Текст: Слободан Бубњевић

Снег је поново над градом. Као гост који ретко долази у посету, његова изненадна појава у сивом, хладном дану, уме да у први мах изазове приличну радост. Због поновног сусрета са старим пријатељем, они који га дочекују изађу на прозоре, на тренутак оставе своје уобичајене животне невоље и свакодневне обавезе, понеко чак и телефоном обавести комшије и рођаке о неочекиваном посетиоцу.

Нажалост, снежно задовољство брзо пролази. Снег убрзо постаје гост који ремети свакодневицу, отежава кретање, предуго се задржава и не хаје превише за устаљене навике, тако да изазива испрва тихо гунђање, нервозу, а потом и отворену нетрпељивост. Шта је снег заправо? Шта је то што су деца узалудно ишчекивала целе зиме и што је наједном, почетком децембра, поново дошло?  

Каква се наука крије иза снега? Шта је протеклог дана падало изнад града, по чему се разликује од кише и леда, како настаје једна снежна пахуља и колико ће разних метеоролошких околности поново морати да се усклади да би се у облацима формирала пахуља?

СНЕЖНИ КРИСТАЛИ

Снег је облик воде у чврстом стању чија се кристализација одвија у атмосфери, па иако је његова хемијска формула H₂0, иста као код воде или леда, снег се прилично разликује од суснежице и ледене кише.

Кишне капи, настале кондензовањем водене паре у облацима, могу се због ниске температуре током пада замрзнути и претворити у суснежицу и лед, али тако настале залеђене честице нису снег и разликују се од снежних пахуља по свом облику и структури.

Кључни разлог за то је што пахуље настају већ у облацима, где се снежни кристали формирају директно из водене паре. Пахуље могу бити сачињене од једног или више спојених кристала, док се при вишим температурама граде од великог броја кристала и на земљу падају у снежним грудвицама.

Сваки снежни кристал је заправо кристал леда, тако да његову геометрију одређује геометрија молекула воде који је састављен од једног атома кисеоника и два атома водоника, међусобно размакнута за 105 степени.

У леду се молекули воде везују у низове правилних шестоугаоних прстенова, па лед има хексагоналну кристалну решетку. Елементарна ћелија кристала леда је у облику шестостране призме, геометријског тела са два шестоугла у основама и шест правоугаоника у омотачу, у чијим се теменима налазе молекули воде.

Раст снежног кристала почиње у облаку суперзасићене водене паре тако што се молекули воде кондензују око сићушне честице прашине и образују шестострану призму на коју се додају нови слојеви молекула. Испрва, док је кристал малих димензија, он расте споро и читава решетка задржава исти облик.

Како снежни кристал постаје све већи, његових шест углова бивају све више размакнути и све више окружени суперзасићеним ваздухом, тако да углови почињу да расту за нијансу брже од остатка кристала.

Због ове мале разлике у брзини на угловима, шестоугаони кристал почиње да се грана у шест кракова. Околни атмосферски услови су практично исти за све краке, тако да они расту приближно на исти начин и истом брзином. Зато све снежне пахуље имају шест међусобно идентичних кракова.

ЈЕДИНСТВЕНА СИМЕТРИЈА

Раст снежног кристала и коначан облик пахуље пре свега зависе од концентрације влаге у облаку и температуре ваздуха.

У лабораторијским експериментима са контролисаним условима утврђено је да при различитим температурама, у интервалу од  -3 до -20 °C, настају пахуље које се међусобно драстично разликују. Нa -5°C обично настају пахуље са најдужим крацима, док се између -20°C и -15°C формирају пахуље у облику равних шестокраких кристала.

Током обликовања свака пахуља непрестано преживљава драматичне измене у окружењу, бива ношена на разне стране облака, трпи различит притисак и влажност, али се те промене једнако одражавају на све кракове у једној пахуљи, што без обзира на сложеност коначно добијене структуре, обезбеђује њихову симетрију. Због ове симетрије, све пахуљице на први поглед изгледају слично.

Међутим, никада из облака на тло неће пасти две потпуно исте снежне пахуље. Вероватноћа да настану две индентичне пахуљице скоро да је једнака нули, управо због прилично несталних услова у којима поједине пахуље настају, али и због молекуларне структуре леда. Услед постојања више изотопа водоника и кисеоника, на сваких 5000 молекула воде јавља се један који се разликује од осталих.

Омањи снежни кристал садржи неколико хиљада милиона милијарди молекула воде, што значи да у њему има око милион милијарди молекула који се разликују од осталих. Они су насумично распоређени по кристалној решетки, чинећи сваки снежни кристал јединственим.

 Када би у свакој години настало милион милијарди пахуља, вероватноћа да се чак и током периода од 15 милијарди година, колико износи старост целе васионе, формирају две до у молекул индентичне пахуљице и даље је практично нула.

БОЈА СНЕГА

Снежна пахуља посматрана из непосредне близине није бела, већ је безбојна и провидна, што је логично, јер су пахуље сачињене од кристала леда. Бела боја снега је својеврсна илузија – оптичка варка која настаје рефлексијом светлости. Расејана на више снежних кристала, светлост одбијена од снега изгледа бела, што је мешавина свих боја у видљивом спектру светлости.
Људско око на неки начин успева да разлучи и види белу боју снега чак и када на њега пада долазећа светлост која није мешавина свих боја, већ припада ужем делу спектра. Међутим, за разлику од људског ока, фотографије снимљене под флуоресцентном светлошћу приказују снег зелене боје.

Иначе, поред препознатљивог белог, постоји и такозвани црвени снег. То су снежне површине крвавоцрвене боје која настаје због тога што у снегу живе колоније алги Chlamydomonas, Raphidonema и диатоми.

Ове алге су најпознатији и најраспростањенији припадници „снежне флоре“. Када има мало сунчеве светлости, а температуре постану изузетно ниске, ове алге успевају да преживе јер се њихов метаболизам се успорава и оне постају неактивне.

С друге стране, управо такви услови у поларним областима или на високим планинама омогућују замрзавање нижих слојева снега, због чега долази до трајног таложења снежног покривача и настанка ледника. У овим крајевима рефлексија светлости од снежног покривача битно снижава температуру и важна је за глобални климатски систем, пошто се известан део сунчеве радијације због одбијања враћа назад у атмосферу и не долази до загревања тла.

