Melinda, Vivien, Aranka2020. december 02., szerda
Föld

Az Univerzum rejtélye

2010.01.26.Admin
National Geographic Magyarország

Ha meg akarjuk érteni a nagyon nagyot, akkor a nagyon kicsit kell megvizsgálnunk. Az atomok ugyanis magukban hordják a Világegyetem néhány legnagyobb rejtélyének megoldását.

Az Univerzum roppant méretei valóban felfoghatatlanok. Ironikus módon ebben a hatalmas térben minden kolosszális testet az anyag igazán parányi részecskéi alkotnak. A nevük atom. Hogy elképzelhessük a méretüket, egy atom akkora egy narancshoz képest, mint a narancs a Földhöz viszonyítva.

Az atom az anyag nagyon kicsiny alkotórésze, mégis alapvető építőelem, amiből minden anyag összeáll.

Az Univerzum megértéséhez alaposan meg kell ismerkednünk az anyag kisléptékű viselkedésével, az atomokkal, és a még annál is kisebb részecskékkel.

Elsőként az ókori görögök tételezték fel, hogy minden az anyag egyetlen, tovább már nem osztható egységéből épül fel. Amit ők atomosznak neveztek, mi pedig atomnak, az elképzelhetetlenül kicsi. Annyira az, hogy több százezret kell egymás mellé tennünk, mielőtt megláthatjuk őket. Az emberi hajszál körülbelül a legvékonyabb dolog, amit még látunk. A haj mégis kb. 300 ezer atomnyi vastagságú. Ha az atomok akkorák lennének, mint egy parányi golyócskq, akkor egy hajszál 15 kilométer vastag volna. Sok ilyen összehasonlítást ismerünk. Azt mondják például, hogy egy mondat végén a pont egymilliárd atomot tartalmaz. Ám maguk az atomok is még kisebb részecskékből állnak.

Az atom közepén bújik meg az atommag. Ez a mag is többféle részecskéből áll, az úgynevezett protonokból és neutronokból. Az atommagot körülvevő felhőben sok rétegben és sokféle elrendezésben találjuk az elektronokat. Ezek a részecskék különböző számban összeállva hozzák létre a kémiai elemeket.

A legegyszerűbb atom, a hidrogén egyetlen protonból és egy elektronból áll. Kétszer ennyi, és még két neutron alkotja a héliumatomot. Ennek háromszorosát tartalmazza egy szénatom, és a lista folytatódik, egészen a legnehezebb földi elemig, a plutóniumig.

Egy átlagos emberi testben 7 ezer kvadrillió atom található. Ez 27 nullát jelent a hetes után. Ezt figyelembe véve azt hihetnénk, hogy mindannyian sokkal többet tudunk róluk, pedig nem így van. Az atom szerkezetét például sokan egészen tömörnek képzelik el, az atommag közelében keringő elektronokkal. Ahogyan a Naprendszer közkeletű elképzelése, úgy ez is gyökeresen téves.

Az atom 99 egész 999999999 százalék üres tér.

James Trefil fizika professzor érzékelteti, hogy mennyi üres tér is van az atom belsejében:

 A Naprendszerben a bolygók</br>a központi csillag – a Nap – </br>körül keringenek.” /></p><p class= A Naprendszerben a bolygók
a központi csillag – a Nap –
körül keringenek.

„Amikor az emberek először elképzelték az atomokat, tömörnek gondolták őket, mint egy-egy tekegolyót. Az atom, amiről az iskolában tanultunk, feltehetően így festett: az elektromosság kis varázsgömbje, amelynek a közepén ül az atommag, az elektronok pedig körüldongják, mint egy miniatűr naprendszerben. Ez azonban félrevezető. Ha egy atom akkora volna, mint egy katedrális, akkor a középen lévő atommag nem volna nagyobb egy légynél. E körül a légy körül keringenének a porszem méretű elektronok, ám közöttük csak az üresség található.”

Minden atom ilyen, az a sok-sok billió is, amelyből mindannyiunk testének szövetei és szervei felépülnek. Mivel minden belőlük épül fel, az atomok alapvető fontossággal bírnak a Világegyetem megismerésében. Ám egy atom mégsem olyasmi, amit kézbe vehetünk, vagy megnézhetünk egy mikroszkóp alatt, Akkor tehát hogyan tanulmányozzák őket és belső szerkezetüket a kutatók?

