Veliki umovi i čudo nauke

Astronom s Politehničke akademije u Parizu, Le Verije nije bio zainteresovan da posmatra nebeska tela iz promajnih teleskopskih kupola, nego da sedeći za svojim stolom i služeći se Njutnovim zakonom gravitacije izračunava njihove orbite i poredi ih s rezultatima posmatranja.

Baveći se tim poslom, postao je opčinjen planetom koja je, kako se činilo, kršila sva pravila: Uranom.

Bat, 13. mart 1781.

Uran je otkrio muzičar iz Hanovera po imenu Vilhelm Heršel.

Kad mu je bilo devetnaest godina, 1757, Heršel se sa sestrom Karolinom preselio u Bat, na zapadu Engleske – lep banjski gradić koji su podigli Rimljani na toplim izvorima.

Heršel se zaposlio kao crkveni orguljaš, ali astronomija je bila njegova istinska strast, te je u svom dvorištu napravio jedan od najboljih teleskopa tog doba.

Noću 13. marta 1781, dok je posmatrao nebo, u okularu mu se pojavila jedna magličasta zvezda.

Heršel je najpre pomislio da je ugledao kometu, ali ovo telo nije imalo koprenasti rep. Ne samo to, nego dok se narednih noći kretalo preko sazvežđa Blizanci, nije pratilo veoma izduženu orbitu kakvom se kreću komete, već približno kružnu, kakvom putuju planete.

Tako je Heršel bio prvi koji je u doba teleskopa otkrio novu planetu, prvi svet sasvim nepoznat drevnim astronomima. Otkad ljudi pamte svoju istoriju, broj planeta čvrsto je stajao na šest.

Sada ih je, neverovatno, bilo sedam. Otkriće je izazvalo svetsku senzaciju i uzdiglo Heršela do naučne slave.

Kao doseljenik, Heršel je najviše želeo da bude prihvaćen u svojoj novoj domovini, pa je novoj planeti dao ime Džordž, u čast kralja Džordža III (tačnije, nazvao ju je Džordžova zvezda).

Kao što se moglo i očekivati, francuski astronomi se nisu slagali s tim da planeta dobije ime po engleskom kralju, pa su je umesto toga zvali Heršel.

Ne bi li nekako uspostavio mir, astronom Johan Bode predložio je da joj daju ime Uran, po grčkom bogu neba, i to ime je ostalo.

Da nije, planete bi se, redom od unutrašnjosti ka obodu Sunčevog sistema, zvale Merkur, Venera, Zemlja, Mars, Jupiter, Saturn… i Džordž.

Uran je zapravo uočio još gotovo pun vek ranije, 1690. godine, engleski astronom Džon Flamstid, ali je pogrešno poverovao da je pronašao novu zvezdu, koju je katalogizovao kao 34 Taurusa, trideset četvrtu zvezdu u sazvežđu Bika.

Položaji planete zabeleženi u prošlosti dopunili su rezultate novih posmatranja i početkom XIX veka Uranova orbita je bila poznata dovoljno tačno da se uporedi s onom predviđenom na osnovu Njutnovog zakona gravitacije.

Poređenje je, međutim, pokazalo anomaliju.

Naučnici bi izračunali orbitu kojom Uran treba da se kreće narednih meseci, ali on bi uvek odstupio od nje. Niko nije stvarno verovao da nešto nije u redu s Njutnovim zakonom gravitacije.

Njegovi uspesi su već bili toliko nepobitni i toliko opsežni da je praktično važio za reč Božju.

Posumnjalo se umesto toga da Uran od svoje proračunate putanje stalno odstupa zato što na njega deluje neko telo još udaljenije od Sunca. Bila je to primamljiva mogućnost i Le Verije nije odoleo da ne pođe za njenim zovom.

Sedeći za svojim stolom u Politehničkoj akademiji u Parizu, latio se da na osnovu uočenog delovanja hipotetičke planete na Uran izračuna gde tačno na nebu ona mora da se nalazi.

Sunčeva masa čini zaprepašćujućih 99,8 odsto ukupne mase Sunčevog sistema, te se s priličnom približnošću može uzeti da se jedna planeta kreće isključivo pod njegovim uticajem.

