Brian Cox: De ce avem nevoie de exploratori

În timpuri economice dificile, programele noastre ştiinţifice de explorare – – de la sondele spaţiale până la LHC (Large Hadron Collider) – – sunt primele cărora li se taie bugetul. Brian Cox arată cum ştiinţa făcută sub impulsul curiozităţii aduce profit, fiind o sursă pentru inovaţie şi aducând o profundă apreciere faţă de propria noastră existenţă.

E adevărat ca trăim in vremuri economice dificile si provocatoare. Şi una din primele victime ale acestor timpuri dificile, cred, este cheltuiala publică de orice fel, dar cu siguranţă acum în bătaia puştii este cheltuiala publică destinată ştiinţei, mai ales ştiinţa bazată pe curiozitate şi explorare. Aşa că o să încerc să vă conving in 15 minute că ăsta e un lucru ridicol şi fără sens.

Dar să pregătesc atmosfera, vreau să vă arăt – -următoarea imagine nu este încercarea mea să vă arăt cea mai rea imagine din istoria TED dar recunosc că e harababură acolo. Dar de fapt, nu e vina mea, este din ziarul Guardian. Şi chiar este o demonstraţie reuşită care arată cât costa ştiinţa. Pentru că, dacă vreau să fac o pledoarie pentru a susţine financiar in continuare ştiinţa bazată pe curiozitate şi explorare, ar trebui să vă spun cât costă. Ăsta e un joc numit „găseşte bugetele pentru ştiinţă”. Aici e bugetul pentru cheltuieli guvernamentale al Marii Britanii. Îl vedeţi aici, e de apropape 620 de miliarde (de lire) anual.

Bugetul pentru ştiinţă este de fapt – – Dacă vă uitaţi la stânga, acolo e un set de buline purpurii şi apoi un set de puncte galbene. Este una din petele din setul de buline galbene din jurul bulinei galbene mari. Este de aproape 3.3 miliarde de lire anual din 620 de miliarde. Asta finanţează totul in Marea Britanie de la cercetarea medicală, explorarea spaţială, unde lucrez eu, la CERN în Geneva, fizica particulelor, inginerie, chiar şi arte si ştiinţe umaniste, finanţate din bugetul pentru ştiinţă, care este acea pată mică, galbenă, de 3.3 miliarde lângă bulina portocalie din partea stângă sus, a ecranului. Deci despre asta discutăm. Apropo, acel procent este aproximativ acelaşi în SUA şi Germania şi Franţa. Cercetarea si dezvoltarea reprezintă din totalul economiei finanţată public aproape 0.6% din PIB. Cam despre asta discutăm.

Primul lucru pe care vreau să-l spun, şi asta vine direct din „Minunile Sistemului Solar” este că explorarea sistemului solar şi a universului ne-a aratat că sunt nespus de frumoase. Aici este o imagine care a fost transmisă de sonda spaţială Cassini din apropierea lui Saturn, după ce am terminat de filmat „Minunile Sistemului Solar”. Deci nu o vedeţi in serial. Este o fotografie a satelitului Enceladus. Sfera aceea albă imensă din colţ este Saturn, care este de fapt în fundalul pozei. Şi semiluna de aici este satelitul Enceladus, care este mare cam cât Insulele Britanice. Are aproape 500 de km în diametru. Deci, o luna micuţa. Ce este fascinant si frumos… asta e o imagine neprelucrată, să nu uit să subliniez. Este o poză alb-negru, direct de pe orbita lui Saturn.

