Harry Cliff
Jak zrobić szarlotkę od podstaw. W poszukiwaniu przepisu na nasz Wszechświat – od powstania atomów do Wielkiego Wybuchu

Tytuł oryginału
How To Make An Apple Pie From Scratch

ISBN

Copyright © 2021 by Harry Cliff
All rights throughout the world are reserved to Proprietor.
Copyright © for the Polish translation by Zysk i S-ka Wydawnictwo s.j., 2023
Copyright © for this edition by Zysk i S-ka Wydawnictwo s.j., Poznań 2023
All rights reserved

Redakcja
Barbara Borszewska

Korekta
Joanna Fortuna, Julia Młodzińska

Projekt typograficzny i łamanie
Grzegorz Kalisiak

Ilustracje
Mel Northover

Projekt okładki
Paweł Panczakiewicz/PANCZAKIEWICZ ART.DESIGN
www.panczakiewicz.pl

Wydanie 1

Zysk i S-ka Wydawnictwo
ul. Wielka 10, 61-774 Poznań
tel. 61 853 27 51, 61 853 27 67
dział handlowy, tel./faks 61 855 06 90
sklep@zysk.com.pl
www.zysk.com.pl

Wszelkie prawa zastrzeżone. Niniejszy plik jest objęty ochroną prawa autorskiego i zabezpieczony znakiem wodnym (watermark).

Uzyskany dostęp upoważnia wyłącznie do prywatnego użytku. Rozpowszechnianie całości lub fragmentu niniejszej publikacji w jakiejkolwiek postaci bez zgody właściciela praw jest zabronione.

Konwersję do wersji elektronicznej wykonano w Zysk i S-ka Wydawnictwo.

Vicky i Robertowi.
Dziękuję Wam.

Aby zrobić szarlotkę od podstaw, trzeba najpierw wymyślić Wszechświat.

– Carl Sagan

Prolog

W mroźny marcowy poranek 2010 roku zatrzymałem samochód przed ogrodzonym kompleksem zabudowań na obrzeżu francuskiej gminy Ferney-Voltaire. Przytwierdzona do stalowej bramy tablica głosiła:

CERN SITE 8
ACCÈS RÉSERVÉ AUX PERSONNES AUTORISÉES

Pochylając się niezgrabnie, by sięgnąć przez okno pasażera mojego samochodu z kierownicą po prawej stronie, przyłożyłem identyfikator do czytnika. Brama pozostała zamknięta. Hmmm… czyżby moja prośba o możliwość wjazdu nie została załatwiona pozytywnie? Zauważywszy kątem oka, że za mną ustawia się kolejka samochodów, wykonałem serię coraz bardziej rozpaczliwych machnięć ręką przed czytnikiem. Bez rezultatu. Już miałem wysiąść i moją łamaną francuszczyzną wyniesioną z liceum próbować negocjować ze strażnikiem, gdy ku mej uldze brama, z głośnym skrzypieniem, zaczęła się otwierać.

Zaparkowałem za główną halą eksperymentalną, naprzeciwko ogrodzenia z siatki, za którym znajdował się pas startowy lotniska w Genewie. Gdy wysiadłem, mój oddech tworzył mgiełkę w zimnym powietrzu, które niosło znajomy, mdląco-słodki zapach z fabryki perfum w pobliskim szwajcarskim miasteczku Meyrin. Wsunąwszy ręce do kieszeni płaszcza, ruszyłem w kierunku prozaicznie nazwanego budynku 3894, parterowego baraczku, który służył jako miejsce porannych odpraw.

W środku większość uczestników tłoczyła się już przy długim stole, czekając na rozpoczęcie zebrania. Niektórzy rozmawiali ze swoimi sąsiadami po angielsku, francusku, niemiecku i włosku; inni popijali kawę lub siedzieli pochyleni nad laptopami. Zająłem miejsce z tyłu, z dala od stołu, mając nadzieję, że nie zostanę wywołany.

Sto metrów pod naszymi stopami w betonowym tunelu tak długim, że w jego obwodzie zmieściłoby się spore miasto, rozpoczęto uruchamianie największej i najpotężniejszej maszyny, jaką kiedykolwiek zbudowano – Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC). Już za kilka dni ten akcelerator cząstek w kształcie pierścienia miał zderzyć ze sobą cząstki subatomowe z tak niewiarygodną siłą, że na krótko odtworzy warunki panujące bezpośrednio po Wielkim Wybuchu.