Разни планетарни модели климе показују да површина снежног покривача има врло значајну улогу током ледених доба. Тада увећана површина покривена снегом одбија сунчеву светлост и планета се додатно хлади, што доводи до појачаних снежних падавина, још већег одбијања зрачења и даљег хлађења планете.

Када је површина снежног покривача исувише велика, овај процес постаје неповратан и планета се трајно замрзава. Ако се снежни покривач не прошири довољно, уобичајени циклус хлађења и загревања планете се наставља, тако да се ледено доба завршава. Ледници се повлаче на север и југ, а климатски систем се стабилизује на више хиљада или милиона година.

ЗВУЦИ НА СНЕГУ

Снег данас привремено или стално покрива око 23 процента површине Земље. Уобичајено, снег пада северно од 35° и јужно од 35° географске ширине, а ближе екватору се јавља врло ретко и то на надморским висинама изнад 5000 метара.

Осим за климу, снежни покривач је значајан за многе биљне и животињске врсте. Слаба проводљивост топлоте штити поједине врсте од смрзавања током зиме, док отопљавање снега наводњава земљиште.

Занимљиво је да снег, осим што слабо проводи топлоту, лоше проводи и звук. Будући растресит, налик на материјале који се у грађевинарству користе за звучну излоацију, снежни покривач добро апсорбује амбијентални звук услед чега настаје добро позната тишина, тајац после снежне вејавице. Када се довољно наталожи и временом постане гушћи, више није тако добар апсорбер звука.

Међутим, тада се јавља једна појава омиљена код људи који уживају у шетњама по снегу. Сабијени снежни кристали на довољно ниској температури, уместо да се топе, пуцају под ногама, што изазива ефекат шкрипања. Када се температура подигне, кристали почињу да се топе под корацима и звук нестаје, тако да се шкрипање снега најчешће јавља ноћу и у хладним јутрима. Снег прате и разне друге, донекле необичне појаве, чисто литерарне.

Љубитељи снега се могу пронаћи у извесном броју књига о једној врло специфичној чежњи за удаљеним светом белине, за мистериозним светом „код Хиперборејаца“ или пак у нешто популарнијем Осећају госпођице Смиле за снег. Чаролија снега је у таквој тежњи несумњива. Пахуље се увек у хаотичном лету спуштају на тло и стварају снежни покривач који у белини, у невиности на коју асоцира, уравнотежује сваки предео, улепшава призоре прљавог града и укида ружне овдашњости. Изазива тишину.

Текст: С. Бубњевић

Последњег викенда у октобру месецу померамо часовнике уназад, или то уместо нас ураде компјутерски процесори, те се тако враћамо на зимско, природно рачунање времена. То је зато што сваког последњег викенда у марту померамо сат у супротном смеру и користимо такозвано летње указно време. То је питање које је регулисано законом у већини европских земаља.

Међутим, зашто се уопште користи указно време? Идеја о увођењу указног времена заснована је на астрономској околности да у јануару сунце излази око 8 сати, а залази око 16, док у јулу, кад је дан знатно дужи, излази пре 5, а залази после 21 сат. Будући да људи своје дневне активности започињу у исто време током целе године, обично око 7 сати, средином лета се тако „губи“ скоро два сата дневног светла.

Идеју да се то време надокнади простим померањем сата први је смислио Џорџ Вернон Хадсон (1867–1946), ентомолог са Новог Зеланда, који је 1895. у раду пред Краљевским друштвом у Велингтону предложио летње померање времена за два сата. Међутим, идеја би вероватно остала заборављена да се истог предлога, независно од Хадсона, десет година касније није досетио британски предузимач и градитељ Вилијам Вилет (1856–1915).

Током једног ранојутарњег јахања по околини Лондона, Вилет је у лето 1905. године приметио како је сунце одавно изашло, а велики број људи још увек спава. Знајући да се време сунчевог изласка мења током године и да у летњим месецима обданица почиње раније, Вилет је покренуо велику кампању за увођење такозваног британског летњег времена.

Неуморно лобирајући све до Првог светског рата, Вилет је придобио неке либералне посланике у енглеском парламенту, а за његову идеју се загрејао и будући енглески премијер Винстон Черчил. Међутим, настрадавши у епидемији грипа, Вилет није дочекао да указно време буде озакоњено.

Но, његов предлог је прихватила Немачка и 1916. прва законски увела летње рачунање времена, подстакнута ратном потребом за уштедом угља. Британци су их следили 1921, а потом и готово све европске нације и САД.

ЕВРОПСКО ВРЕМЕ

Ни данас не постоји јединствен, планетарни систем преласка на договорено време и државе то обично решавају локално – углавном се током изабраног викенда часовници померају за један сат, али је у неким земљама тај померај само пола сата. У Европи, без Исланда и Русије, постоји такозвано европско летње рачунање времена, које се указно користи и у Србији. Оно подразумева да се часовници померају сваке последње недеље у марту и новембру, прво са 2 на 3 сата, а потом, с јесени, обрнуто.

Данас на свету чак 110 од 192 државе користи летње указно време (daylight saving time). Оно се не користи у Кини, Јапану, Јужној Кореји и широм афричког континента, где ова мера никад није стекла ширу популарност. Но, у већем делу развијеног света овај договор се сматра згодним начином да се у летњим месецима, кад сунце природно залази касније, дневна светлост дуже „задржи“.

Због померања сата поподнева имају више дневног светла него преподнева, људи своје активности обављају по дану пун сат дуже, због чега су углавном и срећнији. Но, то није једини разлог. Неке анализе у САД показују да се померањем часовника штеди између 500 милиона и милијарду долара годишње.

Уз више дневног светла, трговачки ланци и угоститељи остварују бољи промет, док истовремено расте број спортских активности и туристичке организације бележе додатан приход.

Занимљиво је и да се број саобраћајних несрећа смањује за око један одсто. Нека локална истраживања показују да је тај проценат и већи, што се објашњава дужим периодом боље видљивости.

