događaji

---

Najznačajniji događaji 2002

REŠENA MISTERIJA NEUTRINA

Za fizičare, 2002 godina moze biti "godina neutrina".

Oktobra meseca Raymond Davis sa Univerziteta u Pensilvaniji i Brookheaven National Laboratory su podelili Nobelovu nagradu za otkriće sunčevih neutrina i saznanje da Sunce emituje mnogo manje od očekivanog broja ovih subatomskih čestica. Ovo otkriće je ozbiljno uzdrmalo naše razumevanje temelja prirodnih zakona.

Proslog proleća tim naučnika je izvršio eksperiment koji je konačno rešio enigmu koju je Davis otkrio skoro 30 godina ranije.

Standardni modeli kako Sunce sija pokazuju koliko se tačno neutrina kreira u nuklearnoj reakciji u sunčevom jezgru. Proveravanje ovih modela je bilo pravi izazov. Neutrini su toliko neaktivni i tromi, da većinom prodiru pravo kroz Zemlju, međutim Davis je u ogromnom podzemnom detektoru uspeo da uhvati i izbroji nekoliko. A sa tim što je našao bio je šokiran.

Našao je samo jednu trećinu od one koju teorija predviđa. Ponovljeni eksperimenti su potvrdili deficit neutrina. Naučnici iz Sudbury Neutrino Observatory u Kanadi i Super-K Detektoru u Japanu su pružili moguće objašnjenje.

Poznato je da neutrini postoje u tri vrste zvane "flavors", od kojih je svaka vrsta povezana sa drugim subatomskim česticama. Do skora, naučnici su mogli da detektuju samo jedan "flavor", zvan elektron-neutrino. Po teoriji, ovo je upravo onaj "flavor" koji bi trebao da bude stvoren nuklearnom fuzijom vodonika u unutrašnjosti Sunca. Neki fizičari su spekulisali da se određeni sunčevi neutrini mogu transformisati u druge "flavor"-e, koje bi ekstremno bilo teško otkriti.

Prošle godine preliminarni dokazi iz ove dve ustanove su prikazali mogućnost postojanja takve transformacije neutrina ali sa ograničenom statističkom tačnošću.

A onda u aprilu, fizičari iz Sudbury-a su prikazali rezultate novog istraživanja koje je uporedilo totalno kretanje sva tri tipa neutrino sa kretanjem samo elektron-neutrina. Rezultati su nepobitno pokazali da se većina neutrina transformiše u jednu ili oba druga "flavor"-a, poznata kao muon-neutrinos i tau-neutrinos.

"Mi smo jasno videli da mnogo više od samih elektron-neutrina stiže do Zemlje" kaže Art Mcdonald, direktor projekta iz Sudbury-a.

Rezultati ukazuju da suprotno verovanjima fizičara, neutrini nisu bez mase jer u protivnom ova vrsta transformacije ne bi bila moguća.

Ovo otkriće tera fizičare da prekroje standardne modele fizike koji opisuju uzajamni uticaj svih osnovnih čestica u univerzumu. Ovo je prvo značajnije produžavanje jedne teorije u poslednjih 20 godina. Neutrini sa masom takođe mogu imati udela u nevidljivoj materiji za koju se smatra da povezuje galaksije i jata galaksija.

"Neutrini su misterija koju smo tek počeli da razumevamo" kazu fizičari.

ANTIMATERIJA UHVAĆENA ZA EKSPERIMENTE

Naučnici iz CERN-a, zajedničke evropske laboratorije u Ženevi su stvorili prvu značajnu količinu atoma antimaterije. Do novembra oni su sintezirali nekoliko stotina hiljada atoma antivodonika, dovoljno za početak testova da li zakoni fizike važe podjednako za materiju i antimateriju. Rezultati bi mogli pomoći da se objasni zagonetka zašto je materija svuda prisutna dok je antimaterija u isto vreme neverovatno retka.

Atom antivodonika sadrži antiproton i pozitron, antimaterijsku verziju protona i elektrona. "Athena" eksperimentom u Cern-u, tim fizičara je kreirao antiprotone "pucajući" velikobrzinske protone u komadu metala. Da bi akumulirali pozitrone, naučnici koriste novu spravu koja ih kolektuje iz radioaktivnog izvora. Antiprotoni i pozitroni su ispunjene čestice tako da mogu biti usporene i uhvaćene u magnetnu bocu. Čestice se tada kombinuju stvarajući antivodonik.