Te maleńkie kolizje miały być rejestrowane przez cztery gigantyczne detektory cząstek, rozmieszczone w podziemnych grotach wielkości katedry w odstępach kilku kilometrów wokół pierścienia LHC. Jeden z tych detektorów znajdował się bezpośrednio pod nami – eksperyment Large Hadron Collider beauty (LHCb) – 6000 ton stali, żelaza, aluminium, krzemu i światłowodów, czekających na swój moment niczym sprinter w blokach startowych.

To było długie oczekiwanie. Niektórzy z moich kolegów przez całą swoją karierę zawodową przygotowywali się na tę chwilę. Dwadzieścia lat planowania, zabiegania o środki finansowe, skrupulatnego projektowania, testowania i prac inżynierskich doprowadziło do powstania jednego z najbardziej zaawansowanych detektorów cząstek, jaki kiedykolwiek zbudowano. W ciągu najbliższych kilku dni rezultat wszystkich tych wysiłków miał zostać poddany ostatecznej próbie, jako że inżynierowie pracujący przy LHC przygotowywali się właśnie do przeprowadzenia pierwszych zderzeń cząstek wewnątrz detektora.

Miałem dwadzieścia cztery lata, byłem na drugim roku studiów doktoranckich i kilka tygodni wcześniej przyjechałem do Genewy na pierwszy z dwóch trzymiesięcznych staży. Moim nowym domem był CERN, Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire [Europejska Organizacja Badań Jądrowych], największa i najbardziej zaawansowana instytucja badawcza fizyki wysokich energii na świecie. W ciągu tygodni, które minęły od mojego przyjazdu, powoli nabywałem orientacji w labiryncie budynków biurowych, warsztatów i laboratoriów znajdujących się na rozległym terenie CERN, walczyłem z lutowymi burzami śnieżnymi i odkryłem, że spłukiwanie toalety po godzinie 22 w Szwajcarii naraża na ostrą reprymendę ze strony sąsiadów. Mierzyłem się też z moimi nowymi obowiązkami w ramach LHCb, w tym z odpowiedzialnością za jeden z jego licznych podsystemów, z których każdy musiał działać perfekcyjnie. Gdyby którykolwiek z nich zawiódł, tak długo wyczekiwane dane mogłyby okazać się bezużyteczne.

Po raz pierwszy zetknąłem się z LHCb półtora roku wcześniej. Mój opiekun Uli, niemiecki badacz po doktoracie pracujący w CERN na pełen etat, przeprowadził mnie przez skomplikowany zestaw procedur wymaganych przed dopuszczeniem do detektora. Przypiąwszy plakietkę, która miała monitorować moją ekspozycję na promieniowanie podczas przebywania w podziemnych korytarzach, musiałem najpierw przekonać dość kapryśny skaner tęczówki oka, aby przepuścił mnie przez szereg jaskrawozielonych drzwi bezpieczeństwa, działających na zasadzie śluzy powietrznej. Następnie niewielką rozedrganą metalową windą zjechałem 105 m w dół do miejsca, które nieco złowieszczo nazywane jest „jamą”.

Gdy drzwi windy otworzyły się, ujrzałem dziwaczny podziemny świat terkocącej maszynerii, metalowych konstrukcji pomalowanych na żywe kolory oraz betonowych tuneli z kilometrami kabli i przewodów. Po pokonaniu kolejnej serii drzwi bezpieczeństwa, tym razem jaskrawożółtych i opatrzonych znakami ostrzegającymi przed promieniowaniem, a następnie wąskiego krętego przepustu w ścianie osłonowej o grubości 12 metrów, znalazłem się nagle w wysokiej betonowej grocie.

Pierwszą zaskakującą rzeczą są rozmiary detektora. LHCb jest olbrzymi – ma 10 metrów wysokości i 21 metrów długości, zajmuje więc całą szerokość groty. Na pierwszy rzut oka trudno się zorientować, na co się patrzy; widać jedynie schody, stalowe podesty oraz rusztowania pomalowane na zielono i żółto, których zadaniem jest podtrzymywanie i umożliwianie dostępu do zasadniczych elementów urządzenia, które są w większości ukryte. Wzdłuż ścian groty biegną wiązki kabli doprowadzających zasilanie i odprowadzających strumień danych rejestrowanych przez miliony maleńkich, wykonanych z wielką precyzją czujników. LHCb jest w stanie mierzyć trajektorie tysięcy pojedynczych cząstek subatomowych, które rozlatują się po zderzeniach z prędkością praktycznie dorównującą prędkości światła, z dokładnością do kilku tysięcznych milimetra. I to milion razy na sekundę.

