ის, რის დანახვაც არ შეუძლია შეუიარაღებელ თვალს
მტვრის პაწაწკინტელა ნაწილაკები ჰაერში შეუმჩნევლად დაფრინავს. მაგრამ საკმარისია ფანჯარაში მზის სხივი შემოიჭრას, რომ ის, რაც უხილავი იყო, მოულოდნელად შეიძლება ხილული გახდეს. შუქი, რომელიც ფანჯრიდან შემოდის, ადამიანის თვალისთვის ამ ნაწილაკებს შესამჩნევს ხდის.
აბა დაფიქრდით ხილულ შუქზე, რომელიც შეუიარაღებელი თვალისთვის თეთრად ან უფერულად მოჩანს. რა ხდება, როდესაც მზის შუქი გარკვეული კუთხიდან ანათებს წყლის წვეთებს? წყალი პრიზმის როლს ასრულებს და ჩვენ ულამაზესი ფერების ცისარტყელას ვხედავთ!
ჩვენ გარშემო არსებული საგნები სინათლის სხვადასხვა სიგრძის ტალღებს ირეკლავს, რომელთაც ჩვენი თვალი ფერად აღიქვამს. მწვანე ბალახი, მაგალითად, თავისთავად კი არ ქმნის მწვანე ფერს, არამედ შთანთქავს ხილული შუქის ყველა ტალღას იმ ტალღის გარდა, რომელსაც მწვანედ აღვიქვამთ. ბალახი ირეკლავს სინათლის ამ ტალღას, რომელიც ჩვენს თვალს ხვდება. ამის შედეგად ბალახის მწვანე ფერს ვხედავთ.
უახლესი ხელსაწყოების გამოყენებით
მრავალი რამ, რის დანახვაც შეუძლებელი იყო შეუიარაღებელი თვალისთვის, ბოლო დროს გამოგონილი ხელსაწყოების მეშვეობით ხილული გახდა. ჩვეულებრივი მიკროსკოპით შეგვიძლია დავაკვირდეთ წყლის წვეთს, რომელშიც ერთი შეხედვით სიცოცხლის არანაირი ნიშანი არ ჩანს, და დავინახავთ, რომ ის სხვადასხვა ცოცხალი ორგანიზმით არის სავსე. თმის ღერი, რომელიც ერთი შეხედვით გლუვი და სწორია, უსწორმასწოროდ და არათანაბრად მოგვეჩვენება. ყველაზე ძლიერ მიკროსკოპებს საგნის მილიონჯერ გადიდება შეუძლია, რაც საფოსტო მარკის პატარა ქვეყნის მასშტაბებამდე გაზრდას შეესაბამება!
ამჟამად, ზემძლავრი მიკროსკოპების გამოყენებით მკვლევარები ატომის ზედაპირის გამოსახულებასაც კი იღებენ. ეს საშუალებას აძლევს მათ, ჩაიხედონ იმაში, რაც არცთუ ისე დიდი ხნის წინათ ადამიანის მხედველობის მიღმა რჩებოდა.
სხვა მხრივ კი ღამე ცაზე ახედვა და ვარსკვლავების დანახვა შეგვიძლია. რამდენ ვარსკვლავს დავინახავთ? შეუიარაღებელი თვალით — მხოლოდ რამდენიმე ათასს. მაგრამ დაახლოებით 400 წლის წინათ ტელესკოპის გამოგონების შემდეგ ადამიანებმა ბევრად მეტის დანახვა შეძლეს. მოგვიანებით, XX საუკუნის 20-იან წლებში, მაუნტ-უილსონის ობსერვატორიაში მდებარე ძლიერი ტელესკოპის მეშვეობით ცხადი გახდა ის ფაქტი, რომ ჩვენი გალაქტიკის გარდა სხვა გალაქტიკებიც არსებობს და მათშიც ურიცხვი ვარსკვლავია. დღესდღეობით, კოსმოსის შესასწავლად განკუთვნილი ურთულესი მოწყობილობების საშუალებით მიღებული ცნობების შედეგად მეცნიერები ვარაუდობენ, რომ ათობით მილიარდი გალაქტიკა არსებობს, რომელთაგანაც ბევრი ასობით მილიარდი ვარსკვლავისგან შედგება!
ნამდვილად გასაოცარია ტელესკოპების გამოყენებით გამჟღავნებული ფაქტი, რომ „ირმის ნახტომში“ არსებული მილიარდობით ვარსკვლავი, რომლებიც თითქოს ერთმანეთთან ძალზე ახლოს ჩანს, სინამდვილეში უსაზღვროდ დიდი მანძილებით არის დაშორებული. მსგავსად ამისა, უძლიერესი ტელესკოპები შეუიარაღებელ თვალს იმის დანახვაშიც დაეხმარა, რომ ერთი შეხედვით მყარი საგნები, ფაქტობრივად, შედგება ატომებისგან, რომელთა შიგნითაც შეუვსებელი სივრცეებია.