Ce e frumos e, probabil că puteţi vedea in regiunea asta ceva vag, un fel de, mănunchi ca un fel de fum care se ridică din zona asta. Aşa o vizualizăm în „Minunile Sitemului Solar”. Este o grafică frumoasă. Ce am descoperit este ca acele mănunchiuri abia vizibile sunt de fapt fântâni de gheaţă care se ridică de pe suprafaţa acestei luni minuscule. Asta e fascinant şi frumos în sine, dar noi credem că mecanismul care stă la baza acestor fântâni necesită ca acolo să existe lacuri de apă lichidă sub suprafaţa acestui satelit. Şi ce este important în asta este că, pe planeta noastră, pe Pământ, oriunde găsim apă lichidă, găsim viaţă. Deci, să găseşti dovezi clare de bazine lichide, sub suprafaţa unei luni aflate la 750 de milioane de mile depărtare de pământ este cu adevărat uluitor. Deci ceea ce vrem să spunem, de fapt, este că aici poate sa existe viaţă in sistemul nostru solar. Bine, asta a fost doar grafică. Vreau să vă mai arăt poza asta. Încă o imagine a lui Enceladus. E luată când Cassini se afla sub Enceladus. A făcut o trecere foarte joasă, doar la câteva sute de kilometri distanţă de suprafaţă. Din nou, o fotografie reală a fântânilor de gheaţă care tâşnesc la suprafaţă in spaţiu, absolut frumoasă.

Dar acesta nu este primul candidat pentru viaţă în sistemul solar. Ar fi mai degrabă acest loc, care este un satelit al lui Jupiter, Europa. Şi iar, a trebuit să zburăm către sistemul Jovian (al lui Jupiter) ca să înţelegem că aceasta lună, spre deosebire de majoritatea lunilor, era altceva decât o bucată de piatra inertă. Este de fapt o lună de gheaţă. Ceea ce vedem este suprafaţa satelitului Europa, care este o pătură groasă de gheata, probabil de 100 de km. Dar măsurând felul în care Europa interacţionează cu câmpul magnetic al lui Jupiter, şi analizând crăpăturile din gheaţă, pe care le vedeţi pe acea animaţie grafică, am dedus cu un grad mare de probabilitate că există un ocean lichid care înconjoară întreaga suprafaţă a Europei. Deci sub gheaţă, există un ocean de lichid în jurul întregii luni. Poate să aibă sute de km adâncime, credem noi. Credem că e apă sărată, şi asta ar putea însemna că există mai multă apă pe acea luna a lui Jupiter decât exista in toate oceanele de pe Pământ laolaltă. Astfel, locul acela, un satelit mic al lui Jupiter, este probabil candidatul principal pe care îl ştim până acum la a găsi viaţă pe un satelit sau pe un corp ceresc în afara Pământului. O descoperire formidabilă şi frumoasă.

Explorarea sistemului solar ne-a învaţat că sistemul solar este frumos. Ne-a mai arătat o cale de a răspunde uneia dintre cele mai profunde întrebări pe care o putem pune, şi aceasta este, „Suntem singuri în univers?” Există vreo altă întrebuinţare pentru explorare şi ştiinţă, alta decât să ne minunăm, să fim uimiţi? Ei bine, există. Asta e o fotografie foarte celebră făcută în timpului primului meu Ajun de Crăciun, 24 decembrie 1968, pe când aveam vreo opt luni. Este făcută de Apollo Opt pe când traversa prin spatele Lunii. Răsăritul Pământului văzut din Apollo 8. O fotografie celebra, mulţi oameni au spus că aceasta a salvat reputaţia anul 1968, care a fost un an agitat – – protestele studenţilor în Paris, apogeul Razboiului din Vietnam. Motivul pentru care mulţi oameni gândesc astfel despre aceasta fotografie, şi Al Gore a spus-o de multe ori, chiar de pe scena TED, este că fotografia asta, a fost se pare, punctul de început al mişcării pentru salvarea mediului. Pentru că, pentru prima oară, ne-am văzut lumea, nu ca fiind solidă, fixă, un fel de loc indestructibil, ci ca pe o lume foarte mică, care pare fragilă suspendată pe fundalul unui spaţiu negru.

