PARADOKSI

Pripremio: I. Jakšić

Naučno neobjašnjive pojave

9 puta šta

Problem horizonta

Naš univerzum je, kako se čini, nedokučivo jednoličan. Ako uzmemo u obzir prostor od jedne ivice vidljivog univerzuma do druge, videćemo da je mikrotalasna radijacija u pozadini koja ispunjava kosmos svuda iste temperature. To i nije toliko iznenađujuće ako se ima u vidu činjenica da su ivice udaljene skoro 28 milijardi svetlosnih godina a da je naš univerzum “star samo 14 milijardi godina “ . Ništa ne putuje brže od svetlosti, pa tako i nema mogućnosti da je toplotna radijacija prešla put između dva horizonta da izjednači tople i hladne tačke nastale Velikim praskom i ostavila termalnu ravnotežu koju vidimo danas.

Problem horizonta zadaje velike glavobolje kosmolozima koji dolaze do najneverovatnijih zaključaka. Na primer, može se rešiti pretpostavkom da se univerzum izvesno vreme širio veoma brzo, odmah posle Velikog praska, eksplodirajući jačinom faktora 10 50  za 10 -33  sekundi. Naravno, ovakva pretpostavka je samo to jer nema dokaza. U stvari, čak i da se obezbede dokazi za teoriju, ostaje nejasno šta bi moglo biti uzrok tome pa tako jedno rešenje sa sobom povlači drugu zagonetku. Varijacije u brzini svetlosti možda bi mogle da reše problem horizonta, mada ni ova teorija ne odgovara na pitanje „ zašto “ .

Tamna materija

Ako primenimo naša znanja o gravitaciji na način na koji se galaksije obrću, vrlo brzo ćemo uvideti problem: galaksije bi trebalo da se raspadaju. Galaktička materija orbitira oko centralne tačke jer zajedničko gravitaciono privlačenje stvara centripetalne sile. Međutim, nema dovoljno mase u galaksijama za proizvodnju primećenog obrtanja.

Vera Rubin, astronom iz Vašingtona (Karnegi institut za nauku), uočila je ovu anomaliju kasnih 1970-tih godina. Odgovor fizičara bila je pretpostavka da u svemiru postoji nešto što mi ne možemo da vidimo. Nevolja je u tome što niko ne može da objasni šta je u stvari „ tamna materija “ . Iako su naučnici bezbroj puta u javnost izbacivali različite pretpostavke o vrsti čestica koje bi mogle da čine tamnu materiju, nije postignut konsenzus. Svi se slažu da je zaista frustrirajuća činjenica da tamna materija čini oko 90 % mase univerzuma, a da mi nemamo predstavu o tome šta čini tu materiju.

Vikinški metan

Godina je 1976. milionima kilometara daleko, na Marsu, lenderi “viking” su sakupili zemljište i pomešali ga s nutrientima označenim radioaktivnim izotopom ugljenika (carbon-14). Naučnici su se složili da, ako instrumenti na lenderima detektuju emisiju metana koji sadrži ugljenik-14 iz tla, na Marsu mora biti života. “Viking” je dao pozitivan rezultat. „ Nešto “ konzumira hranjive materije, metabolišući ih, a zatim se izbacuje gas s primesama ugljenika-14.

Drugi instrument, koji identifikuje organske molekule koji se smatraju krucijalnim znakovima života, ništa nije otkrio. Skoro svi naučnici proglasili su otkriće “vikinga” lažno pozitivnim. Da li je bilo baš tako?

Debata se nastavlja nesmanjenom žestinom, ali najnoviji izveštaji rovera NASA-e pokazuju da je površina Marsa skoro sigurno bila mokra u prošlosti i da je samim tim život na njoj bio moguć.

Ovo nije jedini dokaz koji ide u prilog teoriji o mogućim oblicima života na Crvenoj planeti. Džo Miler, biolog iz Univerziteta Južne Kalifornije, u Los Anđelesu, smatra da je emisija dokaz cirkadijalnog kruga, koji nagoveštava postojanje života.

Tetraneutroni

Pre četiri godine, francuski naučnici su pomoću akceleratora čestica otkrili šest čestica koje ne bi trebalo da postoje. One se nazivaju tetraneutronima, jer je po četiri neutrona vezano tako da prkose poznatim zakonima fizike. Ekipa naučnika već nastoji da ponovi eksperiment. Ako uspeju, ove grupacije će nas naterati da razmotrimo dosadašnja znanja o silama koje spajaju atomska jezgra.

Ekipa je „ ispalila “ jezgro berilijuma u malu metu ugljenika i analizirala ostatke koji su završili u okolnim detektorima čestica. Očekivali su dokaz za četiri odvojena neutrona koji su pogodili detektore. Umesto toga, pronašli su samo jedan svetlosni odblesak. Energija tog odbleska bila je pokazatelj da su sva četiri neutrona zajedno „ putovala “ do detektora. Naravno, to je mogla biti obična slučajnost; č etiri neutrona su mogla da budu na istom mestu u isto vreme. Međutim, tako nešto je malo verovatno.