Уз то, мање енергије се троши на осветљење и грејање, чиме се током дужег периода, а према истраживању америчког министарства енергије (DOE), постижу енергетске уштеде између 0,5 и 1 одсто.

Како се такав ефекат не би изгубио зими, кад сунце поново почне раније да залази, свуда је до сада било устаљено и да се потом, у зимским месецима, све врати на природно, зимско рачунање времена.

Истражите више о дилемама о указном времену у рубрици ЗА И ПРОТИВ

Текст: Тијана Марковић

Планетарни систем, његов изглед и настанак, дуго је једна од врућих тема – астрономи се већ 2000 година баве проучавањем планета и Сунчевог система. Једно од најинтригантнијих питања се односи на необичну чињеницу да све планете, поред тога што ротирају око Сунца, то раде тако што се налазе у истој равни. 

Како би се дао одговор на ово, али и на бројна друга питања о Сунчевом систему, постављено је неколико хипотеза које мање или више успешно објашњавају настанак Сунчевог система. Прву научну хипотезу ове врсте поставио је 1644. године Рене Декарт, који је предлагао да је Сунчев систем настао из облака гаса и прашине.

Но, најпознатија хипотеза је постављена стотинак година касније – смислили су је немачки филозоф Имануел Кант и француски математичар Пјер Лаплас. Та теорија је данас позната као Теорија сажимајуће маглине. Полази се од чињенице да су Сунце и планете настале од истог материјала.

САЖИМАЈУЋА МАГЛИНА

Шта су Лаплас и Кант закључили о настанку Сунчеве породице? Пре око пет милијарди година у Свемиру није постојао Сунчев систем, већ се на његовој садашњој позицији налазио облак међузвездане материје који се састојао из лаких хемијских елемената, већином водоника и хелијума, али су се ту, процентуално знатно мање, нашли и други тежи елементи. Лаплас је сматрао да је облак ротирао равномерно (то сматра полазном чињеницом). 

Материја се под дејством гравитационе силе сажимала и загревала, док је услед центрифугалне силе дошло до убрзања ротације. Облак је полако почео да мења облик прелазећи из сфере у све спљоштенији елипсоид. У једном тренутку је центрифугална сила надјачала гравитациону и око њега се формирао диск одбаченог материјала.

Након тога централни део је поново добио облик сфере и наставио је да се брже згушњава и загрева. Притисак је постајао јачи, а температура све већа, досежући до критичних граница. Услед тога дошло је до термонуклеарне реакције у формираном централном згушњавању, и тако је настало Сунце. Претпоставља се да је Сунце постало тада звезда Т Таури типа.

Иако је већина материје остала у средишњем делу облака, на одбачени део се пренео скоро целокупни угаони момент и диск је наставио да се креће у истом смеру као и међузвездана материја на почетку. Лакши елементи су остали у центру, али су се услед отпуштања пренели и на ободе диска, док су тежи остали у унутрашњим деловима. Полако је диск почео да се хлади , а честице, које су се понашале као језгра кондензације, сажимају се под дејством међусобне гравитационе силе.

Од ових акреција настаје грумење силикатне грађе, чији састав можемо да нађемо код примитивних хондрита. Судари се настављају, формирајући тела величине од 0,1 до 1 км, тзв. планетезимале. Ова тела ће наставити нагомилавање материје привлачећи је сопственом гравитацијом. Даљи раст се дешава помоћу судара или међусобног привлачења лаких елемената, у зависности од тога формирале су се планете Земљиног, односно Јупитеровог типа. Новооформљене планете настављају да круже око Сунца по својим орбитама, на исти начин на који су то чиниле честице од којих су оне настале.

НОВЕ ХИПОТЕЗЕ

Лаплас у својој теорији објашњава и узрок ротације планета око своје осе. То објашњава као последицу различитих линијских брзина честица које су формирале планету. Све честице су се кретале истом угаоном брзином, па су оне на периферном делу имале већу линијску брзину од оних на унутрашњем, јер су за исти временски период морале да пређу већи пут. Лапласова, као и све друге монистичке теорије, тврди да се момент импулса система распоређује пропорционално маси. Али ту се јавља проблем, јер Сунце са 99,86 одсто масе система поседује само 0,5% укупног момента импулса.

Покушавајући да реши проблем момената импулса, Едвард Роше је дошао до закључка да би расподела почетне масе у Лапласовом моделу могла да буде веома концентрисана, а не равномерно расподељена. Онда би у равномерно ротирајућем, већ споменутом, облаку гаса, момент импулса централног тела био много мањи. Овим кораком се момент импулса, који се добија на основу Лапласове теорије, поклопио са резултатима посматрања.

Орбите планета су елиптичне, са Сунцем у једној жижи. Све леже у равни еклиптике и нагиби су им до седам степени. Пошто је ексцентрицитет планетарних путања веома мали, оне су готово кружне. Изузетак представља Меркур, чија путања има наглашенији облик елипсе. Та одступања се објашњавају ударањем мањих тела у планете током њиховог развоја.

Данас постоји више теорија које покушавају да објасне чињенице у вези са за настанком Сунчевог система на другачији начин. Има и присталица Џинсове теореме у којој он полази од тога да су планете настале тако што је дошло до „судара“ Сунца са неком другом звездом.

Један од највећих њених недостатака је то што се заснива на веома реткој појави скоро невероватне случајности. Тренутно је најзаступљенија Лапласова теорија, мада да бисмо добили коначан одговор о настанку и кретању планета, мораћемо, по свој прилици, да сачекамо још мало.

Пише: Слободан Бубњевић

Као и много пута пре тога, почетком 2012. забележена је велика магнетна активност на Сунцу, а до планете Земље су поново стигли удари Сунчевог ветра. О соларној олуји известиле су готово све домаће и стране новине, радијске и телевизијске станице.

Писало се и говорило о могућим сметњама у комуникацијама до којих понекад долази због тога што Сунчев ветар заправо чине брзе наелектрисане честице. Но, као и обично, било је и извесних претеривања.

