmosferu od onog Sunčevog: to infracrveno zračenje apsorbuju gasovi koji čine naš vazdušni omotač. Apsorpcija je utoliko veća ukoliko se u atmosferi nalazi neki od “gasova staklene bašte” (ugljen-dioksid je tipičan primer), koji veoma efikasno “skladišti” toplotu koja bi, inače, završila nazad u kosmosu. Da stvar bude gora, ugrejana atmosfera, podjednako zrači toplotu u svim pravcima, kako put kosmosa, tako i nazad na zemlju, što dodatno zagreva tle i niže slojeve atmosfere. Jedini način da se ponovo uspostavi termodinamička ravnoteža je da tle i niska atmosfera emituju više akumulirane energije, tj. da nadoknade onaj deo koji će “progutati” gasovi staklene bašte. A to je moguće samo ako temperatura tla poraste, jer nema većeg zračenja bez više temperature. 

Istine radi, prava “staklena bašta” funkcioniše na malo drugačiji način, jer efekat zagrevanja u njoj potiče prvenstveno od njene konstrukcije (staklo i plastika koji čine zidove bašte ili plastenika efikasno blokiraju infracrveno zračenje i zadržavaju ga u unutrašnjosti konstrukcije). Svejedno, izraz “efekat staklene bašte” se odomaćio, bez bolje alternative. Od svih gasova koji efikasno blokiraju hlađenje Zemljine površine, ugljen-dioksid (CO2) je svakako najznačajniji, iz dva razloga: njegovo prisustvo u atmosferi je značajno, a sposobnost apsorpcije infracrvenog zračenja veoma izražena. O emisiji ugljen-dioksida neprekidno se diskutuje, do te mere da veliki deo javnosti problem globalnog zagrevanja isključivo svodi na problem prekomerne emisije ovog gasa. 

Koncentracija ugljen dioksida u atmosferi u tesnoj je vezi sa kruženjem ugljenika u prirodi. Ugljen-dioksid ima svoje prirodne izvore: vulkanske erupcije, sagorevanje organske materije i disanje živih organizama. Jedan deo proizvedenog ugljen-dioksida vratiće se nazad u čvrsto stanje kroz proces fotosinteze, kroz porast biomase drveća i ostalih biljaka. Drugi deo ugljen dioksida rastvara se u okenaskoj vodi i omogućava planktonima da od njega prave karbonatne (CO3) ljušture koje će na kraju završiti na okeanskom dnu. S obzirom da je okeansko dno ispresecano tektonskim pločama koje se neprekidno kreću, naveći deo ovog karbonatnog taloga završiće u unutrašnjosti Zemlje usled konstantnog podvlačenja ivice jedne tektonske ploče ispod druge. Tako zarobljeni ugljenik biće ponovo vraćen u atmosferu kao ugljen-dioksid kroz vulkansku aktivnost. 

Problem nastaje kada se u ovaj ciklični proces, koji je besprekorno funkcionisao milionima godina i održavao koncentraciju ugljen-dioksida u atmosferi stabilnom, umeša čovek dodatnim emisijama koje prirodni procesi nisu u stanju da amortizuju. Jedan od glavnih uzročnika povećanog procenta ugljen-dioksida u atmosferi su fosilna goriva (ugalj, nafta) i njihova intenzivna upotreba. Ne samo da se ugljen-dioksid generiše direktnim sagorevanjem naftnih derivata u motorima sa unutrašnjim sagorevanjem: ovaj gas staklene bašte oslobađa se i tokom intenzivne proizvodnje četiri materijala bez kojih je nemoguće zamisliti današnju civilizaciju: čelik (za čiju proizvodnju u visokim pećima je neophodan ugalj, tj. koks), cement (čiji je CO2 bilans takođe izrazito pozitivan), amonijak (bez koga nema veštačkih đubriva, samim tim ni intenzivne poljoprivredne proizvodnje, a proizvodi se najvećim delom iz prirodnog gasa) i plastika (koja kao sirovinu za polimerizaciu koristi naftne ugljovodonike). Čovečanstvo svake godine u atmosferu ispusti oko 7 milijardi tona CO2, što iznosi oko 3% proizvodnje ovog gasa iz prirodnih izvora. Priroda može da apsorbuje deo ove količine, ali bar 3-4 milijarde tona predstavljaju čist neto-višak koji direktno utiče na zagrevanje planete.

Zahvaljujući svemu ovome, koncentracija ugljen-dioksida u atmosferi neprekidno raste: na početku industrijske revolucije ona je iznosila oko 280 ppm (delova CO2 na milion delova atmosfere). Na početku XXI veka ta koncentracija je već iznosila 384 ppm da bi danas već dostigla 420 ppm. Rast koncentracije ugljen-dioksida ne samo da nije zaustavljen već preti da umesto linearne (postepene) dobije eksponencijalnu (nekontrolisanu) formu. Na osnovnu analiza obavljenih iz prastarih naslaga leda u kojima su zarobljeni mehurići vazduha stari mnogo milenijuma može se, sa velikom dozom sigurnosti, reći da koncentracija ugljen-dioksida nikad nije bila veća u poslednjih pet miliona godina. Nastavimo li ovim tempom da urnišemo našu planetu upotrebom fosilnih energenata, za očekivati je da će se koncentracija CO2 udvostručiti u odnosu na predindustrijsko razdoblje polovinom ovog veka što će prosečnu godišnju temperaturu uvećati za 3-4oC. 

U nastojanjima da se emisija gasova staklene bašte svede u razumne okvire prednjači Evropska unija koja je u 2021. godini generisala 3.6 milijardi tona ugljen-dioksida, što je za 20% manje nego 2008. godine (od svih štetnih gasova, na CO2 otpada preko 80%). Ako sve članice EU ispune svoje kvote, emisija gasova biće do kraja decenije za 40% manja nego 1990. godine, da bi oko 2050. godine bila svedena praktično na nulu. Evropska Unija to namerava da izvede masovnom zamenom vozila na naftni, tj. benzinski pogon električnim vozilima, intenzivnim pošumljavanjem čime se ugljenik iz vazduha vezuje u biomasu, zabranom izvoza prvljave industrije u treće zemlje kako bi se izbegli striktna regulativa EU, postavljanjem kvota za emisiju štetnih gasova na nivou država kao i aktiviranjem berze gde bi zemlje članice mogle tim kvotama da trguju. 

Na žalost, malo je zemalja koje imaju jednako ambiciozne ciljeve, pre svega zbog nespremnosti političkih elita da ekonomski rast svojih država limitiraju nekakvim “ekološkim obzirima”. Internacionalni okvir za ove napore ustanovljen je Pariskim sporazumom iz 2016. godine koji je do sada potpisalo oko 200 zemlja sveta a koji predviđa redukciju emisije gasova staklene bašte do nivoa koji će ograničiti rast godišnje temperature u odnosu na predindustrijsko doba na svega 2oC, pri čemu je preporučena vrednost još niža, svega 1,5oC. Da bi se ovaj cilj dostigao, neophodno je da do kraja ove decenije emisija ugljen-dioksida i sličnih gasova bude prepolovljena a do polovine stoleća svedena praktično na nulu. Dve najveće svetske ekonomije reagovale su svaka na svoj način: Kina je ovaj rok produžila do 2060. godine, dok su se Amerikanci ponašali u skladu sa ambicijama tekuće državne administracije. Tramp je demonstrativno poništio američki potpis na Pariskom sporazumu, sledeći svoj predizborni slogan “Tramp kopa ugalj”, da bi Bajden vratio SAD među zemlje potpisnice prvog dana nakon što je od Trampa preuzeo predsedničku funkciju. 

Nekom će se ovo “igranje” tako malim veličinama kao što je stepen celzijusa ili dva učiniti preteranim. Ako smo mogli da izdržimo temperaturu od 40oC tokom prethodnog leta, izdržaćemo i 42oC tokom nekog narednog, zar ne? Priroda je, međutim, mnogo osetljivija: ako prosečna temperatura poraste samo za jedan stepen, očekivano povećanje nivoa mora usled pojačanog topljenja leda iznosi 30-60cm. Zamislite kakve će globalne efekte na obalske zemlje imati povećanje nivoa mora od metar ili dva, ako se sadašnji trendovi ne zaustave? Osim toga, sa povećanjem temperature raste i kiselost mora usled pojačanog rastvaranja CO2, što za posledicu ima “izbeljivanje” i umiranje koralnih grebena. Njihova površina možda nije velika (svega 0.1% površine svetskih voda) ali korali obezbeđuju dom za preko 25% različitih morskih vrsta. Dodajmo još i uticaj globalnog zagrevanja na povećanje količine vodene pare u atmosferi usled intenzivnijeg isparavanja vode iz okeana i mora. Ne samo da će zbog toga i kišne padavine, samim tim i poplave biti češće: vodena para je takođe gas staklene bašte: što je ima više u vazduhu, i prosečna temperatura biće veća, što će dodatno pojačati isparavanje vode i količinu vodene pare u atmosferi. Tako nastaje efekat pozitivne povratne sprege koji je praktično nemoguće kontrolisati. Istine rade, negativan uticaj vodene pare na globalno zagrevanje delimično je poništen forimiranjem oblaka koji reflektuju sunčevu svetlost nazad u kosmos tako da je ukupan negativan efekat nešto manji.

Ovakvih primera, gde male temperaturne promene indukuju drastične promene u ekosistemu ima jako puno a negativni aspekti globalnog zagrevanja otkrivaju se iz dana u dan. Međutim, nije sve u ugljen-dioksidu. Odmah uz CO2 po važnosti nalazi se metan (CH4), gas bez boje i mirisa koji predstavlja glavni sastojak prirodnog gasa. Zašto je metan toliko destruktivan? Kada se jednom nađe u atmosferi, metan ima oko 80 puta veći termički učinak nego CO2. U poslednjih 200 godina koncentracija metana u atmosferi se udvostručila i još uvek raste po stop od 1% godišnje. Iako ga u atmosferi ima znatno manje nego ugljen-dioksida (njegova koncentracija se umesto milionitim tipično meri milijarditim delovima) metan, zahvaljujući svojim termičkim svojstvima, ima destruktivan učinak koji je skoro uporediv sa onim koji ima mnogo rasprostranjeniji CO2. Prema statistikama Američke agencije za zaštitu okoline, na metan otpada 12% emisije gasova staklene bašte sa učinkom od čak 30% u ukupnom globalnom zagrevanju. Uz to, metan je i glavni uzročnik formiranja tzv. “troposferskog ozona”, sloja ozona koji se formira blizu površine zemlje a nastaje dejstvom sunčeve svetlosti na metan. U većim koncentracijama ovaj “prizemni” ozon je ekstremno opasan: veruje se da na godišnjem nivou oko milion ljudi strada usled respiratornih bolesti izazvanih troposferskim ozonom.

