13 nesuvokiamų dalykų | 2 dalis

7. Tetraneutronai

Prieš ketverius metus dalelių greitintuvas Prancūzijoje aptiko šešias daleles, kurios neturėtų egzistuoti. Tos dalelės pavadintos tetraneutronais – tai yra keturi neutronai, tarpusavyje susijungę fizikos dėsnius ignoruojančiu būdu.

Francisco Miguelis Marqusas su kolegomis, dirbančiais Ganilio greitintuvo laboratorijoje, dabar ruošiasi dar kartą pakartoti eksperimentą. Jei rezultatas vėl bus teigiamas, tuomet neutronų junginiai privers mus kurti naujus dėsnius, nusakančius atomo branduolių stabilumą sąlygojančias jėgas.

Mokslininkai berilio branduoliais atakavo mažą anglies taikinį, aplink kurį buvo išdėlioti jutikliai, į kuriuos atsitrenkdavo po susidūrimo į visas puses pasklindančios atominės nuolaužos. Tikėtasi, kad į jutiklius atsitrenks keturi atskiri neutronai. Tačiau kontaktas buvo tik vienas, o jo sukelto žybsnio ryškumas vertė manyti, kad keturi neutronai detektorių pasiekė kartu. Žinoma, šis atradimas galėjo būti atsitiktinis: visi keturi neutronai galėjo tiesiog atsitiktinai į tą pačią vietą atkeliauti tuo pačiu metu. Bet tokio įvykio tikimybė yra neįtikėtinai maža.

Kai kurie skeptikai gali sakyti, kad ne ką didesnė ir tetraneutrono egzistavimo tikimybė, nes pagal standartinį dalelių fizikos modelį tetraneutronai tiesiog negali egzistuoti. Pagal Paulio draudimo principą, jokie du tos pačios sistemos protonai ar neutronai negali pasižymėti identiškomis kvantinėmis savybėmis.

Be to, stipri atominė jėga, kuri turėtų būti atsakinga už jų išlaikymą viename junginyje, iš tikrųjų yra tokia, kad kartu negalėtų išlaikyti net dviejų neutronų, jau nekalbant apie keturis. F.M.Marquesas ir jo kolegos buvo taip sugluminti rezultato, kad paslėpė duomenis dokumentuose tyrimo, kuris tariamai buvo apie tetraneutronų atradimo ateityje galimybę.

Yra ir dar labiau įtikinančių priežasčių abejoti tetraneutronų egzistavimu. Jei pakeistume fizikos dėsnius taip, kad būtų sudaryta tetraneutronų susidarymo galimybė, tuomet prasidėtų absoliutus chaosas. Tai reikštų, kad po Didžiojo sprogimo susidaręs elementų mišinys neatitiktų stebėjimų rezultatų, o be to, besiformuojantys elementai greitai būtų tapę pernelyg sunkūs, kad išsilaikytų kosmose. „Galbūt Visata būtų kolapsavusi dar prieš tai, kai gautų bent menkiausią galimybę išsiplėsti“, - sakė Surėjaus universiteto (D.Britanija) teoretikė Natalia Timofeyuk.

Tiesa, toks svarstymas galbūt taip pat nėra absoliučiai teisingas. Įsitvirtinusi teorija leidžia tetraneutronų egzistenciją – bet tik kaip juokingai trumpaamžių dalelių. „Tai gali būti priežastis, dėl kurios visi keturi neutronai vienu metu pasiekė Ganilio jutiklius“, - sakė N.Timofeyuk. Yra ir kitas įrodymas, paremiantis iš daugelio neutronų sudarytų kūnų egzistavimo galimybę – neutroninės žvaigždės. Šie kosmoso objektai, sudaryti iš nesuskaičiuojamo kiekio susijungusių elektronų, verčia manyti, kad neutronams susibūrus į vieną vietą pradeda veikti kol kas dar nepaaiškinamos jėgos.


8. „Pioneer“ anomalija

Tai – istorija apie du kosminius laivus. „Pioneer 10“ savo skrydį pradėjo 1972 metais, „Pioneer 11“ – metais vėliau. Dabar šie aparatai turėtų niekieno nestebimi skrieti kosmoso erdve. Tačiau jų trajektorijos yra tokios keistos, kad jų negalima ignoruoti.

Šiuos aparatus kažkas traukia arba stumia ir verčia didinti greitį. Greitėjimas yra vos pastebimas – tik 1 nm/s2. Tai tolygu vienai šimtamilijardinei laisvojo kritimo pagreičio Žemės paviršiuje daliai, bet vis vien to pakako, kad „Pioneer 10“ nuo savo kurso nukryptų apie 400 000 kilometrų. NASA su „Pioneer 11“ nebesusisiekia nuo 1995 metų, tačiau iki to laiko buvo stebimas ir šio zondo identiškas nukrypimas nuo numatyto kurso. Taigi kokia yra šių nukrypimų priežastis?