Какве су стварне последице Сунчевог ветра? Има ли, осим сметњи, и неког другог физичког трага Сунчеве активности на Земљи? Наравно, тај траг је јасно видљив на небу, али, нажалост, једини који га уживо могу видети су срећници који се затекну на најнегостољубивијем од свих места на свету – на крајњем северу или југу планете.

Овде се, наиме, на небу „догађају“ ауроре, односно поларне светлости, које постају врло снажне у периодима појачане активности на Сунчевој површини. Но, шта су ауроре? Зашто, како и у којим бојама настају?

КОМАДИ СУНЦА

Поларна светлост није никаква необјашњена мистерија. Ова задивљујућа метеоролошка појава је управо феномен директно подстакнут процесима на Сунцу. Изазивају га честице које „нису одавде“, већ су у бујици Сунчевог ветра стигле са звезде.

Са Сунчеве површине се, наиме, повремено откида „комад“ вреле плазме која се огромном брзином креће кроз свемир и који ће изазвати аурору. Најбрже честице до Земље стижу након 18 сати лета, али ће већи део ове плазме пристизати током периода од наредна два дана, колико ауроре интензивно светле.

Магнетно поље Земље на тај облак брзих јона, односно наелектрисаних честица, делује као штит, али део овог материјала са звезде ипак додирне планету, крећући се дуж линија поља. Будући да је близу полова магнетно поље планете закривљено, оно све ове честице води ка половима где се сударају са атомима у ваздуху.

На овај начин честице са Сунца, ухваћене у Земљино магнетно поље и спуштене на северно небо, стварају призор какав је тешко видети било где другде. Јединствени призор зелених и црвених трагова Сунчевог додира.

СВЕТЛА НА НЕБУ

Како, међутим, наелектрисане честице са Сунца изазивају светла на небу? Сама светлост потиче од зрачења атома кисеоника и азота који се налазе на око 80 km висине у Земљиној атмосфери.

До тог зрачења долази због судара са брзим електронима на енергијама до 15 keV, какви су стигли са Сунца. Због судара са њима, атоми кисеоника на нижим надморским висинама емитују зелену боју (557,7 nm), а они на вишим, браонкастоцрвену (630 nm). Атоми азота емитују пак плаву и црвену.

Овакву поларну светлост у суштини можете и сами направити – довољно је да разређени кисеоник из каквог електронског топа гађате електронима које сте убрзали напоном од 15.000 волти и појавиће се зеленкаста северна светлост. Наравно, не препоручујемо да ово заиста покушате или бар не у кућним условима.

Да би се ова појава заиста разумела, није лоше да се подсетимо шта се иначе дешава у случајевима кад су било какви атоми погођени тако брзим електронима.

АТОМСКА ПОСЛА

Судари са честицима из Сунчевог ветра, наиме, предају извесну енергију атому тако да се електрони који су затечени у електронском омотачу електрона „пењу“ на више електронске нивое. Они се потом природно враћају у основно стање, а атом „ослобађа“ енергију зрачењем фотона, односно светлости.

Погођени, односно побуђени атоми, емитују светлост. Наравно, не емитују било какву светлост, већ светлост тачно одређене таласне дужине и, што је најважније, то не чине одмах. Атом кисеоника је, на пример, врло тром – да би електрони „сишли“ у основно стање и емитовали зелену боју, треба му скоро секунд, а да би „испустили“ мало мање енергије са црвенкастом светлошћу, чекаће и до две минуте.

То је прилично дуго у свету атома, тако да се код обичних гасова ова енергија најчешће изгуби у гужви и узајамним сударима атома. Но, ако је гас атома кисеоника редак као што јесте на 80 километара од тла, онда је судара мало и има времена да побуђени кисеоник „испусти“ своје зелено зрачење. На већој висини гас је још ређи, па се зато овде чешће емитује црвена боја.

ПОЛАРНА ЗАВЕСА

Прекрасна зелена завеса на северном небу саткана је од огромног броја таквих атома које побуђују брзе честице пристигле са Сунца. Сама ова појава позната је од давнина, посебно северним народима.

Данашњи назив северна светлост, односно аурора бореалис дао јој је 1621. године француски научник Пјер Гасенди (1592–1655), по римској богињи зоре Аурори и грчком називу за северни ветар Бореас.

За разлику од северне, јужна аурора, односно јужна светлост, назива се аурора аустралис. У данашње време, постало је устаљено да се, будући да је реч о метеоролошкој појави, ови називи пишу малим словима.

Научници понекад обе ове појаве често називају аурора поларис, односно поларна светлост. Она је изучавана у бројним космичким и сасвим обичним, земаљским, метеоролошким истраживањима.

Ако се нађете довољно северно или јужно, па имате прилику да је посматрате, уживајте у нежном трагу „физичког“ додира Сунца са Земљом, знајући да је овај феномен ипак нешто друкчији, за разлику од осталих сасвим „овоземаљских“, као што је, на пример, снег.

ЈЕДНА ЛАЖНА „ТЕОРИЈА“

Кад се у медијима говори о Сунчевој активности, много чешће се помињу разни недоказани ефекти, него поларне ауроре. Ове године се у неким домаћим медијима отишло дотле да су са Сунчевим ветром повезане локалне временске неприлике, пре свега велика снежна непогода која је погодила Балкан. Тако је заговорник фамозне соларне метеорологије, извесни Милан Стеванчевић, доспео на насловне стране домаћих новина тврдећи да је заправо Сунце директно послало толике снегове ове зиме. Медијску пажњу је притом искористио да промовише своју „теорију“ о томе да снег и киша као атмосферски феномени не потичу од водене паре, него да су настали ни мање ни више – од честица које стижу са Сунца. Реч је, наравно, о псеудонаучној превари. Чак и ако сте поверовали да се уопште може говорити о некаквој „теорији“ те врсте, брзо ћете схватити да ове измишљотине могу издржати критику онолико дуго колико снег издржава на високој температури, пошто се након отапања, гле чуда, претвара у воду, а не у комадиће сунца.

Видео „АУРОРА БОРЕАЛИС“

Погледајте изузетно занимљив кратки филм о ефектима Сунчевог ветра из продукције скандинавског научнопопуларног портала forskning.no и Универзитета у Ослу.

