Saznanje da se svemir ubrzano širi izazvalo je šok. Je li u igri neka nova sila ili mi pogrešno razumijevamo prostor i vrijeme? Sve je moguće

treba, ili je prisutna u stvarima koje smo već gledali, ali je toliko rijetka da trebamo još dulje gledati. I zato je predviđena nadogradnja Velikog sudarivača čestica na CERN-u.

Koja je sada najveća zagonetka u fizici, je li to možda još jedna prirodna sila ili nešto drugo?

Osim tamne tvari, imamo još jednu još puno veću zagonetku, a to je ono što pakiraju pod imenom tamna energija. Svemir se širi i to je dobro utvrđena činjenica od prve polovice 20. stoljeća. No na samom kraju tog stoljeća opaženo je, i to je bio potpuni šok, nešto apsolutno neočekivano za cijelu znanstvenu zajednicu, da se svemir ubrzano širi. To je u potpunosti nerazumljivo jer jedina sila koja djeluje na velikim skalama je gravitacija, a ona je privlačna. Ako se dva objekta udaljavaju, između njih djeluje ta privlačna sila. Kao dvije kugle koje se udaljavaju jedna od druge i vezane su oprugom, a ta ih opruga želi vratiti natrag. Dakle, ako ta tijela idu jako brzo, počet će usporavati. Po toj istoj logici bi se širenje svemira trebalo usporavati. Saznanje da se svemir ubrzano širi izazvalo je zbog toga veliki šok. Danas tu dinamiku zovemo tamna energija što je tek ime jer zapravo uopće ne znamo što se doista događa. Je li možda neka nova sila u igri ili mi pogrešno razumijevamo prostor i vrijeme, sve je moguće.

Koliko smo mi danas sigurni u to kako je svemir nastao zajedno sa svime oko nas?

Možemo bit jako, jako sigurni u puno toga, ali to ne znači da znamo sve. Moramo malo definirati što mi možemo ili ne možemo očekivati od fizike općenito. Fizika proučava prirodne zakone, zakone koji upravljaju ponašanjem materijalnog oko nas. U temelju tih zakona je ono što mi nazivamo jednadžbama gibanja. One opisuju kako se određeni fizikalni sustav može razviti i kako se određeno stanje može pretvoriti u drugo. To može biti lopta ili raketa u gibanju koja će se pod utjecajem gravitacije za nekoliko sekundi naći na drugom mjestu s drugom brzinom, može biti komad drvu koji će se u plamenu pretvoriti u pepeo ili neka subatomska čestica koja će se raspasti u nekoliko drugih čestica. Koristeći se tim zakonima, fizika može objasniti i koje je fizikalno stanje vladalo prije deset illi sto godina, odnosno prije 13,8 milijardi godina što je točka Velikog praska. Katkad fizikalna teorija može može biti takve naravi da dođe do onoga što zovemo singularitet, a to je točka u kojoj su neke fizikalne opservable poput gustoće energije ili temperature postaju beskonačne. Takvo stanje fizika više ne može opisati. Npr. u Einsteinovoj općoj teoriji relativnosti to se i događa. Međutim, znamo da ta teorija ne može biti kompletno točan opis svijeta jer ne uključuje kvantnu fiziku, a danas znamo da je naš svijet kvantan, pa je moguće da do singulariteta nikada ni dođe. Ne znamo kako se tvar ponaša na količini energije kakva je bila prisutna djelić sekunde nakon Velikog praska. Ali to nije nastanak svemira. To je samo odgovor na pitanje kako se svemir razvijao. Iz čega se razvija, iz kojeg se fizikalnog stanja koje fizika može opisati svemir razvio u ono što je danas. Ali to ne odgovarana na komplementarno filozofsko pitanje – zašto uopće ima nečega umjesto ničega.

Što je onda u početku svemir? Vi ste poznati i kao vjernik, mogu li znanost i vjera u tom dijelu možda biti i komplementarne?