Tiksliai to nežino niekas. Kai kurių tikėtinų paaiškinimų – pavyzdžiui, programinės įrangos sutrikimų, Saulės vėjo poveikio ir kuro nutekėjimo - jau atsisakyta. Jei nukrypimo priežastis – koks nors gravitacinis poveikis, tuomet jo šaltinis mums visiškai nežinomas. Fizikai, norintys rasti nukrypimo priežastį, yra tokie bejėgiai, kad šią paslaptį susiejo su kitu nesuvokiamu reiškiniu.

Portsmuto universiteto (D.Britanija) mokslininkas Bruce‘as Bassettas pasiūlė, kad „Pioneer“ galvosūkį galima kaip nors susieti su smulkiosios sandaros konstantos alfa kitimu. Kiti mokslininkai mano, kad papildomos traukos jėgos šaltinis yra tamsioji materija – tačiau apie ją mes nieko nežinome, todėl tai irgi nėra labai daug paaiškinanti nuomonė. „Tai yra iki beprotybės intriguojantis dalykas. Turime tik pasiūlymus, kurių įrodymų niekas nedemonstravo“, - sakė Los Alamos nacionalinės laboratorijos (JAV) mokslininkas Michaelas Martinas Nieto.

M.M.Nieto siūlė atlikti pradinės kosminio laivo trajektorijos analizę – tai, jo teigimu, gali pateikti naujų duomenų apmąstymui. Tačiau, kad problema būtų išspręsta iš pagrindų, mokslininkams reikalinga kosminė misija, kurios pagrindinis tikslas būtų matuoti gravitacinius efektus Saulės sistemos pakraštyje. Toks zondas kainuotų nuo 300 iki 500 mln. JAV dolerių, o be to, tokią misiją galima būtų derinti su kitais ateities skrydžiais į Saulės sistemos pakraštį.

„Kada nors sprendimas bus surastas. Žinoma, tikiuosi taip yra dėl nežinomų fizikos faktų – kaip tai būtų nuostabu. Tačiau, kai fizikas savo darbą grindžia viltimi, jo laukia nemalonūs nusivylimai“. M.M.Nieto, atsisakydamas gražių vilčių mano, kad bus atrastas koks nors kur kas labiau žemiškas paaiškinimas – pavyzdžiui, nepastebėtas šilumos šaltinis pačiame zonde.


9. Koiperio skardis

Keliaujant į patį Saulės sistemos pakraštį, į šaltą ir tuščią erdvę už Plutono, pamatysite šį tą keisto. Staiga, praskridus suledėjusių uolienų pilną Koiperio juostą, prasideda visiška tuštuma.

Astronomai šią ribą vadina Koiperio skardžiu, nes kosminių uolienų tankis krenta labai staiga. Dėl ko taip yra? Vienintelis tinkamas atsakymas, atrodytų, yra dešimtoji planeta. Mes nekalbame apie Quaoar ar Sedną: tai masyvus, Žemės ar Marso dydžio objektas, kuris tarytum iššlavė visas nuolaužas.

„Planetos X“ egzistavimo įrodymai yra įtikinami, sakė Pietvakarių tyrimų instituto (JAV) astronomas Alanas Sternas. Nors pagal skaičiavimus toks kosminis kūnas galėtų būti atsakingas už Koiperio skardžio suformavimą, iki šiol dešimtosios planetos niekas neaptiko.

Tam yra ir rimta priežastis. Koiperio juosta yra pernelyg toli, kad galėtume ją gerai apžiūrėti. Norint apie tą regioną pasakyti kažką tikro reikėtų tiesiog nuskristi ir apsižvalgyti. O to nebus galima padaryti dar bent dešimt metų. Naujas NASA zondas „New Horizons“, pro Koiperio juostą skrisiantis link Plutono, skrydį pradės 2006 metais. Plutono be 2015 metų jis nepasieks. Taigi, jei norite sulaukti tuščios erdvės už Koiperio juostos paaiškinimo, stebėkite naujienas,


10. Signalas „Wow“

Jis truko 37 sekundes ir atkeliavo iš kosmoso. 1977 metų rugpjūčio 15 dieną jis privertė astronomą Jerry Ehmaną, tuo metu dirbusį Ohajo valstijos universitete (JAV), ant lapo, kuriame buvo išspausdinti „Big Ear“ radijo teleskopo surinkti duomenys, iškeverzoti žodelį „Wow“ („Oho“). Net praėjus 28 metams niekas negali pasakyti, kaip buvo sukurtas šis signalas. „Vis dar laukiu paaiškinimo, kuris būtų protingas“, - sakė J.Ehmanas.