Текст: Слободан Бубњевић

Мада су реке набујале, а кишни дани никако да прођу овог пролећа, дуготрајна суша је током протекле године захватила све земље Балкана. Годину су обележила пожутели паркови и степски предели широм региона. Разбуктали шумски пожари и огромне штете на пољопривредним газдинствима донеле су и бројне економске последице, а у појединим крајевима, углавном у приморским земљама, јавио се и недостатак пијаће воде.

Последице ове непогоде још увек трају – посебно је погођен енергетски сектор, који прилично зависи од стања хидроакумулација и рада хиодроелектрана.У међувремену, због велике суше дошло је и до тровања појединих врста као што је кукуруз, због чега је млеко у целом региону заражено афлатоксином.

Узроци тако дугорочне суше нису искључиво повезани са последицама глобалног загревања и мада јесу у вези са Ел Нињо феноменом на Пацифику и циклусом Сунчевих пега, реч је о искључиво локалној климатској варијацији.

У међувремену, догодило се и то да су неки црквени великодостојници организовали масовне молитве, односно молебане, за појаву кише. Овај у много чему бизаран покушај дозивања кише, нажалост, указује на распрострањено неразумевање природних феномена, а може се рећи и да је теолошки неоправдан.

Управо су примитивни, претхришћански народи на кишу гледали као на чудо, сматрајући је милошћу богова. Како и зашто, заправо, настаје киша?

ЗАСИЋЕНИ ВАЗДУХ

На први поглед, чини се да нема ничег чудноватог у томе – киша је појава потекла од водене паре у облацима која се кондензује и пада на земљу. Међутим, ствари су битно сложеније – ако се детаљније погледа шта то све у атмосфери мора да се догоди како би пала киша, могли би је и сматрати правим чудом.

Кишне капи, наравно, падају на тло због гравитације Земље, исто као и сва друга тела у гравитационом пољу. Но, зашто кишне капи из неких облака падају, док други облаци остају у ваздуху? Шта држи облаке тако високо на небу и шта им се деси кад падну на земљу?

Мада се често тако представља, облак није сачињен од водене паре, односно облаци нису само вода у гасовитом стању. Облаци су сачињени од воде у течном стању – то су гигантски скупови изузетно ситних капљица.

Водена пара се подиже са тла захваљујући томе што водене површине, мале или велике, непрекидно испаравају. На некој висини, због вертикалних ваздушних струјања, промене притиска, одржања температуре и адијабатских процеса, пара се кондензује и претвара у капљице воде. Притом треба знати да ваздух није свуда око нас подједнако згуснут, нити подједнако засићен воденом паром. 

Кад влажност ваздуха достигне 100 одсто, то значи да се пара претворила у капљице. И говоримо о облаку.  

ЖИВОТ ЈЕДНЕ КАПИ

Капљице у облаку имају пречник од око 0,01 мм, што је изузетно мало, тако да обичном кондензацијом водене паре никад неће доћи до падавина. Гравитација би повукла капљице ка тлу, али због вертикалних ваздушних струјања, а пре свега због отпора ваздуха, оне неће пасти.

То је стога што су капи премалих димензија да би савладале отпор ваздуха. Заправо, капи у облаку су толико мале да се понашају као да су закуцане на небу, иако на њих делује гравитација. Да би пале и претвориле се у кишу, морају значајно нарасти.

Из перспективе једне капи, то је као да човек наједном нарасте и претвори се у Импајер стејт билдинг. Кад би имале свест, облачне би капи тамо горе вероватно сматрале да је киша сасвим немогућа појава.

Међутим, густина капи у облаку је велика и долази до њиховог спајања. Тада се капи обично разређују, тако да их при паду има између 100 и 1000 по кубном метру.

Капи у магли су нешто гушће, али ситније. Маглу чине капљице мање од 0,5 мм, али веће од обичних капи у облацима од 0,01 мм. Облаци са таквим капима су превише тешки да се лагано спусте на земљу, а сувише лагани да би пали као киша.

Ако читава ствар, уместо надоле, због струјања ваздуха оде на веће висине, где је температура нижа, облак се од капи претвори у облак иглица леда.

КИША

Да би киша пала, потребно је да капљице у облаку изузетно порасту – конкретно, око педесет пута. То се дешава ретко, онда када у облаку дође до наглог кретања и мешања капи воде које се међусобно спајају и постају све веће, довољно велике да савладају ваздушну струју.

Тада почиње киша.

Све зависи од величине капљице. Капи које могу да падају као киша су толико порасле да имају димензије од око 0,5 мм.

При паду на земљу на њих делује отпор ваздуха, тако да капи успоравају све док не добију равномерну брзину и аеродинамичан облик. Врло ретко могу да порасту до 4 мм, а тада се обично распадају на ситније капи.     

Најкишовитије место на планети је планина Вајалеале на Хавајима, где за годину дана падне 11.700 мм кише, што је око 25 пута више него било где у Србији. Иако је изузетно ретка у пустињама, где пљусак наиђе једном у неколико година, киша пада у свим деловима Земље.

Када је неки облак довољно масиван да изазива падавине – кишоносан облак – његовом имену се додаје додатак нимбус. То је нека врста надимка какав метеоролози дају свим облацима који доносе падавине.

Облаци се деле на разне начине, а научници познају бар 30 различитих група. Најважније је запамтити да су облаци подељени на три групе, према висини на којој се налазе на небу: ниски, средњи и високи.

Најближи земљи се називају кумулуси, то су бели, приземни и надувени облаци у облику гомила, на висини од 0 до 2 км. Кумулуси доносе летње пљускове.

На нешто већим висинама, од 2 до 7 км, налазе се стратуси из којих ромињају дуге, хладне и споре кише, уобичајене с јесени.

Највиши су цируси, велики издужени паперјасти облаци који су тако високо у атмосфери, изнад 7 км, да су сачињени од комадића леда. Из ових облака пада ледена киша или снег.

Текст: С. Бубњевић

Са пролећним буђењем вегетациjе, водама коjе надолазе и земљиштима коjа отварају поре, Земљин суперорганизам као да изнова оживљава. Након зимских месеци расте температура ваздуха и креће нови циклус годишњих доба.

