Prijava na forum:
Ime:
Lozinka:
Prijavi me trajno:
Trajanje:
Registruj nalog:
Ime:
Lozinka:
Ponovi Lozinku:
E-mail:

ConQUIZtador
banner
nazadnapred
Korisnici koji su trenutno na forumu 0 članova i 1 gost pregledaju ovu temu.
Idi dole
Stranice:
1 ... 44 45 47
Počni novu temu Nova anketa Odgovor Štampaj Dodaj temu u favorite Pogledajte svoje poruke u temi
Tema: Svemir, Bog, postanak,... mogu li se naucno objasniti ??  (Pročitano 153631 puta)
Udaljen sa foruma
Poznata licnost

Zodijak
Pol
Poruke 4025
OS
Windows Vista
Browser
Mozilla Firefox 3.6.8
Hoking mnooooooogo kaki...
IP sačuvana
social share
Edit by cg_ac: Potpis uklonjen zbog uvredljive sadrzine!
Pogledaj profil
 
Prijava na forum:
Ime:
Lozinka:
Zelim biti prijavljen:
Trajanje:
Registruj nalog:
Ime:
Lozinka:
Ponovi Lozinku:
E-mail:
Poznata licnost


Zodijak
Pol Muškarac
Poruke 4804
OS
Windows XP
Browser
Mozilla Firefox 3.6.8
mob
Nokia Luvmya 520
Ali to onda dovodi do pitanja zasto i zivotinje ne osecaju isti hao kao i mi, a zive medju nama...?
Zato sto su zivotinje vrste koje nemaju rec da im utice na osecaj kao sto je covek ima. Covek je jedina vrsta koja ima uspostavljen kontakt sa silom koja je sve stvorila ( Bogom ), jedina vrsta koja ima informaciju
koja objasnjava postojanje svega sto znamo da postoji.
IP sačuvana
social share
Covecanstvo se deli na inteligentne bez laznog boga, i one sa laznim Bogom bez inteligencije.
Jewpiter
Prijatelj je covek koji tebe voli, a ne covek kojeg ti volis.
Jewpiter

How much cocaine did Charlie Sheen take ?         Enough to kill two and a half men.
Makros_Crni : " Dozvolio sam sebi da budem obmanjen. "
Pogledaj profil
 
Prijava na forum:
Ime:
Lozinka:
Zelim biti prijavljen:
Trajanje:
Registruj nalog:
Ime:
Lozinka:
Ponovi Lozinku:
E-mail:
Zvezda u usponu


Well-behaved women rarely make history.

Zodijak Pisces
Pol Žena
Poruke 1838
OS
Windows XP
Browser
Mozilla Firefox 3.6.8
mob
Nokia N73
Aj sad opet...zasto covek pre ledenog doba nije postojao i zasto su to bile drugacije zivotinje od ovih danasnjih?
IP sačuvana
social share
Well-behaved women rarely make history.
"To do is to be" - Nietzsche
"To be is to do" - Kant
"Do Be Do Be Do" - Sinatra


oces da se udas za mene?
zarad dece.. da ih zajedno epo vaspitamo  :mrgreen:

Pogledaj profil
 
Prijava na forum:
Ime:
Lozinka:
Zelim biti prijavljen:
Trajanje:
Registruj nalog:
Ime:
Lozinka:
Ponovi Lozinku:
E-mail:
Legenda foruma

Zodijak
Pol Muškarac
Poruke 36999
Zastava Antofagasta
OS
Windows 7
Browser
Chrome 5.0.375.127
i ovde se prosipaju evolucionisticke gluposti
IP sačuvana
social share



Pogledaj profil
 
Prijava na forum:
Ime:
Lozinka:
Zelim biti prijavljen:
Trajanje:
Registruj nalog:
Ime:
Lozinka:
Ponovi Lozinku:
E-mail:
Poznata licnost


Zodijak
Pol Muškarac
Poruke 4804
OS
Windows XP
Browser
Mozilla Firefox 3.6.8
mob
Nokia Luvmya 520
Aj sad opet...zasto covek pre ledenog doba nije postojao i zasto su to bile drugacije zivotinje od ovih danasnjih?
Zato sto je tako moralo da bude, da nije ne bi bilo tako.
Kakvo ledeno doba ?, covek postoji 6-7 hiljada godina, pre toga je postojalo covekoliko bice koje nije imalo veci uticaj na ovu Planetu od zivotinja.
IP sačuvana
social share
Covecanstvo se deli na inteligentne bez laznog boga, i one sa laznim Bogom bez inteligencije.
Jewpiter
Prijatelj je covek koji tebe voli, a ne covek kojeg ti volis.
Jewpiter

How much cocaine did Charlie Sheen take ?         Enough to kill two and a half men.
Makros_Crni : " Dozvolio sam sebi da budem obmanjen. "
Pogledaj profil
 
Prijava na forum:
Ime:
Lozinka:
Zelim biti prijavljen:
Trajanje:
Registruj nalog:
Ime:
Lozinka:
Ponovi Lozinku:
E-mail:
Zvezda u usponu


Well-behaved women rarely make history.

Zodijak Pisces
Pol Žena
Poruke 1838
OS
Windows XP
Browser
Mozilla Firefox 3.6.8
mob
Nokia N73
sez, nisu evolucionisticke gluposti samo sam morala da postavim pitanje...

EyepheelYU, najlakse je reci "zato sto je tako moralo da bude"...ako se ne zapitas malo dublje zasto, nikada neces doci do odgovora. Samu sebe sam, bar koliko-toliko, nauchila da nikada ne dam ni sebi, a ni drugima, odgovor da je neshto tako zato shto tako mora da bude. Jer, po meni, taj odgovor pokazuje samo nezainteresovanost za novo znanje
IP sačuvana
social share
Well-behaved women rarely make history.
"To do is to be" - Nietzsche
"To be is to do" - Kant
"Do Be Do Be Do" - Sinatra


oces da se udas za mene?
zarad dece.. da ih zajedno epo vaspitamo  :mrgreen:

Pogledaj profil
 
Prijava na forum:
Ime:
Lozinka:
Zelim biti prijavljen:
Trajanje:
Registruj nalog:
Ime:
Lozinka:
Ponovi Lozinku:
E-mail:
Veteran foruma
Legenda foruma

Zodijak
Pol Muškarac
Poruke 36621
Zastava
OS
Windows 7
Browser
Mozilla Firefox 3.6
mob
Sony xperia
Da zamolim ... vec postoje teme na kojima su pokrenute takve stvari. Molio bih da na njima nastavite.  :flower:





« Poslednja izmena: 04. Sep 2010, 09:59:29 od lightsoft »
IP sačuvana
social share
Pogledaj profil
 
Prijava na forum:
Ime:
Lozinka:
Zelim biti prijavljen:
Trajanje:
Registruj nalog:
Ime:
Lozinka:
Ponovi Lozinku:
E-mail:
Veteran foruma
Legenda foruma

Zodijak
Pol Muškarac
Poruke 36621
Zastava
OS
Windows 7
Browser
Mozilla Firefox 3.6
mob
Sony xperia
Bog ne baca kockice
Pripremio: D.Čavizović

Do početka 20. veka, iz mnogobrojnih fizičkih eksperimenata sakupio se veći broj čudnih pojava koje nisu mogle da se objasne na osnovu postojećih teorija. Slavni Kelvin je jednom prilikom rezignirano zaključio da su lepotu i jasnoću fizike tog vremena pomračila dva oblaka. Pri tome je imao u vidu rezultate Majkelson-Morlijevog eksperimenta koji su doveli do sloma koncepta mehaničkog etra i zakone zračenja crnog tela. Niko nije pomišljao da će ovi fenomeni na bilo koji način ugroziti i same osnove slike sveta kakvu su pružale njutnovska klasična mehanika, termodinamika i, u drugoj polovini pretprošlog veka, teorijski zaokružena Meksvelova elektrodinamika.