Ovi neutralni atomi ne mogu biti ograničeni magnetnim poljem, tako da oni slobodno odlete, sudarajući se okružujućom materijom i u roku od 1/10.000 dela sekunde bivaju uništeni.

Ipak, to može biti dovoljno dugo za proučavanje osobina antivodonika. Sledeći korak je osvetljavanje antiatoma uz pomoć lasera. Eksperiment bi trebalo da proizvede spektar svetlosti koji sadrži lični opis antivodonika. Teorija ukazuje da bi spektar antimaterije trebalo da bude identičan spektru materije. Svaka razlika bi pružila pogled u fizičke procese koji favorizuju materiju u odnosu na antimateriju. Dalje u budućnosti naučnici žele da prouče kako antivodonik reaguje na gravitaciono povlačenje. Proučavanje efekta gravitacije na pozitrone i antiprotone je ekstremno teško zbog električnog punjenja čestica.

NASA KONAČNO PRONASLA VODU NA MARSU

Veća 44k

Da li je Mars nekada bio planeta bogata vodom, rekama i morima koja bi mogla biti pogodna za život?

Površina planete je prekrivena ožiljcima koji izgledaju kao kanjoni izvajani vodenim stihijama, ali naučnici nisu uspevali da nađu znake trenutnih zaliha vode.

Februara meseca Nasin 2001 "Mars Odyssey" orbiter je pružio odgovor otkrivši velike količine zamrznute vode ispod Marsovog južnog pola.

"Odyssey"-evi senzori ne mogu direktno da vide vodu ispod površine, umesto toga oni detektuju vodonik. Postoji samo jedno jedinjenje koje sadrži vodonik i to je H2O koje može eventualno da bude na Marsu, jer naučnici smatraju vodonik kao valjani dokaz za prisustvo vode.

Naučnici Univerziteta iz Arizone su koristili Odyssey instrumente za fokusiranje na energične gama zrake, koje emituje vodonik kada je stimulisan subatomskim sudarima i sporim neutronima koji su usporavani njihovim sudarima sa vodonikom. Ovi signali su omogućili naučnicima da zavire ispod planetine zarđale površine u potrazi za naslagama leda.

Mapa sporih neutrona pokazuje da postoje naslage vode ispod Marsovog južnog pola.

Naučnici sada pokušavaju da vide da li mogu koristiti isti metod i na severnom Marsovom polu koji se tek skoro oslobodio sezonskog pokrivača od ugljen-dioksida.

I BIO JE "VELIKI PRASAK"

Naučnici su koristeći radio teleskop na skoro 3 kilometara visokom Antarktickom ledenom pokrivaču detektovali 14 milijardi godina star trag "velikog praska".

Otkriće naučnika Univerziteta u Čikagu i Berkley-a podržavaju vodeće teorije kako je nastao univerzum.

Po tom modelu, kosmos je počeo kao vruć, bezobličan oblak uzajamno uticajnih čestica i radijacije. Onda, 400.000 godina posle "velikog praska" oblak se raširio i ohladio dovoljno da se elektroni i neutroni kombinuju u neutralne atome, koji se više nisu uzajamno mešali sa okružujućom radijacijom.

"U tom trenutku kosmos je postao otvoren" kaže astrofizičar univerziteta iz Čikaga Clem Pryke.

Praiskonska radijacija se oslobodila i od tada još uvek putuje kroz svemir, podižući svetlost poznatu kao "kosmička mikrotalasna pozadina".

Uvećani tokovi u ranom kosmosu su trebali polarizovati zadnje krugove raštrkane radijacije, i na taj način prouzrokujući da se talasi unaprede i postave u redove jedan iza drugog. Ta radijacija koja se sada vidi kao mikrotalasna bi još uvek trebala da ima tragove tog poravnjanja na nekim tačkama u svemiru. Pryke traži te polarizovane talase sa Degree Angular Scale Interferometer, mikrotalasnim teleskopom lociranim blizu južnog pola.

On i njegov tim su ispitali dva dela neba veličine sedam širina punog Meseca, i našli su slab ali siguran signal.

Otkriće je dozvolilo kosmolozima da odahnu, jer njihove teorije sadrže takve spekulativne elemente kao što su materija i energija. Iako ne znaju šta su tamna materija i tamna energija oni su pretpostavili način na koji se one ponašaju i stavili ih u svoje modele i teorije.