Mislim da su potpuno komplementarne. Pitanje zašto bi uopće postojalo nešto je pitanje druge naravi, filozofske i metafizičke, netko će reći teološke naravi. Dobro je to postavio Stephen Hawking u svojoj knjizi “Kratka povijest vremena” objavljenoj pred više od 25 godina. Na kraju knjige prekrasno je sročio opis potrage za konačnom jednadžbom koja bi sjedinila sve i postavlja važno pitanje: “Čak i ako postoji samo jedna moguća jedinstvena teorija, to je samo skup pravila i jednadžbi. Što je to što udiše vatru u jednadžbe i čini svemir koji one mogu opisati? Uobičajeni znanstveni pristup konstruiranja matematičkog modela ne može odgovoriti na pitanje zašto bi trebao postojati svemir koji bi model trebao opisati. Zašto se svemir toliko trudi da bi uopće postojao?” Ne mogu to bolje formulirati, razlika između modela svijeta i stvarnog postojećeg svijeta u kojem je taj model realiziran. Paralelni svjetovi s drugim pravilima ne postoje samo u književnoj fikciji, poput onoga u knjizi “Narnija”, koju inače izrazito volim. Brojni teorijski fizičari gotovo cijelo vrijeme pišu modele o mogućim svjetovima s različitim fizikalnim zakonima. Barem neki od tih svjetova u principu bi mogli postojati, ali ne postoje, dok naš stvarno i postoji. Ta razlika između mogućeg i stvarnog svijeta koju je Hawking tako dobro opisao upravo je ta činjenica koja pomalo nadilazi znanost u prirodoslovnom smislu. Meni je kao prirodoslovcu realnost zadana i ovdje je. Ne smatram da znanost kao takva dokazuje Boga, a niti ga može opovrgnuti. Jedino što možemo razumjeti jest da kao znanstvenik otkrivam da je svijet duboko, ali duboko razuman i zapravo ono što je zapanjujuće jest koliko je matematika uspješna u opisu prirode. U trenutku kada se piše Higgsov mehanizam ne postoji nijedna eksperimentalna potvrda niti išta upućuje na postojanje Higgsova bozona. Mehanizam je postuliran čisto iz razloga matematičke konzistentnosti teorije standardnog modela. I to je samo jedan primjer u fizici, a ima ih mnogo. Svijet oko nas duboko je razuman iako to nije sasvim očito. Tisućljećima je veliki dio čovječanstva mislio da je cijeli svijet iracionalan, da njime vladaju vile, duhovi. Kao vjernik mogu reći da je svijet koji kao znanstvenik otkrivan točno onakav kakav sam očekivao da jest, duboko razuman, ako je svijet proizišao iz vrhovnog razuma kojeg kao vjernik prihvaćam. Za očekivati je da ću naći tragove tog razuma u svijetu.

Spomenuli ste fuziju, Sunce u Suncu. Imali smo prošle godine i film “Oppenheimer” o tome kako je počelo atomsko doba koje će možda postati i novo geološko doba. Je li moguće da doista vidimo komercijalno iskoristivu fuziju?

Naravno da je načelno moguće zato što su sve zvijezde fuzijski reaktori. Znamo da je takav proces moguć, to nije principijelno pitanje poput pitanja je li moguća teleportacija pri čemu možda ima i temeljnih dvojbi. Ovdje nema temeljnih pitanja, znamo da je fuzija moguća, znamo da se ona događa i znamo također kako. Stvar je samo tehničke izvedivosti. Da dođe do fuzije, trebate vodik ili neki drugi materijali pod golemim tlakom i na jako velikoj temperaturi. U središtu Sunca primjerice temperatura iznosi više od 10 milijuna Celzijevih stupnjeva, a gustoća više od 100 tona po kubnom metru. Takvi se uvjeti pokušavaju stvoriti u fuzijskim reaktorima što je na kratko vrijeme i uspijevalo. Ali za stabilni fuzijski reaktor treba svladati brojne tehničke izazove. Npr. materijali fuzijskog reaktora u kojem se događa fuzija moraju moći izdržati veliku količinu zračenja koje proizlazi iz fuzije, posebice golemi tok neutrona. Također trebate imati osiguranu proizvodnju dovoljne količine goriva. U zvijezdama je gorivo vodik, koji se može dobiti dosta lagano. Reaktori se pak ne rade s vodikom nego tricijem zato što je temperatura potrebna za fuziju tricija malo manja. Godišnje bi jedan reaktor trebao više od 100 kg tricija za produkciju energije, a tricij je jako nestabilan materijal i nije ga tako lako proizvesti. Zapravo se koliko znam radi na tome da se iz reakcija u reaktoru proizvede novi tricij i onda ga se vrati, ali to bi gotovo trebalo raditi s efikasnošću od 100 posto. Mora se još pokazati da je to moguće. Mislim da će se i to pokušati dokazati na demonstracijskom fuzijskom reaktoru ITER, koji je trenutačno u fazi gradnje. U taj je projekt uključen i kolega Tonči Tadić koji naravno o tome puno više zna nego ja. Dakle, načelno je moguće da ćemo uspjeti doći do produkcije energije fuzijom, iako se možda ne bih kladio na to da ćemo uspjeti u tome svime što imam. Bilo bi jako dobro ako se uspije, ali to nije nešto što možemo očekivati sutra. Čini mi se da ću biti u dubokoj starosti ako do toga uopće dođe dok još budem živ.

Zbilja, u ovom novom ‘zelenom’ dobu pomodno je voziti i ‘zeleni’ auto. Što vi vozite?

