Kultura nauke:
Ajnštajn, život i posledice

Iz CERN-a sada stiže vest kako su se dve banalne tehničke greške potkrale pri merenju brzine neutrina na detektoru OPERA, koje je prošle jeseni dovelo u pitanje Ajnštajnovu teoriju relativnosti. Da li to znači da bi relativnost mogla biti apsolutna stvar

"Vrata stana bila su otvorena da bi se brže osušio tepih koji je upravo izriban, opran i obešen u hodniku. Ušao sam u Ajnštajnovu sobu. Jednom rukom stoički je ljuljao kolevku u kojoj je ležala beba. U ustima mu je bila loša, veoma loša cigara, a u drugoj otvorena knjiga. Peć je užasno dimila." Tako je u januaru 1903, prema opisu Davida Rajhenštajna, izgledao zadimljeni dom Alberta Ajnštajna. No, ni ceo vek kasnije, dim oko čoveka koji je ljuljao kolevku još se nije razišao – kao gotovo nijedan naučnik, Ajnštajn još uvek izaziva posebnu pažnju svih svetskih medija. I ponovo se nalazi u udarnim vestima. Poslednje govore da je eksperimenat sa neutrinima koji dovodi u pitanje njegovu teoriju relativiteta, verovatno bio neispravan.

Sto deset godina ranije, čovek koji će postati najuticajniji fizičar, a možda i mislilac svih vremena Albert Ajnštajn (1879–1955), nije mnogo obećavao ne samo u očima svog posetioca i prijatelja Rajhenštajna. Naime, Ajnštajnove mladalačke godine bile su ispunjene raznim nevoljama i razočaranjima. Zbog nedozvoljene veze nakon zajedničkog studiranja na Politehničkoj akademiji u Cirihu u Švajcarskoj, Ajnštajn i mlada fizičarka srpskog porekla Mileva Marić, proveli su nekoliko godina u velikoj neizvesnosti, u putovanjima, razdvojenosti, oskudici i porodičnim sukobima.

Ajnštajnov otac Herman preminuo je u oktobru 1902. i tek na samrti je sinu dao blagoslov da se oženi, ali je, kako beleži više njegovih biografa, na Alberta ostavilo dugoročan trag to što je svojim dotadašnjim akademskim i životnim neuspesima razočarao porodicu. No, Mileva i Albert su se početkom 1903. godine najzad venčali. Tada su dobili prvog od dva sina, Hansa, koji je zapravo njihovo drugo dete, budući da je Lizerl, dete koje ih je oboje iznenadilo prethodne godine, ostalo u domu Milevinih roditelja u Novom Sadu.

Ajnštajn je u to doba bio daleko od značajnog fizičara. Akademiju u Cirihu je upisao sa teškoćama, tokom studija ga je profesor Minkovski smatrao "lenjivcem" i s obzirom na nezavidan uspeh, gotovo da nije bilo nade da će nastaviti akademsku karijeru i negde dobiti mesto profesora. No, zahvaljujući Marselu Grosmanu, kolegi fizičaru, dobio je jedno neugledno nameštenje u Bernu, u Zavodu za patente. Ovde se u junu 1902. godine zaposlio kao saradnik treće klase, za bednu platu.

Kako bi uvećao skromne porodične prihode, Ajnštajn će, tokom prve godine godine života u Bernu, u lokalnim novinama objaviti oglas da daje privatne časove matematike i fizike. Kako primećuje Mičio Kaku, autor vrlo zanimljive biografije Ajnštajnov kosmos, to je i ujedno prvo pominjanje Ajnštajnovog imena u novinama. Jedan vek kasnije, sudeći prema statističkim analizama najvećeg skupa knjiga i časopisa koje je iz svetskih biblioteka prikupio i snimio Google Books, ime Alberta Ajnštajna je ubedljivo najčešće pominjano ime jednog čoveka u literaturi današnjice, odmah ispred Čarlsa Darvina.

PREVELIKA BRZINA: I, sudeći po poslednjim vestima, taj njegov neprikosnoveni status će još malo potrajati. Naime, više nije sigurno da su na detektoru OPERA (Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus) stvarno snimljena neutrina koja putuju brzinom većom od one za koju fizičari od Ajnštajna naovamo veruju da je nedostižna. Naime, razotkrile su se dve gotovo bizarne tehničke greške u eksperimentu koji zajedno izvode CERN i italijanska laboratorija Gran Saso, a koji je suvereno pretio da Ajnštajna bar figurativno pošalje u zaborav.

U septembru 2011. ovaj eksperiment je uzdrmao svetsku javnost i otvorio svojevrsno "naučno pitanje veka" – da li teorija relativnosti može pasti jednako kao što je ona svojevremeno oborila Njutnovu klasičnu mehaniku? Nakon izvesnih nagoveštaja i vesti koje su prenošene sa nevericom, pretposlednjeg petka u septembru je na živoj video-konferenciji Evropske laboratorije za nuklearna istraživanja (CERN) zvanično saopšteno da postoje subatomske čestice koje putuju brže od svetlosti.