Stočarstvo kao izvor metana

Na kratke staze, metan je naša najbolja šansa da ohladimo planetu u kratkom roku. Jer, metan se u prirodi, razgrađuje relativno brzo: u nižim slojevima atmosfere, metan je hemijski aktivan i lako oksidiše u ugljen-dioksid i vodenu paru. Postoje i metanotropne bakterije koje se hrane metanom. Kada jednom dospe u stratosferu, metan se brzo rasapda pod dejstvom sunčeve svetlosti. Iz navedenih razloga, životni vek molekula metana u proseku ne prelazi deset godina. Ako zaustavimo emisiju metana, biće dovoljna samo jedna decenija da bi se atmosfera potpuno pročistila od ovog opasnog gasa. Borba protiv viška CO2 je, sa druge strane, maraton jer je on toliko dugovečan da ga možemo eliminisati samo merama koje donose rezultat tek u dalekoj budućnosti (molekul ugljen-dioksida može da ostane u atmosferi ili rastvoren u vodi i po nekoliko stotina godina). 

Odakle metan u atmosferi i šta možemo da učinimo pa da smanjimo njegovu količinu? Prirodni procesi generišu oko 40% ukupne količine metana u atmosferi (oko 240 miliona tona godišnje). Metan je, najčešće, proizvod raspadanja organske materije u odsustvu kiseonika a za sam proces odgovorne su metanogene bakterije koje se hrane prostim organskim jedinjenjima. Močvarne površine, bare, tresetišta, muljevite rečne mrtvaje, rečni i morski sedimenti bogati organskim otpadom generiše najveću količinu prirodnog metana. Metan je i prirodni proizvod metabolizma termita, ima ga u vulkanskom dimu, ali se daleko najveće količine nalaze zarobljene na morskom dnu u obliku metanskog klatrata (poznatog još pod imenom metan-hidrid, hidro-metan ili metanski led). Ova egzotična materija nastaje u podvodnim oblastima gde se kontinentalne ploče međusobno dodiruju i gde metan iz unutrašnjosti Zemlje biva ubrizgan u vodu duž geoloških raselina. U kontaktu sa vodom pod visokim pritiskom, metan formira kristalnu strukturu nalik na vodeni led (ova materija bukvalno gori, iako njen najveći deo čini voda). Metanski klatrati dugo vremena smatrani su za klimatsku bombu koja u svakom trenutku može da eksplodira. Zebnja nije slučajna: postoje indicije da je Zemlja već jednom prošla kroz težak period tako što je emisija metana izazvana vulkanima dovela do globalnog zagrevanja of 4oC-8oC u roku od nekoliko milenijuma, s katastrofalnim posledicama po živi svet. Ako bi došlo do naglog zagrevanja i ako bi sav metan trenutno zarobljen u klatratima na morskom dnu nekako dospeo u atmosferu, to bi izazvalo munjevitu promene klime: usled galopirajućeg efekta staklene bašte, planeta bi se pregrejala u roku od svega par decenija. Kasnija istraživanja, međutim, osporila su ovaj katastrofičan scenario: ispostavilo se da klatrati vrlo sporo reaguju na zagrevanje i da bi tek manja količina oslobođenog metana isplivala na vodenu površinu (ostatak bi se, jednostavno, rastvorio u vodi ili bi ga progutale metanotropne bakterije koje se hrane metanom). 

Ipak, najveći deo metana koji danas postoji u prirodi (oko 60%) ima veštačko poreklo. Od ukupne godišnje količine (370 miliona tona) jedna trećina metana nastaje kao nusproizvod prilikom vađenja nafte i prirodnog gasa, najčešće usled curenja aktivnih ili prirodne ventilacije napuštenih bušotina. Dodatnih 30% metana nastaje tokom uzgoja goveda i ovaca - preživari tokom procesa varenja hrane (ruminacije) tipično generišu metan koji izbacuju podrigivanjem (jedna krava godišnje generiše oko 100 kilograma metana, ili 250 do 500 litara metana na dnevnom nivou). Učešće stočarstva u prozivodnji metana dodatno je uvećano sekundarnom emisijom metana iz kravlje balege. Uloga stočarstva u ovom procesu vremenom će samo dobijati na značaju s obzirom na rast čovečanstva sve veću potrebu za proteinima (očekuje se da uzgoj stoke poraste za 70% do 2050. godine). Na trećem mestu po značaju za emisiju metana su kanalizacija, smetlišta, otpadne vode i postrojenja za njihovu preradu sa učešćem od oko 18%. Na kraju, tu je i poljoprivreda, sa doprinosom od oko 15% pri čemu lavovski deo emisije potiče sa pirinčanih polja. Uzgoj pirinča podrazumeva plavljenje ogromnih površina čime se sprečava prodiranje kiseonika u zemljište i pospešuje razvoj metanogenih bakterija koje u anoksičnim uslovima generišu metan iz organskog materijala zarobljenog u zemljištu. 

U novembru 2021. godine, grupa zemalja na čelu sa SAD i EU, inicirala je međunarodnu akciju kako bi se količina metana u atmosferi stavila pod kontrolu (“The Global Methane Pledge”). Do danas je ovoj akciji pristupilo oko 120 zemalja u kojima se proizvodi oko 45% metana veštačkog porekla. Cilj je jednostavan: do 2030. godine potrebno je smanjiti emisiju metana bar 30% ispod nivoa iz 2020. godine. S obzirom na kratkovečnost metana, ovo bi moglo da donese brze rezultate tako da bi onaj glavni, globalni cilj definisan Pariskim sporazumom (da prosečna temperatura ne poraste za više od 2oC), ponovo mogao da postane dostižan. Na srednje staze (recimo do polovine veka), planirana redukcija emisije metana trebalo bi da smanji prosečnu godišnju temperaturu za oko 0,3oC. 

Šta možemo da učinimo pa da emisiju metana zaista stavimo pod kontrolu? Pre svega, potrebno je da promenimo svoje navike, da pređemo na ishranu bogatiju povrćem i damo prednost nekim drugim izvorima proteina. Potreban je i potpuno drugačiji pristup poljoprivredi i stočarstvu. Za farmere, to podrazumeva korišćenje savremenih agrotehničkih mera i moderne mehanizacije ali i iznačajne promene u ishrani stoke: korišćenje kvalitetnije i kaloričnije hrane koja proizvodi manje metana a doprinosi tome da goveda budu krupnija, zdravija i produktivnija. Dodatni rezultati mogu se postići boljim tretiranjem goveđe balege koja takođe predstavlja značajan izvor metana. Ona se, recimo, može zatrpavati, kompostirati ili iskoristiti za proizvodnju bio-dizela. I, na kraju, pirinčana polja ne moraju da budu neprekidno poplavljena. Umesto toga, moguće ih je plaviti i isušivati dva do tri puta tokom sezone rasta bez uticaja na prinos, ali uz prepolovljenu emisiju metana. Ovakav proces uz to traži i za trećinu manje vode što proizvodnju čini još ekonomičnijom. 

Na žalost, sve ovo izgleda jednostavno samo na papiru, u praksi je mnogo komplikovanije. Od svih gasova staklene bašte, metan je trenutno najteže kontrolisati, pre svega zbog nepostojanja svesti da je on, u pogledu svog štetnog dejstva na ekosistem i ljude u njemu, jednako opasan, a u nekim elementima i opasniji od ugljen-dioksida o kome se neprekidno priča. Interesantno je da je tokom epidemije korone 2020. godine globalna količina emitovanog ugljen-dioksida bila smanjena ali je zato emisija metana porasla. Taj rast, na žalost, traje i dalje, bez ikakvih naznaka da će uskoro biti usporen ili zaustavljen.

Šta još "guši" Zemlju

Postoje i drugi gasovi koji svojim termičkim (apsorpcionim) potencijalom doprinose zagrevanju planete. Tu su azotni oksidi, koji imaju oko 270 puta jače negativno dejstvo u odnosu na CO2. Smatra se da su ovi oksidi odgovorni za oko 6% globalnog zagrevanja. Jednom emitovani u atmosferu, ostaju u njoj čitav vek. Generišu ih neke bakterije koje obitavaju u zemlji i često su u simbiozi sa korisnim biljkama. Ostatak dolazi iz proizvodnje i upotrebe azotnih đubriva, sagorevanja drveta i ostalih fosilnih goriva kao i postrojenja za preradu otpadnih voda. 

Gasovi koji u sebi sadrže fluor takođe imaju visok destruktivni potencijal, ne samo zato što doprinose globalnom zagrevanju već i zato što večina jedinjenja fluora uništava ozonski omotač koji čitav život na Zemlji štiti od smrtonosnog ultra-ljubičastog Sunčevog zračenja. Uz to, fluorisani gasovi su praktično hemijski inertni - jednom oslobođeni u atmosferu ostaju u njoj vrlo dugo, tipično nekoliko desetina hiljada godina (ne postoji prirodni mehanizam koji ove gasove eliminiše iz atmosfere). Među njima najzastupljeniji su hidrofluorokarboni koji čine oko 90% emitovanih jedinjenja koja sadrže fluor. Koriste se kao radni fluid u erkondišn sistemima i frižedrima i kao radni gas koji potiskuje korisni sadržaj iz raznoraznih sprej-bočica, od onih za astmu do boca za gašenje požara. Danas su ovi gasovi svoju namenu našli i u automobilskoj industriji, ali je Evropska Unija odlučna da ih potpuno eliminiše iz upotrebe do 2050. godine. U širokoj upotrebi su i perfluorokarboni koji se široko koriste u raznim proizvodnim procesima, zatim sumpor-heksafluorid koji se koristi u izolaciji električnih instalacija i azot-trifluorid koji se koristi za eliminisanje nečistoća u industriji mikroprocesora i drugih elektronskih komponenata. 

