Nr. 3/2003


Lugesin üht raamatut
Ajasilmusest braanimaailmani

Stephen Hawkingi raamatu “Universum pähklikoores” tõlkinud Henn Käämbre sai hea ja uudse eestikeelse terminoloogiaga silma paistva tõlke eest Loodusajakirjade kirjastuse aastaauhinna “Seest suurem Eesti” – seda kui aasta üllataja.


Stephen Hawkingi raamatu “Universum pähklikoores” lugemiseks jagab soovitusi TÜ doktorant füüsik Margus Saal.


Kui räägitakse teadlastest, on Cambridge’i ülikooli professor Stephen Hawking kindlasti paljude jaoks esimene, kes meenub. Kahtlemata on tegemist maailma tuntuima ja enim tähelepanu pälvinud teadusemehega. Lisaks suurele panusele nüüdisaegse fundamentaalfüüsika arengusse etendavad selles kindlasti olulist rolli raske haigus, mida trotsides Hawking on uurimistööd jätkanud, ja loomulikult tema ülipopulaarsed aimeraamatud “Aja lühilugu” ja “Universum pähklikoores”. Käesolev kommentaar keskendub eelkõige raamatule “Universum pähklikoores” ega peatu pikemalt autori koloriitsel isiksusel. Seda enam, et Hawkingit tutvustab põgusalt Enn Saare kirjutatud järelsõna raamatu lõpus.


Lühidalt öeldes on raamatu sisuks kõige üldisemad loodusseadused, mis valitsevad Universumit, ja mida on vaja mõista, et kirjeldada kõike, mis määrab Universumi sellisena, nagu me usume ennast seda nägevat. Loomulikult ei ole võimalik paarisajal leheküljel kirjeldada kõiki ideid, mille kallal tuhanded inimesed on aastakümneid vaeva näinud.


Pisiasjadeni läbi mõeldud


On selge, et pärast suurt tähelepanu pälvinud “Aja lühilugu” ei saanud Hawking kirjutada midagi halvemat. Raamatu ülesehitus ja esituslaad tundub olevat pisiasjadeni läbi mõeldud ja suurepäraselt teostatud. Silmas on peetud ka erihariduseta lugejaid, kellel on huvi ja soov juurelda nüüdisaegse teaduse keerukate küsimuste üle. Hawking kirjutab eessõnas, et püüdis luua veelgi lihtsama raamatu, kui oli “Aja lühilugu”, ning tundub, et see on tal õnnestunud. Lihtsus ja mõistetavus on saavutatud paljuski tänu läbimõeldud ja rikkalikele illustratsioonidele. Hoolikalt on jälgitud, et arutlustes ei kasutataks mõisteid, mida pole eelnevalt lahti seletatud. Kahtlemata on see oluline inimesele, kellele see raamat on esimene omataoline. Hõlbustamaks lugemist veelgi, on raamatu lõppu lisatud erialaterminite lühiseletused ja register, et oleks kerge tuvastada, kus huvipakkuvat mõistet pikemalt käsitletakse.


Samas ei ole tehtud järeleandmisi sisulises käsitluses. Raske on leida teist raamatut, mille paarikümne lehekülje lugemise järel avastab inimene end nüüdisaegse teoreetilise füüsika eesliinilt. Mõtlemas samade probleemide üle, mille kallal mõne aja eest ja ka hetkel töötavad inimesed, kes on kulutanud kümneid aastaid, et suuta matemaatiliselt formuleerida raamatu aluseks olevad ideed.


Arvan, et raamat on kindlasti tasakaalus – ei süüvita üksikasjadesse, mille mõistmine eeldab teoreetilise füüsika tundmist, aga esitatakse arutluskäike, sageli küllalt piltlikke, mis viivad samadele järeldustele. Selle eest väärib autor kindlasti kiitust.


Raamatut vürtsitavad Hawkingi sarkastilised märkused ja kommentaarid nii iseenda, inimkonna kui ka paljude meile omaste “kindlate veendumuste” aadressil.


Universumi olemusest


Tegemist on mingis mõttes isikliku raamatuga. On selge, et oleks väga raske ühtede kaante vahele mahutada kogu kosmoloogia ja elementaarosakeste teooria, olgugi, et aasta-aastalt need valdkonnad järjest tihedamalt põimuvad. Hawking käsitleb põhiliselt neid teemasid, mille arengusse ta ise on olulise panuse andnud. Imestades tuleb möönda, et see temaatika on väga lai, keskendudes üldrelatiivsusteooria rakendustele ja üldistustele, mis kirjeldavad Universumit meie ümber. Siiski on mitmed olulised ideed kosmoloogias alguse saanud elementaarosakeste teooriast, ja seegi leiab käsitlemist, küll üksnes põgusalt. Aga parem pool muna kui tühi koor.


Raamatu seitse peatükki on taotluslikult sõltumatud, peatükkide temaatika on selgesti piiritletud. Selline sõltumatus on võimalik siiski teatud piirini ja pole lihtsalt mõistlik pidevalt korrata varemkäsitletut. Niisiis on mõttekas raamatut (vähemalt esimesel korral) lugeda midagi vahele jätmata ja alustades algusest. Hiljem võib tagasi pöörduda nende teemade juurde, mis jäid segaseks või mille vastu tekkis sügavam huvi.


