Premda je potraga za izvanzemaljskim životom aktivnija danas nego ikad prije, još uvijek ne znamo jesmo li sami u svemiru. Svemirski teleskop James Webb prikuplja podatke o atmosferama egzoplaneta i počinje nalaziti prve kemijske spojeve koji bi mogli biti biopotpisi, pokazatelji prisustva života izvan Zemlje. Više o tome možete pročitati u mojem prijevodu knjige Adama Franka Mala knjiga o izvanzemaljcima.

Kad budemo sigurniji da nađeni biopotpisi predstavljaju pouzdanu potvrda izvanzemaljskog života, što bi se moglo uskoro dogoditi, to će biti tek indikacija da drugdje u svemiru postoji nekakav život, ne nužno i civilizacija. Hoćemo li ikad naći neku izvanzemaljsku civilizaciju to je danas jednako neizvjesno kao što je bilo i prije. Ipak, oduvijek ljudi očekuju da izvanzemaljske civilizacije postoje. A prividna proturječnost između tog očekivanja i same činjenice da potvrdu takvog postojanja nemamo naziva se Fermijev paradoks. O Fermijevom paradoksu napisani su mnogi radovi i mnoge knjige. U hrvatskom prijevodu dostupna je knjiga Stephena Webba Ako u svemiru nismo sami, gdje su vanzemaljci?: 50 rješenja Fermijevog paradoksa i problema vanzemaljskog života. U drugom izdanju, 2015. godine, Webb je ponudio 75 mogućih rješenja. Jedno od njih poznato je kao mračna šuma.

Hipoteza mračne šume

Hipoteza mračne šume postala je posebno popularna nakon što ju je u svojoj trilogiji Sjećanje na prošlost Zemlje obradila nova zvijezda SF-a, kineski autor Liu Cixin. Trilogiju čine knjige: Problem triju tijela, Mračna šuma i Kraj smrti. Ideja mračne šume je ukratko ova: napredne civilizacije bez pitanja uništavaju svaku drugu civilizaciju koju otkriju, čim ju otkriju. To je načelo: ubij ili budi ubijen. Za svaki slučaj, uništi otkrivenog prije nego on uništi tebe. S obzirom da zemaljskom životu, koji je proizvod evolucije, to nije strano, razumno je pretpostaviti da ni nekom izvanzemaljskom životu, koji je također rezultat evolucije, to neće biti strano. Ako svemir (ili barem naša galaksija) jest mračna šuma, onda je mudrije pritajiti se nego galamiti: „ima li koga, ja sam ovdje”. Jer, vikanjem u zemaljskoj šumi noću možete dozvati neku gladnu zvijer. A otkrivanjem svojeg položaja nepoznatoj civilizaciji u galaksiji možete dozvati relativistički projektil.

Relativistički projektili

Običan projektil na Zemlji giba se brzinom od najviše par kilometara u sekundi, a naše svemirske letjelice brzinom od par desetaka kilometara u sekundi. Takvi su objekti još uvijek spori za elektromagnetske valove. To znači da elektromagnetski valovi koji su emitirani ili reflektirani s površine projektila prestižu projektil i donose informaciju o njegovom dolasku. Znači, projektil može biti opažen dok je još daleko i, načelno, meta ima vremena nešto poduzeti.

Relativistički projektil giba se gotovo brzinom svjetlosti. U tom slučaju meta ne može, ni načelno, ništa poduzeti. U onom času kad takav projektil „opazite”, sve je već gotovo. Naš Voyager 1 dosegao je nekih 17 km/s (s obzirom na Sunce). Premda je najbrži objekt koji je čovječanstvo dosad lansiralo, spor je kao puž s obzirom na relativistički projektil čija bi brzina bila oko 300 000 km/s.