Među problemima koji su inspirisali fizičare da se upuste u avanturu otkrivanja zakona koji upravljaju ponašanjem mikrosveta ističu se fenomen superprovodnosti koji je prvo zapažen na niskim temperaturama, problem zračenja crnog tela, fotoelektrični efekat i pitanje veličine i stabilnosti atoma. Ovo nisu jedini problemi koji su zaokupljali pažnju fizičara tog vremena, ali su u daljem razvoju fizike imali veoma važnu (možda i presudnu) ulogu. Oni su bili samo vesnici nepogode koja se sručila na zgradu klasične fizike.

Šta se dešava na veoma, veoma niskim temperaturama?

Krajem pretprošlog veka, fizika niskih temperatura doživljavala je veoma buran razvoj. U nekoliko evropskih laboratorija, mnogi poznati fizičari su se bukvalno takmičili ko će pre, postizanjem što nižih temperatura, pojedine gasove prevesti u tečno, a zatim i u čvrsto stanje. U tu svrhu osmišljavani su se genijalni eksperimenti.

Prvo je, u Engleskoj, Faradej ostvario likvefakciju hlora, a ubrzo zatim je Kajete, u Parizu, inspirisan Faradejevim uspehom, počeo sa eksperimentima čiji cilj je bio likvefakcija kiseonika. Njegovi napori su uskoro bili krunisani uspehom.

Kajeteove radove je u Kraljevskom institutu u Londonu pažljivo pratio Džejms Djuar (1842-1923). U Parizu je nabavio Kajeteovu aparaturu i uskoro uspeo da ponovi njegove rezultate. Na čuvenim javnim predavanjima demonstrirao je likvefakciju kiseonika. Međutim, Djuarov cilj je bilo prevođenje vodonika u tečno stanje. Ovo mu je pošlo za rukom 10. maja 1898. godine kada je, korišćenjem aparature koju je delimično sam konstruisao, uspeo da proizvede 20 kubnih santimetara tečnog vodonika koji je lagano ključao u termos-boci. U referatu na zasedanju Kraljevskog društva 12. maja detaljno je opisao eksperimente kojima je postigao do tada najniže temperature. Međutim, nije napomenuo da se merenjem iste sreo sa jednim neočekivanim problemom: električni termometar je, u jednom momentu, počeo da daje besmislene vrednosti i, na kraju, prestao da radi. Eksperiment je ponovio, pri čemu je upotrebio drugačiji tip električnog termometra. U svojim ranijim radovima sa tečnim kiseonikom, Djuar je utvrdio da otpor platine opada srazmerno sa smanjenjem temperature. Ovu osobinu platine pokušao je da iskoristi za merenje temperature pri hlađenju vodonika, ali je na taj način određena temperatura bila sumnjivo visoka. Ponovo se desilo nešto čudno: smanjenje električne otpornosti bilo je suviše malo, što je ukazivalo da se na ovako niskim temperaturama zakoni koji upravljaju provođenjem električne struje kroz provodnike menjaju. Na kraju je morao da koristi jedan tip gasnog termometra i tek tada mogao da oceni veličinu postignute temperature.

Nešto kasnije pozornica događaja je postala Lajden, u Holandiji. Baklju u ovoj oblasti fizike je preuzeo Kamerling Ones (1853-1926), odličan eksperimentator sa jakim inženjerskim čulom. Dugotrajnim i pažljivim radom, sa velikim brojem svojih saradnika uspeo je da se približi temperaturama od 1 K i dobije helijum u tečnom stanju. Time je veliki posao likvefakcije gasova bio dovršen. Uporedo sa likvefakcijom, Ones je ispitivao električnu otpornost platine na temperaturama tečnog helijuma. Svoje rezultate je saopštio Holandskoj kraljevskoj akademiji, 28. aprila 1911. godine. Iz saopštenja se vidi da je kod žive, kao i u jednom slučaju veoma čistog zlata, na temperaturi tečnog helijuma postignuta tako niska električna otpornost da je Onesovi instrumenti nisu mogli zabeležiti. Naredni eksperimenti su samo potvrdili ove rezultate, tako da se, u jednom članku objavljenom 1913, za ovu pojavu pominje termin superprovodnost. Superprovodnost se nikako nije uklapala u okvire klasičih fizičkih zakona, pa je njeno teorijsko objašnjenje moralo da sačeka neko drugo vreme. Ono je uskoro i nastupilo.

Kako objasniti zračenje crnog tela?

A onda je 14. decembra 1900. na sastanku Nemačkog fizičkog društva u Berlinu, Maks Plank objavio da mu je pošlo za rukom da izvede zakon zračenja crnog tela. Međutim, da bi došao do teorijskog izraza koji povezuje intenzitet zračenja, talasnu dužinu i temperaturu, Plank je morao da se odrekne klasičnih predstava o temperaturskoj raspodeli energije atoma koji osciluju u supstanci od koje je načinjeno crno telo i da pretpostavi da ovi oscilatori emituju i apsorbuju energiju u tačno određenim porcijama. Energija je pri tome proporcionalna frekvenci zračenja: gde je nova, fundamentalna konstanta. To je značilo da naelektrisane čestice ne emituju svetlost kontinualno, kako se to dešava u radio-antenama od kojih se elektromagnetni talasi šire kontinualno na sve strane. Atomi svoju energiju mogu izmeniti samo u tačno određenim porcijama: oni emituju ili apsorbuju tačno određene kvante energije.

Sam Plank se veoma teško mirio sa ovakvim odstupanjem od klasičnih zakona pa je, dugo posle ovog otkrića, uporno pokušavao da zakon zračenja crnog tela shvati u okvirima klasične fizike. Uzrok tome možda leži i u činjenici da Plank potiče iz stare i ugledne pruske porodice čiji su brojni članovi bili zakonodavci, a čiji je duh i on nasledio. Njega su na svojevrstan način opsenili strogi zakoni termodinamike pa je verovao da oni imaju apsolutni karakter, kakav bi svaki prirodni zakon morao da poseduje. Iako je morao da prihvati Bolcmanov prilaz, Plank je gajio duboku sumnju u statističku interpretaciju termodinamike jer je bila zasnovana na teoriji verovatnoće.

Fotoelektrični efekat

Ulje na vatru dolio je Albert Ajnštajn (1879-1955) kada je neke Lenardove eksperimente o dejstvu svetlosti na metale objasnio tako što je žrtvovao njenu talasnu prirodu: postavio je hipotezu da se monohromatska svetlost sastoji od mnoštva čestica iste energije, takozvanih fotona. Pri tome u trenutku interakcije fotona sa kvazislobodnim elektronom u metalu samo jedan foton može predati energiju elektronu. Time se lako shvata zašto energija izbačenog elektrona nipošto ne može zavisiti od intenziteta svetlosti, već isključivo od njene talasne dužine. Intenzitet je proporcionalan broju fotona a ne njihovoj energiji, pa utiče samo na broj izbačenih elektrona. Ovo je osnova teorije fotoefekta za koju je Ajnštajn dobio i Nobelovu nagradu. Teorija fotoefekta je na jednostavan i očigledan način pokazala da je energija fotona proporcionalna frekvenciji svetlosti, a kako se ispostavilo, koeficijent proporcionalnosti je bila ista ona konstanta koja se pojavila u Plankovoj teoriji!