Ali to ne važi za tetraneutrone, jer u standardnom modelu čestica ne mogu postojati takvi neutroni. Prema Paulijevom principu isključenja u kvantnoj mehanici, nikad dva identična protona ni neutrona u istom sistemu ne mogu da imaju jednaka kvantna svojstva. Jaka nuklearna sila koja bi ih držala na okupu je podešena tako da ne može da zadrži ni dva neutrona zajedno a kamoli četiri.

Postoje još ubedljiviji razlozi da se posumnja u postojanje tetraneutrona. Ako „ preradimo “ zakone fizike da dozvoljavaju vezivanje četiri neutrona, nastaje haos. To bi sa sobom povuklo tvrdnju da mešavina elemenata formirana nakon Velikog praska nije konzistentna sa onim što sada vidimo. I da sve bude još gore, formirani elementi bi brzo postali preteški za kosmos.

Međutim, postoji nekoliko problema u ovim tvrdnjama. Postojeća teorija dozvoljava tetraneutronima da postoje, ali samo kratkoročno. To bi mogao da bude razlog što neutroni pogađaju detektore u istom trenutku. Postoji još jedan dokaz u vezi sa idejom materije sačinjene od višestrukih neutrona: neutronske zvezde. Ova tela, koja sadrže ogroman broj vezanih neutrona, nagoveštavaju da su u igri zasad neobjašnjene sile kada se neutroni masovno sakupe.

Pionirska anomalija

Svemirska letelica “pionir 10” lansirana je 1972. a “pionir 11” godinu dana kasnije. Do sada, obe letelice bi trebalo da su utonule u duboki svemir gde ih niko ne može videti. Međutim, njihove putanje su previše fascinantne da bismo ih ignorisali. To je zbog toga što ih nešto vuče ili gura, i tako im povećava brzinu kretanja. Ubrzanje je skoro neprimetno, iznosi manje od nanometra po sekundi. Međutim, to je sasvim dovoljno da “pionir 10” skrene s putanje čitavih 400.000 km. Američka agencija NASA izgubila je kontakt sa “pionirom 11” 1995. ali je do tada primećena ista devijacija kao kod “pionira 10”. Šta je tome uzrok?

Zasad se ne zna odgovor. Neka od mogućih objašnjenja su odavno isključena: softverske greške, solarni vetar, gubitak goriva. Ako je uzrok neka vrsta gravitacionog uticaja, za naučnike je to i dalje zagonetka. U stvari, neki fizičari su čak povezali ovu misteriju s drugim neobjašnjivim fenomenima. Brus Baset, iz Velike Britanije (Univerzitet Portsmaut), misli da zagonetka ima veze s varijacijama alfe, konstante fine strukture. Drugi smatraju da se rešenje krije u tamnoj materiji, ali pošto ne znamo šta je tačno tamna materija, ova pretpostavka nije od velike pomoći.

Da bi se stiglo do rešenja problema, potrebno je izvesti misiju za testiranje neobičnih gravitacionih uticaja u spoljašnjim slojevima Sunčevog sistema. Sonda koja bi to ispitivala koštala bi između 300 i 500 miliona, a rezultati bi se koristili za misije u budućnosti.

Kajperova litica

Zamislite putovanje na samu spoljašnju ivicu Sunčevog sistema, u beživotne predele iznad planete Pluton, i videćete nešto veoma čudno. Iznenada, nakon prolaska kroz Kajperov pojas, kosmički region koji vrvi od ledenih stena - nema ničega.

Astronomi ovu granicu zovu Kajperovom liticom, jer gustina svemirskog kamenja tu naglo opada. Šta je uzrok tome? Jedini odgovor je: deseta planeta. Ne transneptunski objekat, odnosno patuljasta planeta Quaoar. Ovde se radi o masivnom objektu, velikom kao naša planeta ili Mars. Taj objekat je svojom snagom „ raščistio “ predeo oko sebe, planeta X. Ali, i pored toga što proračuni pokazuju da bi takvo telo moglo biti objašnjenje za Kajperovu liticu, niko nikada nije video famoznu planetu jer je Kajperov predaleko od nas da bismo ga videli. A to još najmanje deset godina neće biti moguće. Sonda “novi horizonti” (NASA), koja će krenuti ka Kajperovom pojasu, do Plutona neće stići pre 2015.

Signal ushićenja

Trajalo je 37 sekundi i stiglo je sa oboda univerzuma. Prouzrokovalo je da astronom Džeri Ehman nažvrlja „wow“ na odštampanom izlaznom rezultatu sa „ Velikog uha “ , radio teleskopa države Ohajo. Ni 28 godina kasnije se ne zna kako je nastao signal.