Jednak bodaj najbardziej niezwykłe w LHCb jest to, jak go zbudowano. Podobnie jak wszystkie cztery duże eksperymenty LHC, stanowi on coś w rodzaju współczesnej wieży Babel, której każdy element składowy został zaprojektowany i wykonany w ramach międzynarodowej współpracy fizyków i inżynierów z kilkudziesięciu uniwersytetów z całego świata, od Rio de Janeiro po Nowosybirsk. Zmontowane razem w tej gigantycznej dziurze w ziemi pod Genewą, tworzą jeden, oszałamiająco skomplikowany instrument. Fakt, że to wszystko w ogóle działa, wciąż zakrawa mi na coś w rodzaju cudu.

Moi koledzy w Cambridge spędzili ostatnią dekadę na projektowaniu, budowaniu i testowaniu układów elektronicznych odczytujących dane z subdetektora, którego zadaniem jest odróżnianie od siebie różnych typów cząstek. Mój drobny wkład do tego wszystkiego polegał na zagwarantowaniu, że oprogramowanie użyte do sterowania i monitorowania elektroniki we właściwym momencie zadziała bez awarii bądź innych problemów. Byłem zaledwie małym trybikiem w ogromnej maszynie, lecz doskonale zdawałem sobie sprawę, że sukces dwudziestoletnich wysiłków setek fizyków z siedemdziesięciu krajów i 65 mln euro zainwestowanych przez kilkanaście państwowych agencji finansujących badania naukowe zależy od tego, czy wykonam powierzony mi wycinek pracy prawidłowo. Nie chciałem być tym, który spieprzy wszystko w ostatniej chwili.

Gwar w pokoju ucichł raptownie, gdy szef rozruchu przywołał zebranych do porządku. Patrząc wokoło na członków zespołu, z których wielu sprawiało wrażenie, jak gdyby przez ostatnie kilka dni spało niewiele, zdałem sobie sprawę, że to początek najważniejszego etapu mojej dotychczasowej kariery. Pierwszym punktem było sprawozdanie z całonocnej pracy przy LHC, który ludzie z CERN pomiędzy sobą nazywają „maszyną”. To właśnie na tę maszynę wszyscy teraz czekaliśmy.

Powstający od ponad trzech dziesięcioleci LHC to przedsięwzięcie naukowe na bezprecedensową skalę. Niemal wszystko, co go dotyczy, ma ekstremalny charakter. Jest to największe narzędzie badawcze, jakie kiedykolwiek zbudowano, a według niektórych szacunków największa maszyna w dziejach techniki – ma 27 km w obwodzie, co sprawia, że czterokrotnie przekracza granicę między Francją a Szwajcarią (na ścianach tunelu namalowane są flagi wyznaczające granicę). W przewodach, wewnątrz których poruszają się cząstki, panuje większa próżnia niż w przestrzeni międzygwiezdnej, podczas gdy tysiące nadprzewodzących elektromagnesów, które ukierunkowują cząstki wzdłuż pierścienia, działają w ekstremalnie niskiej temperaturze –271,3 °C, mniej niż 2 stopnie powyżej zera absolutnego. Aby ją osiągnąć, potrzebna jest największa na świecie instalacja kriogeniczna, zużywająca 10 000 ton ciekłego azotu1 i tyle energii elektrycznej, co duże miasto, do wyprodukowania ponad 120 ton nadciekłego helu, który jest następnie wpompowywany do obwodów chłodzących elektromagnesów LHC. Za kilka dni ta gigantyczna maszyna zacznie rozpędzać cząstki subatomowe zwane protonami do 99,999996% prędkości światła, a następnie zderzać je ze sobą w czterech miejscach w obrębie pierścienia, w tym wewnątrz LHCb, tworząc formy materii, których nie widziano w większej ilości od bilionowej części sekundy po powstaniu Wszechświata.

