Foto:gapminder/ourworldindata, 123rf

U PRETHODNE dvije kolumne u IndexLabu odgovorili smo na dva od tri vječna pitanja: “Što smo?” i “Odakle dolazimo?”. Sada je red odgovoriti na pitanje “Kamo idemo?”. 

No najprije da se podsjetimo odgovora na prva dva pitanja. U kolumni, pod naslovom “Zašto je potpuno nevjerojatno to što uopće postojimo?”, saznali smo da smo apsolutno jedinstvena i nevjerojatna nakupina od oko 7 milijardi milijardi milijardi atoma, koje je priroda sastavila od hrane koju smo naše majke i mi jeli i zraka koji smo udisali, u procesu koji je evolucija optimizirala u protekle tri i pol milijarde godina. I točno znamo kojih atoma: 65 % našeg tijela je, po masi, kisik, 18,5 % je ugljik, 9,5 % je vodik, 3,2 % je dušik i tako dalje, a u našem tijelu ima elemenata poput bakra, kobalta, željeza, silicija, kositra, pa čak i cinka.

U drugoj kolumni, pod naslovom “Odakle smo došli? Priča o postanku ljudi najromantičnija je od svih priča”, saznali smo da smo djeca Velikog praska i zvijezda. Mi se sastojimo od atoma, a ti atomi su najvećim dijelom došli iz zvijezda, bilo za vrijeme dok je zvijezda sjala ili u supernovi - spektakularno eksplozivnom događaju umiranja te zvijezde. Stoga je zaključak da smo svi zvijezde i da slobodno možemo zatražiti zvjezdani tretman. To je najmanje što možemo učiniti za atome u nama - oni nas na čudesan način povezuju s velikim praskom, središtima zvijezda u kojima je temperatura i po 100 milijuna Celzijevih stupnjeva ili s eksplozijama  u kojima zvijezda na kratko nadsjaji cijelu galaksiju. Mi smo, dakle, djeca Velikog praska i zvijezda, a barem jedna zvijezda morala je umrijeti da se mi rodimo.

Odgovor na pitanje “Kamo idemo?” ima četiri komponente: jednu apsolutno-super-hiper-mega-ultra tužnu, vjerojatno najtužniju priču ikad ispričanu, drugu malo-manje-tužnu-ali-isto-super-tužnu, treću jako optimističnu, a četvrtu za nekoga tužnu, za nekoga ne, ali sigurno najpersonalnije povezanu s nama.

Ova prva, spektakularno tužna vezana je za sudbinu cijelog svemira, super-tužna povezana je s ovim dijelom svemira, optimistična je u vezi bliske budućnosti ljudskog roda, a ova zadnja priča je o tome što nam se dogodi kad umremo.

Priča o kraju svemira izuzetno je zastrašujuća. Stoga vas unaprijed upozoravam da, ako ste imalo osjetljivi ili na primjer ne volite gledati horor filmove jer vam je život bez njih ljepši, preskočite ovo i sljedeće poglavlje. Nemojte kasnije reći da vas nisam upozorio :-).

Crna sudbina svemira

Svemir je vrlo vjerojatno nastao u eksploziji koju nazivamo veliki prasak, prije oko 13,8 milijardi godina. Tada su nastali prostor i vrijeme kakve danas poznajemo, a cijeli svemir je vrlo vjerojatno nastao iz “ničega”. Ovo “ništa” je u navodnicima jer ono ne predstavlja uobičajeno ništa, nego se radi o takozvanom kvantnom vakuumu, punom virtualnih čestica i antičestica, koje neprestano nastaju i nestaju, u skladu s Heisenbergovim načelom neodređenosti, jednom od kamena temeljaca kvantne mehanike - osnovne teorije prirode. Idemo sada zajedno napraviti jedan mali eksperiment, koji će vam pomoći da bolje shvatiti kraj svemira. Uzmite neki mali objekt u ruku. Nešto poput kemijske olovke, male loptice, manje knjige ili slično, te ga lagano bacite vertikalno u zrak i ponovno uhvatite kada padne (doduše, ne morate ga uhvatiti, no bilo bi dobro :-)).