Relativistički projektil koji uništava cijeli planet samo je hipotetski objekt iz Cixinove znanstvene fantastike. No, nije nemoguć što se fizike tiče. U fizici pod projektilom podrazumijevamo svako bačeno ili lansirano tijelo, pa i česticu. A čestice fizičari pretvaraju u relativističke projektile toliko svakodnevno i uobičajeno kao što pekari peku kruh. I ne samo fizičari. Sama priroda to neprekidno radi. Dosnovno oko nas, u atmosferi, kozmičko zračenje vrlo visokih energija stvara pljuskove čestica u atmosferi u kojima nastaje mnoštvo elektrona i pozitrona koji su sićušni relativistički projektili.

Na velikoj, zvjezdanoj, skali mikrokvazari emitiraju relativističke mlazove. Na još većoj, galaktičkoj, skali relativističke mlazove emitiraju kvazari i blazari. Ti relativistički mlazovi su snopovi zračenja i ultrarelativističkih čestica koji nastaju u blizini središnje crne rupe i protežu se daleko u svemir, stotine tisuća svjetlosnih godina ili čak milijune svjetlosnih godina. Opažajući neke od tih mlazova astrofizičari su otkrili gibanje koje je naizgled brže od svjetlosti.

Nadsvjetlosno gibanje

Kad se relativistički mlaz, čije su čestice relativistički projektili, giba pod nekim kutom onda brzina projektila ima longitudinalnu (ili uzdužnu) i transverzalnu (ili poprečnu) komponentu. „Pod nekim kutom” znači da pravac koji određuje spojnica izvor-opažač i pravac po kojem se giba mlaz zatvaraju neki, kod blazara mali, kut. Transverzalna komponenta relativističke brzine odgovorna je za privid nadsvjetlosnog, engleski superluminal, gibanja.

Kod blazara to izgleda ovako. Intenzitet mlaza nije stalan nego se, s vremena na vrijeme, pojača pa opet oslabi. Ta promjena u krivulji sjaja izgleda kao neki iznenadni vrh. Astrofizičari tu pojavu nazivaju bljesak. Kad taj pojačani snop prolazi kroz okolni materijal događaju se reakcije u kojima nastaje zračenje čiji se jedan dio emitira i prema nama. Tako opažamo da se inače nevidljiva ili slabo vidljiva ljuska okolnog materijala „pali” po dijelovima, kao kod prskalice gdje zapaljeni dio putuje nekom brzinom duž prskalice. Gledano sa Zemlje, opažamo širenje ruba ljuske s obzirom na središnji dio. Kad mjerimo brzinu širenja ljuske, polumjer (mjerimo zapravo kutnu udaljenost a polumjer računamo trigonometrijski iz poznavanja udaljenost izvora) podijeljen s vremenom dobijemo brzinu nekoliko puta veću od brzine svjetlosti. Ali to nije prava brzina širenja ljuske. To je neka vrsta opažačke varke koja proizlazi iz geometrije i relativnosti.

Razlika između relativističkog mlaza blazara, koji je stvaran, i relativističkog projektila iz Cixinovih romana, koji je nadajmo se samo fikcija, je u tome što je mlaz kontinuiran (sastoji se od mnoštva projektila) a Cixinov projektil je diskretan (jedan jedini). I mlaz ide pod nekim kutom, pa nas zapravo promašuje, a Cixinov relativistički projektil bi išao izravno prema nama pa ne bi imao transverzalnu komponentu brzine. Ne bio opaziv učinak nadsvjetlosne brzine. Ne bi bilo opazivo ništa. Samo iznenadni bum. I ne ostane ništa.

Dario Hrupec docent je na Odjelu za fiziku Sveučilišta u Osijeku. Bavi se visokoenergijskom gama-astronomijom. Član je međunarodnih kolaboracija MAGIC i CTA. Autor je niza srednjoškolskih udžbenika iz fizike i tri znanstveno-popularizacijske knjige: "Protiv nadnaravnoga", "Ažurirani svemir" i "Razumljivi svijet".