У 2013. години, пролеће је на северну Земљину полулопту стигло 20. марта, тачно у 12 сати и 2 минута. У том тренутку се догађа такозвана пролећна равнодневица, односно тренутак у коме су обданица и ноћ jеднаке дужине.

Како заправо долази пролеће? И зашто jе тако снажна веза астрономског, односно календарског пролећа са временским приликама и променама живог света? Кључни узрок за ову општу природну метаморфозу jе и буквално очигледан – након пролећног еквиноција, Сунчеви зраци греjу Земљу много jаче и температура ваздуха jе знатно виша. 

Но, зашто до тога долази? Вероватно знате да промене годишњих доба на средњим географским ширинама узрокуjе пре свега инклинациjа, односно нагнутост Земљине осе при окретању око Сунца.

Наиме, до смене дана и ноћи доводи ротациjа Земље око своjе осе (што планета успева да изведе за временски интервал од скоро 24 сата), али мада се то устаљено наводи, за смену годишњих доба ниjе довољна само револуциjа, односно jедногодишње окретање планете око Сунца.

Основни узрок промене годишњих доба jе околност да jе Земљина оса нагнута у односу на линиjу коjа jе нормална на правац кретања око Сунца за 23 степена и 27 минута. Кад би се Земља окретала усправљена, тако да њена оса не буде под оваквим нагибом, и север и jуг планете би током целе године били осветљени jеднаким интензитетом Сунчевог зрачења.

Ипак, будући да око Сунца кружи под нагибом, половину године је ка Сунцу више нагнута северна Земљина полулопта, због чега на њу Сунчево зрачење пада под повољниjим углом и има већи интензитет. Тада jе на северу топлиjе и рачунамо да су тада пролеће и лето. Током друге половине године, у jесен и зиму, Земља обилази Сунце „са друге стране“, тако да jе ка звезди „више нагнута“ jужна полулопта.

Онаj тренутак у коме се, током окретања, обе полулопте затекну jеднако осунчане представља тренутак равнодневице, односно преласка из зиме у пролеће. Тада су jеднаке и осветљена и неосветљена површина планете, односно обданица и ноћ.

Гледано са Земље, на овај дан Сунце у свом привидном кретању прелази екватор. Тог дана у години настаjе равнодневица, односно еквиноциj, коjи jе тако назван по латинским речима aequalis, што значи jеднак, и nox, што jе ноћ. Овај је дан у години код античких народа имао огромну, пре свега религиозну симболику.

Од тог тренутка, северна „нагнута страна“ планете ће током окретања бити све изложенија Сунцу, а зраци ће падати под све бољим углом. Истовремено, на Земљи ће привидна путања Сунца на небу бити све више и више изнад хоризонта. У међувремену, земљиште ће бити све боље осунчано, температура ће бити све виша, а живи свет све активниjи.

Након мало више од деведесет дана Земља ће у свом обиласку довољно одмаћи да достигне дугодневицу и почетак лета (21-22. jуна), што jе тренутак кад jе север наjосветљениjи, а дан на северу наjдужи. После тога „нагнута страна“ Земље са даљим окретањем почиње да одмиче и полако се приближава следећоj, jесењоj равнодневици.

Текст: Јелена Милутиновић, Б92

Био jе баш згодан младић. Леп, пун снаге. Сад jе остарио, сав изборан, сенилан и погрбљен. Ништа необично, jер сви знамо да jе реч о универзалном, природном следу ситних догађаjа у организму, коjи на краjу доведу до смрти. Али, знате ли коjе се то промене одвиjаjу у телу током живота, односно зашто се „трошимо“?  

Зашто некада затегнута кожа после пар децениjа губи сjаj? Зашто четврти спрат на коjи сте у младости трком стизали за мање од минут у позним годинама изгледа као Монт Еверест, или на пример, зашто ће стариjа господа често нови модел унукиног мобилног телефона доживети као несхватљиву и помало застрашуjућу направу?

Jасно jе да са годинама наши органи „попуштаjу“. Све су мање способни за улоге коjе су некада више или мање савршено обављали. Природа каже морамо да остаримо, а наши органи мораjу да ослабе. Али шта се то дешава у организму? Више jе одговорних у овом универзалном процесу попуштања ћелиjа и телесних система. На старење утиче много фактора. Гени, животне навике, стрес, болести, окружење, само су наjочигледниjи.

Наука се jош ниjе сложила око jединствене теориjе старења. Уместо ње постоjи више теориjа од коjих свака има свог главног осумњиченог. До сада се зна да jе за „пропадање“ ћелиjа, ткива и органа оптуженик број 1 – ген. И то не jедан, jер jе за бар стотину гена доказано да, сваки на своj начин, доводе до старења ћелиjа.

Посебан значаj у том процесу имаjу тзв. теломере. Теломере су терминални делови хромозома који садрже вишеструко поновљен одређен низ нуклеотида. Код човека (као и код свих кичмењака) таj низ је састављен од шест нуклеотида TTAGGG  (Т-тимин, А-аденин, G-гуанин) и поновљен је око две хиљаде пута.

Ти наизглед бесмислени низови су ту како би у процесу копирања хромозома, заштитили информациjе у хромозому на чиjем се врху налазе они сами. А заштита у виду теломере jе неопходна jер се приликом сваког копирања хромозома мали делови те заштитне капице  губи.

Jош jе Џеjмс Вотсон, научник коjи jе заслужан за откриће ДНК открио да приликом копирања генетске информациjе копирање не почиње баш од самог почетка кода, него увек мало закине почетни део „текста”. То значи да временом, после многоброjних ћелиjских деоба током живота, теломере постепено нестаjу.

У целом том процесу посебно jе битан ензим теломераза. нетачно је да помаже да копирање буде што прецизније али проблем jе што jе таj ензим активан у млађем животном добу, када он додавањем поновака TTAGGG повећава дужину теломера на краjевима хромозома.  Временом престаjе да ради па теломере престаjу да се обнављаjу.

Управо због овог открића неколико великих светских фармацеутских компаниjа данас улаже велика средства у развоj нанотехнологиjа коjима би се могла обнављати теломера. Детаљно се проучава ензим теломераза, коjи jе због своjе улоге у организму добио популарниjи назив – ензим бесмртности. Управо ћелиjе канцера често имаjу увек активне теломеразе. Због тога су оне бесмртне и деле се неброjено пута, све док не освоjе организам.