Wszystko to, lata prac konstrukcyjnych i zdobywania finansowania, mobilizacja globalnej społeczności tysięcy fizyków, roboty inżynieryjne (w tym przekopywanie się przez podziemną rzekę po jej zamrożeniu przy użyciu ciekłego azotu), nie wspominając już o wykonywaniu, testowaniu i montowaniu milionów pojedynczych komponentów, od 35-tonowych magnesów po najdrobniejsze czujniki krzemowe, miało służyć jednemu celowi – zaspokojeniu ciekawości badaczy. Pomimo to, co usiłują wmawiać niektóre tabloidy – na przykład brytyjski „Daily Express” niestrudzenie sugeruje, jakoby CERN używał LHC do niegodziwych celów, w tym otwierania portalu do innego „przerażającego” wymiaru2 (być może owo przejście „na Drugą Stronę” w serialu Stranger Things to w istocie wina CERN), albo też, co jest moim ulubionym sformułowaniem, do „przepytywania Boga”3 – LHC istnieje tylko po to, by odpowiedzieć na fundamentalne pytania dotyczące najbardziej podstawowych elementów składowych naszego świata i tego, jak powstał nasz Wszechświat.

Jest szereg naprawdę ważnych pytań, na które potrzebujemy odpowiedzi. Nasza obecna teoria na temat tego, z czego zbudowany jest świat na poziomie fundamentalnym, znana jest jako Model Standardowy (MS) fizyki cząstek elementarnych – co jest doprawdy zwodniczo nudną nazwą na określenie jednego z największych intelektualnych osiągnięć ludzkości. Rozwijany od dziesięcioleci, dzięki połączonym wysiłkom tysięcy teoretyków i eksperymentatorów, Model Standardowy stwierdza, że wszystko, co widzimy wokół nas – galaktyki, gwiazdy, planety i ludzie – jest zbudowane z zaledwie kilku różnych typów cząstek, które są powiązane ze sobą wewnątrz atomów i molekuł przez niewielką liczbę oddziaływań fundamentalnych. Jest to teoria, która wyjaśnia wszystko – dlaczego Słońce świeci, czym jest światło i dlaczego ciała materialne mają masę. Co więcej, teoria ta przeszła wszystkie testy eksperymentalne, jakim udało się ją poddać przez prawie pół wieku. Jest to bez wątpienia najbardziej udana teoria naukowa, jaką kiedykolwiek sformułowano.

Mimo to wiemy, że Model Standardowy jest błędny, a przynajmniej znacząco niekompletny. Jeśli chodzi o najgłębsze tajemnice współczesnej fizyki, MS po prostu je pomija lub zamiast odpowiedzi oferuje zestaw sprzeczności. Podam przykład. Po dziesięcioleciach żmudnego spoglądania w niebo astronomowie i kosmolodzy są przekonani, że 95% Wszechświata tworzą dwa niewidoczne składniki znane jako „ciemna energia” i „ciemna materia”. Czymkolwiek one są – a trzeba wprost przyznać, że tego nie wiemy – na pewno nie chodzi o żadną z cząstek występujących w MS. A na dobitek z MS wynika zarazem dość zaskakująca teza, że cała istniejąca materia powinna była zniknąć w kataklizmicznej anihilacji z antymaterią już w pierwszej mikrosekundzie od Wielkiego Wybuchu, pozostawiając Wszechświat bez gwiazd, planet i nas samych.

Jest więc zatem oczywiste, że brakuje nam dużej ilości czegoś, najprawdopodobniej w postaci jakichś nieodkrytych jeszcze cząstek fundamentalnych, co pozwoliłoby wyjaśnić, dlaczego Wszechświat jest taki, jaki jest.

Przejdźmy do Wielkiego Zderzacza Hadronów. Gdy tak siedzieliśmy zebrani wokół stołu w marcu 2010 roku, panował wśród nas ogromny optymizm, że wkrótce odkryjemy coś zupełnie nowego lub nieoczekiwanego w produktach zderzeń zachodzących w LHC. Gdyby tak się faktycznie stało, byłby to początek procesu, który mógłby się przyczynić do rozwikłania największych tajemnic przyrody.

