Od galaktyki do najmniejszego kwarka

Oto prawdziwe wyzwanie, przed którym stanął Bill Bryson: pokazać czytelnikowi, u którego hasła: geologia, paleobiologia, fizyka cząstek, ewolucja – wywołują natychmiastowe zniechęcenie, że nauki przyrodnicze są fascynujące. Autor zabiera nas w podróż w odległy czas i przestrzeń – od zarania dziejów kosmosu, niezliczonych galaktyk i planet czyli Wielkiego Wybuchu, poprzez ukształtowanie się naszej Ziemi i powstanie życia aż do rozwoju cywilizacji. Podróż to niezwykła i fascynująca, która otworzy nam oczy na rzeczy, o których większość z nas nie miała wcześniej zielonego pojęcia: skąd wiemy, ile waży Ziemia, co jest w jej środku, czy powstał by człowiek, gdyby nie wyginęły dinozaury, czy kontynenty wędrują, ile wody jest na Ziemi?

Autor prezentuje nam także całą gamę niezwykłych postaci: naukowców, hochsztaplerów, amatorów i hobbystów, ekscentryków i szaleńców, którzy położyli podwaliny pod współczesną wiedzę. O wielu z tych osób można przeczytać w podręcznikach i te nazwiska zapewne znamy ze szkoły, ale to tylko wierzchołek góry lodowej.

Czy macie Państwo np. świadomość, że niejaki lord Henry Cavendish, którego kojarzymy z odkryciem wodoru, z racji swojej patologicznej nieśmiałości nie ujawnił swoich licznych odkryć, między innymi sposobu pomiaru wagi Ziemi czy eksperymentów z elektrycznością? Znaczna część jego osiągnięć ujrzała światło dzienne dopiero po śmierci, a jego odkrycia nosiły już nazwiska innych uczonych: prawo Ohma, prawo Daltona, czy zasady przewodności elektrycznej.

Książka Billa Brysona to znakomita rzecz przede wszystkim dla tych, których fascynuje sposób, w jaki ludzkość osiągnęła dzisiejszy stan wiedzy naukowej. Historia nauki w ujęciu autora jest pełna zaskakujących zwrotów akcji, niewykorzystanych szans, anegdot i szalonych naukowców, którzy nie bali się myśleć wbrew obowiązującym poglądom.

Bryson pokazuje w przystępny sposób historię życia na Ziemi

Jednocześnie czytając książkę Brysona mamy okazję do poznania podanej w bardzo przystępny sposób historii życia na Ziemi – od ogółu: powstanie Kosmosu, kształtowanie planet, do szczegółu: budowa Ziemi, powstanie życia, ewolucja człowieka. Autorowi udało się na pewno jedno: z sumy wiedzy na temat wszystkiego, co wydarzyło się od wielkiego wybuchu do najnowszych odkryć cząstek i fizyki kwantowej stworzyć książkę, którą czyta się z zapartym tchem, niczym powieść detektywistyczną. ■Grzegorz Bogusz

William McGuire “Bill” Bryson (ur. 8 grudnia 1951) – autor wielu popularnonaukowych książek podróżniczych i o języku angielskim, popularyzator wiedzy o odkryciach naukowych.

Brytyjski uczony, popularyzator nauki, astronom królewski Martin Rees uważa, że istnieje wiele wszechświatów, być może nawet nieskończenie wiele. Każdy z nich ma inne cechy lub inną kombinację cech, a my po prostu żyjemy w tym wszechświecie, którego kombinacja cech pozwala nam istnieć. Rees odwołuje się do analogii ze sklepem z ubraniami: „Nie ma nic dziwnego w tym, że w olbrzymim sklepie odzieżowym znajdziesz w końcu coś, co na ciebie pasuje. W olbrzymim zbiorze wszechświatów, rządzonych przez różne zestawy stałych fizycznych, w końcu znajdzie się taki, którego stałe fizyczne sprzyjają powstaniu i podtrzymaniu życia. My żyjemy w takim wszechświecie”.