Nuo Šaulio žvaigždyno atsklidusio signalo dažnis buvo siaurame diapazone apie 1420 megahercų. Dažnis yra toje spektro dalyje, kuri pagal tarptautinį susitarimą bet kokiems perdavimams yra uždrausta. Natūralūs spinduliavimo šaltiniai – tokie, kaip terminė emisija iš planetų – paprastai skleidžia kur kas platesnį dažnių diapazoną. Taigi koks yra spinduliavimo šaltinis?

Artimiausia žvaigždė, esanti Šaulio žvaigždyno kryptimi, yra už 220 šviesmečių. Jei signalas atkeliavo iš šios žvaigždės sistemos, tai joje turėjo nutikti labai galingas astronominis įvykis – arba ten turėtų būti pažangi civilizacija, naudojanti didžiulį ir neįtikėtinos galios siųstuvą.

Faktas, kad vėliau šimtus kartų tikrinant tą patį dangaus regioną nebuvo gauta nieko panašaus į „Wow“ signalą, nereiškia, kad ten nėra ateivių. Atsižvelgiant į tai, kad „Big Ear“ vienu metu gali stebėti tik vieną milijoninę dangaus dalį, o ateivių siųstuvas taip pat turėtų spinduliuoti maždaug į tokią pačią dangaus dalį, tikimybė aptikti tą patį signalo šaltinį, švelniai tariant, nėra didelė.

Kai kurie žmonės mano, kad signalo kilmės paaiškinimas yra gana žemiškas. Vyriausiasis „SETI@home“ projekto mokslininkas Danas Wertheimeris sako, kad „Wow“ signalas beveik neabejotinai buvo šiukšlė: iš Žemės sklindančių signalų radijo dažnio interferencija. „Matėme nemažai panašių signalų, tačiau visada paaiškėdavo, kad tai – interferencija“, - sakė mokslininkas. O ginčas nesibaigia.


11. Nepastovios konstantos

1997 metais astronomas Johnas Webbas su kolegomis iš Naujojo Pietų Velso universiteto (Australija) analizavo šviesą, iki Žemės atkeliaujančią iš tolimų kvazarų. Po 12 milijardų metų kelionės šviesa būna perėjusi per tarpžvaigždinius metalų (geležies, nikelio chromo) debesis, ir mokslininkai išsiaiškino, kad šie atomai absorbavo dalį kvazarų skleidžiamų fotonų – bet ne tuos, kurių tikėtasi, kad absorbuos.

Jei stebėjimų duomenys teisingi, tuomet vienintelis bent kiek tinkamas paaiškinimas, kad fizikinė konstanta, vadinama smulkiosios sandaros konstanta, tuo metu, kai šviesa keliavo per metalų debesis, buvo kitokia.

Tačiau toks teiginys – šventvagystė. Alfa – neįtikėtinai svarbi konstanta, nusakanti, kaip šviesa sąveikauja su materija, ir ji keistis neturėtų. Jos vertė, be kitų veiksnių, priklauso ir nuo elektrono krūvio, šviesos greičio bei Planko konstantos. Ar bent vienas iš šių veiksnių galėjo pasikeisti?

Joks fiziką išmanantis asmuo nenorėjo pripažinti matavimų teisingumo. J.Webbas su kolegomis ilgus metus bandė atrasti klaidą rezultatuose. Tačiau iki šiol jiems nepavyko.

J.Webbo tyrimų rezultatai – ne vieninteliai, tvirtinantys, kad kažko trūksta mūsų supratime apie alfa konstantą. Neseniai vykdyta vienintelio žinomo natūralaus atominio reaktoriaus, kadaise veikusio dabartinio Gabono teritorijoje, analizė taip pat teigia, kad kažkas susijusio su šviesos ir medžiagos sąveika pasikeitė.

Tam tikrų radioaktyvių izotopų, pagaminamų tokiuose reaktoriuose, santykis taip pat priklauso nuo minėtos konstantos, todėl reaktoriaus teritorijoje tiriant paliktus skilimo produktus galima išsiaiškinti, kokia buvo konstantos vertė reaktoriaus veikimo metu. Pasinaudodamas šiuo metodu Los Alamos nacionalinės laboratorijos mokslininkas Steve‘as Lamoreaux su kolegomis apskaičiavo, kad alfa nuo Gabono reaktoriaus veikimo pradžios turėjo sumažėti 4 procentais.

Yra ir su rezultatais nesutinkančių asmenų, vis dar prieštaraujančių konstantos pasikeitimui. Astrofizikos instituto (Paryžius, Prancūzija) astronomas Patrickas Petitjeanas vadovavo grupei, kuri analizavo kvazarų šviesą, užregistruotą Čilėje esančio labai didelio teleskopo (Very large Teleskope, VLT), ir neaptiko jokių konstantos pasikeitimo požymių. Tačiau J.Webbas, dabar peržiūrintis VLT matavimus, sako, kad reikia atlikti sudėtingesnę analizę nei atliko P.Petitjeano vadovaujama grupė. J.Webbo grupė dabar būtent tuo užsiima ir planuoja dar šiais metais paskelbti apie anomalijos išaiškinimą arba neišaiškinimą.