უსასრულოდ მცირე
პაწაწკინტელა ნაწილაკი, რომლის ხილვაც შესაძლებელია ჩვეულებრივი მიკროსკოპით, ათ მილიარდზე მეტი ატომისგან შედგება! 1897 წელს აღმოაჩინეს, რომ ატომს აქვს ორბიტაზე მბრუნავი პატარა ნაწილაკები, რომელთაც ელექტრონები ეწოდება. დროთა განმავლობაში აღმოაჩინეს, რომ ატომის ბირთვი, რომლის გარშემოც ტრიალებენ ელექტრონები, შედგება უფრო დიდი ნაწილაკებისგან — ნეიტრონებისა და პროტონებისგან. ატომების ანუ ელემენტების 88 სხვადასხვა სახეობას, რომლებიც დედამიწაზე ბუნებრივი სახით გვხვდება, უმთავრესად ერთი და იგივე ზომა აქვს, მაგრამ ისინი სხვადასხვა წონისაა, ვინაიდან მათ შორის ყოველ მომდევნოს ამ სამი ძირითადი ელემენტარული ნაწილაკის უფრო მეტი რიცხვი გააჩნია.
ელექტრონები — წყალბადის ატომის შემთხვევაში, ერთადერთი ელექტრონი — ატომის ბირთვის გარშემო სივრცეში წამის ყოველ მემილიონედში მილიარდჯერ ბრუნავს, რითაც ატომს ფორმას აძლევს და თითქოს ამკვრივებს. პროტონისა თუ ნეიტრონის მასასთან გასათანაბრებლად დაახლოებით 1 840 ელექტრონი იქნებოდა საჭირო. პროტონიცა და ნეიტრონიც მთელ ატომზე თითქმის 100 000-ჯერ მცირეა!
იმის დასანახავად, თუ რამდენად შეუვსებელია ატომი, შეეცადეთ წარმოიდგინოთ წყალბადის ატომის ბირთვი მის გარშემო მოძრავ ელექტრონთან ერთად. თუკი მხოლოდ პროტონისგან შემდგარი ბირთვი ტენისის ბურთისოდენა იქნებოდა, მის ორბიტაზე მყოფი ელექტრონი 3 კმ-ით იქნებოდა მისგან დაშორებული!
ელექტრონის აღმოჩენიდან ასი წლისთავის აღნიშვნის დროს გაკეთებულ ანგარიშში ნათქვამი იყო: „თითქმის არავინ ფიქრობს, რომ არ ღირს აღნიშვნის მოწყობა იმის გამო, რაც არავის უხილავს, რასაც თვალისთვის შეუმჩნეველი ზომა აქვს და მაინც მისი წონის გაგება შეიძლება, აქვს ელექტრული მუხტი — და ბზრიალასავით ბრუნავს. . . დღესდღეობით არავინ აყენებს ეჭვქვეშ იმას, რომ ბევრი რამ, რასაც ვერ ვხედავთ, ნამდვილად არსებობს“.
ყველაზე პაწაწკინტელა სხეულებიც კი
ნაწილაკების დამაჩქარებლებს შეუძლიათ საგნის ნაწილაკები ერთიმეორეს შეაჯახონ, რითაც მეცნიერებს გარკვეულ წარმოდგენას უქმნიან ატომის შიგნით არსებული ბირთვის შესახებ. ამის შედეგად დაფიქსირდა ბევრი ისეთი ნაწილაკი, რომელთა სახელებიც ადრე უცნობი იყო — მათ შორის პოზიტრონები, ფოტონები, მეზონები, კვარკები, და გლუონები. ყოველი მათგანი უმძლავრესი მიკროსკოპისთვისაც კი უხილავია. მაგრამ ისეთი აღჭურვილობით, როგორიცაა ვილსონისა და ბუშტოვანი კამერები და სცინტილაციური მთვლელები, მათი არსებობის ნიშანკვალი დადგინდა.
მკვლევარები ამჟამად ხედავენ იმას, რაც ერთ დროს უხილავი იყო. ამით ისინი სწვდებიან ოთხ ძირითად ძალად მიჩნეულ — მიზიდულობის ძალის, ელექტრომაგნიტური ძალისა და „სუსტ ურთიერთქმედებად“ და „ძლიერ ურთიერთქმედებად“ წოდებული ორი სუბელემენტარული ძალის — მნიშვნელოვნებას. ზოგი მეცნიერი განაგრძობს „ყველაფრის თეორიის“ ძიებას, რომელზეც იმედოვნებენ, რომ სამყაროს მაკროსკოპული თუ მიკროსკოპული ფორმების შესახებ ერთ გასაგებ ახსნას მოძებნის.
რის სწავლა შეიძლება იმის დანახვით, რასაც შეუიარაღებელი თვალით ვერ ვხედავთ? საკუთარი ცოდნიდან გამომდინარე, რა დასკვნამდე მივიდა მრავალი ადამიანი? ამ კითხვებს მომდევნო სტატიებში გაეცემა პასუხი.
[სურათები 3 გვერდზე]
ნიკელისა (ზემოთ) და პლატინის ატომების გამოსახულება.
[საავტორო უფლება]
Courtesy IBM Corporation, Research Division, Almaden Research Center