Mūsų tikrovės suvokimas yra labai ribotas. To priežastis paprasta: prieš tris milijonus metų evoliucionavome Afrikos lygumose. Todėl turime būtent tokius pojūčius, kokių reikėjo norint jose išgyventi: akis, galinčias pakankamai toli įžiūrėti artėjantį plėšrūną, ir ausis, pakankamai jautrias išgirsti šnaresį aukštoje žolėje.
Šie pojūčiai mums atskleidė tik be galo mažą pasaulio dalį ir suteikė tam tikrą „sveiką protą“. Tačiau visais lygmenimis mus klaidina mūsų beždžioniška intuicija. Didžioji gamtos dalis nuo mūsų giliai paslėpta, o pasaulis nėra toks, koks atrodo.
Daugybė dalykų, kurie atrodo akivaizdžiai teisingi, iš tikrųjų tokie nėra. Tai atskleidžia šie septyni pavyzdžiai.
1. Žemė yra plokščia
Jei nekreiptume dėmesio į kalnus ir kitus paviršiaus nelygumus, Žemė tikrai atrodo plokščia. Tačiau yra keletas požymių, rodančių ne tik tai, kad ji išlinkusi, bet ir tai, kad iš tiesų yra didžiulis rutulys. Pavyzdžiui, tolstantys laivai pirmiausia pasislepia už horizonto ir tik tada, užuot tiesiog virtę mažu taškeliu, dingsta iš akių.
Be to, per Mėnulio užtemimą, kai Žemė atsiduria tarp Mėnulio ir Saulės, ant Mėnulio krintantis Žemės šešėlis yra aiškiai išlenktas.
Dar svaresnių įrodymų, kad Žemė apvali, suteikė pirmoji kelionė aplink pasaulį laivu, kuriai vadovavo portugalų jūrininkas Ferdinandas Magelanas. Nors jis žuvo Filipinuose, kelionę 1521 m. užbaigė baskų jūrininkas Juanas Sebastiánas del Cano.
Tačiau, žinoma, paprasčiausias būdas įsitikinti, kad Žemė yra rutulys, – pažvelgti į ją iš kosmoso. Ir nekyla abejonių, kad tai, ką prieš daugiau nei pusę amžiaus „Apollo 8“ astronautai nufotografavo kylant virš pilkos ir nykios Mėnulio platybės, buvo rutulys.
Išmatuoti Žemės dydį kiek sudėtingiau. Tačiau rutulio paviršiuje atstumai tarp keturių miestų yra kitokie, nei būtų plokščiame paviršiuje (tiesą sakant, amerikiečių fizikas Stevenas Weinbergas 1972 m. išleistoje knygoje „Gravitation and Cosmology“ pasinaudojo J. R. R. Tolkieno nurodytais atstumais ir padarė išvadą, kad Viduržemė nėra plokščia).
Tokiu būdu Žemės dydį galima nustatyti naudojantis oro linijų skrydžių atstumų lentelėmis ir patvirtinti, kad ji yra rutulio formos.
Vis dėlto pirmą kartą Žemės dydis buvo apskaičiuotas dar apie 240 m. pr. Kr. Tai padarė Aleksandrijos muziejaus vyriausiasis bibliotekininkas Eratostenas. Jis žinojo, kad vidurdienį per vasaros saulėgrįžą Sienėje (dabartiniame Asuane) vertikalus stulpas nemeta šešėlio, nes Saulė yra tiesiai virš galvos, o Aleksandrijoje toks pats stulpas šešėlį meta, nes Saulė nuo vertikalės yra nutolusi 7°.
Žinodamas atstumą tarp Sienės ir Aleksandrijos bei pasitelkęs geometriją, Eratostenas apskaičiavo, kad Žemė turi būti apvali, o jos apskritimo ilgis – apie 40 000 km. Tai nepaprastai artima šiuolaikinei vertei.
2. Žvaigždės sukasi aplink Žemę
Atrodo visiškai akivaizdu, kad žvaigždės sukasi aplink nejudančią Žemę, o ne kad žvaigždės stovi vietoje ir sukasi pati Žemė. Pirma, būtent taip viskas atrodo. Antra, tai paprasčiausias paaiškinimas.