Ceea ce nu se spune des despre explorarea spaţiului, despre programul Apollo, este contribuţia economică pe care a adus-o. În vreme ce poţi să zici că a fost o realizare frumoasa si extraordinaă, care ne-a dat imagini ca aceasta, a costat mult, nu-i aşa? Ei bine, de fapt, s-au făcut multe studii referitoare la eficienţa economică, la impactul economic al programului Apollo. Cel mai mare studiu a fost făcut în 1975 de către Chase Econometrics. Şi a arătat că pentru fiecare dolar cheltuit în programul Apollo, 14 s-au întors în economia SUA. Deci programul Apollo a rambursat investiţia în inspiraţie, în inginerie, realizări şi, cred, inspirând tineri ingineri şi oameni de ştiinţă de 14 ori câţi bani a cheltuit. Deci explorarea poate recupera investiţia.

Cum rămâne cu descoperirea ştiiţifică? Cum rămâne cu încurajarea inovaţiei? Asta cam arată ca o imagine a nimicului. Ce este, este o fotografie a spectrului hidrogenului. Vedeţi, prin anii 1880, 1890 mulţi oameni de ştiinţă, mulţi observatori, analizau lumina emanată de atomi, Şi vedeau imagini ciudate ca aceasta. Ceea ce vezi când o treci printr-o prismă este că atunci când încălzeşti hidrogenul şi nu doar străluceşte ca o lumină albă, emite lumină de anumite culori, una roşie, una albastră, câteva albastru închis. Asta a dus la o înţelegere a structurii atomului pentru că felul în care este explicat acest lucru este că atomii sunt alcătuiţi dintr-un nucleu înconjurat de electroni care gravitează în jurul lui. Şi electronii se pot găsi doar în anumite locuri. Şi când sar pe orbita următoare şi apoi revin de unde au plecat, emit lumină de o anumită culoare.

Şi astfel faptul că atomii, atunci când îi încălzeşti, emit lumină de o anumită culoare, a fost unul din factorii esenţiali care au dus la dezvoltarea teoriei cuantice, teoria structurii atomilor. Vreau doar să vă arăt fotografia asta pentru că este remarcabilă. Este de fapt o imagine a spectrului Soarelui. Şi acum, avem o imagine a atomilor din atmosfera solară absorbind lumină. Şi la fel, absorb lumină de o anumită culoare atunci când electronii sar şi revin la poziţia iniţială, sar si revin la poziţia iniţială. Dar uitaţi-vă la numărul de linii negre din acel spectru. Şi astfel elementul heliu a fost descoperit doar uitându-ne la lumina din Soare pentru că s-a descoperit că acele linii negre nu corespund nici unui element cunoscut până atunci. Şi de aceea heliul s-a numit heliu. Se numeşte „helios” – – helios de la Soare.

Acum, asta suna ezoteric, şi chiar a fost o cercetare ezoterică, dar teoria cuantică a dus repede la înţelegerea comportamentului electronilor din materiale, cum este siliciul, de exemplu. Felul în care se comportă siliciul, faptul că se pot construi tranzistori, este un fenomen pur cuantic. Astfel, fără de înţelegerea venită din curiozitatea asupra structurii atomilor, care a dus la mecanica cuantică, o teorie mai degrabă ezoterică, atunci n-am fi avut tranzistori, n-am fi avut cipuri de siliciu, n-am fi avut mare parte de ceea ce constituie baza economiei noastre moderne.

Mai e o întorsătură frumoasă, zic eu, a poveştii ăsteia. În „Minunile Sistemului Solar”, am subliniat constant că legile fizicii sunt universale. Este unul din cele mai incredibile lucruri ale fizicii şi ale înţelegerii naturii pe care le dobândeşti pe Pământ, Şi anume că poţi să le transporti nu doar către alte planete, dar către cele mai îndepărtate stele şi galaxii. Şi una dintre predicţiile cele mai extraordinare ale mecanicii cuantice, doar uitându-ne la structura atomilor – – exact aceeaşi teorie care descrie tranzistorii – – este aceea că nu pot exista stele în univers care să îşi fi atins finalul vieţii lor şi care să fie mai mari decât, destul de exact, de 1,4 ori masa soarelui. Asta este o limită impusă masei stelelor. O poţi deduce pe o bucată de hârtie în laborator, iei un telescop, îl îndrepţi către cer, şi descoperi că nu există stele moarte cu mase mai mari de 1.4 ori decât masa soarelui nostru. Asta este o predicţie incredibilă.