Metan na Marsu

Jedna od većih nerešenih misterija našeg Sunčevog sistema je prisustvo malih količina metana na Marsu. Koncentracija metana često se nalazila na samoj granici osetljivosti instrumenata iako su u nekoliko navrata do sada detektovani “pikovi”, nagli i neobjašnjivi porasti koncentracije koji su trajali i po nekoliko dana. Međutim, u svim do sada obavljenim merenjima nije uočena nikakva pravilnost ili periodičnost, bilo da je reč o vremenu opažanja ili koncentraciji detektovanog metana. Ono što, međutim, pada u oči je činjenica da metan, nakon registrovanja, vrlo brzo nestaje iz retke Marsove atmosfere, što opet implicira postojanje izvora metana koji su dovoljno obilni i jaki da taj nestanak nadoknade u vrlo kratkom roku. 

Na Zemlji, najveći deo metana ima biološko poreklo: generišu ga metanogene bakterije, preživari, poplavljena pirinčana polja, smetlišta... Prisustvo metanogenih bakterija na Marsu nije u potpunosti odbačeno. Metanogene bakterije uspevaju u okruženju lišenom kiseonika, hrane se vodonikom i ugljen-dioksidom i ispuštaju metan kao proizvod metabolizma. U dubini Marsa, gde je značajno toplije i prisustvo tekuće vode nije isključeno, ovakve bakterije imale bi sasvim pristojno mesto za život. Sa druge strane, metan u atmosferu može da dospe i geološkim procesima. Na Zemlji su za to odgovorni prvenstveno vulkani a na Marsu, u nedostatku pravih vulkana, to bi morao da bude neki drugi mehanizam kojim planeta “ventilira” svoju unutrašnjost. Metan takođe može da nastane i kao proizvod hemijskih reakcija u kojima učestvuju određeni minerali, ugljen-dioksid iz Marsove atmosfere i voda koje u atmosferi ima u tragovima ali se zato u obliku leda može naći na relativno maloj dubini ispod Marsove površine. Ima i egzotičnih hipoteza po kojima metan nastaje usled elektrostatičkih pražnjenja (munja) u Marsovoj atmosferi pri čemu od ugljen-dioksida i vode nastaje i mala količina metana. Mnogo je verovatnija hipoteza da se u dubini Marsa nalaze rezerve metanskog klatrata koje su se u formirale u davna vremena kada je Mars imao blažu klimu i obilje tečne vode. Geološki procesi povremeno potiskuju metan iz ovih klatrata ka površini Marsa gde ga detektuju naši instrumenti.

Na žalost, nijedna sonda koja je do sada posetila Mars nije bila opremljena instrumentima koji jasno mogu da razluče poreklo detektovanog metana. Samim tim još uvek nismo u stanju da odgovorimo na pitanje da li na Marsu ima života ili ne, makar u obliku metanogenih bakterija. Dosadašnji proračuni (koji se svode na poređenje generisane količine metana sa količinama drugih gasova) favorizuju neorgansku hipotezu po kojoj je metan nastao u procesu koji sa živim bićima nema nikakve veze. Sa druge strane, naučnici su sa uspehom generisali metan na Zemlji koristeći metanogene bakterije u uslovima koji verno simuliraju one koji postoje na Marsu, sa sve perhloratima (solima detektovanim na Marsu koje pogubno deluju na razvoj mikroorganizama na Zemlji). 

U nedostatku dokaza koji bi prevagnuli na jednu ili drugu stranu, misterija porekla metana na Marsu i dalje traje. Iako smo danas prilično sigurni da tamo nema ni pirinčanih polja a, bogami, ni krava, pitanje postojanja života na Marsu još uvek je aktuelno.

Vreme #1738-1739

Odlazak oca „božije čestice“: Piter Higs, fizičar koji je promenio naše razumevanje univerzuma

Postoji teorija koja objašnjava od čega je napravljen atom, kako je izgledao svemir u prvoj sekundi svoga postojanja, zašto Sunce sija, kako nastaje polarna svetlost, kako funkcioniše atomska bomba i zašto se magnet lepi za frižider. Tu teoriju danas nazivamo „standardni model fizike elementarnih čestica“ ili, u skraćenom obliku, „standardni model“.

Reč je o jednoj od najvećih i najkompletnijih tvorevina ljudskog uma zasnovanoj na kvantnoj mehanici, teoriji koja objašnjava ponašanje materije i energije na sub-atomskom nivou. Nije reč samo o tome da su formule i postulati ove teorije uvek bili u savršenom skladu sa svim do sada poznatim činjenicama. Ova teorija nebrojeno puta do sada predvidela je postojanje novih čestica i fenomena, što su kasniji eksperimenti obično potvrđivali sa zadivljujućom preciznošću. 

Ako uzmete u obzir da kosmos u kome živimo, bez obzira na njegove kolosalne proporcije, predstavlja odraz onoga što se zbiva na njegovom elementarnom nivou, nije čudno što se standardni model vrlo često naziva „teorijom svega“. Ili, da budemo precizniji, „skoro svega“: teorija uspešno opisuje tri od četiri sile u prirodi (elektromagnetnu, slabu i jaku nuklearnu silu), ali ne i gravitacionu koja, i pored silnog uloženog truda naučnika, još uvek odbija da postane deo standardnog modela.

I pored svojih spektakularnih rezultata i ostvarenih predviđanja, standardni model, kao teorija, nikad nije dostigao prepoznatljivost i publicitet koju ima Ajnštajnova Teorija relativnosti koja se bavi upravo gravitacijom. Ajnštajn prirodu gravitacione sile objašnjava kroz složenu interakciju masivnih tela, prostora i vremena na način koji s kvantnom mehanikom i standardnim modelom nema dodirnih tačaka.

Sa druge strane, i standardni model ima svoje naučne heroje: Nilsa Bora, Vernera Hajzenberga, Pola Diraka, Ričarda Fejnmana, Abdusa Salama, Stivena Vajnberga i mnoge druge, ali niko od njih nije imao ni delić popularnosti Alberta Ajnštajna čiji je razbarušeni lik postao sinonim za neprevaziđenu naučnu genijalnost. Za razliku od Teorije relativnosti koja se, pomalo preterano, vezuje za ime samo jednog čoveka, standardni model ne pripada nikom – kolektivno su ga gradili nebrojeni naučnici širom sveta. 

Ako je iko iz sveta kvantne fizike bio blizu toga da se svojom ličnom popularnošću makar primakne kultnom Ajnštajnovom statusu, to je svakako bio Piter Higs koji je, nakon kraće bolesti, preminuo 8. aprila 2024. u 94. godini života. 

Put do Nobelove nagrade

Piter Higs rođen je 1929. godine u Njukaslu. Prve godine života je proveo u Birmingemu ali se porodica 1941. godine, na početku rata, preselila u Bristol, verujuću da će tu biti sigurniji od nemačkog bombardovanja (pretpostavka se pokazala pogrešnom).

Od samog početka Higs je ispoljio ogroman dar za nauku, naročito za matematiku, delimično zahvaljujući velikoj matematičkoj biblioteci svoga oca u kojoj je provodio mnogo vremena. Išao je u školu čiji je nekadašnji đak bio Pol Dirak, jedan od najčuvenijih fizičara tog doba koji je definisao neke od temeljnih principa kvantne mehanike. Fizici se okrenuo tek 1946. godine, nakon što je odslušao nekoliko nadahnutih predavanja bristolskih fizičara Nevila Mota i Sesila Pauela o atomskoj energiji i nuklearnoj bombi (obojica će kasnije dobiti Nobelovu nagradu).

Doktorirao je na Kraljevom koledžu u Londonu 1954. ali mu se nije ostvarila želja da u istoj školi postane i profesor (u trci za profesorsko mesto pretekao ga je najbolji drug). U početku se bavio molekularnom fizikom, izučavajući efekte simetrije u hemijskim jedinjenjima, da bi se zatim okrenuo atomskoj fizici.

Svet atoma

U Edinburg se preselio 1960. godine gde će na tamošnjem univerzitetu provesti čitav radni vek kao profesor fizike neprekidno postavljajući jedno te isto pitanje: „Zašto čestice imaju masu?“

Iste godine upoznao je i svoju buduću suprugu, Džodi Vilijamson koja se bavila lingvistikom. Oženio se tri godine kasnije i u braku sa njom imao dva sina. Često su ga nazivali škotskim fizičarem, samo zbog mesta u kome je živeo, iako su oba njegova roditelja bili Englezi. 

U penziju je otišao 2006. godine ali je i dalje nastavio da prati zbivanja u CERN-u. Nakon otkrića Higsovog bozona iz 2012. godine usledio je period višemesečnih verifikacija i pomnih analiza tako da je Nobelova nagrada za tu godinu otišla u druge ruke. Kada je došlo vreme da se uruči Nobelova nagrada za 2013. godinu, više niko nije sumnjao u verodostojnost otkrića. Svima je bilo jasno da je glavni favorit za narednog laureata upravo Piter Higs.

Nekoliko dana pre objavljivanja odluke o dobitniku, Higs je rešio da se skloni u neku zabit na severu Škotske, kako bi izbegao medijsku lavinu u slučaju da mu nagrada zaista bude dodeljena.

Piter Higs na dodeli Nobelove nagrade

Međutim, vremenska prognoza nije bila naročito povoljna pa je Higs izabrao malo drugačije rešenje. U vreme kada je odluka trebalo da bude objavljena, 8. oktobra oko podneva, Higs se iskrao u obližnji pab, naručio hranu i pivo i pustio da vreme teče. Svi pokušaji Švedske kraljevske akademije nauka da ga lociraju i saopšte mu odluku o dodeli nagrade ostali su neuspešni što i nije bilo čudno: Higs nikad nije koristio mobilni telefon a izbegavao je čak i internet.

Nakon sat vremena odlaganja i uzaludnih pokušaja da se Higs nekako pronađe, konačna odluka saopštena je svetu bez njegovog znanja. Tri sata kasnije, Higs je, punog stomaka i dobro naliven pivom, krenuo kući ali je usput posumnjao da ga tamo možda čeka armija novinara pa je naprasno rešio da ubije još malo vremena u jednoj usputnoj umetničkoj galeriji.

Za vest o nagradi saznao je tek kasno popodne kada ga je na ulici prepoznala i presrela prijateljica koja je za vest čula od svoje ćerke iz Londona. Higs se kući vratio srećan: ne samo da je dobio Nobelovu nagradu već je s uspehom izbegao i sve novinare koji su ga čitavog dana bezuspešno vijali po gradu. Pred kućom je zatekao samo jednog foto-reportera, svi ostali odavno su otišli negde drugde.

Zašto čestice imaju masu?