Тим истраживача из шпанског Центра за проучавање рака недавно jе доказао утицаj теломере и деловање теломеразе на старење тако што су убацивањем гена за теломеразу не постоји ген за теломеразу, ради се о више гена који су чак и на различитим хромозомимау мишеве успели да им продуже живот за 24 одсто. Посебно jе било важно то што са убацивањем гена ниjе дошло до поjаве канцерогених ћелиjа коjе су се до сада увек jављале у другим истраживањима. Успех су постигли jер су користили нову технику убацивања генетског материjала.

Међутим, нису само хромозомске капице, тj. теломере, кривци за то што старимо. Можда jеднако заслужни су озлоглашени слободни радикали. Током живота њихов броj у организму се повећава, а за то jе добрим делом одговорна малена органела ћелиjе под називом митохондриjа. Митохондриjе су праве мини електране jер производе око 90 одсто енергиjе уз помоћ коjе иначе функционише организам. Али, док раде, те електране ствараjу и нуспроизвод коjи временом постаjе погубан. Нус производ су слободни радикали (нестабилни веома реактивни атоми, јони и молекули), коjих jе са годинама све више, а коjи у организму оштећуjу остале делове ћелиjе.

Ћелије старијих људи садрже више митохондриjа са ослабљеном активношћу и то jе оно што доводи до лаганог умирања ћелиjа. Нема енергиjе, а нус продукт, слободни радикал, прави штету за коjу нема лека.

Наравно, поред теломера и слободних радикала у постепеном убиству организма  jош jе много саучесника. Неке теориjе кажу да су главни узроци старења промене у слабљењу имунитета и опадању нивоа хормона током година.

Чињеница jе да броjни фактори, како генетски предодређени тако и спољни, доводе до старења, али колики jе чиjи допринос ниjе сасвим разjашњено. Оно што jе jасно jе то да све промене на краjу имаjу видан резултат. Човек губи на висини, мишићноj маси и укупноj тежини. Мозак и срце успораваjу, уши одбиjаjу да чуjу (посебно високе фреквенциjе), док чулу укуса помало постаjе свеjедно шта jе слано, а шта горко.

Иако jе старење због генетске предодређености пут у jедном смеру, не заборавите да jе добра вест то што jе важно какав jе таj пут. Утицаj спољне средине, услови у коjима живимо, као и храна коjу jедемо сигурно су средства коjа ће вам помоћи да делимично одредите километражу сопственог животног пута.

Текст: Слободан Бубњевић

Ураган „Сенди“ погодио jе у понедељак броjне америчке градове на источноj обали. Наjживљи град на свету, Њуjорк, потпуно jе опустео, а добар део Менхетна jе поплављен.

У непогоди коjа се претворила у огромну драму, погинуло jе 13 особа, градови као Атлантик Сити претрпели су велика оштећења, многи су поплављени водом, а шест милиона људи jе остало без струjе.

Ураган „Сенди“ jе стигао са jуга и нагло оjачао приближаваjући се Њуjорку, претвараjући се у наjвећу америчку олуjу у последњих 100 година. Но, шта се ту заправо десило? О каквоj олуjи jе реч? Шта су урагани и како настаjу?

ДИВОВСКИ ВРТЛОЗИ

Наиме, понекад се догађа да изнад мора настану и огромни вртлози ваздуха, широки стотинама километара. То су такозвани вртложни системи ветрова коjи веома утичу на климу.

Када се ветар окреће око области нижег притиска, систем таквих вртложних ветрова се назива циклон, што је име за низак притисак. Циклони се окрећу и са мора прелазе на континенте, путуjући све док не изгубе снагу.

У нашим краjевима њихов пречник jе између 1000 и 4000 километара, али се не окрећу претерано брзо, тако да не наносе велику штету, осим што обично доносе кишу.

Ваздух може да ротира и око области високог ваздушног притиска, а такав систем ветрова назива се антициклон. Но, антициклони су мањи и спориjи од циклона.

Распоред циклона и антициклона у атмосфери jе врло сложен и зависи од температуре ваздуха. Топао ваздух има нижи притисак од хладног. Обична промаjа у стану се jавља зато што су прозори на jедноj страни зграде увек више загреjани него на другоj.

Ако се прозори отворе, ваздух почне да струjи од хладниjе стране ка топлиjоj страни зграде, кроз стан. Такав краткотраjни ветар називамо промаjом.

УРАГАНИ И ТАЈФУНИ

У топлим, тропским областима, циклони су знатно мањег пречника (100-500 километара), али се крећу знатно брже (100-250 километара на час). Они се зову тропски циклони и изазиваjу драматичне климатске ефекте.

Обично настаjу изнад океана и крећу се ка обалама. Ветар спирално ротира ка средишту тропског циклона, а због своjе брзине може имати разорне последице. Занимљиво jе да тропски циклони имаjу различита имена у разним деловима света.

На Пацифику, тропске циклоне називаjу таjфуни, док их у Карибима зову урагани. Мада се обично мисли да су то различити ветрови, урагани и таjфуни се у суштини не разликуjу.

У сваком случаjу, кретање свих тропских циклона прати се сателитски и помоћу радара у метеоролошким станицама. Од 1950. се користи интернационална класификациjа према разорноj моћи по коjоj се урагани деле на пет категориjа.

Неки од наjjачих урагана пете категориjе остали су дуго запамћени. Познат jе ураган „Камил“ из 1969, коjи се кретао у области Мексичког залива, као и ураган „Ендрjу“ из 1992, коjи jе погодио Флориду.

„КАТРИНА“ И ДРУГИ СЛУЧАЈЕВИ

Наjразорниjе последице коjе jе направио jедан ветар имала jе тропска олуjа „Катрина“, чиjа jе брзина била већа од 260 километара на час и коjа jе 2005. године уништила град Њу Орлеанс.