U ovom eksperimentu su korišćeni mionski neutrini koji su proizvedeni i ubrzani u CERN-u kod Ženeve u Švajcarskoj. Neutrini su, potom, iz CERN-a ispaljivani kroz zemlju na put dug 730 kilometara, da bi nakon oko 2,4 milisekunde putovanja bili uhvaćeni u detektoru laboratorije Gran Saso, u centralnoj Italiji. Ovde je izgrađen detektor OPERA, koji je tokom poslednje tri godine lovio neutrina upućena iz CERN-a.

Brzina ovih neutrina, na prvi pogled, bila je u direktnom sukobu sa Specijalnom teorijom, koju je Albert Ajnštajn, sa još četiri fundamentalna naučna rada, objavio u svojoj "čudesnoj" 1905. godini. Sedeći u zadimljenoj kancelariji Zavoda za patente u Bernu, Ajnštajn je došao do ove teorije pokušavajući da na najjednostavniji način objasni višegodišnja merenja u kojima su fizičari, uzaludno tragajući za etrom, ustanovili da ne mogu izmeriti brzinu veću od brzine svetlosti. I u njoj izneo zaključke koji su zauvek izmenili tok nauke, pokazujući da Njutnov pogled na svet nije bio potpun, već da on važi samo u ograničenom domenu brzina.

Prema jednom od dva postulata koja je Ajnštajn uveo u svoju teoriju, brzina svetlosti najveća je moguća brzina u univerzumu. Ona u vakuumu iznosi 299.792,5 kilometara u sekundi, a prema rezultatu koji su 2011. godine, na osnovu 15.000 merenja brzine neutrina, Gran Saso i CERN objavili na arXiv.org, neutrina su ulovljena u prekoračenju brzine pri 299.798,5 kilometara u sekundi (što je brže za šest kilometara u sekundi). No, ispostaviće se da su u prevelikoj brzini možda ipak uhvaćeni naučnici, a ne neutrina.

ISKLJUČEN KABL: Kako je krajem februara 2012. saopšteno iz CERN-a, otkrivene su dve greške na ovom eksperimentu. Sa jedne strane, uočen je problem u "oscilatoru", odnosno časovniku koji određuje početni i krajnji trenutak za što tačnije merenje rastojanja pomoću GPS-a. Ova greška pri merenju mogla bi značiti da su neutrina ipak sporije putovala nego što su merenja pokazivala.

No, da problem bude veći, naučnici u Gran Saso laboratoriji su otkrili još jedan problem sa opremom – optički kabl koji povezuje GPS signal i glavni časovnik eksperimenta nije bio dobro uključen, što može značiti da bi brzina neutrina mogla zapravo biti i veća nego što je izmerena. Budući da su nađene dve greške sa dva suprotna efekta, sada je sasvim nejasno do kolike uopšte brzine ove čestice mogu da stignu.

Trenutno se zato priprema alternativni eksperiment u Gran Sasu, nazvan Boreksino, u novim merenjima će učestvovati i postrojenja LVD i Ikarus, kao i MINOS, detektor koji se nalazi u Fermilabu, u SAD. Rezultati ovih nezavisnih merenja bi mogli da otklone brojne nedoumice.

No, neka pitanja se ne dobijaju u neutrinskim detektorima. Na primer, kako je moguće da je CERN objavio rezultate eksperimenta koji se sprovodio tri godine i koji je uzdrmao svet, dovodeći u pitanje fundamentalna civilizacijska znanja, a da niko nije primetio da neki tamo optički kabl nije uključen? "Mi smo uporno hteli da nađemo bilo kakve greške – trivijalne greške, komplikovanije greške ali nismo ih našli", rekao je tada doktor Antonio Ereditato, koji je ispred OPERA tima novinarima saopštio vest o neutrinima bržim od svetlosti.

"Teško je sada reći da li je ova stvar mogla da se uoči ranije – logičan odgovor je da jeste", pokušao je prošle nedelje da novinarima objasni novonastalu situaciju Serđo Bertoluči, direktor istraživanja u CERN-u, dodajući kako naučnici u kolaboraciji OPERA nijednog trenutka nisu odustali od pokušaja da "ubiju" eksperiment, odnosno da pronađu gde je greška. No, skeptici bi mogli reći kako je eksperiment ipak "održala u životu" i ogromna javna pažnja, kao i prateće privlačenje novih investicija u opremu i detektore.

Izveštavajući o ovom šokantnom rezultatu, u broju 1082 "Vremena", oprezno rekosmo kako takvi efekti ipak mogu biti posledica nekakve instrumentalne greške samog detektora ili kakvog sporednog uticaja, pa je odluka CERN-a da svoje rezultate suprostavi Ajnštajnu u najmanju ruku bila hrabra – "eventualni obrt koji bi pokazao da rezultati nisu verodostojni trajno bi ugrozio relevantnost najveće evropske laboratorije". Kako god, sada je iz tog suprotstavljanja, ili bar iz ove runde, Ajnštajn ipak izašao kao pobednik.