Zahvaljujući radu Pitera Higsa objašnjena je jedna od najvećih zagonetki fizike: zašto neke elementarne čestice imaju masu i kako ona nastaje? Jer, u osnovnim jednačinama kvantne fizike ne postoji ništa što bi zahtevalo da čestice moraju da budu masivne. Bez mase, one bi se kretale brzinom svetlosti a u takvom svetu nijedna složena struktura, poput atoma i molekula, ne bi mogla da se formira.

Pitanje mase elementarnih čestica vrlo je komplikovana stvar. Uzmite, recimo, jedan običan proton, jezgro atoma vodonika. Danas znamo da je svaki proton sastavljen od tri kvarka, dva „donja“ i jednog „gornjeg“ (svi kvarkovi imaju prilično suvoparna imena). Najveći deo mase protona potiče od energije njihove uzajamne interakcije koju prenose čestice koje se zovu gluoni.

Po Ajnštajnu, masa i energija su „konvertibilne“ veličine i povezane su jednom od najčuvenijih formula u istoriji nauke: E=mc2. Što je veća energija interakcije, to je i masa protona veća. Međutim, postoji jedan mali deo mase protona, jedva 1%, koji potiče od mase pojedinačnih kvarkova. Ta masa bi postojala čak i kada nikakve međusobne interakcije ne bi bilo.

Neko bi ovde mogao da stavi sasvim logičnu primedbu: zašto nas toliko zanima poreklo svega jednog procenta celokupne mase u univerzumu?

Pitanje, međutim, nije samo akademsko. U tom jednom, skoro zanemarljivom, procentu nalaze se, recimo, svi elektroni – njihova masa nema nikakve veze sa nekakvom unutrašnjom interakcijom konstitutivnih delova jer elektron, prema svim dosadašnjim saznanjima, predstavlja materijalnu tačku bez unutrašnje strukture.

Kada elektron ne bi imao masu, on bi se kretao brzinom svetlosti što bi onemogućilo formiranje vodonikovog i bilo kog drugog atoma. Hemijske veze koje omogućavaju stvaranje molekula na kojima počiva život i sve ostalo ne bi postojale. Takozvani „beta raspad“, radioaktivni proces koji od neutrona proizvodi protone takođe ne bi bio moguć, što bi za posledicu imalo kosmos bez ijednog protona.

Sasvim paradoksalno, ispada da je taj jedan procenat mase nepoznatog porekla odgovoran za 100% izgleda današnjeg kosmosa (još jedna potvrda stare izreke da je „đavo uvek u detaljima“). 

Odakle potiče sopstvena masa elementarnih čestica? Početkom šezdesetih godina ovo je i dalje bila vruća tema na kojoj su nikle mnoge teorije od kojih je samo jedna preživela test vremena. Put od Higsove teorije pa do njene eksperimentalne potvrde trajao je oko pola veka, što je dovoljno dugačak period da pokoleba praktično svakog naučnika u njegovim predviđanjima i natera ga da iznova zaroni u svoje proračune, možda ih i koriguje u korist neke druge pretpostavke. Ali Higs je bio „napravljen“ od malo solidnijeg materijala: njegovo poverenje u valjanost sopstvene teorije nijednog trenutka nije bilo uzdrmano.

Šta je Higsova teorija?

Da probamo da objasnimo suštinu Higsove teorije rizikujući da veliki deo čitalaca rasteramo već na samom početku... Kvantna mehanika je, zapravo, teorija polja. Pod poljem podrazumevamo oblast prostora u kome neka fizička veličina ima određenu vrednost.

Tipično polje je, recimo, ono temperaturno. Bilo koja tačka u Zemljinoj atmosferi ima određenu temperaturu, dovoljan je običan termometar da biste je izmerili. Polja mogu da se prepliću, prožimaju i deluju jedno na drugo: u istoj tački prostora možete da izmerite atmosferski pritisak, jačinu i pravac Zemljinog magnetnog polja, vlažnost i mnoge druge veličine. Svaka od tih veličina ima svoje fizičko polje.

Na subatomskom nivou stvari su slične, samo su polja kvantna, samim tim i teže razumljiva: jedno od tih polja je elektromagnetno, isto ono kroz koje se prenosi program radio stanica ili signal mobilne telefonije.

Svaki poremećaj u tom polju na makroskopskom nivou izgleda kao elementarna čestica određenih svojstava. U slučaju elektromagnentnog polja, taj poremećaj predstavlja foton, za koji znamo da nema masu i da se kreće brzinom svetlosti. Slično je i sa elektronom – ono što mi doživljavamo kao česticu, zapravo je poremećaj u elektronskom polju. Takvo polje imaju i kvarkovi, elementarne čestice od kojih su sastavljeni protoni i elektroni, osnovni gradivni elementi atomskih jezgara svekolike materije od koje smo i sami sazdani.

Emi Neer

Englezi bi rekli „so far, so good“. Ali zaplet u priči tek sledi. Kada bi se sve završilo na poljima i česticama koje čine standardni model (tri familije od po dva kvarka, tri lake čestice i tri neutrina), sve ove čestice bile bi bez mase i kretale bi se brzinom svetlosti, praktično bez ikakve međusobne interakcije. U slučaju fotona, to zaista i jeste tako. Ali, na drugoj strani, elektron ima svoju masu koja je precizno izmerena i zato se elektron može ubrzati samo do brzine koja će uvek biti bar „za dlaku“ manja od brzine svetlosti.

Priroda voli simetrije 

Polja koja smo opisali su simetrična. Pod simetrijom u fizici ne podrazumevamo samo geometrijsku simetriju koju zapažamo u ogledalu, simetriju kocke, lopte, snežne pahuljice ili simetriju između desne i leve polovine lica.

Fizičari pod simetrijom podrazumevaju svaku transformaciju koja ne menja  vrednost određenih fizičkih veličina. Recimo, jedna od fizičkih simetrija kaže da su zakoni fizike danas isti kao i pre stotinu godina. Druga fizička simetrija kaže da zakoni fizike jednako važe u Beogradu, Njujorku i Parizu.

Emi Neter, jedna genijalna matematičarka koja za svoj rad nikad nije bila pravedno nagrađena, dokazala je da iz svake fizičke simetrije proističe neki zakon održanja. To što su zakoni fizike, na primer, juče bili isti kao i danas direktno vodi do zakona o održanju energije. Priroda je tako ustrojena da voli simetrije i zato je fizika prepuna zakona održanja koji nam omogućavaju da rešimo neke probleme koji bi inače ostali nedokučivi. 

Svako polje raspolaže određenom energijom, elektromagnetno ili elektronsko ili kvarkovsko, svejedno. Što je više materije prisutno, to je i energija odgovarajućeg polja veća. Ali, ako se odmaknete dovoljno daleko u prazninu kosmosa, daleko od čestica, planeta, zvezda i galaksija i ako izmerite količinu energije svakog od pomenutih polja u jedinici zapremine vakuuma, dobićete minimalnu energiju koju polje ima u odsustvu bilo kakve materije. Ispostaviće se da je energija vakuuma (gustina energije praznog prostora), ravna nuli za svako od ovih kvantnih polja.

Standardni model elementarnih čestica

To ne znači da je vakuum potpuno mrtav i neinteresantan. Zahvaljujući Hajzenbergovom principu neodređenosti, vakuum neprekidno proizvodi parove čestica pozajmljujući im energiju tokom kratkog perioda postojanja. Tu energiju ove čestice će vratiti nazad koji trenutak kasnije kada se u sudaru međusobno anihiliraju.

Vakuum, zapravo, liči na penu od šampanjca: mehurići u njemu nastaju istom onom brzinom kojom oni prethodni pucaju i nestaju. Sva ova polja su stabilna, položaj i energija čestice u njemu ograničene su nevidljivim „zidovima“ koji liče na slovo „U“. Ubacite kuglicu u slovo „U“ i ona će se neprekidno kretati oko njegove najniže tačke koja reprezentuje nulu – tačku najniže energije.

Higsovo polje

I kada bi ovo bila čitava priča, kada bi svako kvantno polje imalo pomenuti oblik, u kosmosu ne bi postojalo ništa što bi foton, elektron ili kvark sprečilo da se kreću brzinom svetlosti (što u slučaju kvarkova i elektrona definitivno nije moguće).

Teoriju koja dopunjuje standardni model i objašnjava ovaj paradoks formulisala je grupa istraživača na čelu sa Piterom Higsom 1964. godine. Njihove polazne pretpostavke bile su vrlo radikalne, toliko radikalne da je Higsu bilo potrebno nekoliko godina da nađe izdavača koji je bio dovoljno „lud“ da publikuje njegovu revolucionarnu teoriju.

Po toj teoriji, kosmos prožima još jedno, do tada nepoznato fizičko polje, tzv. „Higsovo polje“, koje je potpuno nezavisno od ijedne do tada poznate čestice.

U davna vremena, neposredno nakon „Velikog praska“ i ovo polje je bilo simetrično sa granicama koje  opisuje već pomenuto slovo „U“, sa nulom u njegovoj najnižoj tački. Takvo Higsovo polje nije imalo nikakvog efekta na kretanje čestica – sve one i dalje su bile bez mase i kretale se brzinom svetlosti.

Ali, u jednom trenutku, iz razloga koji nam ni danas nisu poznati, priroda je spontano, sama od sebe, narušila ovu simetriju i iz Higsovog polja opisanog slovom „U“ prešla u stanje koje više liči na slovo „W“.

Упрошћени пример спонтаног рушења симетрије. На високим енергијама, потенцијал је такав да се  „честица“ смешта на минимум који је у координатном почетку, што представља симетрију. Када се енергија обори на ниже нивое и потенцијал добије изглед слова „W”, честица се спонтано спушта на одређену тачку новог минимума, чиме је почетна симетрија срушена.

Uprošćeni primer spontanog rušenja simetrije. Na visokim energijama, potencijal je takav da se „čestica“ smešta na minimum koji je u koordinatnom početku, što predstavlja simetriju. Kada se energija obori na niže nivoe i potencijal dobije izgled slova „W”, čestica se spontano spušta na određenu tačku novog minimuma, čime je početna simetrija srušena.

Špic na sredini ovog slova i dalje odgovara nuli, ali ako na tu tačku postavite bilo koju česticu, ona će spontano skliznuti u levu ili desnu „dolinu“ kojoj odgovara energija različita od nule. Slika više nije simetrična (čestica je ili na jednoj ili na drugoj strani) zbog čega nastaje interakcija čestice i Higsovog polja.