Kur kas sudėtingiau patikėti, kad sukasi Žemė, nes tada reikia paaiškinti, kaip planeta apskritai gali judėti, jei nė vienas iš mūsų to nejaučiame.
Šią mįslę tik XVII a. paaiškino italų fizikas Galileo Galilei. Jis suprato, kad jei mestumėte kamuolį laivo, judančio pastoviu greičiu, denyje, jis ore judėtų taip pat, kaip ir tuomet, jei stovėtumėte vietoje ant sausumos.
Jeigu nežinotumėte, kad esate laive, galėtumėte manyti, jog apskritai nejudate. Lygiai taip pat galime lengvai apsigauti manydami, kad stovime vietoje, nors Žemės paviršius ties pusiauju juda 1 670 km/val. greičiu.
Įrodymų, kad Žemė sukasi, suteikė tolimojo nuotolio artilerijos sviedinių trajektorijos. Šiaurės pusrutulyje jie nukrypsta į dešinę nuo judėjimo krypties, o Pietų pusrutulyje – į kairę.
Taip nutinka todėl, kad po sviediniais esantis Žemės paviršius skirtingose platumose juda skirtingu greičiu. Pavyzdžiui, nuo pusiaujo į šiaurę skriejantis sviedinys nuolat patenka į platumas, kuriose Žemės paviršius juda lėčiau. Todėl stebint nuo žemės atrodo, kad sviedinys nukrypsta į rytus.
Tačiau norint galutinai įrodyti, kad Žemė sukasi, prireikė Fuko švytuoklės išradimo – vieną tokią galima pamatyti Londono mokslo muziejuje. Tai paprastas prietaisas, pavadintas prancūzų fiziko Léono Foucault vardu. 1851 m. Paryžiuje jis sumanė nuo Panteono kupolo ant plieninės vielos pakabinti geležinį rutulį.
Itin ilga švytuoklė gali laisvai svyruoti bet kuria kryptimi, o laikui bėgant atrodo, kad jos judėjimo kryptis keičiasi. Iš tiesų švytuoklė išlaiko savo judėjimo kryptį – po ja sukasi Žemė. Tačiau galiausiai neginčijamas Žemės sukimosi įrodymas atsirado tuomet, kai iš Žemės orbitos galėjome pamatyti planetą besisukančią juodo kosmoso fone.
3. Gyvos būtybės yra sukurtos savo gyvenamajai aplinkai
Tai taip pat atrodo akivaizdu. Juk visi žinome, kad rykliai yra tobuli vandenyno plėšrūnai, pušys puikiai prisitaikiusios prie sniegingų sąlygų ir t. t. Kaip biologas Richardas Dawkinsas rašė 1986 m. knygoje „The Blind Watchmaker“: „Biologija yra sudėtingų dalykų, kurie atrodo tarsi būtų sukurti tam tikram tikslui, tyrimas.“
Tačiau jokio projektavimo čia nėra. Tiesiog vyksta DNR – molekulės, kurioje užkoduota iš kartos į kartą perduodama genetinė informacija, – mutacijos. Dėl jų atsiranda genetinė įvairovė, kuri yra vienas iš evoliucijos pagrindų.
Dauguma jų pasirodo esantys neprisitaikę prie savo aplinkos ir žūsta iš bado dar nesulaukę reprodukcinio amžiaus. Tik mažuma būna prisitaikiusi ir susilaukia palikuonių, taip tęsdama prisitaikymo prie aplinkos procesą, vadinamą natūraliąja atranka.
Įsivaizduokite mašiną, kuri atsitiktinai gamina raktus. Didžioji jų dalis netinka konkrečiai spynai. Tačiau vienas ar du tinka. Ar sakytumėte, kad jie buvo „sukurti“ būtent tai spynai? Ne. Nepaisant to, gamtoje labai stiprus įspūdis, kad gyvos būtybės buvo specialiai sukurtos tam tikram tikslui. Net ir šiandien kreacionistai atsisako pripažinti, kad tai tėra iliuzija.