A berendezés neve részecskegyorsító. Úgy működnek, hogy a részecskék, például protonok sebességét a körpályán csaknem a fénysebességig növelik, majd más részecskéknek ütköztetik őket. Az ütközéskor rengeteg energia szabadul fel, miközben sok más részecske keletkezhet, amelyek különböző irányokba kanyarogva és pörögve szétszáguldanak. Ezek a cirkalmas minták sok mindent elárulnak a kutatóknak az atomon belüli világról.

Az atom az egész Világegyetem elsődleges építőeleme. Szó szerint ott vannak mindennek a középpontjában, ezért a megismerésük a kozmosz és az otthonunkként szolgáló világ megértését jelenti.

Az atomokat alkotó részecskék, a protonok, neutronok és elektronok különböző számban összegyűlve egyedi kémiai tulajdonságokkal rendelkező atomokat alkotnak. Az egyes atomfajtákat elemeknek hívjuk. A Földön 94-et találunk belőlük. Összekacsolódva, a legelképesztőbb módon hoznak létre molekulákat.

Egy gyúlékony, szilárd fémből, a nátriumból, és egy mérgező gázból, a klórból konyhasó lesz. Két elem, amely a világon a legtűzveszélyesebbek közé tartozik, név szerint a hidrogén és az oxigén, ironikus módon az egyik legjobb tűzoltó anyagot hozza létre: a vizet.

Az elemekből vegyületek képződnek, és azokból jön létre minden, amit látunk, szagolunk, tapintunk és ízlelünk. Ha meg akarjuk érteni, hogyan keletkezhet olyan sokféle anyag ilyen kevés elemből, akkor segít, ha belegondolunk, mi tesz egy könyvtárt könyvtárrá.

A Világegyetem bonyolult hely. Az atomok molekulákká, a molekulák pedig mindenféle mássá állnak össze, amit magunk körül látunk. Bonyolult, de egyszerűen is fel lehet fogni. Kissé nyakatekert a példa, de úgy kell elképzelni, mint egy könyvtárban található információtartalmat. Miből is áll egy könyvtár? Miből épül fel? Mi az alapvető építőelem, amiből egy könyvtár összeállítható? A legtöbb ember erre a kérdésre azt felelné, hogy a könyv. A dolog azonban nem ilyen egyszerű. Sokkal mélyebb kérdésről van szó. Hogy miért bonyolult, azt egy könyvet kinyitva rögtön megértjük. Ilyenkor látszik, hogy a könyv szavakból áll. A szavakat szemügyre véve látható, hogy betűkből állnak, az angol ábécé esetében 26 ból. Tehát mi a könyvtár, pontosabban az információtartalom alapegysége? A betű. A betűkből szavakat képezünk, a szavakból mondatokat, a mondatokból könyveket, azokból pedig egy könyvtárt.

A Channel ajánlata: Szélsőséges világegyetem
A világegyetem méreteit és az őt működtető erők nagyságát az apró Földről nézve szinte lehetetlen felfogni és megérteni. A National Geographic sorozata most mégis megpróbálkozik e lenyűgöző dimenzió bemutatásával, szemléletes hasonlatok, látványos számítógépes grafikák, valamint természetesen a legújabb kutatási eredmények ismertetése által.

Szuper méretek
A látszólag végtelen kozmosztól az apró atomokig a világegyetem a szélsőséges méretek birodalma. De mit jelent ez számunkra, akik a mi saját „középdimenziónkban” létezünk és gondolkodunk? Az epizód az elképzelhetlenül hatalmastól a felmérhetetlenül kicsiig kalandozik a nagy egész megértésének vágyától hajtva.

A Világegyetem is ilyen. Alapvető egységekből épül fel. A világ, amellyel nap mint nap találkozunk, molekulákból áll, a molekulák atomokból, az atomok még kisebb részecskékből, azok pedig szintén kisebb alkotókból. Bármeddig is megyünk el ezzel a vizsgálattal, így épül fel az a Világegyetem, amelyben élünk.

Ha van valami, amiben a Világegyetem jeleskedik, akkor az az újrahasznosítás. Minden létező anyag akkor keletkezett, amikor az Univerzum 13, 7 milliárd évvel ezelőtt megszületett. Azóta az atomok átalakultak, más elemekké egyesültek a csillagok belsejében: újra és újra átrendeződnek a teremtés végtelen folyamatában.