Higsov mehanizam korišćenjem matematičkog jezika opisuje kako spontano narušavanje simetrije Higsovog polja sprečava česticu da se kreće brzinom svetlosti. Makroskopski gledano, izgleda kao da je čestica usporila jer je iznenada dobila masu. Masa, u Higsovom tumačenju, nije ništa drugo nego manifestacija otpora koji deluje na česticu dok se probija kroz sveprisutno Higsovo polje koje raspolaže određenom energijom u svakoj tački prostora. 

Šta je bozon?

Piter Higs pored voštane figure Alberta Ajnštajna

Hipoteza u startu jeste delovala smelo (kome treba još jedno „izmišljeno“ polje?), ali je vremenom opstala: ne samo da je teorija bila konzistentna, zasnovana na validnim matematičkim proračunima, već su i sve konkurentne teorije vremenom bile odbačene kao protivrečne ili malo verovatne. Što ne znači da je Higsova teorija bila jednostavna i lako razumljiva – naprotiv.

Britanska vlada suočila se s teškom izazovom: kako da uloži milijarde funti poreskih obveznika u izgradnju „Velikog hadronskog sudarača“ („Large Hadron Collider“ ili „LHC“) pri Evropskom institutu za nuklearna istraživanja (CERN) u Ženevi, kako bi dokazala ili opovrgla teoriju koju je razumevala tek šačica ljudi. Početkom devedesetih godina, ministar nauke Vilijam Voldgrejv došao je na ideju da zatraži pomoć britanske javnosti: obećao je bocu najfinijeg šampanjca onome ko na jednom listu papira slikovito objasni „Higsov mehanizam“.

Kako je glasilo pobedničko objašnjenje?

Elektron u Higsovom polju

Zamislite Knez Mihailovu ulicu prepunu ljudi, kao onda kad se nešto deli džabe, bez ijednog praznog kvadrata od Terazija do Kalemegdana. Sad zamislite dve osobe koje žele da prođu kroz tu ulicu s kraja na kraj: jedna od njih je Novak Đoković, druga osoba je moja malenkost. Na samom početku obojica se krećemo jednakom brzinom. Međutim, Novaka prepoznaje praktično svako. Ljudi se skupljaju oko njega, zastajkuju, traže autograme, postavljaju pitanja, usporavaju ga na svakom koraku.

Na drugoj strani, mene ne prepoznaje praktično niko: iako je ulica prepuna ljudi, ja kroz nju prolazim bez problema, kao Nadal kroz Rolan Garos. Za nekog ko naivno gleda stvari sa strane i posmatra samo Novaka i mene, ignorišući prolaznike na ulici, izgleda kao da se Novak kreće mnogo teže, tj. kao da ima mnogo veću masu od mene (u stvarnosti, na žalost, stvari stoje malo drugačije).

Ti slučajni prolaznici su, zapravo, ono sveprožimajuće Higsovo polje koje uzrokuje Novakovo sporo kretanje. U toj masi neko će još iz daljine reći: „Evo ga Novak!“ i ta će informacija kao talas putovati kroz masu, sakupljajući povremeno na jedno mesto dva ili tri prolaznika.

Taj talas, taj poremećaj koji putuje kroz Higsovo polje slučajnih prolaznika je, zapravo, Higsova čestica, tzv. „Higsov bozon“.

Put do „božije čestice“ dug 50 godina i 10 milijardi dolara 

OK, u stvarnosti pobedničko objašnjenje nije pominjalo Novaka, Knez Mihailovu i slučajne prolaznike, nego izbornu konvenciju konzervativaca i Margaret Tačer. I nije ga napisao autor ovog teksta već Dejvid Miler, jedan student iz Londona. Kakogod, Higsu se objašnjenje veoma dopalo i danas ćete ga naći na Jutjubu u stotinu različitih verzija.

Međutim, u laičkoj javnosti, Higsov bozon mnogo je poznatiji kao „božija čestica“, a to alternativno ime nastalo je pomalo komičnim spletom okolnosti.

Leon Lederman, matematičar i fizičar koji je još 1988. godine dobio Nobelovu nagradu za svoj rad o neutrinima, napisao je 1993. godine knjigu o potrazi za Higsovim bozonom pod naslovom „Prokleta čestica: Ako je Univerzum odgovor, šta je onda pitanje?“

Uredniku se nije dopao previše ostrašćen ton naslova pa je zatražio da se umesto reči „prokleta“ („goddamn“, na engleskom) ubaci reč „božija“ („god’s“).

Ispostaviće se da je ova naizgled kozmetička izmena jednog atributa imala ogromnu ulogu u konstantnom porastu interesovanja javnosti za nuklearna istraživana. Stotine novinara jedva upućenih u osnovnu temu počelo je o istraživanjima u CERN-u da piše kao o potrazi za Bogom, verujući da je Higsov bozon zapravo otisak Božijeg palca koji kosmos nosi još od početka prostora i vremena. Higs, kao zakleti ateista, nikad nije prihvatio alternativni naziv tvrdo verujući da u naučnim teorijama Bog nema šta da traži.

Kada je LHC, verovatno najveća i najsloženija mašina koju je čovek ikad napravio, proradila punom parom, pitanje Higsovog bozona našlo se na samom vrhu istraživačkih prioriteta. Jer, u konstrukciju LHC-a uloženo je preko 10 milijardi dolara a tako veliku investiciju mogao je da opravda samo neki spektakularni rezultat.

Higsov bozon konačno je otkriven 2012. godine a nalaz su, mimo svake sumnje, potvrdila dva nezavisna istraživačka tima koristeći potpuno različitu metodologiju i aparaturu.

Pre nego što je otkriće zvanično najavljeno Higs je dobio poziv da poseti CERN uz zagonetnu napomenu: „Ako ne dođete, biće Vam žao“. Znajući da se radi o nečemu jako velikom, Higs je promenio svoje planove i doputovao u Ženevu kako bi pred ushićenom publikom sastavljenom od novinara, naučnika i istraživača iz prve ruke čuo da je njegova teorija, stara skoro pola veka – zapravo tačna.

Vest o otkriću Higs je primio s urođenom skromnošću. „Ponekad je zaista lepo biti u pravu. Kada sam formulisao teoriju, nisam bio siguran da ću doživeti ovaj trenutak“, rekao je novinarima. 

Dopuna standardnog modela 

Higs nije bio jedini koji se bavio ovom problematikom i ta činjenica evidentna je i u odluci Nobelovog komiteta da Nobelovu nagradu za fiziku 2013. godine Higs podeli sa Fransoa Englertom. Higsov originalni doprinos najznačajniji je kada je famozni bozon u pitanju. Iako se njegovo postojanje implicitno nagoveštava i u radovima drugih naučnika koji su se bavili fenomenom „spontanog sticanja mase“, jedino je Higs smatrao da se teorija ne može smatrati valjanom sve dok bozon ne bude otkriven.

S druge strane, Higs nikad nije pokušao da svoj doprinos stavi iznad onoga što su uradili drugi naučnici. Više puta je ukazao da „nije fer“ što je novootkriveni bozon poneo njegovo ime: „Ja sam imao sreću i dar da povežem neke rasparane krajeve koji su odavno visili u vazduhu. I to je sve.“

Nagradu bi za svoj doprinos skoro sigurno primio i Robert Braut ali je on preminuo 2011. godine (Nobelova nagrada se ne dodeljuje posthumno). Higsovo ime, bilo to pravedno ili ne, postalo je deo savremene pop-kulture, dok su Braut i Englert morali da se zadovolje stranicama na Vikipediji, iako je njihov rad na temu mase elementarnih čestica bio objavljen nekoliko nedelja pre Higsovog. 

Slava nije izmenila Pitera Higsa. I pre i posle otkrića bio je povučen, skoro sramežljiv čovek. Neki su mu čak zamerali da je za fiziku i naučnu zajednicu mogao da uradi mnogo više, da je mogao bolje da iskoristi svetlost reflektora i svoju medijsku sveprisutnost.

Činjenica je, međutim, da mu prepoznatljivost i slava koji su usledili nakon dodele Nobelove nagrade nisu mnogo prijali, čak je tvrdio da su mu u velikoj meri uništili život. „Doba spokoja u kojem sam ranije uživao, naprasno se završilo. Ovakva vrsta publiciteta nije za mene. Ja sam čovek koji voli da radi u samoći i kome, s vremena na vreme, sine poneka bistra ideja“, govorio je Higs o sebi.

Ta predanost nauci i dugim časovima razmišljanja verovatno ga je koštala i braka: od svoje dugogodišnje supruge Džodi razveo se, kako sam priznaje, sopstvenom krivicom jer mu je naučni rad često bio važniji od nje i porodice. Ipak, ostali su u dobrim odnosima sve do njene smrti 2008. godine. 

Higsov naučni doprinos svakako je ogroman. Standardni model dobio je još jednu česticu, bozon je nazvan po njegovom imenu. Na dijagramima standardnog modela taj Higsov bozon uvek stoji nekako po strani ali bez njega slika više nije kompletna.

Neodgovorena pitanja

Higs je svojim radom još jednom potvrdio valjanost standardnog modela i postavio ga na još čvršće noge nego pre. Enigma čestica bez mase konačno je rešena.

Higs je, međutim, uvek gledao u daljinu – za njega je Higsovo polje bilo tek most do delova fizike koje još uvek nismo ni počeli da istražujemo.

Piter Higs i Stiven Hoking

Da pođemo od jednostavnih pitanja... Mi, na primer, još uvek ne znamo zašto neke čestice stupaju u interakciju sa Higsovim poljem i tako stiču masu (elektron, na primer) dok su druge bez mase i putuju kroz to isto polje bez ikakve interakcije brzinom svetlosti (foton, na primer).

Standardni model je i dalje pun misterija: on, recimo, obuhvata tri tipa neutrina. Priča o neutrinu uzbudljiva je kao i priča o Higsovom bozonu – za ovu priliku dovoljno je reći da je neutrino, verovatno, najzagonetnija i najegzotičnija čestica u prirodi.

U kosmosu ovih čestica ima u izobilju: kroz nokat na vašem prstu svake sekunde prođe nekoliko milijardi neutrina a da to i ne osetite, jer neutrini izuzetno retko stupaju u kontakt s „običnom“ materijom (njihovo delovanje ograničeno je na silu slabe nuklearne interakcije koja ima izuzetno kratak domet).

Po standardnom modelu, neutrini ne bi trebalo da imaju masu, ali je danas, na osnovu eksperimenata izvedenih sa Sunčevim neutrinima, skoro izvesno da ona ipak postoji, iako je izuzetno mala, toliko mala da je do sad niko nije precizno izmerio. Da li je izvor te mase Higsov mehanizam ili nešto drugo, ostaje da se vidi.