„Atrodo beveik taip, tarsi žmogaus smegenys būtų specialiai sukurtos neteisingai suprasti darvinizmą ir sunkiai juo patikėti“, – sako R. Dawkinsas.
4. Jūsų laikas yra toks pat kaip kito žmogaus
Atrodo, kad tai savaime suprantama. Juk galime sinchronizuoti laikrodžius ir po kurio laiko patikrinti, kad jie visą laiką tiksėjo vienodu greičiu.
Tačiau laikas visur teka vienodu greičiu tik todėl, kad gyvename itin „lėtoje“ gamtos juostoje ir silpnoje gravitacijoje. Jei keliautume greičiu, artimu šviesos greičiui, arba atsidurtume stipriame gravitaciniame lauke, pamatytume visiškai kitokį vaizdą.
Visata paslaptingai sukonstruota taip, kad šviesos greitis yra baigtinis ir visiems stebėtojams atrodo vienodas. Jei visi turi išmatuoti tą patį šviesos greitį, kažkas turi nutikti jų liniuotėms ir laikrodžiams, nes greitis yra atstumas, kurį objektas įveikia per tam tikrą laiko tarpą.
Kaip 1905 m. atrado Albertas Einsteinas, judėjimo kryptimi liniuotės sutrumpėja, o laikrodžiai sulėtėja. Žmogus, pralekiantis pro jus beveik šviesos greičiu, suplokštėtų tarsi blynas ir kartu atrodytų judantis lyg per tirštą sirupą.
Trumpai tariant, šviesos greitis yra uola, ant kurios pastatyta Visata, o erdvė ir laikas – tik slenkantis smėlis.
Ir ne tik judėjimas dideliu greičiu veikia laiko tėkmę. Kiekvienas gravitacijos veikiamas objektas iš tikrųjų juda per „iškreipto erdvėlaikio“ slėnius ir kalvas. Kadangi to nežinojome (Einsteinas tai suprato tik 1915 m.), sugalvojome „jėgą“, kurią pavadinome gravitacija.
Paprasčiausią įsivaizduojamą laikrodį galėtų sudaryti lygiagrečiai žemės paviršiui sklindantis lazerio spindulys, pirmyn ir atgal atsispindintis tarp dviejų veidrodžių ir kaskart, šviesai atsitrenkus į veidrodį, sukuriantis vieną „tiksėjimą“.
Arčiau Žemės, kur gravitacija stipresnė, erdvėlaikis yra labiau iškreiptas, todėl šviesa tarp veidrodžių turi įveikti labiau išlenktą kelią. Tokiam keliui įveikti reikia daugiau laiko – tai atskleidžia, kad stipresnėje gravitacijoje laikas teka lėčiau.
5. Mėnulis nekrenta
Iš tikrųjų Mėnulis krenta, nors tam suvokti prireikė Isaaco Newtono genialumo. Jis įsivaizdavo patranką, horizontaliai virš Žemės paviršiaus iššaunančią sviedinį. Gravitacija palaipsniui lenktų jo trajektoriją žemyn ir, tarkime, po kilometro sviedinys atsitrenktų į žemę.
Tuomet Newtonas įsivaizdavo dar didesnę patranką ir sviedinį, kuris prieš atsitrenkdamas į žemę nuskrietų, tarkime, 10 kilometrų.
Galiausiai jis įsivaizdavo superpatranką, galinčią iššauti sviedinį 18 000 km/val. greičiu. Tokiu atveju Žemės išlinkimas tampa itin svarbus. Sviediniui krentant, Žemės paviršius tokiu pat tempu nuo jo tolsta.
Todėl sviedinys niekada neatsitrenkia į žemę. Jis krenta amžinai – ratu. Būtent tai daro Mėnulis.
Su tuo susijęs dar vienas faktas: jei objektas yra laisvojo kritimo būsenoje, jis nejaučia gravitacijos – lygiai kaip jos nejaustumėte lifte, jei nutrūktų jo lynas (žinoma, iki tol, kol suveiktų saugos mechanizmas).
Taip yra ir Tarptautinėje kosminėje stotyje esantiems astronautams, nors ten gravitacija siekia maždaug 89 proc. Žemės paviršiuje esančios gravitacijos. Jie patiria „nesvarumą“ ne todėl, kad yra už gravitacijos ribų, bet todėl, kad, kaip ir Mėnulis, nuolat krenta ratu.
