Оно што се не може видети голим оком

СИТНЕ невидљиве честице прашине лебде у ваздуху. Али онда трачак сунчеве светлости бане кроз прозор и одједном угледате оно што је дотад било невидљиво. Продоран сноп светла открива те честице тако да их човек може видети.

Размислимо мало о видљивој светлости, која је голом оку бела или безбојна. Шта се дешава кад сунчева светлост под одређеним углом прође кроз капљице воде? Тада вода служи као призма и ми видимо дугу прелепих боја!

У ствари, предмети који нас окружују рефлектују светлост различите таласне дужине коју наше очи виде као боју. На пример, зелена трава сама по себи не производи зелену светлост, већ уместо тога апсорбује видљиву светлост свих таласних дужина изузев зелене. Трава рефлектује зелену таласну дужину коју ми видимо. Зато нашем оку трава изгледа зелено.

Помоћ људских инструмената

Задњих година је много тога што се не види голим оком постало видљиво захваљујући савременим изумима. Обичним микроскопом можемо погледати на изглед беживотну кап воде и открити да је препуна свакојаких створења која се мичу. А влас косе, која кад се гледа голим оком изгледа глатка и равна, под микроскопом постаје храпава и неравна. Веома снажни микроскопи могу увећати предмете милион пута, чиме би једна поштанска марка достигла величину неке мање државе!

Уз помоћ још снажнијих микроскопа, данас истраживачи могу добити контурне слике површине на нивоу атома. Тако могу да виде оно што је донедавно било ван људског видокруга.

С друге стране, кад ноћу погледамо у небо можемо видети звезде. Колико звезда? Голим оком у најбољем случају видимо неколико хиљада. Али од пре скоро 400 година када је изумљен телескоп, људи могу видети много више звезда. Онда је током 1920-их помоћу снажног телескопа у опсерваторији на планини Вилсон, откривено да изван наше галаксије постоје и друге галаксије те да и оне имају безброј звезда. Користећи усавршене направе за испитивање свемира које је начинио човек, научници данас процењују да постоји на десетине милијарди галаксија, и да многе од њих имају на стотине милијарди звезда!

Стварно је задивљујуће што се помоћу телескопа открило да су милијарде звезда, које изгледају као Млечни пут зато што су на изглед међусобно тако близу, непојмљиво удаљене једне од других. Слично томе, снажни микроскопи нам помажу да видимо како су предмети који изгледају чврсти у ствари начињени од  атома који су углавном састављени од празног простора.

Бескрајно мали

Најситнија тачкица која се може видети помоћу обичног микроскопа састоји се од преко десет милијарди атома! Па ипак, 1897. године откривено је да атом има електрон, сићушне честице које круже. С временом је установљено да се језгро атома, око кога електрони круже, састоји од већих честица — неутрона и протона. Укупно 88 врста атома, то јест елемената који се природно могу наћи на земљи, у основи су исте величине али се разликују по тежини зато што сваки елеменат има прогресивно већи број тих трију основних честица.

Електрони — у случају атома водоника, само један електрон — врте се око језгра атома на милијарде пута у милионитом делићу секунде, дајући тиме облик атому и чинећи да се атом понаша као да је у чврстом стању. Маса једног протона или неутрона једнака је маси скоро 1 840 електрона. А протон и неутрон су око 100 000 пута мањи од укупне величине самог атома!

Да бисте донекле стекли представу о томе колико је атом празан, покушајте да замислите језгро атома водоника у односу на електрон који кружи. Кад би то језгро, које се састоји од само једног протона, било велико као лоптица за тенис, електрон који кружи око њега био би удаљен око 3 километра!

Један извештај објављен поводом прославе стогодишњице открића електрона коментарисао је: „Мало људи оклева да узвелича нешто што нико не види, што нема конкретну величину, а ипак има тежину која се може измерити, електрични набој — и врти се као чигра... Данас нико не доводи у питање представу да нешто што не можемо видети ипак постоји.“

Нешто још ситније

Машине за разбијање атома, које честицама материје могу погодити друге честице, сада омогућују научницима да завире у језгро атома. Тако се данас пише о многим честицама с чудним називима — позитрони, фотони, мезони, кваркови и глуони, да наведемо само неке. Све су оне невидљиве чак и за најснажније микроскопе. Али помоћу маглене коморе, мехураве коморе и бројача сцинтилације, могу да се виде трагови њиховог постојања.

Данас истраживачи виде оно што је некада било невидљиво. Док то чине, они схватају значај онога што сматрају за четири фундаменталне силе — а то су гравитација, електромагнетна сила и две субнуклеарне силе означене као „слаба интеракција“ и „јака интеракција“. Неки научници се баве потрагом за оним што је названо „теорија свега“, за коју се надају да ће пружити једно логично објашњење свемира, од макроскопског до микроскопског.

Шта можемо научити док посматрамо оно што се не може видети голим оком? И до којих су закључака многи дошли на основу нових сазнања? Одговоре ће пружити наредни чланци.

[Слике на 3. страни]

Слике атома никла (горе) и платине

[Извор]

Courtesy IBM Corporation, Research Division, Almaden Research Center