Rees uważa, że naszym wszechświatem rządzi sześć liczb. Gdyby którakolwiek z nich była choć trochę inna, sprawy potoczyłyby się zupełnie inaczej. Istnienie wszechświata w takiej formie, jaką widzimy, wymaga na przykład, aby wodór był zamieniany w hel w ściśle określony sposób — w szczególności siedem tysięcznych masy wodoru musi zamieniać się w energię. Gdyby choć trochę zmniejszyć tę liczbę — na przykład z 0,007 do 0,006 — transformacja wodoru w hel byłaby niemożliwa i wszechświat składałby się z samego wodoru. Gdyby dla odmiany zwiększyć współczynnik — powiedzmy do 0,008 — tempo powstawania helu byłoby tak duże, że wodór dawno przestałby istnieć. W jednym i w drugim przypadku nieznaczna zmiana stałej fizycznej powoduje, że nie zaistniałby wszechświat w takiej postaci, jaką znamy i jakiej potrzebujemy.

W tym miejscu powinienem zaznaczyć, że j a k d o t ą d wszystko jest w porządku. Na dłuższą metę może się okazać, że grawitacja jest jednak trochę zbyt silna i któregoś dnia zdoła zatrzymać i zawrócić ekspansję wszechświata, aż w końcu doprowadzi go do zapadnięcia się w kolejną osobliwość, po której cały proces może się powtórzyć. Równie dobrze może się jednak okazać, że grawitacja jest trochę zbyt słaba. W tym przypadku wszechświat będzie się rozszerzał w nieskończoność. Cząstki materii będą się oddalać od siebie, oddziaływania między nimi będą coraz słabsze, wszechświat będzie coraz większy, coraz bardziej pusty i coraz bardziej pozbawiony wewnętrznego ruchu, aż w końcu stanie się martwy.

Trzecia opcja jest taka, że grawitacja jest idealnie dostrojona — taką sytuację kosmolodzy określają terminem „gęstość krytyczna” — dzięki czemu wymiary wszechświata zawsze będą takie, jakie są, i ewolucja wszechświata będzie trwać wiecznie. Kosmolodzy niekiedy mówią w takim przypadku o „efekcie Złotowłosej” — wszystko jest takie, jakie być powinno. (Według bardziej oficjalnej terminologii powyższe trzy możliwe scenariusze są określane jako wszechświat zamknięty, otwarty i płaski).

Każdy z nas zadał sobie kiedyś pytanie: Co by się stało, gdybym pojechał na kraniec wszechświata i wystawił głowę na zewnątrz? Gdzie znalazłaby się moja głowa, skoro nie byłaby już wewnątrz wszechświata? Co zobaczyłbym na zewnątrz? Odpowiedź jest równie prosta, co rozczarowująca: nigdy nie dotrzesz do krańca wszechświata. Nie dlatego, że trwałoby to zbyt długo — aczkolwiek taka wycieczka musiałaby oczywiście trochę potrwać — lecz dlatego, że nawet gdybyś odważnie i niezmordowanie podróżował, poruszając się wciąż wzdłuż linii prostej, bynajmniej nie dotarłbyś do granicy, lecz wróciłbyś w to samo miejsce, z którego wyruszyłeś (co zapewne zniechęciłoby cię do podejmowania kolejnych prób).

Zgodnie z teorią względności Einsteina (do której dojdziemy w dalszej części książki) wszechświat jest zakrzywiony. Nie powinniśmy wyobrażać sobie wszechświata jako dużego, rozszerzającego się bąbla, ponieważ przestrzeń jest zakrzywiona w taki sposób, że wszechświat jest skończony, lecz pozbawiony granic. Samo rozszerzanie się wszechświata także należy traktować ostrożnie. Jak pisze Steven Weinberg, laureat Nagrody Nobla, „układy słoneczne i galaktyki nie rozszerzają się, sama przestrzeń również się nie rozszerza”, lecz galaktyki oddalają się od siebie. Wszystko to stanowi swego rodzaju wyzwanie dla intuicji.

Biolog J.B.S. Haldane wypowiedział w tym kontekście swą słynną uwagę: „Wszechświat jest nie tylko dziwniejszy, niż sobie wyobrażamy, jest dziwniejszy, niż potrafimy sobie wyobrazić”.