HIPOTEZE
Pripremio: Zoran Janjušević
O prirodi svetlosti
Viševekovna tajna
Svetlost je pojava neraskidivo vezana za na š e postojanje . Pod njom podrazumevamo prvenstveno vidljive zrake mada postoji i daleko š iri spektar nevidljive svetlosti obuhva ć en op š tim nazivom kao infra-crveni i ultra-ljubi č asti zraci . Ona je prvenstveno vesnik doga đ aja za sva de š avanja oko nas i š ire u v asioni .
 S vetlosni zraci su osnovni uzrok nastanka i opstanka ž ivota na na š oj planeti . U sklopu toga, i ljudske vrste . Sva energija, izuzev atomske, koju č ove č anstvo koristi i bez koje bi na š dalji opstanak bio nemogu ć, dolazi sa Sunca u vidu vidljivog i nevidljivog spektra zra čenja ili akumulirane energije u vidu fosilnih goriva . Osim toga, sav intelektualni razvoj čoveč anstva , pismenost pre svega , vezan je za čulo vida , odnosno za vidljivi spektar svetlosnog zračenja .
I pored opšte prisutnosti u našim životima , svetlost je još uvek velika tajna . Istini za volju, otkrivene su i prou č ene brojne njene osobine ali njena struktura i donekle poreklo jo š uvek su nepoznati , bez obzira na vekovne napore najpoznatijih svetskih naučnika da reše taj problem .
U starom veku pojavilo se više teorija kojima su ljudi pokušali da objasne sposobnost opažaja predmeta u okruženju. Tek u 17. veku pojavile su se dve ozbiljne teorije o svetlosti. Holandski naučnik Kristijan Hajgens postavio je talasnu teoriju, koja je mogla da objasni većinu zapaženih osobina. Tu je postojala jedna teškoća: talasi, u ovom slučaju svetlosni, zahtevali su postojanje medijuma po kojem bi se rasprostirali. Hajgens je pokušao da taj problem reši pretpostavljajući postojanje posebne supstance (etar) koja, iako neprimetna, ispunjava celokupni prostor vasione. Zemlja, kao i sva nebeska tela, bila bi okružena etrom. Mnogi fizičari prihvatili su postojanje etra pa je talasna teorija svetlosti dugo suvereno vladala naukom.
Druga teorija, čiji je tvorac bio engleski fizičar Isak Njutn i koja je predviđala da se svetlost rasprostire u vidu korpuskula, do pojave teorije o etru, imala je veliki broj pristalica zahvaljujući, pre svega, velikom autoritetu koji je imao Njutn.
Dve suprotstavljene osobine
 Kao što je već rečeno, Hajgensova talasna teorija svetlosti zahtevala je postojanje etra koji je bio nevidljiv i čije je prisustvo trebalo dokazati. Dvojica američkih fizičara, Majkelson i Morli, pokušali su da eksperimentalno dokažu postojanje etra. Pošli su od pretpostavke da Zemlja u svom kretanju kroz etar izaziva neku vrstu vetra u etarskoj sredini. Po toj pretpostavci, svetlosni talasi koji idu u pravcu kretanja Zemlje i poprečno na taj pravac, ne bi trebalo da imaju istu brzinu, što je slično plivaču koji pliva niz i uz rečni tok u odnosu na onog koji preseca taj tok.
Posle većeg broja eksperimenata, na svoje razočarenje (bili su pristalice talasne teorije), dokazali su nemogućnost postojanja etra. Početkom 20. veka Ajnštajn je, u svom radu o foto-efektu, pokazao da svetlost ima čestičnu strukturu. Ta korpuskula-čestica dobila je ime foton. Prema njemu, foton nema masu u stanju mirovanja već je dobija u kretanju brzinom svetlosti, na račun primljene energije? Za svoj rad na objašnjenju foto-efekta Anštajn je dobio Nobelovu nagradu. Savremena fizika, prateći eksperimentalne rezultate, došla je do zaključka da svetlost poseduje obe suprostavljene osobine. Kreće se i kao korpuskula, i kao talas kroz vakuum vasione. Mnogi poznati fizičari nobelovci pokušali su da pronađu rešenje za to kretanje koje se suprotstavlja svim dotad poznatim zakonima fizike. Većina njih su pokušali da nađu izlaz u dvočestičnoj strukturi fotona ali bez uspeha.
Bez čisto mehaničkih osobina
Prva polovina 20 . veka bogata je novim otkrićima u oblasti prirodnih nauka . Naročito su od značaja nova shvatanja o pojavama u fundamentalnoj fizici , data novim radovima Ajnštajna i Planka: teorija relativiteta i kvantna teorija . Obe ove teorije su temelji savremene fizike i daju re š enja za mnoge ranije neobja š njive pojave u domenu elektromagnetnog zračenja , čiji sastavni deo čini i svetlost . Ni jedna od ovih teorija ne zalazi u su š tinu svetlosnih pojava, niti obja š njava kako je mogu ć e da se foton (nosi lac svetlos ti ) kreće kao korpuskula , a pri tom pokazuje i talasne osobine. Nađen je izlaz u sv a j anjem op š t e definicij e o svetlosti kao pojavi koju karakteri š e korpuskularno-talasni dualizam . Činjenica da te dve osobine, kada je u pitanju jedna č estica, isklju č uju jedna drugu, prihvata se kao eksperimentalno dokazana istina . Prihva ć eno je mi š ljenje da svetlost nema č isto mehaničke osobine pa je samim tim nemoguće dati klasično objašnjenje te pojave. To je razlog zašto je moderna fizika odustala od traženja mehani č kog modela koji bi odgovarao dvojnoj prirodi svetlosti. Hipotezom koja sledi pokušano je da se te dve protivurečne osobine usaglase sa postojećim zakonima fizike.