Njutnov zakon gravitacije je, međutim, univerzalni zakon, što znači da sila teže deluje između svakog pojedinačnog komada materije i svakog drugog pojedinačnog komada materije; shodno tome, na jednu planetu deluje ne samo privlačna sila Sunčeve teže nego i privlačna sila teže svih ostalih planeta.

Da bi bio siguran da je to što vidi delovanje neke nepoznate planete u spoljašnjem Sunčevom sistemu na Uran, Le Verije je najpre morao da izuzme delovanje poznatih planeta, a naročito dveju najveće mase: Jupitera i Saturna.

Izračunavanja su bila složena i zahtevala su mnogo vremena. Sva su morala da se proveravaju više puta, jer je i najmanja greška mogla da sruši čitavu matematičku konstrukciju.

Nije to međutim bio jedini problem s kojim se Le Verije suočavao: gravitaciono privlačenje planete male mase, ali blizu Uranu, ne bi bilo moguće razlikovati od privlačenja masivne, ali udaljenije planete.

Zato je da bi postigao ikakav napredak u lociranju orbite hipotetičke planete francuski astronom morao da pretpostavi njenu masu i udaljenost od Sunca.

Bio je to gargantuanski zadatak i Le Verije mu je posvećivao čitave svoje radne dane, a ponekad čak i noći, ali na kraju je uspeo. Izračunao je ne samo orbitu hipotetičke planete nego i, što je najvažnije, ka kome bi delu noćnog neba trebalo usmeriti teleskop pri traganju za njom: između sazvežđa Jarca i Vodolije.

Le Verije je bio samouveren čovek, ali dok mu je pero lebdelo nad gustim formulama kojima su bili ispisani listovi rašireni po stolu, osetio je peckanje nervoze i uzbuđenja.

Znati nešto što niko drugi na svetu ne zna i ne razume pruža neizmerno zanosno osećanje moći, ali šta ako je pogrešio? Da li je Bog ili budala?

I kako je moguće da te jednačine tu pred njim prikazuju stvarnost? Pribrao se pre nego što su ga sumnje savladale. Imao je samo jednu mogućnost: da se obrati astronomima koji se bave praktičnim posmatranjima.

Položaj nove planete Le Verije je preneo direktoru Pariske opservatorije, ali mu je Fransoa Arago jasno stavio do znanja da potraga za novom planetom nije među prioritetima opservatorije. Arago je imao za to dobre razloge.

Pre svega, nacionalne opservatorije kao što je bila i Pariska postojale su prvenstveno zato da bi kartografisale planete i zvezde u svrhe navigacije.

Taj posao je zahtevao duga i strpljiva posmatranja koja je obavljalo mnogo ljudi i sasvim je razumljivo što Arago nije želeo da troši njihovo dragoceno vreme na uzaludnu potragu za nekakvom planetom čije se postojanje njemu činilo kao krajnje daleka i maglovita mogućnost.

Otežavajuća okolnost verovatno je bilo i to što je Le Verijea pratio glas nadmenog i teškog čoveka.

Jarac i Vodolija nisu sa severne Zemljine polulopte vidljivi mnogo posle kraja novembra, tako da je bilo presudno da potraga za novom planetom počne uskoro.

Le Verije je neko vreme bio strpljiv, ali kako mu od Aragoa nije stizao nikakav datum, osećao se sve osujećenije. Desilo se, međutim, da je već bio počeo da pokušava i drugim putevima, i poslao je rad u kome je izložio svoja predviđanja Hajnrihu Šumaheru, uredniku nemačkog časopisa Astronomische Nachrichten.

U propratnom pismu dao je oduška ogorčenju zbog toga što ne može da navede francuske astronome da potraže njegovu planetu.

Šumaher je saosećao s njim, i otpisao mu je iznoseći predlog: zašto se Le Verije ne bi obratio drugim astronomima koji raspolažu snažnim teleskopima?

Prvi koji su mu padali na pamet bili su Fridrih Struve i lord Vilijam Parsons Ros, čiji je teleskop Levijatan, s ogledalom prečnika 183 cm, bio u tom trenutku najveći na svetu.

Le Verije bi im se verovatno zaista obratio obojici da ga Šumaherov predlog nije podsetio na pismo koje je dobio prethodne godine od mladog astronoma iz Berlinske opservatorije.