"Merenjem polarizacije očekujemo da modeli kažu da mi znamo o čemu pričamo, da mi ovo nismo našli, kosmologija bi bila bačena u haos" kaže Pryke.

NAĐENE NEVIDLJIVE GALAKSIJE

Astrofizičari Neal Dalal i Christopher Kochanek su pružili direktne dokaze za nevidljivu masu koja je nestala iz kosmoloških istraživanja. Naučnici su utvrdili da veliki deo kosmosa sadrži tamnu materiju, supstancu koja ne emituje svetlost. Tamna materija ne može biti posmatrana, ali bi trebala da pokreće gravitaciono povlačenje koje oblikuje gomilanje galaksija. Pod njenim uticajem galaksije srednje veličine kao što je naša bi trebale biti okružene rojem malih galaksija.

"Region oko Mlečnog Puta bi trebalo da izgleda kao Coma-Virgo jato" kaže Kochanek.

Umesto toga, naša galaksija ima samo dva mala pratioca.

Ovi naučnici pretpostavljaju da bi male galaksije pratioci mogle biti tamo ali bi mogle biti tamne. Da bi to saznali oni su proučavali udaljene galaksije čija je svetlost izobličena gravitacionim povlačenjem druge, bliže galaksije. Takvo izobličenje često kreira višestruke slike udaljenijih objekata. Jačina svetlosti svakog objekta zavisi od distribucije mase oko galaksije koja se umešala. Naučnici su otkrili da su neke duplirane slike svetlije od drugih. Ove razlike ukazuju na izbočeno i neravnomerno gravitaciono polje, koje ukazuje da je galaksija koja se umešala okružena malim nevidljivim galaksijama. Ovi pratioci su najverovatnije sačinjeni od skoro isključivo tamne materije. Kochanek kaže da bi i nasa galaksija mogla biti okružena malim galaksijama kojima nedostaje uobičajena materija da bi nastale zvezde.

"Ako izbacite napolje gas i zvezde onda cete izgubiti samo 10% mase. Sa tačke gledišta gravitacionog efekta, nije važno ako se oslobodite normalne materije".

TOPOGRAFIJA CUDNIH CRNIH RUPA

Crna rupa u NGC 7052

Crne rupe niko nikada nije video. Ali jula meseca astrofizicari Harvars-Smithsonian centra Jeremy Heyl i Ramesh Narayan su potvrdili jednu od najčudnijih osobina crnih rupa: da one nemaju površinu, već samo "krajnji horizont" koji markira tačku bez povratka za bilo šta što upadne u njih. Većina crnih rupa je okužena diskom vrelog gasa privučenim intenzivnom gravitacijom crne rupe. Ovi diskovi, pre nego sama crna rupa su ono sto astronomi vide. Osim brzine kojom gas orbitira, crna rupa se ne može razlikovati od neutronske zvezde. Neutronska zvezda je ostatak sjajne zvezde koja je potrošila gorivo i kolapsirala u kuglu veličine 15-tak km što je dvostruko veći prečnik od ekvivalentne crne rupe. Ali za razliku od crne rupe, neutronska zvezda ima definisanu površinu i Heyl i Narayan su se fokusirali na ovu razliku.

Gas sa zvezde pratioca može da padne na površinu neutronske zvezde, nagomila se i eksplodira briljantnom termonuklearnom eksplozijom.

"Tipično, kada neutronksa zvezda nagomila masu ovo se dešava svaki dan" kaže Heyl.

Kada gas padne na crnu rupu trebalo bi da pređe "krajnji horizont" i nestane zauvek. Ovi naučnici su poredili teorijske modele ova dva objekta sa posmatranim X-zracima nekoliko crnih rupa i skoro 100 neutronskih zvezda. Svi ovi objekti nagomilaju velike količine gasova, ali samo neutronske zvezde prikazuju eksplozivne bljeskove. Ostali objekti ne pokazuju iste efekte što ukazuje da njima nedostaje povrsina na kojoj bi se gas akumulirao.

KOSMIČKE EKSPLOZIJE RAZOTKRIVENE

Gama-Ray eksplozije, briljantni bljeskovi radijacije koji se dešavaju iz različitih pravaca skoro jednom na dan su godinama bile pripisivane svačemu, od sudara kometa do prirodnom ubrzavanju čestica. Zadnja proučavanja su pokazala da su one velike eksplozije u udaljenim galaksijama mada niko nije znao šta eksplodira. Aprila meseca astronei su objavili da je orbitirajuća X-Ray opservatorija pokupila hemijski sastav više elemenata posle eksplozije, identifikujući objekat kao neobičan tip supernovae, detonaciju masivne umiruće zvezde.