Ce se întâmplă dacă ai o stea care este chiar la limita acelei mase? Aici avem o imagine a ei. Este imaginea unei galaxii, o galaxie comuna, „din gradina noastra”, care conţine, cât?, 100 de miliarde de stele asemenea Soarelui nostru. Este doar una din miliardele de galaxii din univers. Există un miliard de stele în miezul galactic, şi de aceea este atât de strălucitor. Se află cam la 50 de milioane de ani lumină depărtare, deci este una din galaxiile noastre vecine. Dar steaua aceea strălucitoare de acolo este de fapt una din stelele din galaxie. Deci şi acea stea se află la 50 de milioane de ani lumina depărtare. Este doar o parte a acelei galaxii, şi totuşi străluceşte la fel de puternic ca centrul galaxiei cu un miliard de sori în el. Acesta este un tip de explozie de supernovă. Acesta este un fenomen incredibil, pentru ca este o stea care sta acolo. Se numeste o pitică carbon-oxigen. Este acolo, şi are aproximativ de 1.3 ori masa soarelui. Şi are un companion binar care se învârte în jurul ei, deci o stea mare, o minge mare de gaze. Şi ce face, extrage gaz de la steaua sa companion, până ajunge la limita numită limita Chandrasekhar, şi apoi explodează. Şi explodează, si străluceşte la fel de tare ca un miliard de sori, pentru vreo două săptămâni, şi eliberează nu doar energie, ci şi o cantitate uriaşă de elemente chimice în univers. De fapt, aceea este o pitică carbon-oxigen.

Acum, nu exista nici carbon nici oxigen in univers la momentul Big Bang-ului. Şi nu exista nici carbon nici oxigen în univers de-alungul primei generaţii de stele. Ele s-au creat în stele ca aceea, au fost sechestrate pentru o vreme şi apoi eliberate în univers în explozii ca aceea pentru ca mai apoi să se recondenseze în planete, stele, noi sisteme solare, şi intr-adevăr, în oameni ca noi. Cred că aceasta este o demonstraţie remarcabilă a puterii şi frumuseţii şi universalităţii legilor fizicii, pentru că înţelegem acel proces, pentru că înţelegem structura atomilor aici pe Pământ.

Am un citat frumos pe care l-am găsit – – vorbim despre întâmplare aici – – la Alexander Fleming. „Când m-am trezit chiar după răsărit în 28 septembrie 1928, cu siguranţă nu aveam de gând să revoluţionez medicina descoperind primul antibiotic din lume”. Acum, exploratorii lumii atomilor nu aveau nici o intenţie să descopere tranzistorul. Şi cu siguranţă nu intenţionau să descrie mecanica exploziilor supernovelor. care în cele din urma ne-au spus unde sunt sintetizate în univers componentele de baza ale vietii. Asa încât, eu cred ca ştiinţa poate să fie – – întâmplarea este importantă. Poate să fie frumoasă. Ne poate arăta lucruri uimitoare. Poate, cred eu, în cele din urmă, să ne arate cele mai profunde idei despre locul nostru în univers şi adevărata valoare a planetei noastre.

Aceasta este o imagine spectaculoasă a planetei noastre. Acum, nu prea seamănă cu planeta noastră. Seamănă cu Saturn pentru că este Saturn. A fost făcută de sonda spaţială Cassini. Dar este o fotografie cunoscută, nu datorită frumuseţii şi măreţiei inelelor lui Saturn, ci de fapt, datorită unui punctuleţ mic, greu vizibil aflat undeva sub unul din inele. Daca îl măresc, îl vedeţi. Arată ca o lună, dar de fapt este imaginea Pământului. A fost o imagine a Pământului prinsă cu Saturn în cadru. Este planeta noastră de la o distanţă de 750 de milioane de mile. Cred că Pământul are o proprietate ciudată si anume, cu cât ne îndepărtăm mai mult de el, cu atât ne pare mai frumos.