I na kraju, tu je najveća misterija današnje fizike, a možda i nauke uopšte: poreklo tamne materije i tamne energije. Danas znamo da ove dve „tamne komponente“ čine oko 96% celokupnog sadržaja kosmosa i tu se naše znanje o ovim tajanstvenim sastojcima univerzuma praktično završava. Ima li tu Higsovo polje neku svoju skrivenu ulogu takođe nije poznato, ali je Higs verovao da tu mogućnost takođe treba istražiti. 

Nakon 2012. godine i otkrića Higsovog bozona ono što sigurno možemo da kažemo je da onih deset milijardi dolara koliko je koštao LHC nije potrošeno uzalud. Čak i kada se na taj trošak doda onaj skupi šampanjac koji je popio već pomenuti Dejvid Miler, zaključak ostaje isti – znanje nije besplatno, a ono fundamentalno je najčešće i najskuplje.

RTS OKO

Problem tri tela, dve serije i jednog romana: Šta ako ni dolazak vanzemaljaca više nije rešenje?

Roman „Problem tri tela“ kineskog pisca Lijua Cisina, predstavlja prvi deo naučno-fantastične trilogije pod nazivom „Besede o Zemljinoj prošlosti“. Knjiga je inicijalno objavljivana u odlomcima tokom 2006. godine da bi se u integralnoj formi pojavila dve godine kasnije. Tokom narednih godina knjiga će u Kini dostići kultni status da bi na kraju bila proglašena za najbolji Sci-Fi roman objavljen u toj zemlji u XXI veku. Bilo je to dovoljno da se i strani izdavači zainteresuju za ovo delo. Ispostavilo se da je knjiga postala svetski fenomen takoreći preko noći.

Kada se konačno pojavilo prvo prevedeno izdanje 2014. godine, ceo tiraž je razgrabljen a knjiga je pokupila skoro sve značajne nagrade rezervisane za ovaj književni žanr. Pored ostalog, bila je to prva knjiga pisca iz Azije koja je dobila prestižnu nagradu „Hugo“, koja je po pravilu rezervisana za remek-dela koja dolaze sa zapadne hemisfere. Slava koju je stekao Liju Cisin uporediva je sa onom u kojoj su uživali Artur Klark, Isak Asimov ili Rej Bredberi.

Bilo je samo pitanje vremena kada će se neko zainteresovati da ovu knjigu pretoči u TV seriju. Kinezi su to uradili prvi. Njihova ekranizacija u vidu 30 epizoda prikazana je (uglavnom) lokalnoj publici tokom 2023. godine a pratile su je sasvim solidne kritike. Oko autorskih prava na ekranizaciju romana u ostatku sveta dugo godina vodila se rovovska bitka, sve dok Netfliks nije uspeo da ih otkupi od dvojice kineskih biznismena koji su ta prava pribavili direktno od autora.

Kad kažemo „bitka“, ne mislimo na stilsku figuru: Lin Ći, kineski multimilioner iz sveta video-igara, koji je dosta doprineo da Netfliks pobedi u trci za autorska prava, izgubio je glavu nedugo pošto je 2020. godine imenovan za jednog od producenata serije. Njega je u 39. godini života otrovao Hu Jao, bliski saradnik iz iste kompanije, nezadovoljan što je u realizaciji celog projekta dobio drugorazrednu ulogu. Sud u Šangaju osudio ga je na smrt.

Cisinova trilogija u izdanju "Lagune"

Ekranizacija uspešne knjige po pravilu je nezahvalan posao koji se neretko završava sasvim prosečnim delom, a ponekad i klasičnim fijaskom. TV serija i knjiga jednostavno nisu isti medij. U knjizi obično postoji mnogo više prostora za razvoj likova, radnje, pozadinskih priča i bočnih zapleta. TV serija jednostavno ne trpi toliku „rasplinutost“: vreme epizode je ograničeno, baš kao i njihov broj. Nešto od izvornog materijala neminovno će ostati neiskorišćeno.

Tu je i problem fokusa na pogrešan ili nebitan deo priče, činjenica da je neke delove knjige nemoguće ekranizovati na pravi način, bilo zbog toga što je tema suviše apstraktna, bilo zato što je budžet potreban za scensku realizaciju prevelik. Ali, ono što autore ovakvih serija po pravilu najviše „uništava“ su nerealna očekivanja publike: svi oni koji su pročitali knjigu očekuju da TV-serija ili film budu jednako dobri ako ne i bolji.

Liju Cisin, autor "Problema tri tela"

Zato su uspešne ekranizacije čuvenih romana, naročito onih iz oblasti (naučne) fantastike relativno retke. U ovom slučaju, Netfliks je pokušao da igra na sigurno tako što je adaptaciju romana poverio Dejvidu Beniofu i D.B. Vajsu koji su se proslavili radeći na epskoj seriji „Igra prestola“ napravljenoj po istoimenoj sagi Džordža R. R. Martina. Dugo godina su fanovi Džordža Martina verovali da je ovo njegovo delo, iz bezbroj razloga, nemoguće prebaciti na TV ekran: previše likova rasutih na nekoliko kontinenata, paralelne priče koje su se spajale ili preplitale tek nakon mnogo godina, radnja ispirisana događajima koji sežu mnogo decenija i vekova u prošlost. Ipak, Beniof i Vajs su za HBO napravili seriju koja je bila toliko kvalitetna i uspešna da se i dan-danas na mnogim rang listama kotira kao najbolja TV-serija svih vremena.

„Problem tri tela“ je, u odnosu na „Igru prestola“, potpuno drugi žanr. Umesto Martinove epske fantastike Beniof i Vajs susreli su se s klasičnim naučno-fantastičnim romanom koji, u najkraćem, opisuje čovečanstvo koje se suočava s invazijom neprijateljski nastrojene kosmičke civilizacije.

Veliki deo svoje dinamike knjiga crpi iz neprekidnog preplitanja sadašnjosti i prošlosti. A ta prošlost opisuje maoističku Kinu iz šezdesetih godina, u punom zamahu Kulturne revolucije, u kojoj su naučnici, poput onih koji su smatrali da je „Big Beng“ najverodostojniji model nastanka kosmosa, bili linčovani od strane fanatizovane komunističke rulje, samo zato što je koncept „velikog praska“ u nečijoj glavi implicirao postojanje Boga bez koga se taj prasak ne bi ni desio. U maovskoj Kini, postojao je samo jedan Bog i on se zvao Mao.

Netfliks se ne gleda u Kini ali to ne znači da Kinezi nisu ispratili seriju od prve do poslednje epizode. Zahvaljujući rasprostranjenoj pirateriji i drugim načinima koji zaobilaze restrikcije nametnute kineskim korisnicima interneta, žestoke polemike o seriji „Problem tri tela“ na kineskim društvenim mrežama i dalje traju (samo na mreži Weiboo, serija je pomenuta preko dve milijarde puta).

Originalni roman u Kini je toliko popularan da mnogi znaju čitave pasuse iz njega napamet. Oni po pravilu imaju vrlo loše mišljenje o Netfliksovoj ekranizaciji: duh knjige, njena hronologija, dinamika i glavni akteri drastično su izmenjeni. Mnogi smatraju da su male promene u odnosu na original prihvatljive (kineska verzija serije u tom pogledu bila je vrlo oprezna), ali da one ne smeju da originalni rad izmene do neprepoznatljivosti.

Jedan komentator Netfliksovu seriju poredi sa tanjirom „piletine generala Coa“, jelom koje ima kineske korene ali je popularno na zapadu i često se uzima kao metafora za surogat i nerazumevanje između kultura. Kinezima smeta činjenica da su u seriji negativci uglavnom azijskog porekla dok fini svet koji pokušava da spase planetu od invazije živi u Londonu. Ipak, Kineze je najviše iritirao početak prve epizode, u kojoj se na vrlo direktan način opisuju zločini počinjeni u doba Mao Cedunga.

Neki su u kritici išli tako daleko da tvrde kako je Netfliksova jedina namera bila da napravi seriju koja će Kinu prikazati u lošem svetlu. U doba prilično zategnutih kinesko-američkih odnosa, mnogi smatraju da je Netfliks napravio seriju u kojoj je „politička korektnost“ važnija od samog sadržaja. 

U manjini su Kinezi kojima sva ova galama oko „Problema tri tela“ godi. Za njih je ovo potvrda vrednosti kineske naučno-fantastične književnosti i dokaz da Kina u ovom segmentu kulture ima mnogo toga da ponudi. Jedan od takvih primera je i Sci-Fi film „Lutajuća Zemlja“ koji je odlično primljen i u Kini i u svetu, sa ukupnim prihodom od preko 700 miliona dolara.

Jedan od komentatora na kineskim društvenim mrežama pokušao je loptu da spusti na zemlju: „Zašto baš sve mora da bude iskorišćeno kao povod za svađu. Jednima se više sviđa naša verzija serije, drugi više vole ovu novu. Zar ne možemo, jednostavno, da ostavimo politiku po strani, da se prepustimo mašti i uživamo?“

Knjiga i Netfliksova serija „Problem tri tela“ nemaju isti vremenski sled: kako bi lakše prošla kontrolu kineskih cenzora, deo priče o maovskoj Kini u originalnoj knjizi gurnut je u sredinu. Prevedena verzija knjige i serija imaju, međutim, vrlo brutalan početak: talentovana i obrazovana mlada devojka Je Venije (glumi je Zin Ceng) prinuđena je da, kao pripadnik radne brigade sastavljene od „narodnih neprijatelja“, gleda kako joj maovski „preki sud“ linčuje oca, poznatog naučnika, zbog njegovih naučnih uverenja

Nedugo zatim, biva privedena u obližnju radio-opservatoriju kako bi pomogla zbunjenim kineskim naučnicima i neukim polit-komesarima da protumače misteriozne poruke koje stižu iz dubokog kosmosa. Je Venije će vrlo brzo zaključiti da su poruke delo inteligentnih bića, još brže će otkriti način da koristeći Sunce kao pojačivač komunicira s njima brzo i jasno. Iako će je, u jednom trenutku, glas sa druge strane upozoriti da vanzemaljci nisu miroljubivi i da je bolje prekinuti svaki kontakt sa njima pre nego što stvari krenu po zlu, Je Venije na kraju donosi sudbonosnu odluku: kakvi god da su, vanzemaljci su verovatno manje zli od ljudi koji su ubili njenog oca.