Slučaj je hteo da dva velika pionira kvantne fizike nikad ne prihvate kvantnu mehaniku u formi koju joj je, u kasnijim vremenima, dala kopenhagenska škola. Kao ni Plank, ni Ajnštajn nije mogao prihvatiti da prirodnim zakonima upravljaju zakoni verovatnoće. Za obojicu je probabilizam bio samo posledica nepoznavanja svih parametara sistema a ne suština prirode: “Bog ne baca kockice”, govorio je Ajnštajn. Stoga je Ajnštajn dobar deo svog vremena provodio u potrazi sa skrivenim varijablama, čije bi otkrivanje kvantnim zakonima trebalo da vrati apsolutni karakter.

Stabilnost i veličina atoma

Treći put ka otkrivanju zakona mikrosveta seže duboko u prošlost. Da li materija može da se deli beskonačno ili se u jednom trenutku mora doći do njenih najsitnijih, dalje nedeljivih elemenata? Demokrit iz Abdere i neki od starogrčkih filozofa bili su mišljenja da se sva materija sastoji od sićušnih nedeljivih delića koje su nazivali atomima. No, usled tehničkih mogućnosti kojima su raspolagali, bili su primorani da se zaustave na samom početku. Pitanje strukture materije je, u narednim vekovima, tavorilo. Tek se u vreme razvoja termodinamike i hemije, u 18. i 19. veku, ideje o atomskoj strukturi materije ponovo pomaljaju ispod debelih naslaga prašine.

Međutim, odgovor na pitanje zašto u materijalnom svetu postoje oblici koji se stalno održavaju, ostao je bez odgovora. Zašto se dva atoma vodonika uvek na isti način vežu sa jednim atomom kiseonika da bi forirali uvek isti molekul vode? Zašto se pri otapanju leda ili kondenzaciji vodene pare uvek ponovo obrazuje voda, sa svim svojim karakterističnim osobinama? Na ovakva pitanja ni termodinamika ni mehanika nisu mogle dati odgovor. Tu moraju da deluju prirodni zakoni sasvim druge vrste, koji atome primoravaju da se kreću i raspoređuju na isti način, tako da uvek nastaju strukture istih stabilnih osobina. Eksperimenti koje je u Engleskoj uradio Ernest Raderford ukazivali su da atomi imaju sasvim drugačije osobine od onih koje su im pripisivali Demokrit i atomisti. Oni ne samo da nisu nedeljivi, već poseduju i strukturu. Raderford je pretpostavio da atom izgleda kao planetarni sistem u malom: građen je od pozitivno naelektrisanog jezgra koje nosi gotovo svu masu atoma, a oko njega se kreću negativno naelektrisani elektroni. Eksperimenti sa rasejanjem elektrona na atomima zlata su ukazivali da je atom uglavnom prazan prostor: jezgro je neuporedivo manje od atoma. Ali Meksvelova elektrodinamika je neumoljivo tvrdila da ovakvi atomi ne mogu opstati duže od malenog delića sekunde. Razlog tome je da elektron kao naelektrisana čestica koja se ubrzano kreće oko jezgra mora da emituje (a time i gubi) energiju, te bi veoma brzo morao da u spiralnoj putanji padne na jezgro.

Prve nagoveštaje o postojanju drugačijih zakona u svetu atoma dao je Plank. Danski fizičar Nils Bor je njegove zamisli doveo u vezu sa Raderfordovim predstavama o strukturi atoma. Tako je rođen Borov model atoma. Ali, cena je po klasičnu fiziku bila visoka: rođena je prva kvantnomehanička teorija.

U Borovoj teoriji atoma vodonika, ključnu ulogu je igrala Plankova konstanta. Ona ima dimenziju dejstva pa je Bor pretpostavio da se u prirodi ostvaruju samo ona rešenja jednačina kretanja za koje je ukupni moment impulsa atoma jednak celobrojnom višekratniku Plankove konstante. To znači i da su energije elektrona u atomu strogo kvantovane, odnosno da su elektroni raspoređeni po takozvanim energijskim nivoima. Dok se nalazi na nekom energijskom nivou, elektron ne zrači energiju. Tek pri prelasku sa jednog na neki drugi energijski nivo, on emituje ili apsorbuje kvant čija je energija jednaka razlici energija dvaju posmatranih nivoa. Pri tome se o prelazima ne može govoriti u okviru klasičnih pojmova; u svakom slušaju oni se ne mogu opisivati kao dešavanja u prostoru i vremenu. Ovakve predstave valjda nikada ne bi bile shvaćene ozbiljno da nisu omogućile objašnjenje velikog broja probema.

Primenom svog modela Bor je uspeo je da objasni stabilnost atoma i spektre atoma vodonika, koje su fizičari decenijama pokušali da objasne primenom klasične elektrodinamike. Možda je jednako značajna činjenica da je ovaj model po prvi put omogućio da se precizno odredi veličina atoma vodonika. Uskoro je usledio niz radova u kojima je, primenom ovog modela, objašnjen niz fizičkih i hemijskih osobina elemenata iz Mendeljejevljeve tabele.

Bor je u jednom neformalnom razgovoru koji je vodio sa tada mladim studentom fizike Vernerom Hajzenbergom (1901-1976) napomenuo da mu polazna tačka nije bio Raderfordov model, već stabilnost atoma koja je sa stanovišta klasične fizike pravo čudo. Pošto je kao student jedan deo svog obrazovanja stekao u Raderfordovoj laboratoriji u Mančesteru, Bor je bio dobro upoznat sa Raderfordovim rezultatima, pa je pokušao da formuliše teoriju koja bi ih sve povezala. Ovog puta to je bio problem sasvim druge vrste od onog koji se inače postavlja u nauci. Svaki pokušaj da se shvate dešavanja unutar atoma bio je osuđen na neuspeh. Razlog je u činjenici da osnov našeg shvatanja predstavlja iskustvo koje stičemo tokom celog života, preko čula kojima nas je priroda obdarila. Sva naša neposredna opažanja se odnose na svet koji nas okružuje, a u njemu vladaju zakoni klasične fizike, onakvi kakve ih poznajemo iz pera Njutna, Lagranža, Meksvela i drugih. Objašnjenje, odnosno shvatanje nekog novog fenomena podrazumeva da se upotrebom već postojećih pojmova i metoda on svede na već poznate pojave ili zakone. Ali u fizici atoma to nije bilo moguće: klasični pojmovi za to više nisu bili dovoljni. Stoga se ne može dati nikakav očigledan opis strukture atoma jer bi se takav opis - upravo zato što bi trebalo da bude očigledan - morao služiti pojmovima klasične fizike, a oni više ne obuhvataju zbivanja u atomu. Na Hajzenbergovo pitanje: da li je uopšte moguće shvatiti zakone koji upravljaju svetom atoma ako je njihova unutrašnja struktura u tolikoj meri nedostupna očiglednom opisivanju, Bor je odgovorio da je to moguće ali ćemo tek naučiti šta “shvatiti” uopšte znači.