Prednost Johana Galea ležala je upravo u tome što je bio pomoćni astronom, na sporednom položaju. Johan Enke, direktor Berlinske opservatorije, bio bi nespreman na potragu za novom planetom podjednako kao i njegov pariski kolega, pretpostavljao je Le Verije, ali Gale će možda biti željan da stvori sebi ime.

Više će uspeha možda postići, razmišljao je, bude li zaobišao Enkea i obratio se neposredno mlađem astronomu. Hoće li ga Gale shvatiti ozbiljno ili će biti prinuđen da podnese još jedno razočaranje?

Postojao je samo jedan način da sazna.

Jedina je nevolja bila u tome što je prethodne godine francuski astronom zanemario i Galeovo pismo i tezu priloženu u njemu.

Bilo je to neprijatno sada kada mu je zatrebala Galeova usluga. Ipak, možda će se to dati zagladiti s malo laskanja.

Zato je, pre nego što će zamoliti Galea da mu potraži planetu, Le Verije sročio britku i okasnelu pohvalu njegovoj tezi, čestitajući mu na njenoj savršenoj jasnosti i potpunoj čvrstini. Zatim mu je 18. septembra 1846. poslao približnu procenu položaja nove planete.

Berlin, 24. septembar 1846.

Dok je sat kuckao sve bliže zori, trojica ljudi okupila su se oko Fraunhoferovog teleskopa pod kupolom Berlinske opservatorije. D’Arest, koji je trčao celim putem do Enkeove kuće, vratio se s direktorom opservatorije, koji se, posle rođendanske proslave, pomalo klatario na nogama.

Boreći se da ostanu mirni, sva trojica su se smenjivala za okularom dok se nisu sasvim uverili.

Telo koje su uočili Gale i D’Arest definitivno se nije nalazilo na zvezdanoj karti, a razlog je bio očigledan: to nije bila zvezda.

Zvezde se, usled velike udaljenosti od Zemlje, kroz teleskop vide kao tačkice svetlosti, kolika god bila uveličavajuća moć instrumenta.

Ovo telo, međutim, nije bilo tačkica bez dimenzija, nego sićušni treperavi disk. Pronašli su je! Pronašli su Le Verijeovu planetu!

Gale gotovo nije mogao da poveruje šta se sve izdešavalo za pola dana. Otvorio je naizgled sasvim obično pismo iz Francuske, i ne pomišljajući da će mu ono zauvek promeniti život.

Le Verijeovo ime je smesta prepoznao i moglo se lako desiti da se osveti Francuzu koji se oglušio o njegovo pismo i zagubio ga negde među papirima na svom stolu, ali usluga za koju je Le Verije molio zakopkala mu je znatiželju.

Pismo je sadržalo pretpostavku o postojanju jedne nove planete i njen predviđeni položaj.

Gale je znao da je takvo predviđanje besmisleno, pa ipak ga je nešto upozoravalo da ga ne odbacuje tek tako.

„Voleo bih da pronađem istrajnog posmatrača – pisao je Le Verije – voljnog da posveti određeno vreme pretraživanju dela neba na kome možda može da se otkrije jedna planeta“.

Gale je rešio da bude taj istrajni posmatrač.

Pošteno govoreći, Gale nije očekivao da će išta pronaći. Nije mu se činilo moguće da čovek koji sedi za stolom negde u Parizu vidi svemir pomoću matematike.

Bilo je to kao kad bi neki astronom vezanih očiju otkrio pomoću Fraunhoferovog teleskopa kometu. Ipak, čudo nad čudima – eto nje: Le Verijeova planeta, izranja iz tamnomodrih dubina svemira tačno tamo gde je Francuz i predvideo da će biti.

Taj novi svet putovao je oko Sunca kroz ledenu tamu iza Urana još od rođenja Sunčevog sistema, a do pre sat vremena nijedno ljudsko biće nije znalo da ona postoji.

U tom trenutku njih trojica su bili jedini ljudi na Zemlji koji su daleku planetu videli. Ime još nije imala. Uskoro će, međutim, biti poznata čitavom svetu – pod imenom Neptun.

Pariz, 29. septembar 1846.