Poslednja poruka koju će emitovati u kosmos eho je njene nemoći da na Zemlji bilo šta promeni na bolje: „Dođite i uzmite stvari u svoje ruke, mi za to nismo sposobni.“

U knjizi, u delu koji se odnosi na sadašnjost, glavni junak je Vang Miao, profesor nano-tehnologije. U seriji, umesto Vanga imamo nekoliko likova koje vezuje nekadašnje zajedničko studiranje na Oksfordu. Tu je Saul (Jovan Adepo), neostvareni genije koji nikako ne napreduje u naučnoj karijeri jer suviše vremena provodi ili uduvan ili spavajući, ostavljajući svoj briljantan intelekt ispod jastuka. Najsimaptičnija je, svakako, prelepa Ogi (Eiza Gonzales), genijalna inženjerka koja je na pragu velikog otkrića u oblasti super-tankih vlakana, koja pokušava da svoje znanje iskoristi za dobrobit ljudske vrste.

Tu je, zatim, i Jin (Džes Hong), fizičarka čija brzina logičkog zaključivanja daleko prevazilazi ono što može da postigne njen prijatelj Džek (Džon Bredli) koji je napravio bogatstvo u industriji slatkiša i grickalica, inače zadužen za retke komične momente u seriji. I na kraju, tu je i Vil (Aleks Šarp) koji je, nekako, u životu postigao najmanje i vreme provodi radeći kao školski profesor. Sve to začinjeno je i sa malo romantike u kojoj osoba A voli osobu B, osoba B voli osobu C, ali se krug ne zatvara pa u seriji (srećom) nema mnogo mesta za sentimentalnost i patetiku.

Svako od petoro glavnih aktera će na svoj način saznati da su vanzemaljci na putu i da je invazija na Zemlju neminovna. Normalni zakoni fizike kao da više ne važe, svi svetski akceleratori proizvode „nemoguće“ rezultate, kao da neko sa strane namerno uništava eksperimente želeći da uspori rast znanja i napredak ljudskog roda.

Suočeni sa ovim besmislom, naučnici masovno izvršavaju samoubistva, često progonjeni vizijom štoperice koja im odbrojava poslednje sate. Zvezde namiguju, pale se i gase kao lampioni, nešto što daleko prevazilazi ljudske moći i asocira na nekog ko je sveprisutan i, reklo bi se, svemoćan.

Ceo svet nadgledaju dva protona (sofoni) koje su vanzemaljci u N-dimenzionalnom svetu uvećali do grotesknih razmera, stvarajući kompjuter koji obuhvata čitavu Zemljinu kuglu (ako vam ovo deluje potpuno bizarno, niste jedini). Zahvaljujući sofonima koji čuju i vide sve, čovečanstvo nema nikakvih tajni pred nadirućom vanzemaljskom silom.

Za epizodiste su izbrani glumci koji bi u nekoj drugoj prilici možda nosili celu priču. Najupečatljiviji je, svakako Da Ši (Benedikt Vong), policajac čija se „kilometraža“ čita sa njegovog rošavog lica, izbačen iz nekoliko državnih službi zbog svog namćorastog stila, da bi se uvek skrasio u nekoj novoj gde još uvek nije stigao da uništi svoju karijeru.

Za državne poslove zadužen je misteriozni Vejd (Lajam Kaningem), čovek bez saradnika, a po potrebi i bez savesti: nije najjasnije kome odgovara i od koga dobija naređenja, ali sudeći po ovlašćenjima koja ima, reklo bi se da je to neka beskonačno moćna služba koja nema ni čestito ime.

Sa vanzemaljcima komunicira i bogati Majk Evans (Džonatan Prajs), jedan od onih koji se raduju predstojećoj „smeni vlasti“ na planeti, koji neprekidno pokušava da pronikne u psihu osvajača, bez mnogo uspeha. Njegov brod, opremljen velikom radio antenom, krstari svetom i prihvata istomišljenike, sve one koji u dolasku vanzemaljaca vide buduće „gospodare“ i „svemoćne“. A kad stvari treba diskretno pogurati u jednu ili drugu stranu, eliminisati nekog ko je suvišan, potrošen ili, jednostavno, beskoristan, tu je zagonetna, nasmejana i smrtno opasna Tatjana (Marlo Keli), agent vanzemaljaca specijalizovan za izrazito prljave poslove.

Svi ovi karakteri imaju neku svoju posebnost, gluma je, u najvećem delu, pristojna i iznad standarda prosečene TV serije. Ipak, teško je oteti se utisku da neki od aktera izgledaju kao suvi početnici kada se u kadru nađe jedan Džonatan Prajs. Zaplet je, međutim, suviše konfuzan, nedorečen, sa meandrima koji vrludaju od jednog neobjašnjenog detalja do drugog, kao da učestvujete u partiji šaha u kojoj se pravila menjaju na svakih pola sata. Nit priče koju ste taman uhvatili u narednoj epizodi završava na slepom koloseku.

Sa tehničke strane, serija nudi neke spektakularne scene, ali nijedna od njih neće ući u antologiju filmskih efekata. Suviše malo za seriju od osam epizoda u kojoj su (bar) dve beskrajno dosadne i potpuno suvišne za čitavu priču.

***

Problem tri tela nije izmišljena književna fraza. Formulisan je još u vreme Isaka Njutna kada je klasična mehanika dobila svoje čvrste temelje. Problem je, naizgled, sasvim prost: imate tri tela čije su mase, trenutni položaji i brzine poznati. Ova tri tela deluju jedno na drugo isključivo silom gravitacije: to je ona sila zbog koje jabuka pada sa grane, koja Mesec drži u orbiti oko Zemlje, Zemlju u orbiti oko Sunca i koja na okupu drži zvezde u galaksijama. Kada raspolažete ovim ulaznim podacima, treba odrediti položaje i brzine sva tri tela u proizvoljnom trenutku u budućnosti.

Ako samo malo uprostite ovaj problem i umesto tri tela uzmete dva, rešenje je tako jednostavno da ga danas može razumeti svaki student koji uz osnovne principe mehanike poznaje i nešto malo diferencijalnog računa. Zaključićete da se planete oko Sunca kreću periodično, po kružnicama ili elipsama, dok u opštem slučaju putanje mogu da budu samo još samo dve krive: parabola i hiberbola. Ako u sistem ubacite još samo jedno telo, sistem postaje „haotičan“.

Na sam pomen „haosa“, prosečan čitalac obično pomisli na sistem koji se ne pokorava bilo kakvim zakonima. Ovakvo tumačenje „haosa“ u svetu matematike i fizike je potpuno pogrešno: haotični sistemi i dalje imaju stroge zakone koji njima upravljaju (u našem slučaju, to je gravitaciona sila koju definiše jedna prosta, nepromenljiva jednačina) – problem je, međutim, što su haotični sistemi ekstremno osetljivi na inicijalne uslove (na početne položaje i brzine) što u krajnjem dovodi do kretanja i putanja koja deluju „slučajno“ i nepredvidljivo jer se nikad ne ponavljaju u istom obliku.

Haotični sistemi mnogo su češći nego što vam se čini: u stvarnosti, susrećete se haosom na svakom koraku. Jedan od klasičnih primera je prognoza vremena za određeni region ili vaš grad u narednom periodu. Zašto su prognoze vremena tako nepouzdane, takoreći neupotrebljive ako se odnose na period duži od par dana?

Sa jedne strane, mi dosta dobro poznajemo kako se ponaša zemljina atmosfera, kako funkcioniše hidrosfera, kako kopnene mase i njihova topografija utiču na vremenske prilike – pa opet, kada sve te dobro poznate fizičke zakonitosti ubacite u jedan veliki računarski program, kada na to dodate set podataka koji opisuju trenutno stanje, dobijate prognoze koje vrede jedva nedelju dana, često i manje.

Problem je u tome što je svetsko vreme, baš kao i problem tri tela, jedan haotičan sistem – male nepoznanice ili promene u inicijalnim uslovima mogu, već u roku od par dana, da dovedu do potpuno pogrešnih predviđanja. Uzrok ovome leži u činjenici da haotični sistemi najčešće „pate“ od nečega što se zove „efekat leptira“ („butterfly effect“): ako jedan leptir mahne svojim krilima negde u Australiji, taj mali poremećaj nedelju dana kasnije može da uzrokuje uragan na obali Amerike. Nijedan kompjuterski program ne može da obuhvati enormnu količinu detalja koja je potrebna za izradu vremenske prognoze koja bi bila dugoročno tačna.

Problem tri tela spada u istu grupu problema. Mnogi poznati matematičari, poput Njutna ili d’Alambera, uzalud su pokušavali da pronađu tzv. „analitičko rešenje“, tj. rešenje koje se može formulisati skupom klasičnih matematičkih formula. Tek je Hajnrih Bruns krajem XIX veka dokazao da takvo rešenje ne postoji i da je problem moguće rešiti samo približno, korišćenjem aproksimativnih metoda.

U beskrajnoj šumi mogućih trajektorija tri tela neke su, ipak, manje „haotične“ od drugih, ispoljavajući određene pravilnosti od kojih je najznačajnija periodičnost, tj. ponavljanje kretanja na isti način nakon isteka određenog vremena. Prvu takvu „familiju“ periodičnih trajektorija otkrili su Ojler ili Lagranž, a zatim su prošla dva veka pre nego što su, zahvaljujući napretku računara, otkrivene još dve. Veliki doprinos ovom čuvenom problemu dala su i dva srpska naučnika, Milovan Šuvakov i Veljko Dmitrašinović, koji su 2013. godine pronašli još 13 oblika periodičnog kretanja tri tela.

U prirodi, trojni sistemi susreću se vrlo često. Nama najbliža zvezda, Proksima Kentauri, na rastojanju od oko 4,25 svetlosnih godina, zapravo je deo trojnog zvezdanog sistema Alfa Kentauri. U praksi su trojni sistemi često nestabilni – ako jedno telo ima značajno manju masu od ostala dva, moguće je da ono nakon određenog vremena stekne dovoljnu količinu energije i napusti trojni sistem. Sistem u kome se nalazi Proksima Kentauri je, međutim, „hijerarhijski“: druge dve zvezde u sistemu nalaze se na mnogo manjem rastojanju od treće. Gledano sa Proksime Kentauri, te dve zvezde deluju, zapravo, kao jedna a takvi sistemi su, po pravilu, stabilni. 