Plankov zakon zračenja crnog tela, Ajnštajnova teorija fotoelektričnog efekta i Borov model atoma su Plankovoj konstanti konačno izborili mesto među fundamentalnim konstantama u fizici. Vrednost ove konstante određuje karakteristične veličine u svetu atoma. Ona je ujedno i razlog što se kvantne pojave ne opažaju u svetu koji nas neposredno okružuje, a to je glavni razlog njenog kasnog otkrivanja.

Kvantni ili klasični zakoni?

Kvantnu mehaniku ne treba smatrati nečim što se odnosi samo na mikrosvet. Njeni zakoni, onako kako ih danas poznajemo, najuopšteniji su zakoni prirode. Naime, poznavanje zakona koji upravljaju ponašanjem elementarnih čestica i atoma u načelu nam omogućava da predvidimo i ponašanje makroskopskih tela, koja su od ovih i građena. To znači da zakoni klasične fizike treba da budu posledica opštijih zakona kvantne mehanike. Napomenimo na kraju da zakoni klasične fizike nisu izgubili svoj značaj: kvantna mehanika ih nije ukinula, ona je samo odredila nove granice njihove primenjivosti.

IP sačuvana
social share
Pogledaj profil
 
Prijava na forum:
Ime:
Lozinka:
Zelim biti prijavljen:
Trajanje:
Registruj nalog:
Ime:
Lozinka:
Ponovi Lozinku:
E-mail:
Veteran foruma
Legenda foruma

Zodijak
Pol Muškarac
Poruke 36621
Zastava
OS
Windows 7
Browser
Mozilla Firefox 3.6
mob
Sony xperia
Svet s druge strane kvanta
Pripremio: Dalibor Čevizović


Svetom molekula, atoma i elementarnih čestica upravljaju zakoni kvantne mehanike. Ponašanje ovako malenih delića materije ne liči ni na šta sa čime se svakodnevno susrećemo. Naše svakodnevno iskustvo kazuje nam da se materija u prirodi javlja ili u obliku tela koja su građena od manjih ili većih delića a koji se pokoravaju Njutnovim zakonima mehanike, ili su to talasi čije je ponašanje određeno zakonima fizike talasa. Međutim, kvantni sistemi se ne ponašaju ni kao bilijarske kuglice, ni kao tela okačena na elastičnu oprugu, ni kao talasi na vodi ili zvučni talasi. Bukvalno, njihovo ponašanje je potpuno različito od bilo čega što smo videli u svom okruženju.



Kako je nastao i kako je ustrojen svet koji nas okružuje? Koji zakoni upravljaju prirodnim pojavama? Iz čega je sazdana materija i koji su njeni osnovni gradivni elementi? Da li materija može da se deli na beskonačno sitne deliće ili se, pri mrvljenju nekog tela, jednom mora doći do njegovih najsitinijih delića? Kako se ovi delići međusobno drže zajedno? Ova pitanja su od davnina imala neodoljivu draž. Njima su se ljudi bavili čak i pre nastanka civilizacije i pisane istorije.

Tražeći odgovore, drevni mudraci su stvorili prve teorije o nastanku sveta i njegovom ustrojstvu: kosmogonijske mitove, u kojima je bilo utkano svo onovremeno znanje. Bilo je potrebno da prođe nekoliko milenija pa da se u antičkom svetu pitanje o strukturi materije postavi na savremen način. Tako su Leukip iz Mileta, Demokrit iz Abdere (oko 420. p.n.e.) smatrali da materijalna tela nisu beskonačno deljiva i da se pri deljenju nekog tela na kraju dolazi do njegovih elementarnih delova: do atoma. Platon (428-348. p.n.e.) je u Timeju raspravljao o načinu na koji su elementarni delići materije povezani. Smatrao je da su atomi koji grade različita tela različitih oblika, te da su međusobno povezani kukicama. Moglo bi se reći da ova ideja leži u osnovi moderne teorije međumolekularnih i međuatomskih sila. I stvaraoci kosmogonija starih civilizacija i antički filozofi oslanjali su se na najmoćnije oruđe kojim su raspolagali: iskustvo koje su stekli posmatranjem prirode.

Brza industrijalizacija u 19. veku podstakla je razvoj prirodnih nauka, pre svega termodinamike, hemije, fizike niskih temperatura i elektromagnetizma. Najednom su počela da iskrsavaju pitanja na koja klasična fizika nije mogla da pruži odgovore.

Da bi objasnio zakone zračenja crnog tela, Maks Plank je početkom 20. veka postavio kvantnu hipotezu: atomi koji grade neko telo emituju ili apsorbuju energiju u tačno određenim energijskim porcijama, kvantima energije. Do tog trenutka kontinualnost promena u prirodi nikada nije bila dovođena u pitanje. Pojava diskontinualnosti u procesima na atomskom nivou značila je potpuni raskid sa tradicionalnim shvatanjima. Danski fizičar Nils Bor (Niels Bohr, 1885-1962.) stvara prvu teoriju atoma kojom objašnjava Raderfordove (Ernest Rutherford, 1871-1937.) rezultate rasejanja elektrona na atomima zlata. Ispostavilo se da je ovo bio pun pogodak! Primenom Borove teorije objašnjeni su emisioni spektri atoma vodonika, postavljeni su temelji kvantne hemije, objašnjen periodni sistem elemenata... Otkrivanje zakona atoma u narednim godinama uglavnom je išlo smernicama koje je postavio Bor. Međutim, teškoće koje su se javljale pri pokušajima shvatanja zakonitosti mikrosveta ispoljavale su se sve oštrije. Komptonovo otkriće da se pri rasejanju svetlosti na slobodnim elektronima menja njena talasna dužina moglo se objasniti primenom korpuskularnog modela svetlosti, koji je postavio Ajnštajn pri objašnjenju fotoefekta. S druge strane postojalo je mnoštvo eksperimenata u kojima je svetlost ispoljavala svoju talasnu prirodu.

Postepeno, istraživači su se privikavali na činjenicu da su slike i pojmovi preneseni iz klasične fizike u svet atoma samo napola tačni. Tek se 1924. godine počeo nazirati izlaz iz ovakve maglovite situacije. Posle jednog neuspešnog pokušaja da proračuna putanje elektrona u atomu vodonika, Verner Hajzenberg (Werner Heisenberg, 1901- 1976.) je naslutio da one i nemaju fizički smisao. Smisla imaju samo veličine koje se mogu meriti u eksperimentu. U ovom slučaju su to frekvencije i intenziteti spektralnih linija svetlosti koje atom emituje pri prelazima elektrona iz jednog u neko drugo stanje. Nakon nekih nedoumica Hajzenberg je uspeo da formuliše zaokruženu, unutrašnje povezanu matematičku zgradu koja je omogućavala da se uspešno izračunaju energije stacionarnih stanja atoma ili verovatnoće prelaska iz jednog stanja u drugo: stvorena je matrična mehanika. Ali i dalje nije bilo jasno kako je matrična mehanika povezana sa jezikom svakodnevne fizike.

Jednom prilikom je Ajnštajn Hajzenbergu ukazivao da se putanja elektrona može videti u maglenoj komori i da je besmisleno reći da ona ne postoji.