Obično dolazim na posao biciklom i njime se krećem po gradu. Besplatan fitness. Živim u kući s još nekoliko osoba. Imamo dva automobila za deset odraslih osoba, a i jedan je moj i to je golf. Koristim ga rijetko, možda u prosjeku dva – tri puta u mjesecu, npr. kad idem posjetiti rodbinu ili prijatelje koji žive malo dalje, u Samoboru ili nešto slično. Vozim ga i treba li otići u neki šoping ako je trgovina malo dalje ili tražim nešto što ne stane u ruksak.

Prije nego što sam ponovno otkrio bicikl prije nekih 5 godina, uglavnom sam se kretao gradom javnim prijevozom. Inače sam u mlađim danima, u srednjoj školi i kao student, puno biciklirao i išao na izlete. Priznajem da me nedavno ponovno otkriće bicikla oduševilo. A onda je došlo i vrijeme pandemije kada nije bilo baš poželjno previše koristiti ZET.

Zašto ste se odlučili baš za fiziku?

Odrastao sam u Švicarskoj, a ondje za vrijeme srednje škole uopće nisam razmišljao o fizici. Možda dijelom zato što sam imao užasne profesore. Bio sam u klasičnoj gimnaziji, poluklasičnoj zapravo, bez grčkog, sa sedam godina latinskog. Danas bih ponovio svoje obrazovanje i ponovno bih išao u klasičnu gimnaziju, ali s grčkim. Također bih ponovno studirao fiziku. Iako sam razmišljao o matematici. Uvijek su me više privlačile prirodoslovne i tehničke znanosti ili računarstvo. Već u srednjoj školi s nekoliko oduševljenih prijatelja nabavio sam zajedničko računalo na kojemu smo učili programirati. Kad se približila matura, oklijevao sam između matematike i računarstva i proveo sate i sate u gimnazijskoj službi za savjetovanje. No nije bilo previše rezultata i korisnih savjeta. Jedan prijatelj biolog koji me je dobro poznavao, a nedavno je bio završio doktorat, rekao mi je: ‘Vuko, radi što želiš, poznavajući te, ti si više za matematiku nego za računarstvo.’ Pogodio je 300 posto. Bolje me poznavao kao osobu. Studirao sam u Zürichu na ETH. Tamo sam vidio da postoji temeljna razlika u stavu oko onoga što zanima prirodoslovca i inženjera. Iako prirodoslovac mora znati puno tehničkih znanosti kako bi radio ono što treba, inženjer mora znati temeljne zakone da može raditi ono što želi raditi. Interes je drukčiji, meni je bilo jasno da me više zanima strana znanosti, više me zanimalo zašto su stvari takve kakve jesu. I onda na prvoj godini u ETH matematika i fizika bile su zajedno. U mome društvu koje je predvodio jedan fizičar pokrenut je mali znanstveni krug oko kvantne fizike pa sam počeo slušati o vjerojatnosti, dualnosti val-čestica, neodređenosti, utjecaju opažanja na mjerenje itd. Bile su to stvari koje su mi se činile znanstvenom fantastikom i to me apsolutno fasciniralo pa sam se odlučio prebaciti na fiziku. A to je bilo kompletno bezbolno zato što su matematika i fizika na prvoj godini imale kompletno isti raspored, samo sam trebao položiti jedan ispit više na prvoj godini. Zapravo sam prvu godinu dao i jedno i drugo, matematiku i fiziku, pa sam samo trebao položiti jedan ispit više i od druge godine sam već bio na fizici.

Ima vrlo kvalitetnih fizičara i u različitim tvrtkama, pa i bankama, što donosi veću materijalnu sigurnost. Jeste li o tome razmišljali?

Rad s modelima i sposobnost kvantificiranja nešto je što čini fizičare jako korisnim na brojnim radnim mjestima. Mnogi moji kolege koji su nakon studija, doktorata ili kasnije krenuli primjerice u financije, banke ili osiguranja tehnički i metodološki rade isto. Bave se diferencijalnim jednadžbama i modelima, samo sadržajno drukčije. Umjesto da se bave raspadom čestica, u fokusu su im podaci vezani za financijska tržišta ili puno drugih područja. Jedan kolega s doktorata, nažalost preminuo u nesreći u planinama, išao je raditi u jednu banku gdje je morao napraviti kampanju za marketing kreditnih kartica. Njegov je zadatak bio pronaći profile svih klijenata banke, dohodak, dinamiku troškova, adrese... Trebao je pronaći točno profil osobe koji odgovara korisniku kreditne kartice, ali je još nema. To je matematički slično izdvajanju Higgsova bozona od pozadine u našim podacima. Nakon doktorata htio sam biti siguran da ne ostajem u znanosti čisto iz inercije. Tako sam otišao na jedan kontakt-forum koji ETH organizira svake godine. Htio sam vidjeti koji