Taj se predmet vratio jer ste ga bacili brzinom manjom od 11,2 km/s, odnosno zato što ga je cijela Zemlja svojom masom privukla prema dolje. Jezikom fizike, gravitacijska potencijalna energija Zemlje veća je od kinetičke energije koju ste dali predmetu kad ste ga bacili uvis. I to prvenstveno zato što Zemlja ima jako veliku masu. Slično je i sa svemirom. Stvoren je u eksploziji i sve galaksije danas se odmiču jedna od druge velikom brzinom: svemir se širi. Razmišljajući o budućnosti svemira, postoje tri glavna scenarija: 1) svemir će se prestati širiti, na kratko zaustaviti i onda početi skupljati, slično kao što se predmet koji ste bacili uvis vratio u vašu ruku, 2) svemir će se nastaviti širiti, ali sve sporije i sporije i u konačnici zaustaviti, 3) svemir će se širiti sve brže i brže. Koji od ova tri scenarija je zaista realiziran ovisi o količini mase u svemiru. Ako ima jako puno mase, onda bi ona mogla prevladati i realizirao bi se prvi scenarij. Slično kao što se predmet vratio zbog ogromne mase Zemlje. Ali ako nema dovoljno mase onda su mogući drugi i treći scenarij. Stoga je za odgovor na pitanje kako će završiti svemir nužno znati koliko ima mase u svemiru. To smo izmjerili na razne načine. Zaključak je sljedeći: ako zbrojimo masu svih “vidljivih” objekata u svemiru, gdje pod “vidljivima” mislimo na svu materiju sastavljenu od atoma (u vidljivom svemiru ima oko 10 000 milijardi milijardi zvijezda i planeta, što je otprilike broj svih zrnaca pijeska na svima plažama na Zemlji!), zaključimo da je to samo 5 % svemira. Ostatak od 95 % je raspodijeljen na tamnu materiju (27 %) i tamnu energiju (68 %).

Za tamnu materiju znamo da ima gravitacijski utjecaj na zvijezde i galaksije, ali ne znamo od čega se sastoji, dok za tamnu energiju nemamo ni dobru ideju što bi mogla biti. Jedino što znamo je da uzrokuje širenje svemira. Zamislite, mi danas ne znamo od čega se sastoji 95 % svemira i to predstavlja najvažnije pitanje moderne fizike. S obzirom na to da obične materije ima samo 5 %, zaključak je da je nema ni približno dovoljno za prvi scenarij u kojemu bi se svemir ponovo vratio u točku iz koje je nastao. A s obzirom na to da u svemiru prevladava tamna energija, koja uzrokuje širenje svemira, najvjerojatniji scenarij završetka svemira je ovaj treći, u kojem će se on nastaviti širiti sve brže i brže. Nakon milijardi godina najprije će nestati sve galaksije s neba, zatim će se naša galaksija raspasti, nakon toga će se raspasti i sve zvijezde i svi planeti. U konačnici, nakon milijardi milijardi i milijardi godina, svaki atom će biti beskonačno udaljen od svakog drugog atoma i nestat će bilo koji oblik inteligencije. Svemir će završiti u hladnoj smrti. I tome nema pomoći. Baš tužno, no kako stvari za sada stoje, to je konačna sudbina svemira. Ako ste došli do ove točke, vjerojatno vam je jasnije što sam mislio pod “najtužnija priča ikad ispričana”. Lijepo sam vas upozorio.

Tužna sudbina Sunčevog sustava

Sada druga tužna priča: kako će završiti ovaj dio svemira. Sudbina ovog dijela svemira vezana je za sudbinu Sunca. Sunce je jedna prosječna žuta zvijezda, koja je nastala iz zvjezdane prašine nastale od prethodne generacije zvijezda, prije oko 4,5 milijardi godina. Od kada je nastalo, Sunce je uvijek iste veličine, što je prikazano na donjoj slici. To je posljedica činjenice da su dva procesa, gravitacija koja Sunce želi sažeti i fuzija koja Sunce želi rastaviti, u ravnoteži već 4,5 milijardi godina. No to neće zauvijek trajati. Nakon otprilike 1,75 milijardi godina od danas, Sunce će početi rasti i vrlo brzo će na Zemlji biti tako vruće da će se isušiti svi oceani, te će prestati uvjeti za život kakav sada poznajemo. Nakon toga će Sunce dalje rasti i nakon otprilike 5,5 milijardi godina pretvorit će se takozvanog crvenog diva, tako da će ili zauzeti pola sadašnjeg neba ili će možda čak i progutati Zemlju. Nedugo nakon toga odbacit će svoj vanjski omotač i stvoriti nešto što nazivamo “planetarnom maglicom”, a samo središte Sunca sažet će se i pretvoriti u ugaslu zvijezdu s oko pola mase izvornog Sunca, zvanu “bijeli patuljak”. Planetarna maglica raspršit će se za nekih desetak tisuća godina, a bijeli patuljak će se nakon tisuće milijardi godina potpuno ugasiti i postati hipotetski crni patuljak.