6. Žvaigždės – tik šviesos taškeliai dangaus skliaute
Jos tikrai taip atrodo. Jos nepanašios į saules – nebent būtų neįtikėtinai toli. Tačiau iš tikrųjų jos būtent tokios ir yra, nors tai įrodyti buvo nepaprastai sunku.
Svarbiausia buvo stebėti netoliese esančią žvaigždę iš vienos Žemės orbitos pusės, o po šešių mėnesių – iš kitos. Kaip pirštas, į kurį žiūrite iš pradžių viena, o paskui kita akimi, regis, pakeičia savo padėtį, taip turėtų pasislinkti ir žvaigždė.
Net artimiausių žvaigždžių atveju šis efektas toks mažas, kad toks poslinkis, arba „paralaksas“, pirmą kartą pastebėtas tik 1838 m. Vokiečių astronomas Friedrichas Besselis nustatė, kad žvaigždė 61 Cygni yra už 10 šviesmečių – daugiau nei 600 000 kartų toliau nei Saulė nuo Žemės.
Galutinis įrodymas, kad žvaigždės yra kitos saulės, iš tiesų buvo gautas tyrinėjant jų šviesą. 1835 m. prancūzų filosofas Auguste’as Comte’as pareiškė: „Niekada ir jokiomis priemonėmis negalėsime ištirti žvaigždžių cheminės sudėties ar mineraloginės sandaros.“
Jis visiškai klydo. Gamta mums buvo palanki. Kiekvienas cheminis elementas skleidžia jam būdingų spalvų, arba bangos ilgių, šviesą – tai tarsi jo piršto atspaudas.
Kai Saulės šviesa išskaidoma į vaivorykštę – vadinamąjį spektrą, – astronomai gali aptikti šiuos „pirštų atspaudus“. Ir štai, pažvelgę į kitų žvaigždžių spektrus, jie pamatė, kad kiekviena jų turi savitą „piršto atspaudą“, atskleidžiantį, kokių cheminių elementų joje yra.
7. Galime žinoti, kokia Visata yra „dabar“
Atrodytų, kad tai akivaizdi tiesa. Tačiau sąvoka „dabar“ Visatoje neturi prasmės.
Problema ta, kad nors šviesa yra greita, Visata – milžiniška. Kaip Douglasas Adamsas rašė knygoje „Keliautojo autostopu gidas po galaktiką“: „Kosmosas yra didelis. Jūs tiesiog nepatikėsite, koks neaprėpiamai, milžiniškai, stulbinamai didelis jis yra. Galbūt jums atrodo, kad iki vaistinės reikia nueiti labai toli, tačiau, palyginti su kosmoso platybėmis, tai tėra menkniekis.“
Todėl šioje kosminėje begalybėje šviesa šliaužia tarsi sraigė. Kadangi būtent per šviesą gauname informaciją apie kosmosą, viską matome tokį, koks jis buvo tam tikru ankstesniu laiko momentu.
Kad suprastumėte, ką tai reiškia, įsivaizduokite, kad šviesos greitis būtų ne 300 000 km per sekundę, o vos 100 metrų per šimtmetį.
Priklausomai nuo to, kurioje pasaulio vietoje būtumėte, už 100 metrų galėtumėte matyti 1924 m. gatvės vaizdą; už kiek daugiau nei kilometro matytumėte pačiame įkarštyje vykstantį Hastingso mūšį; o už 4,5 km, netoli horizonto, išvystumėte vis dar statomą Cheopso piramidę.
Tikrovėje žvelgdami į Visatą Mėnulį matome tokį, koks jis buvo prieš 1,25 sekundės; artimiausią didelę galaktiką Andromedą – tokią, kokia ji buvo prieš 2,5 mln. metų; o tolimiausias galaktikas – tokias, kokios jos buvo prieš 13 mlrd. metų.
Nors negalime žinoti, kokia Visata yra dabar, teleskopai mums rodo visą jos istoriją – iki pat Didžiojo sprogimo.