Dolazeći iz pravca sazvežđa Strelca, udar radijacije bio je ograničen na uzak opseg radio-frekvencija od 1420 megaherca. Ova frekvencija je u delu radio-spektra u kome su sve transmisije zabranjene međunarodnim sporazumom. Prirodni izvori radijacije, kao što je termalna emisija s planeta, obično pokrivaju mnogo širi domet frekvencija.

Nakon ovih činjenica, signal nepoznatog porekla zadaje još veće glavobolje. Najbliža zvezda u tom pravcu je udaljena 220 svetlosnih godina. Ako je to mesto porekla, to je veoma veliki astronomski događaj. A možda je u pitanju napredna vazemaljska civilizacija koja koristi zapanjujuće veliki i moćni prenosnik?

Neki smatraju da postoji ovozemaljsko objašnjenje problema. Den Vertejmer, glavni naučnik za projekat SETI, izjavio je da je “wow” signal skoro sasvim sigurno radio-frekventna interferencija transmisija sa Zemlje. On smatra da su astronomi bili svedoci i videli mnogo ovakvih signala, i da se ispostavilo da je poreklo svakog od tih signala bila interferencija.

Zagonetka konstante alfa

Astronom Džon Veb i njegova ekipa su 1997. godine analizirali svetlost koja je stizala do Zemlje a poticala od udaljenih kvazara (kosmoloških izvora elektromagnetnog zračenja). Na putovanju od 12 milijardi godina, svetlost je prolazila kroz međuzvezdane oblake metala kao što su gvožđe, nikl i hrom. Istraživači su otkrili da su ovi atomi apsorbovali određenu količinu fotona kvazarske svetlosti, ali ne one koje su očekivali. Ako su ovi podaci tačni, jedino razumno objašnjenje je da je konstanta fine strukture, ili alfa, imala različite vrednosti u vreme kada je svetlost prolazila kroz oblake.

Alfa je konstanta koja određuje kako svetlost međusobno dejstvuje s materijom. Njena vrednost zavisi od, između ostalog, naelektrisanja elektrona, brzine svetlosti i Plankove konstante. Kako je onda mogla da menja vrednost? Niko iz sveta fizike nije želeo da veruje u ove podatke. Veb je zajedno sa svojom ekipom godinama pokušavao da otkrije grešku u rezultatima i nije uspeo.

Otkrića Džona Veba nisu jedina koja ukazuju na činjenicu da nešto ne valja u uvreženom shvatanju alfe. Najnovije analize jedinog poznatog prirodnog nuklearnog reaktora, koji je bio aktivan pre skoro dve milijarde godina u Gabonu, centralnoafričkoj državi, nagoveštavaju da se nešto u vezi sa interakcijom svetlosti i materije menjalo i ostavilo posledice.

Odnos pojedinih radioaktivnih izotopa proizvedenih u takvom reaktoru zavisi od alfa konstante, tako da proučavanje ostataka fisije u zemlji u oblasti Oklo u Gabonu omogućava otkrivanje vrednosti konstante u vreme kada su se formirali ostaci. Postupajući prema ovom metodu, naučnici su zaključili da se „ konstanta “ alfa smanjila za 4 % od početka rada pomenutog prirodnog reaktora.

Postoje i oni koji negiraju bilo kakvu promenu vrednosti alfe. Ekipa naučnika iz Pariza je objavila rezultate analize svetlosti koja potiče od kvazara, prema kojima se alfa nije izmenila. Vebov komentar je da su njihove analize suviše šture i jednostavne da bi dale tačne rezultate. Njegov tim i dalje radi na ovom problemu, a očekuje se da do kraja ove godine objave da jesu (ili nisu) rešili zagonetku konstante alfa.

Hladna fuzija

Posle 16 godina, ponovo se vratila: u stvari, hladna fuzija nikad nije ni nestajala. Od 1989, laboratorije američke mornarice sprovele su više od dve stotine eksperimenata da bi se utvrdilo da li nuklearne reakcije, koje stvaraju više energije nego što je troše, što je navodno moguće samo unutar zvezda, mogu da se izazovu na sobnoj temperaturi.

Kada bi se hladna fuzija mogla kontrolisati, nestali bi svi problemi sa energijom na svetu. Početna tvrdnja bila je da paladijumske elektrode potpoljene u tešku vodu (deuterijum oksid) mogu osloboditi veliku količinu energije. Kada se elektrode izlože naponu, navodno dolazi do kretanja deuterijumskog jezgra pravo u paladijumsku molekularnu rešetku, što dovodi do fuzije jer poništava njihovo prirodno odbijanje. Tako se oslobađa prava eksplozija energije.

I. Jakšić