Gdy na początku 2008 roku zapisałem się na studia doktoranckie, wiedziałem, że zajmę się badaniami w dziedzinie fizyki cząstek elementarnych dokładnie w momencie uruchomienia LHC. Byłem podekscytowany świadomością, że będę jednym z pierwszych studentów, którzy zobaczą dane pochodzące z urządzenia, nad którym prace trwały od końca lat 70. ubiegłego wieku i które kosztowało ponad 12 mld euro4. 10 września 2008 roku, zaledwie kilka dni przed moim przybyciem do nowego laboratorium w Cambridge w Wielkiej Brytanii, LHC został z wielką pompą uruchomiony. Przy bacznej uwadze światowych mediów protony obiegły po raz pierwszy wokół 27-kilometrowego pierścienia. Wystrzeliły butelki szampana, gdy fizycy i inżynierowie fetowali jeden z największych naukowych wyczynów w historii, a fizyka wysokich energii na krótko trafiła na pierwsze strony gazet.

Kilka dni później o LHC znów zrobiło się głośno z innego powodu. Około południa 19 września, podczas końcowych testów elektromagnesów zderzacza, zaszło coś katastrofalnego. Inżynierowie w Centrum Kontroli LHC, CERN-owskim odpowiedniku NASA Mission Control, z niedowierzaniem obserwowali, jak ekrany w całym ogromnym pomieszczeniu, jeden po drugim, zmieniają kolor na jaskrawoczerwony. Jeden z inżynierów, z którym rozmawiałem później, powiedział mi, że zadziałało tak wiele alarmów, że początkowo myśleli, że coś jest nie tak z oprogramowaniem używanym do monitorowania akceleratora. Gdy po wielu godzinach w końcu udało im się zejść do tunelu, on i jego współpracownicy ujrzeli rozmiary zniszczeń.

Pojedynczy obluzowany kabel spowodował łuk elektryczny, który momentalnie odparował zasób ciekłego helu używanego do chłodzenia magnesów, tworząc falę uderzeniową, która uruchomiła kaskadę zniszczeń wzdłuż 750-metrowego odcinka akceleratora5. Piętnastometrowe elektromagnesy o wadze do 35 ton zostały wyrwane ze swoich fundamentów i ustawione w poprzek tunelu. Sam wadliwy kabel uległ spaleniu, pokrywając czarną sadzą od strony wewnętrznej ultraczyste przewody, prowadzące wiązkę na setki metrów w obu kierunkach.

Naprawa zajęła ponad rok. Pomimo początkowej dezorientacji inżynierowie z załogi CERN szybko otrząsnęli się i zabrali do pracy. 20 listopada 2009 roku, czternaście miesięcy i 25 mln euro później, po raz pierwszy od tego, co teraz eufemistycznie nazywa się „incydentem”, ponownie wystrzelono wiązkę protonów, która obiegła LHC. Miało to jednak charakter przebiegu próbnego, podczas którego akcelerator pracował na drobnym ułamku swojej energii maksymalnej.

Teraz, w marcu 2010 roku, zbliżaliśmy się do momentu, w którym maszyna miała zapuścić się na niezbadane dotąd terytorium, osiągając energie zderzeń, które pozwoliłyby nam rozpocząć poszukiwania ciemnej materii, bozonu Higgsa, mikroskopijnych czarnych dziur i ewentualnie innych egzotycznych rzeczy, których nikt jeszcze sobie nawet nie wyobrażał. Przypuszczam, że tego ranka wszyscy zasiadający wokół stołu odczuwali wagę tego, czego mamy dokonać.

Szef ekipy rozruchowej przedstawił swój raport, przerywając od czasu do czasu, gdy zagłuszał go huk samolotu pasażerskiego startującego z pobliskiego lotniska. Pominąwszy krótką awarię zasilania, nocna praca przy LHC przebiegła bezproblemowo i byliśmy na dobrej drodze, by za kilka dni móc przeprowadzać zderzenia. Następnie szef ekipy zaczął chodzić dookoła stołu, podczas gdy fizycy z Holandii, Hiszpanii, Rosji, Niemiec i Włoch doskonałą angielszczyzną podawali informacje dotyczące podsystemów, za które byli odpowiedzialni. Zapanowała chwilowa konsternacja, gdy fizyk z Francji przedstawiał swój raport w ojczystym języku. Nie bacząc na przewracanie oczami zebranych wokół stołu, niezrażony Francuz kontynuował i w rzeczy samej miał do tego pełne prawo, zważywszy, że francuski jest jednym z dwóch oficjalnych języków CERN, a co więcej, byliśmy na terytorium Francji. Niemniej prawie wszystkie spotkania w CERN odbywają się po angielsku, a mój francuski nie był w stanie nadążyć za tym, co, na ile zrozumiałem, było technicznym omówieniem jakiegoś aspektu eksperymentu.