Hajzenberg je i sam bio svestan ovog problema i sve napore usmerio je na ovo pitanje. Uskoro mu je sinulo da ono što se u maglenoj komori vidi nije putanja čestice, već diskretan niz kapljica čiji položaj je manje ili više tačno određivao mesta gde se elektron nalazio (pošto je formirana kapljica mnogo veća od čestice, ona samo približno govori o njenom položaju). Ispravno postavljeno pitanje moralo bi u stvari glasiti: da li je moguće da se u kvantnoj mehanici prikaže situacija u kojoj se elektron sa određenom netačnošću nalazi na nekom datom mestu i pri tome ima, opet sa nekom netačnošću, neki unapred dat impuls i mogu li se te netačnosti toliko smanjiti da se sa eksperimentom ne dospe u ćorsokak? Dodatni proračuni su pokazali da je to ostvarivo. Rođene su Hajzenbergove relacije neodređenosti koje kažu da proizvod neodređenosti položaja kvantne čestice i neodređenosti njenog impulsa mora biti veći ili jednak Plankovoj konstanti: . Kasnije je Bor uspeo da poveže ove relacije sa svojim principom komplementarnosti.

U isto vreme u Beču je Ervin Šredinger (Erwin Schrödinger, 1887-1961.), na osnovu De Broljevih ideja o talasnoj prirodi čestica, razvio drugačiju formulaciju kvantne mehanike: talasnu mehaniku.



On je u svojoj teoriji stacionarna stanja elektrona poredio sa stojećim talasima u elastičnim strunama. Svakoj kvantnoj čestici je pridružen talas materije, koji je u prvim interpretacijama bio opažajno zbivanje u prostoru i vremenu, slično kao kod elektromagnetnih i zvučnih talasa. Talasna mehanika je omogućavala da se, na relativno jednostavan način, izračunaju neki problemi koji bi se primenom matrične mehanike teško rešili. Iako su u početku mnogi fizičari Šredingerovu talasnu mehaniku prihvatili sa olakšanjem, vremenom su se pojavile teškoće pri fizikalnom tumačenju ove teorije. Ispostavilo se da je prostorno-vremensko opisivanje kvantnih događaja nemogućno. Kasnije će Šredingerovi talasi biti interpretirani kao talasi verovatnoće: kvadrat talasne funkcije pridružene nekoj kvantnoj čestici predstavlja verovatnoću njenog nalaženja u datoj prostorno-vremenskoj tački.

Čudni svet kvantnih pojava

Da bi se pojmilo koliko je ponašanje kvantnih sistema različito od našeg svakodnevnog iskustva, zgodno je da se razmotri kakvo ponašanje za neki fizički sistem predviđa klasična fizika, a zatim ga uporediti sa onim koje predviđa kvantna fizika. U tu svrhu često se osmišljavaju jednostavni misaoni eksperimenti, koji ipak sadrže osnovne karakteristike kvantnog ponašanja sistema. Razmatranjem ovakvih misaonih eksperimenata na Solvejevim kongresima, koji su se počev od 1927. godine održavali svake treće godine u Briselu, kroz borbu mišljenja raščišćavani su nerešeni problemi kvantne fizike.

Difrakcija svetlosti na dva otvora

U klasičnoj fizičkoj optici dobro je poznata difrakcija svetlosti kroz dva otvora, Jangov eksperiment, objavljen 1802. godine (Thomas Young). Difrakciona slika koja se u ovom eksperimentu dobija na zastoru jedan je od najprostijih primera interferencije elektromagnetnih talasa. Šema eksperimenta prikazana je na slici 1. Monohromatska svetlost koju emituje tačkast izvor nailazi na zapreku na kojoj se nalaze dva malena otvora. Rastojanje između otvora pri tome mora biti reda veličine talasne dužine svetlosti koja nailazi na njih. Sada ovi otvori, po Hajgensovom principu, postaju izvori koherentnih (ovo znači da je fazna razlika između zrakova koji interferiraju na zastoru vremenski nepromenljiva) sfernih talasa koji se međusobno superponiraju. Difrakciona slika se posmatra na zastoru. Nju čini niz jače ili slabije osvetljenih tačaka koje se nalaze na izvesnom međusobnom rastojanju. Prostorna raspodela intenziteta osvetljenosti dodatno je prikazana na grafikonu sa strane (intenzitet talasa u nekoj prostornoj tački je proporcionalan kvadratu njegove amplitude i mera je gustine energije talasa).

Modifikujmo Jangov eksperiment tako što ćemo u prvoj fazi eksperimenta držati otvorenim samo otvor A, a otvor B zatvoren.



Na ekranu ćemo dobiti duž x ose raspodelu intenziteta prikazana krivom a. U drugoj fazi eksperimenta zatvorimo otvor A i otvorimo otvor B. Na ekranu dobijamo raspodelu b. U trećoj fazi eksperimenta, kada su otvorena oba otvora, dobija se raspodela intenziteta ab. Interesantno je da se na sredini zastora nalazi svetla interferenciona tačka, iako direktno ispred nje nema otvora kroz koji bi svetlost mogla da stigne! Ovo je posledica talasne prirode svetlosti, tj. osobine da talas može da se prostire i iza postavljene zapreke (difrakcija).

Izvor klasičnih čestica ispred zastora sa dva otvora

Ako bismo uradili analogan eksperiment sa klasičnim česticama (npr. postavili mitraljez, a ispred njega čeličnu neprobojnu ploču na kojoj se nalaze samo dva podjednaka otvora), rezultat bi bio dramatično drugačiji (slika 2.). U ovom eksperimentu bi intenzitetu svetlosti u nekoj tački na zastoru odgovarao broj čestica u posmatranoj tački zastora. I u ovom slučaju bi poneki metak zalutao u odnosu na pravolinijsku putanju i našao se na delu zastora koji je zaklonjen, ali se ovo može objasniti rikošetom metka na stenci otvora. U svakom slučaju, što su otvori uži, to je rasturanje pogodaka manje, odnosno pogodci su bolje grupisani naspram otvora kroz koji su prošli. U prvoj fazi eksperimenta, kada je otvoren samo otvor A dobili bi raspodelu pogodaka predstavljenu krivom a (analogno se u drugoj fazi eksperimenta dobija raspodela b). U trećoj fazi eksperimenta, sa oba otvora otvorena, dobijena raspodela pogodaka odgovara algebarskom zbiru krivih a i b: dobija se kriva a+b.

Eksperiment sa izvorom elektrona

Šta će se desiti ako u Jangovom eksperimentu izvor svetlosti zamenimo izvorom elektrona? Kakvu raspodelu elektrona možemo očekivati na zastoru? Provedimo sve tri faze eksperimenta i pogledajmo dobijene raspodele.