Serija „Problem tri tela“ je u čuveni matematički problem ubacila i četvrtog člana: planetu oko koje se, u svom nepredvidljivom, haotičnom kretanju, „otimaju“ zvezde trojnog sistema. U zavisnosti od trenutnog „domaćina“, ova planeta, naseljena nepoznatom civilizacijom „San-ti“, zato trpi drastične klimatske promene u zavisnosti od veličine i blizine svog trenutnog zvezdanog domaćina.

Stabilni periodi odgovaraju uslovima koji na planeti omogućavaju razvoj inteligentnog života. Ali u haotičnom sistemu kakav je onaj opisan u seriji, ništa ne traje večno, pa ni periodi relativnog spokoja. Kada uslovi na planeti postanu suviše ekstremni, na jednom ili drugom kraju temperaturne skale, čitava tuđinska civilizacija doživljava kolaps i biva vraćena na svoj evolutivni početak da bi se, kao feniks iz pepela, ponovo rodila nakon što trojna zvezdana konstelacija ponovo zauzme povoljnu konfiguraciju.

Bilo koja civilizacija koja bi se našla u sličnoj situaciji, svesna da je svaki period njenog razvoja, koliko god bio dug, neminovno ograničen sveopštom apokalipsom, kad-tad bi morala da potraži izbavljenje, novo mesto za život koje ne bi bilo podložno teško predvidljivim „hirovima“ haotičnog zvezdanog sistema.

Naša matična zvezda, Sunce, nije deo dvojnog ili trojnog sistema i zato planete u njegovoj orbiti imaju stabilne putanje koje će se u istoj formi održavati još stotinama miliona godina. Reklo bi se da je Sunčev sistem idealno mesto za civilizaciju došljaka, naročito ako sa Zemlje stigne odgovarajući poziv.

***

Netfliksov „Problem tri tela“ je jedna od onih Sci-Fi serija u kojoj su elementi fantastike jednako bitni kao i naučne činjenice koje autori neprekidno serviraju u regularnim intervalima, ponekad zloupotrebljavajući činjenicu da će se u celom tom galimatijasu, koji pokriva ogroman prostor, od totalnog kvazi-naučnog nonsensa do citiranih paragrafa sa Vikipedije, prosečan gledalac, naročito onaj sa relativno skromnim znanjem fizike i matematike, teško snaći. Možda je tako i bolje. Jer, kad zagrebete malo ispod površine sjajne produkcije i ostavite po strani specijalne efekte, gomila stvari se, jednostavno, ne uklapa ili direktno protivreči jedna drugoj. 

Prvih nekoliko epizoda, recimo, fokusirano je na igru koja se odigrava u sajber-svetu koji kreiraju vanzemaljci. Ulaznica za tu igru je jedan uglancani metalni šlem koji osobu koja ga stavi na glavu seli u uvek drugačiju epohu istorije vanzemaljaca („San-tija“), baš u trenutku kada vrhovni vladar (papa, car ili neko treći) pokušava da uz pomoć svojih najučenijih savetnika (koji se slučajno zovu Aristotel, Njutn ili Tjuring) odgonetne da li im predstoji period (ne)stabilnosti, i koliko će on biti dug.

Junaci ove serije, sa svojim „vanglama“ na glavi, imaju priliku da u tom veštačkom svetu iznesu svoje mišljenje što im, ponekad, omogućava da pređu u naredni nivo igre, gde će ponovo rešavati isti problem, u nekoj drugoj iteraciji evolucije vanzemaljaca.

Smisao te igre, koliko god da je vizuelno fascinantna (vrhunac je svakako scena u kojoj tri miliona vojnika simulira Tjuringov automat okrećući ploče čija bela strana simulira jedinicu, a crne nulu), ostaje potpuno nejasan. Neki od ovozemaljskih igrača ostaće bukvalno bez glave zbog svog odnosa prema igri, neki će napredovati iz nivoa u nivo sve dok igra ne prestane, isto onako kako što je i započela – bez objašnjenja. Da li vanzemaljci kroz ovu igru regrutuju potencijalne „petokolonaše“ na Zemlji, da li ispituju našu inteligenciju ili traže rešenje za svoje fundamentalne probleme, ostaje nejasno, zagubljeno u kraku priče koji nikud ne vodi.

U seriji se pominje i čuveni Fermijev paradoks, kao jedan od najjačih argumenata protiv teorije da izvan naše planete postoji inteligentan život. Fermijev argument je savršeno logičan: ako u kosmosu, negde u našem Mlečnom putu postoji inteligentan život, čak i u slučaju da on evoluira vrlo sporo, pripadnici tako inteligentne vrste bi za nekoliko stotina miliona godina kolonizovali čitavu galaksiju.

Drugim rečima, ne bismo morali da idemo daleko da bismo otkrili tragove postojanja jedne tako dugovečene civilizacije. Na žalost (ili na sreću), nakon decenija upornog posmatranja, naše kosmičke sonde i teleskopi do sada nisu detektovali nijedan artefakt koji bi ukazivao na inteligentni dizajn vanzemaljskog porekla. Gde su, onda, svi ti vanzemaljci, sva ta inteligentna bića kojima bi kosmos trebalo da bude preplavljen. Fermijev odgovor je prost: nema ih, zato što ne postoje. Život u svojoj inteligentnoj formi postoji samo na Zemlji i nigde više.

Fermijev paradoks je u seriji okrenut naglavačke. Ne samo da inteligentan život postoji u kosmosu, već se on nalazi u našem najbližem komšiluku. Civilizacija „San-ti“ pokrenula je invaziju na Zemlju zahvaljujući činjenici da je od nas udaljena svega četiri svetlosne godine, što u stvarnosti, otprilike, odgovara rastojanju između Sunca i nama najbliže zvezde, Proksime Kentauri. Na tako malom rastojanju, drugih kandidata za lokaciju „San-ti“ civilizacije nema. Tačno je da je Proksima deo trojnog zvezdanog sistema, ali u stvarnosti, ovaj sistem je stabilan i jednostavno se ne uklapa u priču, baš kao ni pomenuti Fermijev paradoks. 

Tu su zatim i brojne nelogičnosti kada su u pitanju moći kojima raspolažu vanzemaljci: oni su u stanju da kreiraju neverovatno realistične svetove u našem umu takoreći trenutno, dovoljan je običan šlem. Sa izabranim ljudima na Zemlji, kao što je filantrop Majk Evans, oni komuniciraju glasom, preko ogromnog kosmičkog prostranstva u realnom vremenu.

Tehnički, vanzemljaci su apsolutno superiorni, ali zato ispoljavaju skoro komičnu nesposobnost da shvate smisao jedne obične dečije priče ili da prihvate sposobnost ljudskih bića da lažu po potrebi. Iako je brzina svake komunikacije ograničena brzinom svetlosti, ona je ovde ignorisana i to je sasvim OK. Jer, nema tog Sci-Fi filma ili serije u kojima se određeni fizički limiti ne ignorišu kada dinamika priče to zahteva („Beam me up, Scotty!“). Međutim, u „Problemu tri tela“ ti fizički limiti, ponekad, ipak važe, tako da su vanzemaljci krenuli na put do Zemlje brzinom koja dostiže svega 1% brzine svetlosti. Ta arbitrarnost u suspendovanju i poštovanju fizičkih zakona jednostavno ne doprinosi da priča bude konzistentnija i smislenija.

Prost račun, dakle, pokazuje da će se neprijateljski nastrojena civilizacija naći na našem pragu kroz 400 godina. I tu dolazimo do najslabijeg mesta u čitavoj priči: četiri veka pre finalnog obračuna, čovečanstvo je već ekstremno podeljeno na one koji jedva čekaju dolazak „Svemogućih“ i njihove protivnike, a ulični nemiri, sukobi jednih i drugih eskaliraju svakodnevno. Ujedinjene nacije su po skraćenom postupku izabrale „trijumvirat mudraca“ koji treba svakodnevno da radi na pripremi odbrane, ali ćutke, bez pisanih tragova, jer, zahvaljujući pomenutim sofonima, vanzemaljci čuju i vide sve ali ne mogu da čitaju misli. Nemir i strah šire se kao požar a prodavnice su već opustošene, jer uspaničeni narod pravi zalihe za četiri veka…

Veze to nema sa ljudskom prirodom (naročito srpskom). Jer, mi ne hajemo za jednako opasne stvari koje nas očekuju tu, odmah iza ćoška, kamoli za neprijatelja koji je četiri veka daleko do nas. Neki esencijalni ovozemaljski resursi od kojih još uvek zavisi naša egzistencija, sviđalo se to nama ili ne, nestaće mnogo pre: prema procenama univerziteta u Stenfordu, ako se održe postojeći trendovi potrošnje, nafta će potrajati još 30 godina, gas 40, ugalj 70, uranijum još 150.

Uz sav napredak u izgradnji solarnih elektrana i vetro-parkova, iz fosilnih goriva još uvek se zadovoljava preko 70% energetskih potreba. Prema Pariskom sporazumu koji je do sada ratifikovalo skoro 200 država sveta, neophodno je smanjiti globalnu emisiju ugljen-dioksida tako da prosečna godišnja temperatura ne poraste za više od 2C do kraja veka, što je cilj koji, skoro sigurno, neće biti ostvaren.

I, na kraju, da pomenemo pandemiju korone: više od sedam miliona ljudi je izgubilo bitku sa novim virusom, a mi još uvek nemamo jedinstven stav o tome da li je vakcinacija neophodna ili štetna. Ukratko, suočeni smo s nebrojenim iskušenjima, vrlo realnim i opipljivim, s potencijalno katastrofalnim posledicama, mnogo pre nego što nam gosti iz galaksije zakucaju na vrata. 

Ko brine zbog svega ovoga? Realno, niko! Da li smo zabrinuti zbog toga? Ne! Nas mnogo više brine činjenica da nas mlazni avioni zaprašuju s neba, nervira nas to što Amerikanci nikad nisu bili na Mesecu a lažu da jesu, borimo se protiv novog svetskog poretka na čelu sa Iluminatima, a i Zemlja je po svojoj prilici ravna, samo NASA to neće da prizna iako smo ih pritisli dokazima. Koga briga za vanzemaljce koji će stići za 400 godina? Mi smo Turke izdržali 5 vekova, došli, posedeli pa otišli, kamoli nećemo vanzemaljce koje smo već videli, „Area 51“, ima snimak na Jutjubu; istina je, što rekoše u seriji „X-Files“, tamo negde, treba samo otvoriti oči...

RTS OKO