Dobra priča

Ovo su bile najtužnije priče koje ste ikada čuli. Sada je vrijeme za dobre vijesti. One su vezane za blisku budućnost ljudskog roda.

Vjerujem da u diskusijama s vašim prijateljima, poznanicima, kolegama, rodbinom ili susjedima primjećujete da je većina ljudi pesimistična kada se radi o skorijoj budućnosti. No za to nema nikakvog razloga. Gledajući kako danas svijet izgleda (prikazano na donjoj slici), jedini zaključak je sljedeći: svijet nikada nije bio bolji, a vjerojatno će se tako i nastaviti. Ovo nije jednostavan pogled na svijet jednog optimista, nego realno stanje svijeta temeljeno na svim dostupnim podacima*. Na primjer, oko 1800. godine očekivani životni vijek ljudi bio je oko 30 godina, dok danas ljudi u prosjeku žive duže do 70 godina. Prije 200-tinjak godina oko 95 % ljudi na svijetu živjelo je u ekstremnom siromaštvu, dok danas u takvim uvjetima živi manje od 10 % svjetskog siromaštva. Nikada u povijesti ljudskog roda u svijetu nije bilo manje ratova, nasilja, gladi ili diskriminacije. Ljudi žive sve bolje, zdravije, sretnije i dugovječnije, a tako će se vjerojatno i nastaviti.

Ako ekstrapoliramo pozitivne trendove koji se danas odvijaju u svijetu, za oko 100-tinjak godina u svijetu više neće biti ni gladnih, ni siromašnih niti nepismenih ljudi. Naša djeca vjerojatno će živjeti u svijetu u kojem su dostignuti idealistički ciljevi svih sanjara i pjesnika koji su maštali o svijetu bez ratova, nasilja, gladi, siromaštva ili diskriminacije. Naravno, nitko ne govori da je u svijetu sve idealno i da se stvari ne mogu popraviti. Jedan gladan čovjek na svijetu, jedna osoba koja trpi nasilje je previše. No važno je shvatiti koji su nas procesi doveli do ovako dobrog stanja u svijetu i važno je nastaviti s tim procesima. Tri možda najvažnija temelja modernog svijeta, zbog kojih je svijet ovako dobar, razum su, znanost i humanizam. Od presudne je važnosti nastaviti i dalje razvijati svijet na tim temeljima, kako bi i dalje napredovali i dostigli sve ciljeve koji su prije samo par stotina godina izgledali potpuno nedostižni. Ovaj dio završio bih citatom iz izvanredne nove knjige Stevena Pinkera - Enlightement now, koju toplo preporučujem da je pročitate. Nakon nje ćete i vi postati optimisti, ili bolje rečeno realisti, s pogledom na svijet utemeljenom na podacima.

“Većina ljudi slaže se da je život bolji nego smrt. Zdravlje je bolje od bolesti. Hrana je bolja od gladi. Obilje je bolje od siromaštva. Mir je bolji od rata. Sigurnost je bolja od opasnosti. Sloboda je bolja od tiranije. Ista prava bolja su od fanatizma i diskriminacije. Pismenost je bolja od nepismenosti. Znanje je bolje od neznanja. Inteligencija je bolja od tupavosti. Sreća je bolja od bijede. Prilike za uživanje u obitelji, prijateljima, kulturi i prirodi bolje su od dosade, mučnog rada i monotonije.

Sve ove stvari mogu se mjeriti. I sve su se povećale tijekom vremena - to je napredak.

I znate što? Svijet se dogovorio o ovim vrijednostima. 2000. godine svih 189 članica Ujedinjenih naroda, zajedno s 20-ak međunarodnih organizacija, dogovorile su “osam ciljeva milenijskog razvoja” za 2015. godinu koji se poklapaju s ovom listom.

A sada šok: svijet je napravio spektakularan napredak u svakoj mjeri ljudskog blagostanja. I još jedan šok: skoro nitko ne zna za to.”

Dobra vijest za vas je da sada vi znate. Ja se na svojim predavanjima često šalim i kažem da vi, nakon što ste ovo saznali, postajete vjernici crkve svjetskog optimizma i da se sada očekuje da i vi širite sretnu vijest o dobrom stanju u svijetu, zahvaljujući razumu, znanosti i humanizmu, kako bi se razvoj svijeta i dalje nastavio.

Osobna budućnost

Na kraju, s obzirom na to da je cijeli tekst o budućnosti, i da je to sve neizvjesno, ispričat ću vam priču o tome što će vam se sigurno dogoditi. O tome nema nikakve dileme.