„Sunku pasakyti, kiek dar laiko tai truks. Kuo ilgiau analizuojame naujuosius duomenis, tuo daugiau problemų aptinkame“, - sakė grupės narys Michaelas Murphy, dirbantis Kembridžo universitete (D.Britanija). Tačiau, koks bebūtų atsakymas, darbas vis vien nebus bevertis. Išanalizavus tai, kaip šviesa keliauja per toli esančius molekulių debesis, bus daugiau sužinota apie ankstyvoje Visatos istorijoje susiformavusius elementus.


12. Šaltoji branduolių sintezė

Po 16 metų tylos ji sugrįžo. Tiesą sakant, šaltoji branduolių sintezė niekada ir nebuvo dingusi. Per dešimtmetį nuo 1989 metų JAV karinėse laboratorijose buvo vykdyta daugiau nei 200 eksperimentų, kuriais buvo tiriama, ar kambario temperatūroje vykdant atomines reakcijas, kurios, kaip manoma, gali vykti tik žvaigždėse, įmanoma gauti daugiau energijos nei yra sunaudojama. Nuo to laiko daugybė mokslininkų pasisakė, kad tiki šaltosios branduolių sintezės idėjomis.

Įgyvendinus šaltosios branduolių sintezės idėjas didžioji dalis pasaulio energetikos problemų tiesiog išnyktų: nenuostabu, kad JAV energetikos departamentas šiais tyrimais labai domisi. Gruodį, po ilgos iki šiol sukauptų duomenų analizės, ši įstaiga paskelbė priimanti naujus pasiūlymus šaltosios branduolių sintezės eksperimentams atlikti.

O tai jau yra posūkis 180 laipsnių kampu. Prieš 15 metų paskelbtoje pirmojoje departamento ataskaitoje apie šaltąją branduolių sintezę parašyta, kad originalūs šaltosios branduolių sintezės rezultatai, Jutos universiteto mokslininkų Martino Fleischmanno ir Stanley‘o Ponso 1989 metais paskelbti spaudos konferencijoje, negali būti reprodukuoti, todėl tikriausiai yra neteisingi.

Esminis šaltosios branduolių sintezės teiginys: panardinus paladžio elektrodus į sunkųjį vandenį, kurį sudaro paprastas deguonis ir vandenilio izotopas deuteris, galima gauti didžiulį energijos kiekį. Tarp elektrodų atsiradus įtampai deuterio branduoliai teoriškai turėtų judėti į paladžio molekulių tinklelį. Tokiu būdu būtų galima peržengti natūralią molukių tarpusavio stūmą ir priversti molekulių branduolius susijungti, o proceso metu išsiskirtų didžiulis energijos kiekis. Tačiau, pagal visas priimtinas teorijas, branduolių sintezė kambario temperatūroje laikoma neįmanomu dalyku.

Visgi, pasak Džordžo Vašingtono universiteto (JAV) inžinieriaus Davido Nagelio, tai nesvarbu. Norint paaiškinti superlaidumą prireikė 40 metų, todėl nėra priežasties atmesti šaltąją branduolių sintezę jos tinkamai neištyrus. „Tik eksperimentiniai įrodymai yra nepaneigiami“, - sakė mokslininkas.


13. Tamsioji energija

Tai – viena garsiausių ir kebliausių fizikos problemų. 1998 metais astronomai išsiaiškino, kad Visata plečiasi nuolat didėjančiu greičiu. Tai – efektas, kurio priežasties mokslininkai ieško iki šiol. Iki atrandant, kad plėtimasis greitėja, visi manė, kad jis po Didžiojo sprogimo lėtėja. „Teoretikai vis dar blaškosi ieškodami protingo paaiškinimo. Tikimės, kad būsimi supernovų, galaktikų spiečių ir kitų kosminių objektų stebėjimai pateiks daugiau reikalingų žinių“, - sakė Mičigano universiteto (JAV) kosmologė Katherine Freese.

Vienas iš pasiūlymų – tai, kad plėtimosi priežastis yra kokia nors tuščios erdvės savybė, kurią kosmologai pavadino tamsiąja energija. Tačiau bet kokie bandymai tą energiją aptikti, eksperimentiškai įrodyti jos egzistavimą, baigėsi nesėkmingai. Taip pat yra tikimybė, kad A.Einšteino bendrąją reliatyvumo teoriją taikant patiems didžiausiems Visatos objektams ją reikia pataisyti. „Klausimas vis dar atviras“, - sakė K.Freese.