Raamatu kaks esimest peatükki tutvustavad termineid, mis on aluseks, et mõista Universumi lihtsamaidki omadusi. Kogu tänapäeva kosmoloogia toetub Einsteini üldrelatiivsusteooriale (gravitatsiooni relativistlikule teooriale) ja sellepärast peab mõningatel selle aspektidel peatuma, enne kui saab esitada küsimusi Universumi kohta. Teine peatükk on pühendatud aja mõistele ja selle erinevatele käsitlustele. Samuti antakse kiire ja põgus ülevaade mitmesugustest elementaarosakeste teooriatest: kvantmehaanikast, supersümmeetriast, stringiteooriast, M-teooriast. Seda siiski eelkõige kosmoloogia vajadusi silmas pidades. Eriti südamelähedane on Hawkingile imaginaaraja mõiste, sest sellele tugineb tema ja James Hartle’i esitatud nn rajadeta Universumi kontseptsioon.


Edasi esitab Hawking Universumi lühikese arenguloo ja ka kirjelduse, millisena Universum meile mõõtmisi tehes ja kaugete objektide liikumist jälgides paistab. Samuti selgitatakse, kuidas eelnevate peatükkide teadmistele tuginedes saab Universumi kohta teada asju, mis juhtusid miljardeid aastaid enne seda, kui inimene teleskoobi taevasse suunas.


Neljas peatükk käsitleb musti auke, mis on looduse fundamentaalseadusi uuriva füüsiku jaoks väga tänuväärne mudelobjekt. Nimelt on tegemist millegi sellisega, kus teadaolevad loodusseadused kipuvad kehtivust kaotama. Must auk on nagu looduslik laboratoorium, milles toimuva mõistmine võimaldab olemasolevaid loodusseadusi üldistada ja ka senitundmatuid loodusseadusi avastada. Mõistmaks mustas augus toimuvat, on kindlasti vaja tunda nii üldrelatiivsusteooriat kui ka kvantmehaanikat, nende teooriate ühendamise seisukohalt on aga must auk jällegi ideaalne proovikivi. Kuna Hawkingi enda panus sellesse temaatikasse on suur, käsitleb ta näiteks mustade aukude kvantaurustumist, informatsiooni kadu mustas augus ja mitmeid teisi probleeme eriti põhjalikult.


Ajas rändamisest


Raamatu raskeim peatükk on viies, mis käsitleb ajas rändamist. See intrigeeriv osa sisaldab mitmeid mõisteid –näiteks ajasilmus, ussiurge –, mille sisu on minu arvates väga raske lihtsate näidete varal edasi anda. Aga Hawking saab sellega hästi hakkama. Oluliselt aitavad illustratsioonid, olgugi et sellisesse visualiseerimisse tuleb alati suhtuda teatud eelarvamusega ja hoolikalt jälgida selgitavat teksti.


Kuues peatükk seevastu on raamatu põhiliinist natuke väljas ja esitab autori nägemuse inimkonna edasisest eksistentsist nende teadmiste valgusel, mida Universumist ja mikromaailmast teatakse. Hawking arutleb ka mitmete paljukajastatud teemade üle, nagu näiteks tehnilise progressi jätkusuutlikkus ja geenimanipulatsioon. Üllatav on Hawkingi tõdemus: tuleb ilmselt leppida sellega, et tulevikus muutub inimkonna geenipagas manipulatsioonide objektiks. Hoolimata teatud skepsisest inimkonna mõistusliku käitumise osas, suhtub Hawking inimkonna tulevikku siiski optimistlikult. Väga tahaks tema optimismi jagada, aga… usk on nõrk.


Seitsmes peatükk on pühendatud nüüdisaegse kosmoloogia kõige moodsamale suunale –braanimaailma kontseptsioonile. Meile tuntud kõige üldisem teooria – M-teooria – lubab ühena paljudest võimalustest sellist maailma, kus meie vaadeldav Universum on lokaliseeritud neljadimensioonilisse ruumipiirkonda (nn braanile, mille kahedimensiooniliseks analoogiks oleks näiteks paberileht kolmedimensioonilises ruumis), mis on osa kõrgemadimensioonilisest Universumist. Selline kontseptsioon toob esile täiesti uued võimalused, andes tuntud nähtustele väga erineva seletuse senisega võrreldes. Näiteks võib kujutleda Suurt Pauku kui kahe braani – meie braani ja nn varibraani – põrget, Universumi paisumist interpreteerida kui meie braani (Universumi) liikumist kõrgemadimensioonilises aegruumis ja palju muud. Nagu öeldud, on selline kontseptsioon praegu veel vaid teoreetikute väljamõeldis ja ainus kinnitus sellele on asjaolu, et selle raames on võimalik saada maailmast küllaltki kooskõlaline pilt. Siiski loodetakse leida juba lähiaastatel ka eksperimentides kinnitust, kas tegemist on lihtsalt ühe väikese teaduse uperpalliga või oleme tõesti avastamas uut ja tundmatut maailma.



Margus Saal