Dar asta nu e cea mai îndepărtată sau faimoasă imagine a planetei noastre. A fost făcută de sonda spaţială Voyager. Şi aceasta este o poză cu mine în faţa ei pentru comparaţie. Voyager este o maşinărie micuţă. Acum se află la 10 miliarde de mile depărtare de Pământ, transmiţând cu acea antenă, cu o putere de 20 de watti, şi încă ne aflăm în contact cu ea. A vizitat Jupiter, Saturn, Uranus şi Neptun. Şi după ce a vizitat toate aceste patru planete, Carl Sagan, care este unul din eroii mei, a avut ideea minunată să întoarcă Voyager şi să facă o fotografie a fiecărei planete pe care tocmai a vizitat-o. Şi aşa a luat această fotografie a Pământului. Acum este dificil de văzut Pământul acolo, fotografia se numeşte „Punctul albastru pal” dar Pământul este suspendat în această fasie de lumină. Aici este Pămîntul de la o distanta de 4 miliarde de mile depărtare.

Şi aş vrea să vă citesc ce a scris Sagan despre ea, doar ca să termin, pentru că nu pot să spun cuvinte la fel de frumoase ca acestea care descriu ce a văzut în fotografia pe care a făcut-o. A spus,”Gândeşte-te din nou la punctul acela. E acolo. E acasă. Suntem noi. Pe el, toţi cei pe care îi iubeşti, toţi cei pe care îi cunoşti, despre care ai auzit vreodată, orice fiinţă umană care e existat vreodată; locul în care si-au trăit viaţa. Toată bucuria şi suferinţa mii de religii pline de încredere, ideologii şi doctrine economice, fiecare vânător şi culegător, fiecare erou şi laş în parte, fiecare creator şi distrugător de civilizaţii, fiecare rege şi ţăran, fiecare tânar cuplu de îndrăgostiţi, fiecare mamă şi tată, copil, inventator şi explorator, fiecare profesor de morală, fiecare politician corupt, fiecare superstar, fiecare conducător suprem, fiecare sfânt şi fiecare păcătos din istoria speciei noastre, a trăit aici, pe un fir de praf, suspendaţi pe o rază de soare. S-a spus că astronomia este o experienţă care te face umil şi creează caractere. Probabil că nu există o demonstraţie mai bună a nebuniei vanităţii umane decât această imagine îndepărtată a lumii noastre minuscule. Pentru mine, subliniază responsabilitatea noastră de a interacţiona mai blând unii cu alţii şi de a conserva şi îndrăgi micul punct albastru pal, singura casă pe care am ştiut-o vreodată”.

Frumoase cuvinte despre puterea ştiinţei si a explorării. Afirmaţia care s-a făcut mereu, şi se va face încă, este că ştim îndeajuns despre univers. Dacă spuneai asta in 1920, nu ai fi avut penicilină. Dacă spuneai asta în 1890, nu ai fi avut tranzistorul. Şi se face şi azi în vremuri economice dificile. Cu siguranţă ştim destul. Nu mai trebuie să descoperim nimic altceva despre universul nostru.

Daţi-mi voie să vă las cu ultimele cuvinte ale cuiva care devine un erou al meu, Humphrey Davy, care a făcut ştiinţă la începutul secolului XIX. Era atacat în permanenţă. Ştim destule la început de secol XIX. Haide să exploatăm ce ştim, doar să construim lucruri. Şi el spunea, spunea, „Nimic nu este mai dăunător progresului minţii umane decât să presupunem că orizonturile noastre în ştiinţă sunt finale ca victoriile noastre sunt complete, că nu mai există enigme în natură, şi că nu mai există noi lumi de cucerit”.