U razmaku od nekoliko minuta do nekoliko delića sekunde, gamma-ray eksplozija izbaci 1020 puta više energije od Sunca. I pored toga objekat je veoma teško izučavati zbog kratkotrajnosti. Kada su astronomi uočili blještavu gamma-ray eksploziju 11-og decembra 2001. g. James Reeves sa univerziteta u Leicesteru je krenuo u akciju. Posle 11 časova naučnici su uperili ESA XMM NEWTON X-Ray Satelit da uhvati eksploziju.

Sa X-Ray svetlošću, naučnici su razlikovali radijaciju emitovanu u energetskim nivoima povezanim sa nekoliko različitih elemenata što uključuje magnezijum, silikon, sulfur, argon i kalcijum, mešavinu sastojaka sličnim onima koji su izbačeni eksplozijom supernove. Čudno je samo da izostaje gvožđe, elemenat koji se formira radioktivnim raspadanjem nekoliko dana posle supernove.

"Sada je skoro sigurno da su supernove odgovorne za dugačke gamma-ray eksplozije" tvrdi Reeves.

Većina supernove proizvede neutronsku zvezdu i širecu ljusku od vrućih ostataka ali ne i gamma-ray eksploziju. Eksplozija se najverovatnije dogodi posle "hypernovae", ekstremno retke eksplozije zvezde koja je toliko masivna da jedva može da podnese sopstvenu veličinu.

"Ono što se najverovatnije desi je da posle supernove, ostatak zvezdinog jezgra kolapsira usled sopstvene gravitacije i formira crnu rupu. Mlazevi materijala onda udare šireće spoljne slojeve zvezde proizvodeći gamma-zračenje".

OPASNOST OD GALAKTIČKOG LEDENOG DOBA

Kada bi supernova eksplodirala u blizini kako bi se to efektovalo na život na Zemlji?

Nir Shaviv sa univerziteta u Jerusalemu je očekivao mnogo mutacija usled radijacije. Umesto toga našao je da bi najveća opasnost pretila od klimatske katastrofe. Kako trenutno Sunčev sistem prolazi kroz region ispunjen sa supernovama, Shaviv tvrdi da Zemlja može imati ubrzan dolazak ledenog doba.

Sveobuhvatno, supernove su retke, ali kako Suncev sistem kruži kroz Mlečni Put, po neki put prolazi kroz jednu od spiralnih ruku naše galaksije, gde se veliki broj masivnih zvezda formira i eksplodira kao supernova.

Sve ove detonacije ispune spiralne ruke galaksije sa kosmičkim zracima, fragmentima atoma koji putuju skoro brzinom svetlosti.

Shaviv je merio intenzitet izlaganja kosmičkom zračenju u meteoritima i našao je da je intenzitet jak svakih 140 miliona godina, svaki šiljak meteorita verovatno je zabeležio prolazak kroz spiralnu ruku naše galaksije.

Drugi naučnici su pronašli da kosmički zraci mogu da kreiraju oblake kada udare u atmosferu. Ovi oblci mogu da izazovu globalno zahlađenje. Oluje kosmičkih zraka u spiralnim rukama naše galaksije bi mogle da izazovu ledeno doba na Zemlji, zaključuje Shaviv.

Vremenski period najjačeg kosmičkog zračenja se poklapa otprilike sa periodom velikih epoha glečera, našao je Haviv. "U stvari klima u zadnjih 30 miliona godina, za kojih Zemlja prolazi kroz spiralnu ruku, je u suštini hladnija nego uobičajeno.

Naše trenutno toplo vreme je najverovatnije zasluga privremenog povećanja Sunčeve aktivnosti, koje odbija dobar deo kosmičkih zraka. Polovina globalnog zagrevanja u zadnjem veku može biti pripisana Suncu" tvrdi Haviv.

UGLEDAN PLUTONOV ROĐAK

Quaoar

Trka za otkrićima se ubrzava u zoni sumraka na rubu našeg Sunčevog sistema. Početak leži pre desetak godina kada su astronomi počeli da pronalaze velike objekte slične asteroidima koji polko kruže u blizini Plutona. Sada su Chad Trujillo i Mike Brown sa kalifornijskog instituta za tehnologiju identifikovali masivan komad stene i leda koji je širok više od 1200 km, što je najveća "mala planeta" u Sunčevom sistemu ikada otkrivena.