Pošto su elektroni čestice, a svaka čestica, bio to elektron ili mitraljeski metak, sa tačke gledišta klasične fizike ima svoju putanju, očekujemo da se slika dobijena na ekranu kvalitativno ne razlikuje od rezultata postignutih u opisanom eksperimentu sa mitraljezom. Ako je neki elektron stigao do zastora očekujemo da je prošao ili kroz otvor A ili kroz otvor B (a nikako kroz oba). Distribucione krive a i b dobijene u prve dve faze eksperimenta ne protivureče ovoj pretpostavci. Međutim, kriva ab koja je dobijena u trećoj fazi eksperimenta, kada su otvorena oba otvora, je u oštroj suprotnosti sa našim očekivanjem. Naime, pošto su elektroni čestice, raspodela elektrona na zastoru bi trebala biti analogna raspodeli a+b. Zastor ne razlikuje da li je elektron prošao kroz otvor A ili otvor B i detektori na zastoru detektuju zbir svih ovih čestica. Da bi se bolje sagledalo koliko se raspodela ab razlikuje od raspodele a+b, treba zapaziti sledeće detalje:

a) u tački koja se nalazi na sredini između tačaka A0 i O ordinata krive ab ne samo da je manja od ordinate krive a+b, nego je čak osetno manja od odgovarajuće ordinate krive a. To bi, na osnovu naše pretpostavke o klasičnim trajektorijama, značilo da broj elektrona koji stižu u dotičnu tačku na zastor prolazeći kroz otvor A opadne (!) kada se otvori i otvor B. b) U tački O ordinata krive ab je više nego dva puta veća od ordinate krive a+b. Znači, ako su oba otvora istovremeno otvorena, u tačku O stiže mnogo više elektrona nego što je ukupan broj elektrona koji prođu kroz otvor A (sa zatvorenim otvorom B) i elektrona koji prođu kroz otvor B (sa zatvorenim otvorom A).

Poredeći raspodelu elektrona sa difrakcionom slikom u Jangovom eksperimentu, uočava se njihova velika kvalitativna sličnost (pri tome jačina osvetljenosti u Jangovom eksperimentu odgovara broju upadnih elektrona). Nameće se zaljučak da elektroni kroz otvore na prepreci prolaze kao talasi! Ako su oba otvora otvorena, onda elektroni prolaze istovremeno i kroz otvor A i kroz otvor B, da bi na drugom zastoru interferirao sa samim sobom! U pojedinim tačkama je ta interferencija konstruktivna pa je ovde verovatnoća detekcije elektrona veća, dok je na drugim mestima interferencija destruktivna, pa je verovatnoća detekcije elektrona u ovim tačkama manja.

Da bi otklonili sumnju da se ovde možda radi o nekakvoj interakciji između elektrona koji su prošli kroz otvor A sa elektronima koji su prošli kroz otvor B, zamislimo da iz izvora emitujemo jedan po jedan elektron, pri čemu je vreme između dve emisije dovoljno dugo tako da je prvi elektron već prošao kroz otvor kad se naredni emituje. Eksperiment vršimo sve dok se u pojedinim tačkama na zastoru ne akumulira dovoljno velik broj čestica. Dobijaju se potpuno isti rezultati kao i sa intenzivnim snopom i kratkim vremenom ekspozicije.

Kojim putem ide elektron?

Pokušajmo da napravimo eksperiment koji će nam reći kojim putem se elektron kretao, odnosno kroz koji otvor je prošao. Dodamo li u našu aparaturu jak izvor svetlosti neposredno iza zastora, a između otvora A i B, moći ćemo detektovati kroz koji otvor je elektron prošao. Naime, naelektrisana tela rasejavaju svetlost kojom su obasjana, pa kad elektron priđe našem detektoru, on će rasejati nešto svetlosti, što ćemo videti kao odbljesak u blizini otvora kroz koji je čestica prošla. Ako, na primer, elektron prođe kroz otvor B (kao na slici 4.) videćemo odbljesak u blizini ovog otvora. Kada bi elektron istovremeno prošao kroz oba otvora, videli bismo dva istovremena odbljeska, jedan kraj otvora A, a drugi kraj otvora B. Šta bi rekao ovakav eksperiment?Eksperimentator koji bi pratio eksperiment video bi odbljeske ili kraj jednog ili kraj drugog otvora, nikad istovremeno kraj oba! Znači, elektron ima svoju putanju i prolazi samo kroz jedan otvor. No - gle iznenađenja! - raspodela elektrona na zastoru bi bila (kao što je prikazano na slici 4.) a+b! U eksperimentu u kojem je moguće odrediti položaj elektrona interferencija nestaje! Uklonimo li izvor svetlosti, elektroni ponovo formiraju interferencionu sliku!

Šta se desilo sa elektronom? Da li se on pred zastorom cepa (slično talasu) na dva dela i prolazi istovremeno kroz oba otvora ili pak prođe kao i svaka čestica jednom od dveju mogućih putanja? Ovakvo pitanje zapravo nema smisla. Ono pretpostavlja da se u priodi nešto dešava nezavisno od posmatrača (ova pretpostavka uvek prećutno postoji u klasičnoj fizici), tj. da se procesi u kvantnom svetu mogu odvojiti od posmatrača i eksperimentalne aparature. Međutim, u mikrosvetu posmatrač i kvantni objekt čine nerazdvojnu celinu. U kvantnom svetu ne možemo prosto slušati šta priroda govori a da ona to govori slušali mi ili ne! Mi postavljamo pitanja, a priroda daje odgovore. Pri tome je, kao što se često kaže, pitanje već pola odgovora. U slučaju našeg eksperimenta, kad smo merili talasni aspekt elektrona (i na zastoru imali interferencionu sliku) čestični aspekt je ostao neodređen, tj. neostvaren. Nasuprot tome, mereći čestični aspekt elektrona, njegova talasna priroda ostaje neostvarena!

U kvantnoj mehanici je ovo poznato kao Hajzenbergov princip neodređenosti. On kazuje da svaki kvantni sistem poseduje niz osobina od kojih su dve na neki način antipodi jedna drugoj, tj. u takvom su međusobnom odnosu da merenje jedne od njih drugu nužno čini neodređenom. Takva dva aspekta Bor je nazvao komplementarnim.

Epilog

Opisani eksperimenti ukazuju koliko je kvantni svet drugačiji od sveta kakav poznajemo. Sada je već moguće naslutiti kakve su poteškoće imali pioniri kvantne fizike u razumevanju problema kojim su se bavili. Razumljiva je i nemogućnost opisa kvantnih sistema predstavama koje vuku korene iz našeg svakodnevnog iskustva. S druge strane, ona je dovela do revolucije u drugim prirodnim naukama, u tehnici i industriji i, u poslednje vreme, medicini, snažno je uticala na pojavu novih filozofskih pogleda na svet. Promene koje nam je donela kvantna fizika daleko su dramatičnije od promena do kojih je došlo primenom otkrića koja su zasnovana na zakonima klasične mehanike, termodinamike, pa čak i elektromagnetizma. Sve ovo nas je podstaklo da prirodu sagledavamo na bitno drugačiji način nego što smo to činili do pojave kvantne fizike. Time postaje razumljiv njen uticaj na naš svakodnevni život, ali i na način razmišljanja i delovanja, odnosno na istoriju civilizacije 20. veka.


Dokumentarac The Elegant Universe ( part 1-4 )



« Poslednja izmena: 21. Feb 2011, 14:37:49 od lightsoft »
IP sačuvana
social share
Pogledaj profil
 
Prijava na forum:
Ime:
Lozinka:
Zelim biti prijavljen:
Trajanje:
Registruj nalog:
Ime:
Lozinka:
Ponovi Lozinku:
E-mail:
Veteran foruma
Legenda foruma

Zodijak
Pol Muškarac
Poruke 36621
Zastava
OS
Windows 7
Browser
Mozilla Firefox 3.6
mob
Sony xperia
Nevidljiva ruka univerzuma
Pripremio: Mirko Jakovljević


Naučnici su na početku dugog procesa razumevanja tamne materije. Jedan od prvih zaključaka je da, iako neprimećena donedavno, tamna materija ima uticaj na evoluciju zvezda i galaksija. Astronomi su možda decenijama posmatrali tamnu energiju na delu a da to nisu ni znali. Ironija je da je upravo njena rasprostranjenost učinila tamnu energiju tako teškom za prepoznavanje. Tamna energija se, za razliku od materije, ne grupiše gušće na određenim mestima već je svuda ravnomerno raspoređena. Gde god da se nalazi, ima istu gustinu, oko 10-26 kg po metru kubnom, što je jednako šačici atoma vodonika. Sva ta energija u našem univerzumu ima masu malog asteroida, što je čini potpuno nevažnim igračem u plesu planeta. Njeni efekti se ističu samo kada se posmatraju na ogromnim razdaljinama i velikim vremenskim rasponima.

