Wszechświat to największy obiekt, z jakim ma do czynienia nauka. Tak olbrzymi, że będąc w jego wnętrzu nie widzimy jego granic. Tym bardziej dumnie brzmi zapewnienie P.J.E. Peeblesa, fizyka i kosmologa, ubiegłorocznego laureata Nobla, że „z dużą dozą pewności jesteśmy w stanie powiedzieć, jak wygląda Wszechświat daleko stąd i jaki był w zamierzchłej przeszłości”. Peebles zamieścił te słowa w monumentalnej monografii „Stulecie kosmologii”, pokazującej drogę, jaką kosmologia przeszła od roku 1918, czyli od ogłoszenia ogólnej teorii względności. Okazało się, że rozwiązania eleganckich równań Einsteina za każdym razem prowadzą do opisu jakiegoś wszechświata. W szczególnym przypadku może to być nasz Wszechświat.
Do kosmologii, jaką mamy dziś, prowadziły zatem dwie drogi: matematyczna i obserwacyjna. Na początku kosmolodzy dysponowali bardzo ograniczonymi danymi, była to jeszcze epoka, kiedy powątpiewano, czy tzw, mgławice znajdują się w naszej Galaktyce, czy też poza nią. Wkrótce ta kwestia została rozstrzygnięta, a zaraz potem Hubble odkrył słynną ucieczkę galaktyk, co uznano za dowód na rozszerzanie się Wszechświata. Peebles pokazuje kluczowe momenty z dziejów kosmologii (np. odkrycie promieniowania reliktowego po Wielkim Wybuchu czy ciemnej materii). Autor miał ułatwioną sprawę, gdyż działając od 50 lat w tej dziedzinie wiele zdarzeń znał z autopsji, podobnie jak kluczowych dla jej rozwoju naukowców. Książka ma charakter historyczny, ale też naukowy, wypełniona jest wzorami i odsyłaczami do prac kolegów po fachu.
Przy okazji przedstawiania poszczególnych epizodów z dziedziny kosmologii Peebles pokazuje, jak bardzo uważnie musi pracować uczony badający Wszechświat. Pełno tu zastrzeżeń i odwołań do tego, czego dokonali inni, udało się też przedstawić, jak zbiorowym wysiłkiem, mrówczą skrzętną krzątaniną rozwiązywano trudne zagadnienia. Gdzie jedni rzucali pracę, tam podejmowali ją inni, mający nowe pomysły; pojawiały się nowe możliwości techniczne i to im kosmologia zawdzięcza rewolucję lat 1998 – 2003. Wtedy to ostatecznie ukształtowała się standardowa teoria kosmologiczna, która – choć wciąż mocno niedoskonała – obecnie obowiązuje.
Jak Peebles sobie z tym radzi, niech zaświadczy przykład. W latach 30. XX wieku Fritz Zwicky badając dynamikę galaktyk doszedł do wniosku, że bez dodatkowej masy na obrzeżach utraciłyby one stabilność i rozleciały się po kosmosie. To halo z ciemnej materii jest niezbędne – ciemnej, bo nieświecącej i nie wchodzącej w oddziaływania fizyczne poza grawitacją. Do dziś nie wiadomo, czym jest ta materia, bo nie tylko jej nie widać, ale nie udało się na razie jej wykryć. Peebles dozuje te tajemnice, przedstawia różne ścieżki wnioskowania i zauważa z przekąsem, że po raz pierwszy pracami kosmologów zainteresowali się fizycy cząstek. Poszukując nowych kandydatów na elementy budowy materii musieli wziąć pod uwagę ograniczenia narzucone przez teorię kosmologiczną.
Na szczęście oprócz wzorów i wykresów, od których ciemnieje w oczach (sam Peebles uważa je za dość proste), „Stulecie kosmologii” jest także opowieścią. Występują w niej wielcy tej dziedziny, pokazane są ścieżki wiodące do nikąd (jak teoria stanu stacjonarnego Hoyle’a), ale Peebles nie zagłębia się w nie za daleko, gdyż chce pokazać rozwój swej dziedziny, a nie błędy, na których utknęła. Konieczność wypowiadania się o własnych dokonaniach na tle innych stwarza nieco niezręczną sytuację, ale Peebles wywiązuje się z tego zadania taktownie i nie pozwala, by jego postać przesłoniła plan główny. Jego książka jest i kompetentna, na ile mogę to ocenić, i szczegółowa, i gdy się pominie wzory nadaje się do czytania przez amatorów i kibiców tej nauki. Sądzę, że przez długi czas będzie to kluczowa monografia kosmologii, zarówno ze względu na zawartość i ujęcie tematu, jak i na legendę autora.
Jaki obraz kosmologii wyłania się z tej książki? Chyba nauki w pełni ukształtowanej, która dopracowała się swojej metodologii i zanotowała konkretne osiągnięcia. Nikt już o niej nie powie, że to baśń przystrojona w naukowe szaty. Wszechświat nie został jeszcze „domknięty” naukowo, ale chyba niewiele do tego brakuje. Przynajmniej tak się wydaje dziś.