Czułem, jak moje serce bije nieco szybciej, gdy nadeszła moja kolej. Kilka dni wcześniej mieliśmy drobny problem z oprogramowaniem sterującym elektroniką, co spowodowało, że w panice pobiegliśmy do sterowni o świcie. Ostatecznie został on rozwiązany w sposób klasyczny – poprzez wyłączenie i ponowne uruchomienie – i odtąd wszystko działało prawidłowo. Jednak z tyłu głowy dręczyło mnie, że nie ustaliłem przyczyny błędu.

„Nic do zgłoszenia w ciągu ostatnich dwudziestu czterech godzin”, powiedziałem, mając nadzieję, że nie padną żadne dodatkowe pytania. Ku mojej uldze szef rozruchu skierował uwagę na następny podsystem i po kilku kolejnych krótkich raportach obraz był jasny – LHCb był gotowy do działania.

Wyszedłszy na zewnątrz na parking, obserwowałem kłęby pary unoszące się z chłodni kominowych, jedynego widocznego dowodu istnienia ogromnej maszyny tam w dole. Przez chwilę zastanawiałem się, ilu mieszkańców tej okolicy pomiędzy lotniskiem w Genewie a górami Jura jest świadomych tego, co dzieje się pod ich stopami.

Nieco ponad tydzień później, 30 marca 2010 roku, inżynierowie z LHC dokonali spektakularnego wyczynu, doprowadzając do czołowego zderzenia dwu wiązek protonów, co mniej więcej odpowiada wystrzeleniu dwóch drutów do robótek z przeciwnych stron Atlantyku i zderzeniu ich w połowie drogi. Gdy pierwsze protony zderzyły się ze sobą, ich energia przekształciła się w materię i ekrany w całym CERN zapełniły się obrazami tego mikroskopijnego momentu kreacji. Fizycy stłoczeni w ciasnej sterowni LHCb zareagowali na to wiwatami i oklaskami. Wysiłek dwóch dekad w końcu przyniósł owoce.

Ten dzień wyznaczył początek nowego śmiałego etapu najambitniejszej intelektualnej podróży ludzkości – odwiecznego dążenia do odkrycia najbardziej podstawowych składników przyrody i ustalenia, skąd się wzięły, co można nazwać poszukiwaniem przepisu na nasz Wszechświat. Ta książka jest właśnie relacją z tych poszukiwań. Opowiada o tym, jak tysiące ludzi przez setki lat stopniowo odkrywało fundamentalne elementy materii i śledziło ich pochodzenie w kosmosie, od serc umierających gwiazd, aż do pierwszych gwałtownych chwil Wielkiego Wybuchu. Jest to historia, która obejmuje chemię, fizykę atomową, jądrową i wysokich energii, astrofizykę, kosmologię i wiele innych wątków, a ja opowiem ją poprzez pryzmat mojej osobistej misji, mającej na celu znalezienie ostatecznego przepisu na szarlotkę. Dlaczego akurat szarlotka, zapytacie? Cóż…

W przełomowym serialu telewizyjnym Kosmos, amerykański astrofizyk Carl Sagan zabrał widzów w epicką podróż przez Wszechświat, by w drodze ku odległym galaktykom poszukiwać początków życia oraz przyglądać się bezpośrednio narodzinom i śmierci gwiazd. A ponieważ Kosmos powstał w 1980 roku, tej eskapadzie w czasie i przestrzeni towarzyszyła muzyka z syntezatorów.

Sagan, którego niekiedy wyśmiewano za pompatyczny styl prezentacji, wykazał odrobinę autosatyry w odcinku dziewiątym, który zaczyna się od tego, co na pierwszy rzut oka wydaje się małą zieloną planetą unoszącą się w kosmicznej próżni. Gdy podlatujemy bliżej, zdajemy sobie sprawę, że nie jest to wcale planeta, lecz jabłko, które nagle zostaje rozkrojone na dwie połówki, gdy kamera przechodzi do sceny w kuchni, gdzie dość groźnie wyglądający wałek szybkimi ruchami rozwałkowuje na płasko kulę ciasta, a wszystko to przy akompaniamencie podniosłej muzyki, jak gdyby żywcem wyjętej z Łowcy androidów.

