Dopad splašeného neutrina

Na konci 19. století se zdálo, že všechny fyzikální jevy jsou prakticky objasněné. Newtonova teorie gravitace spolu s Keplerovými zákony dobře ozřejmovaly pochody pozemské a nebeské mechaniky a Maxwellova teorie elektrodynamiky zase vnášela světlo do tajů jevů elektromagnetických. Byl objeven elektron a sestaven první model atomu.

K dořešení zbývaly jen dva drobné detaily. Prvním oříškem bylo záření absolutně černého tělesa na krátkých vlnových délkách (pro nějž se vžil poetický přídomek – tzv. ultrafialová katastrofa) a druhým velikost rychlosti světla v různých vztažných soustavách. Úkolu se zhostil Američan polského původu Albert Abraham Michelson. Měřil rychlosti, jimiž se pohybuje sluneční světlo vzhledem k Zemi. Chtěl tím dokázat existenci jakéhosi meziplanetárního éteru a zjistil, že naměřené údaje jsou totožné, jakýmkoliv se Země pohybovala směrem, od Slunce nebo proti Slunci. Vydedukoval z toho závěr, že se světlo pohybuje ve všech soustavách stejnou rychlostí. Tento předpoklad inspiroval v roce 1905 Alberta Einsteina k sepsání speciální teorie relativity a o jedenáct let později k obecné teorii relativity.

Notoricky známý příběh. Připomínám ho proto, že chci vyzdvihnout zásadní roli konstanty rychlosti světla. Základního stavebního kamene moderní fyziky. Právě díky němu věříme, že žijeme ve čtyřrozměrném časoprostoru, díky němu známe odpověď na otázku, co to je gravitace, tušíme, že hmota a energie jsou jedno a totéž a v neposlední řadě ctíme zákon kauzality, tedy že příčina vždy předchází důsledek. Všechna tato zjištění stojí a padají s neměnností a nepřekročitelností rychlosti světla. Z odstupem jednoho století už nikdo nepochybuje o tom, že Einstein se svými teoriemi relativity úplně překopal základy tehdejší fyziky. Dosavadní paradigmata se zhroutila. Řád světa začala řídit jeho relativita.

Druhý problém: to černé těleso. Předpokládalo se, že by mělo zářit i na velmi krátkých vlnových délkách, což se experimentálně nepotvrdilo. Problém vyřešil v roce 1900 Max Planck. Zjistil, že energie je vyzařována po kvantech, nikoliv spojitě. Zavedl Planckovu konstantu a položil tím základy kvantové mechanice, která nakonec odhalila duální podstatu světla, tedy že zdánlivě v rozporu vykazuje vlnové i kvantové vlastnosti. Dodatečně se zjistilo, že touto dualitou „trpí“ všechny elementární částice.

Kvantová mechanika versus obecná relativita. Nebyly zrovna dvěma sesynchronizovanými kolečky v jednom stroji, v lecčems byly v rozporu, stručně řečeno; vypůjčím si poetický příměr Briana Greena z knihy Elegantní vesmír: „Divoké fluktuace na kvantových úrovních jaksi esteticky neladily s majestátní uhlazeností zakřiveného prostoru obecné relativity.“

Celé století se fyzikové snažili tyto dva protichůdné myšlenkové proudy nějak skloubit. A když už se to konečně jakž takž podařilo, přišla zpráva z italského Gran Sassa o neutrinu letícím rychleji než světlo.

Situace z konce 19.století se opakuje. Fyzika je téměř hotová, až na jeden droboulinký detail... tedy detail. Dámy a pánové, 22. září byl v Gran Sassu podkopán základní pilíř fyziky. Dosavadní paradigmata se hroutí a fyzika se opět vrací do bodu nula. Co když ale po ní chceme něco, co nám dát už ze své podstaty nemůže? Tedy exaktní, matematicky odvoditelný, empiricky opakovatelný model našeho světa?

Svět přece obsahuje jevy, které nejsou měřitelné, ani experimentálně potvrditelné.

Zbavme fyziku toho sisyfovského boje. Vždyť už se stává pomalu pravidlem, že pokaždé, když dovalí ,,kámen poznání“ na nejbližší technologický vrchol, zhroutí se tento vzápětí až na samé dno v údolí nevědomosti. Je vůbec možné, sestavit takovou teorii, která by dokonale zastřešovala všechny myslitelné i nemyslitelné jevy ve vesmíru? Fyzika už dávno zná své hranice, mantinely, za které ji není dovoleno nahlédnout. Jedním z nich je Heisenbergův princip neurčitosti pro polohu a hybnost částic, podle kterého je nám zapovězeno do nekonečna zvyšovat rozlišení, kterým bychom chtěli nahlížet do nitra hmoty. Například superstruny; čekají hluboko, hluboko pod touto hranicí na experimentální potvrzení. Než se tak stane, zůstávají pouhým myšlenkovým, experimentálně nepotvrzeným konstruktem a zůstanou jím asi navždy.

Když si uvědomíme nepatrnost naší Zemičky ve vesmírném měřítku, jinými slovy, vždy nám bude umožněno sledovat jen nepatrný výsek nepředstavitelně obrovského, možná nekonečného prostoru a k tomu ještě připočtěme krátký časový úsek, řekněme dvou století, po který se provádějí seriózní vědecká pozorování a který je jistě zanedbatelný ve vztahu s předpokládaným stářím vesmíru (11,7miliard let), musíme uznat, že vždy budeme disponovat nedostatkem vstupních dat, než abychom byli oprávněni z nich vyvozovat nějaké závěry, nebo snad dokonce sestavovat světonázory.

Co s tím? Člověk přece potřebuje rozumět tomu, jak jeho svět funguje. Na jakých je vystaven principech. Co třeba se pro změnu vydat jiným, řekněme ,,nefyzikálním“ směrem. Pro začátek zkusme najít odpověď na otázky, kterou si před sto lety položila Evelyn Underhill ve své knize Mystika:

,,Proč by určité výrazné zvrásnění zemského povrchu, z praktických důvodů pojmenované velehora, pokryté vodou v pevném skupenství a námi vnímané jako zasněžený vrcholek, mělo v některých povahách vyvolávat akutní pocit extáze a adorace? Proč nám nebeská klenba rozzářená tím množstvím hvězd připadá velkolepá?“

Proč vlastně toužíme odhalit všechna ta tajemství hvězd, světla a hmoty?