More neutrina
Eksperimentalno je dokazano da se svetlosni talasi transverzalnog tipa razlikuju od longitudinalnih zvučnih talasa. Ostaje osnovno pitanje medijuma po kome bi se ti talasi mogli da rasprostiru. Savremena otkrića u fizici nude jedno prihvatljivo rešenje. To je more neutrina koje ispunjava sav poznati prostor vasione. Pođimo od poznatih osobina elementarne čestice neutrino ...
 Prema shvatanjima savremene fizike, neutrino je neutralna čestica, bez naelektrisanja, koja ne stupa u reakciju sa okolnom materijom. Kreće se brzinom svetlosti sa za sada nepoznatom veličinom mase. Po Ajnštajnu, neutrino je čestica bez mase mirovanja, sa čime se većina savremenih fizičara ne slaže. Smatra se da neutrino poseduje vrlo malu masu, po nekoj pretpostavci samo 500.000 deo zasad najmanje poznate mase elektrona. Poseduje i spin veličine h/4 p ( h- Plankova konstanta, p -Ludolfov broj ) koji izaziva obrtanje oko sopstvene ose nalevo, levi zavrtanj, ili za antineutrino nadesno, desni zavrtanj. Kreće se kroz prostor brzinom svetlosti, kao puščani metak, obrćući se oko sopstvene ose obrtanja koja je usmerena u pravcu kretanja neutrina. Ovakve osobine obezbeđuju stabilno zadržavanje pravca kretanja zbog žiroskopskog momenta koji, u slučaju poremećaja pravca, teži da isti vrati u prethodno stanje. To vraćanje je oscilatorno sa postepenim približavanjem početnom pravcu uz smanjenje amplitude, povećanje talasne dužine i postepeni gubitak energije.
Oscilacije talasa neutrina kreću se u širokom obimu (ogroman raspon frekvencije i dužine svetlosnog talasa) u svim pravcima. Promena orbite elektrona, od više na nižu, izaziva rađanje elektromagnetnog talasa koji dobija energiju h n (n - frekvencija ). Za istu vrednost smanjuje se i energija elektrona. Elektron pri promeni orbite sa više u nižu - stacionarnu može da udarom poremeti sredinu neutrina i izazove oscilacije u transverzalnom pravcu. Zahvaljujući žiroskopskom momentu koji teži da vraća u prvobitni položaj poremećene neutrine, nastaju oscilacije koje se šire iz tačke udara elektrona. Oscilacije se sada šire u svim pravcima kroz neutrinski medijum brzinom svetlosti. Pošto su nosioci svetlosnog talasa neutrini koji se u svim pravcima kreću brzinom svetlosti, nezavisno od kretanja drugih materijalnih objekata, na primer Zemlje, jasna je i uočena osobina svetlosti da u svim pravcima ima istu brzinu, nezavisnu od kretanja okolnih objekata.
Rađanje svetlosti na Suncu i zvezdama
Nuklearnim procesima fuzije na Suncu i ostalim užarenim objektima u vasioni, lakši elementi se pretvaraju u teže. Tom prilikom stvara se višak energije koju emituju Sunce i druge zvezde kao kosmičko zračenje, pre svega najmasovnije u obliku neprekidnih tokova neutrina. U Suncu se pretvaraju četiri atoma vodonika u jedan atom helijuma. Nastali neutrini probijaju se iz središta Sunca kroz masu pretežno vodonika u stanju plazme. Zbog datih osobina, veliki deo neutrina uspeva da prođe nepromenjen kroz užarenu masu plazme i napusti površinu Sunca. Prema nekim proračunima, gustina protoka sunčevih neutrina na površini Zemlje iznosi oko milion čestica u sekundi po kvadratnom santimetru. Veliki deo neutrina pri prolazu kroz plazmatičnu masu sudara se sa haotičnim kretanjem razbijenih delova atoma, pre svega sa lutajućim elektronima. Zavisno od pravca i jačine sudara, nastaju oscilacije neutrina, različitog intenziteta (frekvencije), koji napuštaju površinu Sunca u obliku spektra svetlosnih telasa.
Izložena zapažanja o osobinama neutrina daju za pravo da se postavi sledeća hipoteza o svetlosti: Svetlost je pojava izazvana poremećajem neprekidnog toka neutrina iz stabilnog pravca kretanja. Zbog žiroskopskog momenta, neutrini teže da se vrate u prehodno stanje, pri čemu nastaju transferzalne oscilacije na pravac kretanja. Kako su nosioci svetlosnih osobina čestice neutrina, zadovoljena je i korpuskularna osobina svetlosti.
Pri ovakoj definiciji svetlosti, foto-efekat je lako objasniti. Svetlost su zatalasane čestice neutrina koje pokazuju veći efekat (izbijaju veći broj elektrona iz materijala sa kojim se sudaraju) ukoliko su talasi gušći (viša frekvencija), što je i dokazana pojava kod foto-efekta.
Izložena hipoteza u saglasnosti je sa poznatim osobinama neutrina i svetlosti. Ona zadovoljava i osobinu korpuskularno talasnog dualizma , koja do sada nije mogla da se objasni ranijom definicijom fotona, kao nosioca svetlosnih pojava. Da li će biti potvrđena ili ne, zavisi od eksperimentalnih rezultata. Do tada ovo ostaje kao još jedan pokušaj rešenja vekovne tajne o pravoj prirodi svetlosti.
dipl.inž. aeronautike
Zoran Janjušević
Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"
|