S obzirom na to da su zaključci Ajnštajnove teorije za ono doba bili tako iznenađujući, ona je od početka bila pod stalnim proverama. Na hiljade laika je, uglavnom iz nerazumevanja, pokušalo da ospori Ajnštajna, ali je teorija odolela ne samo njima nego i praktično svim eksperimentima gde je stavljena na egzaktnu proveru. Da li to znači da bi relativnost mogla biti apsolutna stvar?

PISMA IZ PROŠLOSTI: U Srbiji su vesti o Ajnštajnu praćene sa jednakom pažnjom kao i drugde, uz naravno, neizbežno podsećanje da je Nikola Tesla to sve "znao pre Ajnštajna". No, posebno mesto u srpskim medijima poslednjeg meseca izazivala je obnovljena pažnja za lik i delo Ajnštajnove prve supruge Mileve Marić.

Od njegovih prijatelja opisivana kao povučena, zatvorena žena, sasvim suprotna Ajnštajnovom lucidnom duhu, sa jednom manjom telesnom manom i naslednim mentalnim oboljenjem, Mileva je nesumnjivo platila visoku cenu Ajnštajnovog iznenadnog uspeha koji je usledio nakon objavljivanja njegova četiri rada iz 1905. godine – o relativnosti, fotoelektričnom efektu, Braunovom kretanju i ekvivalentnosti mase i energije – koji su se pokazali temeljnim za čitav spektar fizičkih nauka danas.

Dobijajući sve bolja i od Berna i do Ciriha sve udaljenija nameštenja, Ajnštajn ju je praktično napustio 1912. godine, da bi se 1919. oženio svojom daljom rođakom Elzom Lovental, sa kojom će 1933. iz Berlina otići u Ameriku. I dok je slava čoveka koji je srušio Isaka Njutna dostizala astronomske visine, da su čak po izlozima robnih kuća u velikim gradovima lapljene kopije njegovih poslednjih, za laike sasvim nejasnih naučnih radova, Mileva Marić je u Cirihu odgajala sinove Hansa i Eduarda.

Prema njihovom bračnom sporazumu, Ajnštajn je 1921. godine novčani deo Nobelove nagrade dao Milevi i deci, što se često navodi kao argument u prilog tezi da je ona koautor njegovih teorija iz 1905. No, pravih dokaza za to jedva da ima. U poznatih 410 pisama iz prepiske Ajnštajna i Mileve, uz emotivne izlive, ima i mnogo nagoveštaja o tome da su supružnici delili brojne ideje. No, mada ima raznih nategnutih pokušaja da se mesta gde autor (Ajnštajn) iz očigledno stilskih razloga kaže "mi" umesto "ja", nijedan biograf nigde nije našao eksplicitnije navode o autorstvu Mileve Marić nad relativnošću i drugim teorijama.

Teza o tome da su pisma i radovi naknadno preuređeni i cenzurisani potekla je od ruskog naučnika Avrama Fedoroviča Jofe, koji je tvrdio da je video originalne radove iz 1905. potpisane sa Ajnštajn – Mariti, ali te tvrdnje nisu nikad dokazane. Nedavno je novu pažnju na slučaj Mileve Marić skrenula norveška istoričarka Anastasija Hajdi Larvol, koja je krajem februara održala predavanje na ovu temu i u Beogradu.

Mada je sasvim prirodno da se u Srbiji baštini snažna uspomena na ženu koja je, ako ničim drugim, i samom podrškom doprinela da Ajnštajn dođe do svojih teorija, lokalna preterivanja dobijaju ponekad komičan prizvuk. Tako naslovne strane naših tabloida povremeno osvanu sa naslovima "Ajnštajn lopov" ili "Ajnštajn genijalni manipulator".

Najbolji pokazatelj njegovog stvarnog autorskog doprinosa su zapravo potonje Ajnštajnove godine, svi oni radovi koje je daleko od Mileve razvio u Berlinu i kasnije u Prinstonu, čiji se uticaj nije tako snažno video tokom XX veka, ali je u ovom XXI izuzetno aktuelan i značajan za mnoge savremene fizičke nauke. Jer, doprinos čoveka čije je ime postalo sinonim za pamet teško je sagledati u jednom kraćem istorijskom intervalu, što se pokazuje i u slučaju CERN-ovog eksperimenta sa neutrinima, uprkos isključenim kablovima.

Čak i da se pokaže da su neutrini brži od svetlosti, Ajnštajnov uticaj na ljudsku misao ipak nadilazi bilo koji efekat koji bi se mogao pripisati CERN-u, uprkos očiglednom značaju te institucije, kao i činjenici da ona danas okuplja desetine hiljada najpametnijih ljudi i najsavremeniju tehnološku opremu. "Smatram kako mora biti istinito da se čistim razmišljanjem može spoznati stvarnost", rekao je svojevremeno sam Ajnštajn. I sasvim paradoksalno, baš za to on još uvek ima i eksperimentalnu potvrdu.

Slobodan Bubnjević