Još od američkog astronoma Edvina Habla, naučnici znaju da se sve galaksije, osim onih nama najbližih, udaljavaju od nas velikom brzinom. Ova brzina zavisi od razdaljine - što je neka galaksija udaljenija, to je njeno udaljavanje brže. Takav šablon je pokazao da se galaksije ne kreću kroz svemir u klasičnom smislu reči, već bivaju nošene dok se širi samo tkanje svemira. Decenijama se astronomi bore da odgovore na pitanje: kako se stopa širenja menja vremenom? I zaključili da bi ona trebalo da usporava, jer bi unutrašnje gravitaciono privlačenje trebalo da kontrira širenju.

Prvi jasni dokazi o promenama u stopi širenja uključivali su udaljene supernove, ogromne eksplodirajuće zvezde koje se mogu koristiti kao markeri kosmičkog širenja. Ova zapažanja su pojasnila da je širenje u prošlosti bilo sporije i da je u jednom trenutku počelo da ubrzava. Ovaj rezultat je kasnije proveravan različitim nezavisnim studijama pozadinskog kosmičkog mikrotalasnog zračenja.



Jedan od mogućih zaključaka je da se drugačiji gravitacioni zakoni primenjuju na supergalaktičkim skalama nego na manjim, tako da se gravitacija galaksija ne opire širenju. Ali, teorija koja je prihvaćena je da su zakoni gravitacije univerzalni i da neki vid energije, do sada nepoznat nauci, prkosi i nadjačava uzajamno privlačenje galaksija, razdvajajući ih sve brže. Iako je tamna energija beznačajna u našoj galaksiji, ona je sastavni deo najsnažnije sile u svemiru.

Astronomi su istražujući ovaj novi fenomen otkrili da, osim što određuje ukupnu stopu širenja Univerzuma, tamna energija ima dalekosežni uticaj i na manjoj skali. Zumiranjem svemira, može se utvrditi da se materija na kosmičkim skalama distribuira poput paukove mreže, sa mnoštvom filigranskih niti, dugačkih nekoliko desetina miliona svetlosnih godina, ispresecanih prazninama jednake veličine. Simulacije su pokazale da su i materija i tamna energija neophodne da se objasni ovaj obrazac.

Ovo otkriće nije iznenađujuće. Niti i praznine nisu koherentna tela poput planeta. One su oblikovane takmičenjem između kosmičkog širenja i unutrašnje ravnoteže sila. U našem univerzumu, nijedan učesnik ovog takmičenja nije dominantan. Da je tamna energija jača, širenje bi izgubilo i materija bi bila više raširena, a ne koncentrisana u nitima. Da je tamna energija slabija, materija bi bila još više koncentrisana.

Situacija se komplikuje zumiranjem galaksija. One se ne šire vremenom. Njihovu veličinu kontroliše ravnoteža između gravitacije i ugaonog momentuma zvezda, gasa i drugih materijala od kojih su sačinjene; one rastu samo privlačenjem novog materijala iz intergalaktičkog svemira ili spajanjem sa drugim galaksijama. Kosmičko širenje nema značajan uticaj na njih i nema dokaza da je tamna energija imala bilo kakvog udela u formiranju galaksija.

Sada se čini da je tamna energija možda ključna veza između nekoliko aspekata formiranja galaksija koji su do sada delovali nepovezani. Razlog za to je da na formiranje i evoluciju ovih sistema utiču interakcije između galaksija i njihovo spajanje, koje je možda pod uticajem tamne energije.

Univerzum male gustine

Današnje teorije o formiranju galaksija zasnivaju se na ideji da postoje dve vrste materije. Prva je obična materija, čije čestice reaguju jedne s drugima. Astronomi nazivaju ovu materiju „barionskom“, zbog njenih glavnih konstituenata, bariona, poput protona i neutrona. Druga vrsta je tamna materija (koju treba razlikovati od tamne energije), koja čini 85% sve materije i čije je glavno svojstvo da ima čestice koje ne reaguju uz radijaciju. U gravitacionom smislu, tamna materija se ponaša poput obične materije.

Prema modelima, tamna materija je počela da se zgrušava odmah nakon Velikog praska, formirajući loptaste balone koje naučnici nazivaju „oreolima“. S druge strane, u početku su radijacija i međusobne interakcije sprečavale barione da se zgrušavaju. Oni su ostali u vreloj i gasovitoj fazi. Dok se svemir širio, ovaj gas se hladio i barioni su mogli da se grupišu. Prve zvezde i galaksije su se sjedinile iz ovog ohlađenog gasa nekoliko stotina miliona godina nakon Velikog praska. One se nisu materijalizovale na nasumičnim lokacijama, već u središtima oreola tamne materije koji su već poprimili svoj oblik.

Od osamdesetih godina prošlog veka, naučnici su detaljno proučavali ovaj proces putem kompjuterskih simulacija. Zaključili su da su većina prvih struktura bile mali oreoli sa malom masom. Zbog toga što je rani Univerzum imao tako malu gustinu, ovi oreoli sa niskom masom su se spajali jedni sa drugim i stvarali sisteme sa većom masom.

Najranije galaksije koje možemo videti postojale su kada je svemir bio star jednu milijardu godina, a čini se da su se mnoge od njih spajale. Vremenom, spajanje ogromnih galaksija je postalalo ređe.

Čitavih 98% današnjih velikih galaksija u svemiru su eliptičnog ili spiralnog oblika, koji bi se poremetio u slučaju spajanja. Ove galaksije su stabilne i sadrže uglavnom stare zvezde, što upućuje da su se formirale rano i ostale u regularnom obliku dugo vremena. Mali broj galaksija se spaja danas, i one su uglavnom male mase.

Prestanak spajanja nije jedini pokazatelj da se svemir usporava; i formiranje novih zvezda je sve ređe. Većina zvezda koje postoje danas rođene su u prvoj polovini kosmičke istorije. Teorija formiranja galaksija predviđa da se prvo formiraju male galaksije i da njihovim amalgamiranjem nastaju masivne galaksije. Ipak, istorija formiranja zvezda pokazuje suprotno: masivne galaksije su u početku glavno mesto rađanja zvezda a potom preovlađuju manje galaksije.

Crne rupe „bez goriva“

Neki astronomi pretpostavljaju da su unutrašnji procesi u galaksijama, poput energije koju oslobađaju crne rupe i supernove, isključili formiranje galaksija i zvezda. Ali tamna energija je iskrsla kao možda još veći krivac, onaj koji bi sve mogao povezati. Centralni dokaz je podudaranje u tajmingu između kraja formiranja većine galaksija i nastupanja dominacije tamne energije. I jedno i drugo se desilo kada je svemir bio duplo mlađi nego danas.