Nekoliko dana kasnije Le Verije je u Parizu otvorio pismo iz Berlina datirano 24. septembra 1846.

„Gospodine, planeta na čiji ste mi položaj ukazali zaista postoji“, saopštavalo je pismo. Gale je pronašao njegovu planetu! Le Verijea je obuzela vrtoglavica od oduševljenja i olakšanja.

Verovao je on u novu planetu – naravno da jeste – ali i nije verovao. Čovek je, na kraju krajeva. Kockao se sa svojim dobrim glasom zarad malo ezoterične matematike koju je Tvorac mogao rešiti i da poštuje, a i da ne poštuje.

Nastupao je samopouzdano kad je predstavljao svoje predviđanje, ali samo je on znao koliko je od toga bilo glumljena hrabrost.

Prvog oktobra Le Verije je poslao odgovor Galeu. Zahvalio je nemačkom astronomu zato što je jedini ozbiljno shvatio njegovu molbu.

„Zahvaljujući vama sada nepobitno imamo jedan novi svet“, napisao mu je.

Otkriće Urana bilo je prava senzacija. Dvostruko udaljeniji od Sunca nego Saturn, Uran je preko noći udvostručio prostornu veličinu Sunčevog sistema.

Otkriće Neptuna, međutim, bilo je senzacija potpuno drugačije klase. Dok je Heršel na Uran natrapao slučajno, Le Verije je, samo pomoću olovke i papira, predvideo da Neptun postoji, gde se nalazi, pa čak i kako izgleda.

„Ne izlazeći iz svog kabineta, čak i ne gledajući u nebo – piše francuski astronom Kamij Flamarion – Le Verije je pronašao nepoznatu planetu isključivo matematičkim izračunavanjima i, kako se ispostavilo, dotakao ju je vrhom olovke!“

Otkriti na papiru nešto što postoji u stvarnom svetu zaista je bilo, kao što je zapazio Flamarion, nešto novo pod suncem.

„Verovatno u čitavim analima astronomskih osmatranja ne postoji nijedna druga tako izvanredna potvrda neke teorijske odgonetke na koju se odvažio ljudski duh!“, piše škotski astronom Džon Pringl Nikol.

Otkriće Neptuna nije bilo samo Le Verijeov trijumf nego i velika pobeda Isaka Njutna i opšte teorije gravitacije koju je Njutn postavio gotovo dva veka ranije.

Njutnov zakon ne samo da objašnjava ono što vidimo nego i predviđa ono što ne vidimo.

Le Verije je spektakularno demonstrirao osnovnu čaroliju nauke – njenu zaprepašćujuću sposobnost da predskaže nešto na šta se ranije nije ni pomišljalo, a ispostavilo se da zaista postoji u stvarnom svetu.

Na samoj je granici verovatnoće to što su matematičke formule u stanju da tako savršeno prikažu realnost, ali nekim čudom – jesu. Služeći se apstraktnim formulama, Le Verije je razotkrio stvarno nebesko telo u stvarnom svemiru i niko drugi u istoriji nije postigao ništa slično.

Le Verije je bio prvi među čarobnjacima nauke.

Osnovno čudo nauke, kojim se bavi knjiga „Čarobnjaci: Veliki umovi i čudo nauke“ Markusa Čona, koju je nedavno objavila IK Laguna u prevodu Tatjane Bižić, jeste u tome što matematičke formule naškrabane na parčetu papira ili tabli mogu da predvide postojanje nečega što niko nije ni slutio da postoji.

Autor nudi priču o čarobnjacima: fizičarima koji su, služeći se matematikom, predvideli postojanje dotad nepoznatih planeta, crnih rupa, nevidljivih polja sile, mreškanja u tkivu prostorvremena, subatomskih čestica i antimaterije…

Markus Čon vodi čitaoca od središta učenosti u Parizu i Kembridžu, preko opservatorija u Berlinu i Kaliforniji i bunkera ispod nuklearnih reaktora do džinovskih tunela ispod švajcarsko-francuske granice da bi mu pokazao kako je to kad se zna nešto o svemiru što nije znao niko pre.

Danas, u dogovoru sa izdavačem, objavljuje jedno poglavlje iz „Čarobnjaka“. Oprema je redakcijska.