Ujęcie to kończy się w ogromnym, wyłożonym dębowymi panelami refektarzu Trinity College w Cambridge, gdzie Sagan, wyglądający dość elegancko w jednym z charakterystycznych dla niego czerwonych swetrów z golfem, siedzi u końca długiego stołu. Kelner stawia przed nim świeżo upieczoną szarlotkę, a Sagan odwraca się do kamery z błyskiem w oku i mówi: „Aby zrobić szarlotkę od podstaw, trzeba najpierw wymyślić Wszechświat”.

I taki właśnie program kulinarny chciałbym obejrzeć. „Dzisiaj w The Great British Bake Off zrobimy parfait ze słonym karmelem, lecz najpierw Mary Berry pokaże wam, jak zsyntetyzować węgiel przy użyciu umierającej gwiazdy”. W każdym razie Saganowi chodziło o to, że szarlotka to o wiele więcej niż tylko jabłka i ciasto. Przy odpowiednio dużym powiększeniu dojrzelibyśmy całe biliony atomów, które zostały wyrzucone w przestrzeń przez supernowe lub narodziły się w palącym żarze Wielkiego Wybuchu. Jeśli więc naprawdę chcemy zrozumieć, jak robi się szarlotkę, musimy dojść do tego, jak powstał cały Wszechświat.

Zrozumienie ostatecznego pochodzenia wszystkiego zwykle ujmuje się w bardziej górnolotne słowa – Stephen Hawking użył słynnego sformułowania, że jest to poznawanie „myśli Boga”6 – niemniej ja wolę przyziemne podejście Sagana. Jeśli weźmiemy szarlotkę i rozłożymy ją na coraz bardziej podstawowe składniki, próbując jednocześnie dowiedzieć się, jak powstały, czy w końcu osiągniemy punkt wyjścia? Być może nigdy nie poznamy myśli Boga, lecz czy przynajmniej dowiemy się, jak zrobić szarlotkę od podstaw?

W poszukiwaniu odpowiedzi na to pytanie wyruszymy w podróż po całym świecie, na głębokości kilometra pod włoskim masywem górskim zajrzymy do wnętrza naszego Słońca, a także wejdziemy na szczyt w Nowym Meksyku, gdzie astronomowie rozszyfrowują sygnały zawarte w świetle gwiazd. W podmokłych lasach sosnowych południowej Luizjany będziemy nasłuchiwać fal czasoprzestrzeni i zajrzymy za kulisy nowojorskiego laboratorium, w którym gigantyczny zderzacz cząstek odtwarza temperatury, jakie nie występowały we Wszechświecie po Wielkim Wybuchu. Po drodze będziemy spotykać się z chemikami, astronomami, fizykami i kosmologami, dawnymi i współczesnymi, którzy dążą do odkrycia podstawowych składników materii i poznania ich historii. Ponadto zmierzymy się z tajemnicami, które pozostają nierozwiązane, i zastanowimy się, czy istnieją pytania, na które nigdy nie znajdziemy odpowiedzi.

Będziemy przemierzać kontynenty i stulecia w poszukiwaniu przepisu na nasz Wszechświat, ale jak każda epicka saga, ta podróż zaczyna się w domu.

 Zapraszamy do zakupu pełnej wersji książki

1 CERN, Cryogenics: Low temperatures, high performance, home. cern.

2 Jon Austin, What is CERN doing? Bizarre clouds over Large Hadron Collider prove portals are opening, „Daily Express”, 29 czerwca 2016, www.express.co.uk.

3 Sean Martin, Large Hadron Collider could accidentally SUMMON GOD, warn conspiracy theorists, „Daily Express”, 5 października 2018, www.express.co.uk.

4 Alex Knapp, How much does it cost to find a Higgs boson?, „Forbes”, 5 lipca 2012, www.forbes.com.

5 Lucio Rossi, Superconductivity: Its role, its success and its setbacks in the Large Hadron Collider of CERN, „Superconductor Science and Technology” 23 (2010): 034001, 17 stron.

6 Stephen Hawking, Krótka historia czasu, przeł. P. Amsterdamski, Zysk i S-ka, Poznań 2015, s. 267.