Što će se dogoditi s vama kad umrete? Ako konzultirate svete knjige, mnoge od njih pričaju o životu nakon smrti, ili pričaju o tome kako ćete se vratiti u prah ili zemlju iz koje ste nastali. Život nakon smrti ne postoji. To znamo sigurno, jer nam znanost kaže kako nema nikakvog fizikalnog, kemijskog ili biološkog procesa preko kojeg bi se ovakav život kakvog imamo nastavio nakon smrti. Svijest je posljedica kemijskih procesa u našem organizmu i nakon što organizam prestane živjeti prestaje i svijest. A što se dogodi s atomima u našem tijelu? Tu je priču najbolje ispričati u svjetlu procesa kremiranja. Kremiranje je proces izgaranja na temperaturi od oko 800 do 1000 Celzijevih stupnjeva, u kojem u par minuta sve molekule vode ispare u atmosferu. Zatim sav ugljik, zajedno s kisikom, odleti u atmosferu u obliku CO2, a slično se dogodi i s atomima sumpora i dušika. Ono što ostane u krutom obliku, uglavnom kalcijev fosfat iz vaših kostiju, uz nešto malo natrijevih i kalijevih soli, vaša rodbina će dobiti za uspomenu na vas.

No to nije vaš kraj. Sve molekule koje su odletjele u atmosferu, zbog vjetrova koji pušu, za nekoliko tjedana će se raspršiti po cijeloj kugli zemaljskoj. I ako tada bilo tko podigne pogled u zrak, u zraku bi mogao vidjeti trilijune vaših molekula. One će nastaviti padati na zemlju, dizati se u zrak, ponovo padati i dizati i na kraju će završiti na mnogim nezamislivim mjestima, poput jagoda, suza kornjače ili u vama dragim ljudima. A ako vam rodbina odabere fizičara da ih tješi na vašem pogrebu, on bi im mogao ispričati nešto u ovom stilu: “… ako pažljivo uzmete u obzir sve dokaze i, znajući kako je znanost pouzdana, možete se zadovoljiti činjenicom da je energija vašeg voljenog još uvijek tu. Prema Zakonu o očuvanju energije, niti najmanji dio njega nije zauvijek otišao, samo je manje uređen. Amen.**”

Moju seriju od tri kolumne “Što smo?”, “Odakle smo?” “Kamo idemo?” završio bih mišlju jednog poznatog znanstvenika Lawrenca Kraussa:

“Odakle dolazimo? Što smo? Kamo idemo? Ima li svemir svrhu, namjeru, smisao?  Je li svemir stvoren ili je nastao slučajno? Zašto postoji nešto, a ne ništa? - Do sada se smatralo da su ovo pitanja za filozofiju ili religiju. No, to su pitanja o prirodi i ona su u domeni znanosti.”

* Neki od najbolje prikazanih podataka o stanju svijeta danas nalaze se na stranicama https://ourworldindata.org i https://www.gapminder.org.
**  tekst Aarona Freemana

*Stavovi izneseni u kolumnama i komentarima su osobni stavovi autora i ne odražavaju nužno stav redakcije portala Index.hr. Navedeni stavovi ne odražavaju ni stav bilo koje ustanove, subjekta ili objekta s kojima je povezan autor.

 **Fizičar Ivica Puljak redoviti je profesor fizike na FESB-u u Splitu. Doktorirao je na sveučilištu Pierre i Marie Curie u Parizu. Vodio je grupu od više od 100 svjetskih znanstvenika unutar CMS kolaboracije koji su radili na otkriću Higgsova bozona. Bio je pridruženi znanstvenik na CERN-u i gostujući profesor na Ecole polytechnique, gdje je predavao fiziku Higgsovog bozona. Član je kolaboracija MAGIC i CTA koje upravljaju teleskopima za astročestičnu fiziku. Trenutačno predaje na međunarodnim školama, član je odbora HEPP Europskog fizikalnog društva, član Programskog odbora za znanstvenu infrastrukturu za Obzor 2020 pri Europskoj komisiji i predsjednik savjetodavnog odbora CERN-ove škole znanstvenog računanja. Aktivni je popularizator znanosti i dobitnik brojnih domaćih i svjetskih nagrada.

Želite li momentalno primiti obavijest o svakom objavljenom članku vezanom uz Index Lab, instalirajte Index.me aplikaciju i pretplatite se besplatno na tag: Index Lab

Index.me aplikaciju za android besplatno možete preuzeti na ovom linku, dok iPhone aplikaciju možete preuzeti ovdje.