Ko nemato plika akis

ORE supasi smulkios dulkių dalelytės. Jos nematomos. Bet štai pro langą kambarį nutvieskia saulės šviesa ir tai, kas buvo nematoma, staiga pasidaro matoma. Persmelkiantis šviesos pluoštas atveria dulkeles žmogaus akims.

Pagalvokite ir apie regimąją šviesą, kuri šiaip atrodo balta ar bespalvė. Kas atsitinka, kai saulės spinduliai tam tikru kampu apšviečia vandens lašus? Vanduo tarsi prizmė suskaido šviesą — ir mes matome puikių spalvų vaivorykštę!

Akys regi spalvas todėl, kad aplinkiniai objektai atspindi įvairaus ilgio šviesos bangas. Žalia žolė pati nespinduliuoja žalios šviesos. Ji tik sugeria visas regimosios šviesos spalvas, išskyrus žalią. Žolė atmuša žaliosios šviesos bangas, todėl mums ji atrodo žalia.

Prietaisai leidžia pamatyti daugiau

Daug dalykų, neregimų plika akimi, dabar galima matyti šiuolaikiniais prietaisais. Pažvelgę pro paprastą mikroskopą į vandens lašą, šiaip atrodantį be gyvybės, išvystame jame įvairiausių judančių gyvių. Plaukas, iš pažiūros lygus ir vienodas, pasirodo esąs šiurkštus ir grublėtas. Labai galingi mikroskopai gali padidinti objektus milijoną kartų — tiek, kad, pavyzdžiui, taip padidintas pašto ženklas dydžiu prilygtų mažai valstybei!

Naudodamiesi dar galingesniais mikroskopais tyrinėtojai dabar gali matyti objekto paviršiaus kontūrinį atomų vaizdą. Tie prietaisai leidžia pažvelgti į tai, kas dar visai neseniai žmogaus akiai buvo nepasiekiama.

Naktį žvelgdami į dangų regime žvaigždes. Kiek jų mato akis? Daugiausia — keletą tūkstančių. Tačiau teleskopas, išrastas prieš 400 metų, įgalino pamatyti jų daug daugiau. Paskui, praėjusio amžiaus trečiajame dešimtmetyje, vienu galingu teleskopu (Maunt Vilsono observatorijoje) aptikta, kad, be mūsų galaktikos, egzistuoja kitos, irgi turinčios begales žvaigždžių. Šiandien tyrinėdami visatą ypač sudėtingomis priemonėmis, mokslininkai nustatė, kad yra dešimtys milijardų galaktikų — daugelis su šimtais milijardų žvaigždžių!

Nuostabus dar vienas faktas: teleskopai parodė, jog milijardai žvaigždžių, kurios atrodo susitelkusios į glaudžias grupes, panašiai kaip Paukščių Takas, yra nutolusios viena nuo kitos milžiniškais atstumais. Galingi mikroskopai taip pat padėjo atskleisti, kad objektai, anksčiau laikyti kietais, iš tikrųjų sudaryti iš atomų, kurie yra beveik vien tuščia erdvė.

 Neapsakomai maži

Smulkiausia dalelytė, matoma pro paprastą mikroskopą, sudaryta iš daugiau kaip dešimties milijardų atomų! Tačiau 1897 metais buvo nustatyta, jog pačiame atome yra mažyčių skriejančių dalelių — elektronų. Laikui bėgant atrasta, kad atomo branduolys, kurį supa elektronai, susideda iš didesnių dalelių — neutronų ir protonų. 88-ių skirtingų rūšių atomai (arba elementai), aptinkami žemėje, iš esmės yra vienodo dydžio, tačiau skirtingo svorio, nes kiekvienos rūšies atomuose šių trijų pagrindinių dalelių skaičius nevienodas.

Elektronai (vandenilio atome yra tik vienas elektronas) erdvėje aplink atomo branduolį per milijonąją sekundės dalį apskrieja milijardus kartų; taip atomas įgyja formą ir tampa tarsi kietas. Į protoną ar neutroną tilptų maždaug 1840 elektronų. Tačiau protonas ir neutronas apie 100000 kartų mažesni už patį atomą!

Kad suprastumėte, koks tuščias yra atomas, bandykite įsivaizduoti vandenilio atomo branduolį ir aplink jį skriejantį elektroną. Jeigu tas branduolys, susidedantis iš vienintelio protono, prilygtų teniso kamuoliukui, aplink jį lekiantis elektronas būtų nutolęs nuo jo per šešis su puse kilometro!

Viename pranešime, skirtame elektrono atradimo šimtmečiui, buvo sakoma: „Mažai kam ateina į galvą, kad švenčiame sukaktį to, ko niekas nematė, kas neapčiuopiama, tačiau turi tam tikrą svorį, elektros krūvį — ir sukasi kaip žaisliukas... Abejonių, kad egzistuoja nematomi dalykai, šiandien jau nebėra.“

Dar smulkesni objektai

Greitintuvai, kuriuose dalelės priverčiamos susidurti, leido mokslininkams pažvelgti į atomo branduolio vidų. Taip buvo atrastos naujos dalelės gan keistais vardais — pozitronai, fotonai, mezonai, kvarkai bei gluonai (čia paminėjome tik keletą). Jos neįžiūrimos net pačiais galingiausiais mikroskopais. Bet tokie prietaisai, kaip garų ir burbulinės kameros bei blyksniniai skaitikliai, leidžia aptikti šių dalelių pėdsakus.

Dabar tyrinėtojai mato tai, ko anksčiau nebuvo galima matyti. Taip jie gali suvokti reikšmę keturių pagrindinių jėgų — visuotinės traukos, elektromagnetinės jėgos bei dviejų subatominių jėgų, vadinamų „silpnąja sąveika“ ir „stipriąja sąveika“. Kai kurie mokslininkai bando kurti visuotinę teoriją, vadinamą „bendrąja“, kuri, jų manymu, suprantamai paaiškintų visus visatos reiškinius — tiek makroskopinius, tiek mikroskopinius.

Ką suvokiame žvelgdami į tai, kas nematoma? Kokias išvadas padarė daugelis, remdamiesi tuo, ką sužinojo? Apie tai kituose straipsniuose.

[Iliustracijos 3 puslapyje]

Nikelio (viršuje) ir platinos atomų atvaizdai

[Šaltinio nuoroda]

Courtesy IBM Corporation, Research Division, Almaden Research Center