Ideja je da je do tog trenutka u kosmičkoj istoriji materija bila toliko gusta da su gravitacione sile među galaksijama dominirale nad efektima tamne energije. Galaksije su se dodirivale, reagovale jedne s drugima i često se spajale. Nove zvezde su se formirale kada su se oblaci gasa unutar galaksija sudarali, a crne rupe su rasle kada se gas kretao ka centrima ovih sistema. Dok je vreme prolazilo i svemir se širio, materija je postajala sve tanja, njena gravitacija je slabila, a snaga tamne energije je ostala ista. Promena u ravnoteži je izazvala da se širenje ubrza. Strukture u kojima se nalaze galaksije su tada rastavljane, uz opadanje stope spajanja galaksija. Takođe, intergalaktički gas je sve manje upadao u galaksije. Bez goriva, crne rupe su postale nepomične.

Ovo možda objašnjava smanjenje broja galaksija. Najveći oreoli tamne materije, kao i njihove galaksije, su takođe najviše grupisani; oni se nalaze u blizini drugih velikih oreola. Tako će se sudariti sa svojim susedima pre nego sistemi sa manjom masom. Kada do toga dođe, dođe do formiranja zvezda. Novonastale zvezde se upale i potom rastu, zagrevajući gas i sprečavajući ga da se sudari sa novim zvezdama. Ovako se formiranje zvezda zaguši: zvezde zagrevaju gas od kojeg su nastale, sprečavajući nastajanje novih. Crna rupa koja se nalazi u središtu takve galaksije takođe sprečava formiranje zvezda. Spajanje galaksija ispunjava središte crne rupe gasom, čineći da ispaljuje mlazove koji zagrevaju gas u sistemu i sprečavaju ga da se ohladi i tako proizvede nove zvezde.

Kada prestane formiranje zvezda u masivnim galaksijama, ono ne počinje ponovo - najverovatnije zato što gasa u ovim sistemima ubrzo nestane, ili on postane toliko topao da se ne može dovoljno brzo ohladiti. Ove ogromne galaksije ipak mogu da se spajaju, ali se mali broj novih zvezda pojavljuje zbog nedostatka hladnog gasa. Dok masivne galaksije stagniraju, manje galaksije nastavljaju da se spajaju i stvaraju zvezde. Rezultat ovoga je da ogromne galaksije dobijaju svoj oblik pre manjih. Tamna energija je možda modulirala ovaj proces određivanjem stepena grupisanja galaksija i stope spajanja.

Zemlja otrgnuta od Sunca

Tamna energija bi mogla da objasni evoluciju grupa galaksija. Grupe galaksija nisu porasle tokom prethodnih 6 do 8 milijardi godina. Ovaj nedostatak rasta je pokazatelj da tamna energija utiče na interakciju između galaksija, jer se za taj period vezuje pojava tamne energije. Delovanjem na razvoj grupa galaksija, tamna energija takođe kontroliše sastav galaksija unutar same grupe. Regulisanjem sposobnosti galaksija da spajaju grupe, tamna energija diktira relativno mnoštvo ovih tipova galaksija.

Koliko je ovo tačno? Spajanja glaksija, aktivnosti crnih rupa i formiranje zvezda opada vremenom, i vrlo verovatno je na neki način povezano. Astronomi to tek treba da ispitaju. Ta analiza će zahtevati razvijanje novih teorija u skoro vreme.

Univerzum koji se ubrzava i kojim dominira tamna energija je prirodan način da se pokrenu primećene promene u populaciji galaksija - prestanak spajanja i formiranja zvezda na kraju galaktičke metamorfoze. Da tamna energija ne postoji, spajanja galaksija bi se nastavila mnogo duže i danas bi svemir sadržavao mnogo više masivnih galaksija sa starom populacijom zvezda. Takođe, bilo bi manje sistema sa malom masom a spiralne galaksije poput našeg Mlečnog puta bile bi retke. Veće strukture galaksija bi bile čvršće povezane i dogodilo bi se više spajanja i srastanja.

Takođe, da je tamna energija još jača, u svemiru bi bilo manje spajanja i samim tim, manje masivnih galaksija i grupa galaksija. Spiralne i patuljaste galaksije sa malom masom bi bile brojnije jer bi bilo manje spajanja galaksija, a grupe galaksija bi bile jako male ili ne bi ni postojale. Takođe je verovatno da bi se formiralo manje zvezda, a veći procenat barionične mase našeg univerzuma bi i dalje bio u gasovitom stanju.

Način na koji se formiraju galaksije utiče i na naše postojanje. Zvezde su neophodne za proizvodnju elemenata težih od litijuma. Niža stopa formiranja planeta znači da se ti elementi ne formiraju u velikom broju. Ako svemir ne bi imao mnogo planeta, život možda nikada ne bi nastao. Na ovaj način, tamna energija je možda imala dubok uticaj na mnoštvo različitih i naizgled nepovezanih aspekata svemira, a možda čak i na detaljnu istoriju naše planete.

Tamna energija ni u kom smislu nije završila sa svojim delovanjem. Ona je možda koristila životu: ubrzavanje će sprečiti eventualni kolaps koji je donedavno zabrinjavao astronome. Ipak, tamna energija donosi druge rizike. U najmanju ruku, ona razdvaja galaksije, čineći da se one tako brzo udaljuju da ih gubimo iz vidika. Svemir se prazni, ostavljajući galaksije poput izolovanih ostrva. Grupe galaksija, galaksije i čak zvezde koje plove kroz međugalaktički prostor će imati ograničnu sferu gravitacionog uticaja, ne većeg od njihovih pojedinačnih veličina.

Još gore bi bilo u slučaju da tamna energija evoluira. Neki modeli predviđaju da će tamna energija, ukoliko vremenom postane još dominantnija, rastaviti objekte povezane gravitacijom, poput grupa galaksija i samih galaksija. Kao posledica, Zemlja bi bila otrgnuta od Sunca i rasparčana. Čak bi i atomi bili uništeni.

IP sačuvana
social share
Pogledaj profil
 
Prijava na forum:
Ime:
Lozinka:
Zelim biti prijavljen:
Trajanje:
Registruj nalog:
Ime:
Lozinka:
Ponovi Lozinku:
E-mail:
Idi gore
Stranice:
1 ... 44 45 47
Počni novu temu Nova anketa Odgovor Štampaj Dodaj temu u favorite Pogledajte svoje poruke u temi
nazadnapred
Prebaci se na:  
Upozorenje:ova tema je zaključana!
Samo administratori i moderatori mogu odgovoriti.
web design

Forum Info: Banneri Foruma :: Burek Toolbar :: Burek Prodavnica :: Burek Quiz :: Najcesca pitanja :: Tim Foruma :: Prijava zloupotrebe

Izvori vesti: Blic :: Wikipedia :: Mondo :: Press :: 24sata :: Sportska Centrala :: Glas Javnosti :: Kurir :: Mikro :: B92 Sport :: RTS :: Danas

Prijatelji foruma: Triviador :: Domaci :: Morazzia :: TotalCar :: FTW.rs :: MojaPijaca :: Pojacalo :: Muzej srpskog jezika :: MojaFirma

Pravne Informacije: Pravilnik Foruma :: Politika privatnosti :: Uslovi koriscenja :: O nama :: Marketing :: Kontakt :: Sitemap

All content on this website is property of "Burek.com" and, as such, they may not be used on other websites without written permission.

Copyright © 2002- "Burek.com", all rights reserved. Performance: 0.1 sec za 17 q. Powered by: SMF. © 2005, Simple Machines LLC.