Dva naučnika su ispitivala digitalne fotografije neba napravljene teleskopom Palomar Obsrvatorije 4-og juna kada su ugledali prethodno nepoznato telo. Trujillo ga je nazvao OUAOAR (kwah-o-wahr) po mitološkom biću Tongva indijanaca.

Prvi izvestaji ukazuju da kruži oko Sunca na daljini od 4 milijarde milja i da je više od polovine veličine Plutona. Quaoar ima tamnu površinu i najverovatnije je sastavljen pola od leda i pola od stenja. Ima skoro kružnu putanju i obiđe Sunce svakih 286 godina. Kao i preostala tri velika objekta, Quaoar se nalazi u Kuiperovom pojasu, velikom pojasu asteroida lociranom iza Neptuna.

Ovi objekti su najverovatnije ostali duboko zamrznuti još od kada se nas Sunčev sistem formirao pre 4,6 milijardi godina.

"Naš cilj je da istražimo nebo u potrazi za ovim velikim objektima. Mi verujemo da može biti još osam ili deset neotkrivenih objekata od kojih neki mogu biti veći od Plutona" kaze Trujillo.

DRUGI POGLED NA MESEC

U poređenju sa Zemljom koja ima vulkane i pomerajuće kontinentalne ploče, Mesec izgleda neverovatno statičan. Čak i Mesečeva "mora", mesta velikih kretanja lave su mirna i nepokretna milionima godina. Ali duboko u unutrašnjosti još uvek ima života. Naučnici iz Nasine JPL u Kaliforniji su skoro pronašli dokaze da Mesec ima vruće, tečno jezgro.

JPL naučnik James Williams je vršio nova istraživanja koristeći stare alate: par silika reflektora (koje su postavili astonauti Apolo misije pre više od 30 godina). Odbijajući laserski zrak sa ovih reflektora, Williams je merio Mesečevu lokaciju sa neverovatnom preciznošću od nekoliko centimetara. Na ovaj način je mogao da proučava ekstremno prefinjene promene u obliku Meseca kako je povlačen i guran Zemljinom gravitacijom. Ove deformacije sugerišu da je Mesečev centar veoma savitljiv, najverovatnije zato što je još uvek istopljen.

Williams je predvideo da je Mesečevo jezgro široko oko 600 km skoro jedu petinu ukupnog prečnika Meseca, dok tačna veličina zavisi od sastava.

"Temperatura na kojoj jezgro postaje tvrdo zavisi od čega je sačinjeno" kaže Williams.

Najverovatnije da je sačinjeno od gvožđa ili još lakše topljive mesavine gvožđa i sulfata.

Dve japanske misije LUNAR A u 2004g. i SELENE 1 u 2005. g. će pomoći otkrivanju šta se u stvari kuva u jezgru Meseca.

KOJE JE BOJE KOSMOS?

Januara meseca dva astronoma su objavila da je pretežna boja kosmosa psihodelicno tirkizno-senkovita. Ubrzo nakon toga astronomi su povukli svoj prvi zaključak i objavili drugi po kome je boja kosmosa ruzičasto-bež.

Karl Glazebrook i Ivan Baldry sa John Hoplins univerziteta su skupili podatke iz "2dF Galaxy Redshift Survey", istraživanja više od 200.000 galaksija i izvukli prosečnu svetlost svih ovih zvezda iz ovih galaksija. Naučnici su želeli da pronađu boju kosmosa, odnosno šta bi ljudi videli ako bi nekako mogli da vide kosmos spolja.

Na nesrecu, kada su Glazebrook i Baldry pokušali da porede pomešanu svetlost u specificnu boju "sapleli" su se na bubu u sopstvenom kompjuterskom programu za poređenje boja.

"Tirkizna je bio veoma cudan odgovor. Kada su stručnjaci za boje počeli da gledaju naš spektar, našli su bubu veoma brzo" priznaje Glazebrook.

Kosmos je ruzičasto-bež najviše zbog toga što je većina zvezda crvenija nego naše Sunce. Boja će se takođe promeniti. Kosmos će postajati crveniji sa vremenom kako zvezde stare i umiru, ukoliko se ne sudarimo sa drugim kosmosom što bi poremetilo sve" kaže dalje Glazebrook.

(decembar 2002.)

vrh