Valamikor a távoli múltban kitűnő lapokat osztottak nekünk, amikor egy ősi csillag látványos haláltusája során mindennel behintette a Galaxisnak ezt a kis zugát, amire szükségünk lehet. Minden nyersanyagot megkaptunk. Vasat, szenet, kalciumot, oxigént, és minden más elemet, amelyből évmilliárdok múltán létrejött az élet.

A testünkben lévő atomok szinte kivétel nélkül egy csillag belsejéből származnak. Mindannyiunknak minden egyes atomja egykor egy csillaghoz tartozott. Ez valójában mindenre igaz, ami körülvesz minket. A csillagokban keletkeztek a nehezebb elemek, amelyekből később a mindent, minket magunkat is alkotó molekulák jöhettek létre. Mind újrahasznosított atomokból állunk. Ez szilárd tény.

Ugyanezt az újrahasznosítást itt a Földön is megfigyelhetjük. A bolygót létrehozó atomok újbóli felhasználásával született meg és maradt fenn minden valaha létezett élőlény. Amikor egy pohár vizet iszunk, és lenyeljük a sok oxigénatomot, akkor valójában egy csillag robbanásának maradványait isszuk meg.

Valahányszor levegőt veszünk, atomok kvadrilliói hatolnak be a tüdőnkbe. Ezek az atomok hosszú ideje keverednek már a Föld légkörében, de ugyanazok az oxigén- és nitrogénatomok, mint régen. Így hát minden lélegzetünkkel beszívunk néhány atomot, amit Galilei, Kopernikusz vagy Szókratész lélegzett ki 500 vagy 2000 évvel ezelőtt.

Az alkotás és újraalkotás szakadatlanul zajlik.

 Az Univerzum a szélsőséges méretek világa.

Az Univerzum a szélsőséges méretek világa.

Az Univerzum a szélsőséges méretek világa. Bár az óriásit a parányitól látszólag képtelen különbségek választják el, valójában jobban hasonlítanak, mint hinnénk. A nagyon nagy dolgok szerkezete sokban hasonlít a nagyon kicsikéhez. Az atomok belsejét fürkészve kezdenek egy kicsit az egész Világegyetemre emlékeztetni. A Világegyetem a benne lévő dolgok méretei miatt olyan titokzatos. Csak a nagyon nagyot és a nagyon kicsit együtt vizsgálva találhatjuk meg a választ a kérdésre, hogy hogyan keletkezett, és miért fejlődött olyanná a világ, amelyben mi is helyet kapunk.

Azok, akik az elképzelhető legnagyobbról, az Univerzumról gondolkodnak, és azok, akik az elképzelhető legkisebb dolgokkal foglalkoznak, lényegében ugyanarról beszélnek. Akár távcsőbe, akár mikroszkópba néznek, a kutatók ugyanarra a kérdésre keresik a választ: hogyan kerültünk ide?

Az élet titkait a szélsőséges méretek labirintusa rejti. Sok mindent kell még megtanulnunk az ismert világegyetemről.

A cikksorozat előző része: Élhető világok kutatása

Kapcsolódó cikk:
Szuper méretek

Hozzászólások

Hosszú távon talán elérhetőek a klímaegyezmény vállalásai

Hosszú távon talán elérhetőek a klímaegyezmény vállalásai

„Elérhető közelségbe" kerültek a 2015-ös párizsi klímaegyezmény céljai egy új elemzés szerint - tette közzé a hírt az MTI.

Rejtélyes áradás egy alaszkai öbölben

Rejtélyes áradás egy alaszkai öbölben

Már az öböl története se kezdődött jól: a felfedezése 26 halálos áldozattal járt. A későbbi sorsa sem sokkal szelídebb.

Égi jelenségek 2020. december első felében

Égi jelenségek 2020. december első felében

A hónap elejét a holdfény uralja, egyre közeledik egymáshoz a Szaturnusz és a Jupiter, lesz holdsarlónk a Vénusz közelében, és érkezik az év legjobb meteorraja.

Óceáni hulladékból készül napszemüveg

Óceáni hulladékból készül napszemüveg

A The Ocean Cleanup projekt újabb fontos eredményt ért el a hulladék elleni harcban.

2020 november asztrofotója: Androméda-köd, ahogyan még sohasem láthattuk

2020 november asztrofotója: Androméda-köd, ahogyan még sohasem láthattuk

Különleges technikával készült felvétel a hozzánk egyik legközelebbi, látványos extragalaxisról.

National Geographic 2020. novemberi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

9 960 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket