Pregled posta

Naslovni plakat za predavanje Svemir koji vidimo pomoću astročestica
(u desnom uglu osvjetljen svjetlošću koja dolazi izravno iz svemira ili...)

SVEMIR NIJE SVE+MIR

Astročestična fizika je relativno novo, interdisciplinarno područje koje obuhvaća kozmologiju, fiziku čestica, astrofiziku i astronomiju, te jednim dijelom gravitaciju i nuklearnu fiziku. Ako astročestičnu fiziku usporedimo s klasičnom astronomijom, dominantno nam se nameće znanstvena činjenica koja dokazuje da svemir nije sveopći mir, sve+mir, nego da je riječ o procesu, tj. procesima koji su siloviti, velikih su energija i emitiraju zračenja bitno drugačija od sunčeva zračenja. Vrlo bitan rezultat za astročestičnu fiziku, ali i za fiziku uopće, jest podatak da ono što vidimo u zvijezdama, tvar koja je u svim zvijezdama i svim galaksijama, čini tek pola posto svemira. Tri i pol posto otpada na atome oko nas koji nisu u zvijezdama već se nalaze u prašini i/ili u nekim objektima, jedna četvrtina svemira je nešto što se naziva materijom, ali ne onakvom materijom kakvu poznajemo, i konačno, tri četvrtine svemira otpada na tamnu energiju o kojoj se vrlo malo zna.

Odakle krenuti, kao da se pita Dario Hrupec.
Možda najbolje od atoma. Sva tvar se sastoji od atoma.

ASTROČESTICE - GLASNICI IZ SVEMIRA

Astročestice su čestice koje nam donose informacije iz svemira. Gotovo sve što znamo o svemiru naučili smo preko astročestica. Svaka nova informacija, bolje rečeno, svaka nova vrsta informacije bitno mijenja našu sliku svemira. Pod astročesticama podrazumijevamo mnogo toga: kozmičke zrake ili pozitivno nabijene masivne čestice koje dolaze iz svemira, uglavnom protoni, zatim elektromagnetsko zračenje koje obuhvaća radiovalove, duljinu svjetlosti, rendgensko zračenje i gama zračenje, tu spadaju i astrofizički neutrini. Riječ je o elementarnim česticama posebnih svojstava, a osobito su zanimljivi zbog slabog međudjelovanja. Primjerice, da bi se uopće uhvatila interakcija neutrina, potrebno je izraditi velike detektore volumena jednog kubičnog kilometra. Takvi se detektori izrađuju od prirodnih materijala, nemoguće ih je izrađivati od umjetnih materijala. Jedan od takvih detektora, Ice Cube, izrađen je od leda i nalazi se na Južnom polu. Mogu se nalaziti i u dubinski čistoj jezerskoj ili morskoj vodi. U vodu se uranjaju nizovi optičkih detektora koji čine prostornu 3D mrežu detektora. Pod astročestice spadaju još i gravitacijski valovi. Gravitacijski valovi spadaju u astronomiju budućnosti. Njihovi izvori potvrđeni su tek posredno. Riječ je o naborima u prostoru i vremenu, koji se šire brzinom svjetlosti. Nastaju u procesima intenzivnog gibanja velikih masa. Najprecizniji detektor gravitacijskih valova nalazi se u SAD-u. Zove se LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory), sastoji se od dva opservatorija međusobno udaljena 3000 km. Jedan je u Richlandu-Washingtonu, a drugi Livingstonu-Louisiani. NASA radi i na prvom svemirskom detektoru gravitacijskih valova. Nazvan je LISA (Laser Interferometer Space Antenna), a u svemir bi trebao biti lansiran između 2018. i 2020. godine.

Kako se istražuju elementarne čestice? "Na akcelaratorima,
jedan od većih je LHC u Cernu kod Žaneve", kazao je dr. Hrupec.

GAMA-ASTRONOMIJA

Ako pak govorimo o gama-astronomiji, onda govorimo o zasad najplodnijem području astročestične fizike, koja istražuje kozmičke gama-zraka, tj. elektromagnetsko zračenje najviših energija iz svemira. Upravo takvo zračenje izaziva u atmosferi velike pljuskove sekundarnih čestica. Gama-zrake nižih energija opažaju se satelitima. Teleskop MAGIC (Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov) najveći je Čerenkovljev teleskop, a nalazi se na vrhu kanarskog otoka La Palma, na visini od 2200 m. Trenutno slovi za znanstveno najproduktivniji instrument na području astročestične fizike.

Ljudi su promatrali svemir golim okom tisućama godina. Tek unatrag 400 godina počeli su ga promatrati teleskopom. 1610. godine Galileo Galilei izradio je teleskop s uvećanjem od 30 puta, zapravo je unaprijedio postojeći koji je imao uvećanje od svega 5 puta. Pomoću tog revolucionarnog izuma otkrio je planine na Mjesecu, zvjezdanu konstrukciju Mliječne staze, četiri Jupiterova satelita koji su po njemu nazvani, a otkrio je i da Venera ima iste faze kao i Mjesec. Međutim, tek s razvojem radio tehnologije negdje oko Drugog svjetskog rata, čovjek je počeo gledati svemir u radio području, tj. kroz radioteleskope.

Već milijunima godina Zemlja biva neprekidno bombardirana česticama iz
svemira: mikrometeoritima, visokoenergijskim jezgrama atoma, fotonima
i neutrinima. Kozmički fotoni visokih energija (rendgenske zrake i gama-zrake) te
kozmički neutrini donose obilje korisnih informacija o dalekim egzotičnim objektima.

ŠIRENJE SVEMIRA - JEDNA OD NAJFASCINANTNIJIH POJAVA

Danas znamo da astročestice dolaze iz dvije vrste izvora: galaktičkog, tj. iz naše galaksije i izvangalaktičkog, tj. iz najudaljenijih dijelova svemira. Galaktički izvori su zapravo brojni: ostaci supernova, mikrokvazari... Mikrokvazari su binarni sustavi od dva objekta i nisu stabilni za formiranje planetarnih sustava.
Proučavanjem velikog i malog svijeta traže se odgovori na najelementarnija pitanja: od čega je svijet nastao, kako se razvija i što možemo očekivati u budućnosti. Jedno od najvećih otkrića u povijesti čovječanstva jest širenje svemira. Nekad je svemir bio puno manji i gušći a da bismo mogli objasniti početak zaslužna je fizika čestica. Veliki prasak na početku svemira je najbolji primjer velikog i malog svijeta. Danas se neki znanstvenici pitaju hoće li se svemir početi sužavati i završiti s Velikim stiskom, što bi zapravo bio ekvivalent Velikom prasku. Ipak, čini se da do toga neće doći jer se svjedoči ubrzanom širenju svemira.

Svi prisutni netremice su odslušali predavanje doktora Hrupeca, a nije nedostajalo ni zanimljivih pitanja koja su otvorila još zanimljiviju raspravu. U publici je sjedio i dr. sc. Tihomir Surić, viši znanstveni suradnik iz Instituta Ruđer Bošković i kolega dr. Hrupeca. Surić je bio jedan od najaktivnijih komentatora u raspravi, stručno i spremno raspravljajući o astročestičnoj fizici. Na svim prisutnim licima dalo se iščitati zadovoljstvo: na predavačevu, na licima iz publike kao i na licu organizatora predavanja Ante Radonića. Pa tko još može kazati da je znanost dosadna!?