Namera nam je da u ovoj knjizi opišemo Ajnštajnovu teoriju prostora i vremena na najjednostavniji način za koji znamo, ali da istovremeno otkrijemo njenu svekoliku lepotu. To će nam na kraju omogućiti da dođemo do njegove poznate jednačine E = mc2 koristeći matematiku koja nije teža od Pitagorine teoreme. I ne brinite ako se ne sećate te teoreme – objasnićemo i nju. Što je jednako važno, želimo da svaki čitalac koji pročita ovu knjigu do kraja sazna kako savremeni fizičari promišljaju o prirodi i grade teorije koje postaju duboko korisne i na kraju menjaju naše živote.
Gradeći model prostora i vremena, Ajnštajn je utro put ka razumevanju načina na koji zvezde sijaju, otkrio naoko skrivene razloge zbog kojih električni motori i generatori rade i postavio temelje celokupne savremene fizike. Ova knjiga ujedno treba da bude provokativna i izazovna. Sama fizika nije problem: Ajnštajnove teorije dobro su postavljene, a potvrđuje ih veliki broj eksperimentalnih dokaza, što ćete i videti kako budete čitali knjigu. U dogledno vreme, vrlo je važno naglasiti, Ajnštajn će možda biti primoran da ustupi mesto onima koji će predložiti još tačniju sliku prirode.
U nauci ne postoje univerzalne istine, samo pogledi na svet za koje tek treba pokazati da su pogrešni. Sve što, za sada, možemo sa sigurnošću da kažemo jeste to da Ajnštajnove teorije daju tačna predviđanja. Provokaciju uočavamo u tome kako nas nauka izaziva da razmišljamo o svetu oko nas. Bio naučnik ili ne, svako od nas poseduje intuiciju i svi mi zaključujemo o svetu na osnovu svakodnevnih iskustava. Međutim, ako izložimo svoja zapažanja hladnom i preciznom svetlu naučne metode, često otkrijemo da priroda zbunjuje našu intuiciju. Kako budemo napredovali kroz knjigu otkrićemo da se, kada se objekti kreću velikim brzinama, uobičajene predstave o prostoru i vremenu odbacuju i zamenjuju nečim potpuno novim, neočekivanim i elegantnim.
Ta lekcija je blagodarna i nenametljiva, a kod mnogih naučnika izaziva osećaj divljenja: svemir je mnogo bogatiji nego što nam svakodnevno iskustvo govori. Možda je najčudesnija od svih činjenica ta da je nova fizika, sa svom svojim slojevitošću, ispunjena upečatljivom matematičkom elegancijom.
Iako ponekad može izgledati teška, nauka u suštini nije komplikovana disciplina. Neko bi se usudio da kaže kako je to pokušaj da srušimo naše urođene predrasude ne bismo li svet posmatrali što objektivnije. Nauka može da bude više ili manje uspešna u postizanju tog cilja, ali malo ko može da dovede u pitanje njen uspeh da nas pouči tome kako svemir funkcioniše.
Najteže nam je da prihvatimo kako ne treba verovati onome o čemu volimo da razmišljamo kao o zdravom razumu. Učeći nas da prihvatimo prirodu onakvu kakva jeste a ne u skladu s našim predrasudama, naučna metoda dovela je do savremenog tehnološkog sveta. Ukratko, ona funkcioniše.
U prvoj polovini knjige izvešćemo jednačinu E = mc2. Pod „izvođenjem“ mislimo da ćemo pokazati kako je Ajnštajn došao do zaključka da je energija jednaka masi pomnoženoj s kvadratom brzine svetlosti, kako jednačina glasi. Razmislite malo o tome i izgledaće vam veoma čudno.
Možda je najpoznatiji oblik energije energija kretanja. Ako vam neko baci lopticu za kriket u lice, zaboleće kad vas udari. Fizičar bi rekao da se to događa zato što je bacač preneo energiju na lopticu, a ta energija se prenosi na vaše lice kada ono zaustavi njeno kretanje. Masa je mera količine materije koju objekat sadrži. Loptica za kriket je teža od loptice za stoni tenis, ali mnogo lakša od naše planete. Iz jednačine E = mc2 sledi da se energija i masa mogu međusobno pretvarati jedna u drugu, kao dolari i evri, a da je kvadrat brzine svetlosti njihov međusobni kurs.
Kako je Ajnštajn izveo takav zaključak i kako je brzina svetlosti mogla da nađe put do jednačine o vezi između energije i mase? Ne tražimo nikakvo naučno predznanje i gde god možemo izbegavamo matematiku. Bez obira na to, čitaocu nameravamo da ponudimo objašnjenje (a ne samo opis) nauke. U tom smislu, nadamo se da ćemo ponuditi nešto novo.
U kasnijim delovima knjige videćemo kako se naše razumevanje funkcionisanja svemira oslanja na jednačinu E = mc2. Zašto zvezde sijaju? Zašto su elektrane na nuklearni pogon toliko efikasnije od onih na ugalj i naftu? Šta je masa? Ta pitanja uvešće nas u svet savremene fizike čestica, veliki hadronski sudarač u CERN -u u Ženevi i lov na Higsovu česticu koja možda vodi do objašnjenja samog porekla mase.
Knjiga se završava Ajnštajnovim čudesnim otkrićem da je za gravitaciju odgovorna struktura prostora i vremena i neobičnom idejom da Zemlja pada „po pravoj liniji“ oko Sunca.
Brajan Koks i Džef Foršo
Preveo: Aleksandar Dragosavljević