Она jе погодила обалу Мексичког залива у Америци, а уз њу су те сезоне са Атлантика стигли и други урагани изузетне снаге. Могуће jе да сте на телевизиjи већ гледли како ураган под именом „Катрина“ погађа град Њу Орлеанс.

Оваj ветар jе изазвао страшне последице, смрт много људи, уништење великог броjа кућа, а због такве непогоде су хиљаде особа морале да се одселе из Њу Орлеанса, који се ни после седам година ниjе опоравио од ове несреће.

Исти град jе само две недеље након „Катрине“ погодио нешто слабиjи ураган „Рита“, а и на Далеком истоку се поjавило jош неколико разорних урагана.

Сматра се да је „Сенди“ најскупља олуја свог времена. Мада мање снаге од других познатих тропских ветрова, она је ударила у град који је економско, културно и демографско средиште континента. Стога је искључивање читавих 108 година старог метроа, као и практично заустављање живота у Њујорку, коштало много више него да се то десило на неком другом подручју.

СТРУJАЊЕ ВАЗДУХА

Ветар, био он промаjа или циклон „Сенди“, представља само струjање ваздуха. Он настаjе због разлике у ваздушним притисцима. Из неког разлога, ваздух увек струjи из области високог у област ниског притиска. Али, то уопште ниjе чудно. У природи има много поjава коjе се одвиjаjу на сличан начин: електрична струjа се креће од вишег ка нижем електричном потенциjалу, реке теку са више надморске висине ка нижоj, а ваздух струjи од високог ка ниском притиску. Места у атмосфери на коjима jе притисак висок метеоролози називаjу антициклони, док области ниског притиска зову циклон. Дакле, ветар се увек креће од антициклона ка циклону.

Текст: Марија Николић 

Људи, посебно на Западу, имају изразиту особину да се нечега боје. Страх као такав, свеприсутна је појава која у зависности од интензитета преузима најразличитије форме. Једна форма страха која се у мањој или већој мери манифестује код великог броја људи јесте страх од бактерија и зараза – мизофобија.

И зато, уколико нагињете ка овој групи људи, препорука је да одустанете од даљег читања овог текста. Али пре него што одустанете, знајте да сте додиривањем своје тастатуре много више запрљали руке него да сте додиривали вашу ве-це шољу.

Другим речима, уколико сте и латентни мизофобичар, следећи пут када будете желели да користите свој компјутер, из предострожности ставите гумене рукавице како бисте се заштитили од напада микроорганизама и потенцијалне заразе.

Има томе неколико година како су научници са Универзитета у Аризони изашли са овим необичним податком: ваша тастатура има 400 пута више бактерија него ваша ве-це шоља!

Ова делимично безобразна нелогичност је научнике навела да даље истражују наше личне предмете и просторе у циљу креирања бактериолошке мапе.

Какву корист од ових истраживања можемо имати као појединци, ни сами научници са сигурношћу не могу да кажу, сем што је чињеница да микроорганизми директно утичу на наше здравље. Можда нам њихово прецизно лоцирање може помоћи да их боље разумемо.

Тим окупљен око микробиолога Ное Фирера са Универзитета Колорадо у Булдеру истражио је хиљаду домова широм Америке у потрази за одговорима на питања: колико се заправо бактериолошки разликују наши домови, колико је важно да живимо у влажном насупрот сувом окружењу, да ли то што имамо пса у кући или смо вегетаријанци утиче на развој микроба у нашем дому? Која је микробиолошка разлика у домовима који се налазе у шуми од оних који су у градовима?

То су све велика, основна питања на која и даље немамо одговоре.

АМАЗОН У КУХИЊИ

Фирерин тим се у својој последњој студији веома детаљно бавио кухињом те је успео да направи тродимензионалну мапу микроба који се налазе на свим појединачним предметима у тој просторији.

Можда ће звучити помало тривијално, али та мапа највише подсећа на деветнаестовековну мапу биљака у Северној Америци. Већ неколико векова уназад научници се труде да мапирају макроорганизме и коначно је ред дошао и на оне који се не виде голим оком.

Истина је да смо боље обавештени о томе која врста оваца и колики број њих насељава, на пример, аустралијски континент, док немамо појма о томе како су клице и микроби, који толико утичу на наш здрав живот, дистрибуирани тамо где проводимо највећи део времена, као што је кухиња или наш дом генерално.

На пример, на површинама предмета се налази огроман број бактерија са наше коже. Оне се врло вероватно не размножавају, већ само тако остају на површинама. Ми, дакле, константно сејемо бактерије. Али неке од њих готово сигурно живе тамо негде на фрижидеру или на дасци за сечење.

Бројна истаживања су показала да што више тежимо стерилном окружењу у ком одгајамо своје малишане, то више ризикујемо да они развију алергије, односно имунолошке проблеме за читав живот.

Велики број бактерија које се налазе на нашој дасци за сечење ту долазе са поврћа, и то није ништа необично. Али на тој истој површини се налазе неке које ту заувек остају иако даску добро исперемо детерџентом. Али то не треба да вас плаши. Чињеница је да ви не живите у стерилној околини без обзира на то колико је често чистите – одређене бактерије су увек ту. 

БАКТЕРИОЛОШКА ЛИЧНА КАРТА

Фирерин тим је анализирао бактерије које се налазе на нашим тастатурама и тада дошао до закључка да се практично исте бактерије које се налазе на нашим јагодицама прстију налазе и на нашој тастатури.

То може бити добар алат у ситуацијама када у потрази за откривањем нечијег идентитета ДНК анализа или стандардна процедура тражења отисака пристију не дају резултате. Дакле, микробиолошке заједнице на кожи теже да буду јединствене на свакој индивидуи појединачно и временом се јако споро мењају.

Намеће се питање, да ли на сличан начин можемо да утврдимо ко је живео у стану пре нас? Да ли су претходни власници имали пса?

Како би научници одговорили на ова питања, претходно морају да утврде колико дуго је бактерија постојана на одређеним типовима површина као што су метал, текстил или пластика, као и да истраже површине које додирују различити људи.

У свом раду Ферер и сарадници су успели да утврде још једну интересантну чињницу, а то је да жене имају више бактерија на длановима од мушкараца, без обзира на то што се показало да оне чешће перу руке.

Разлика у знојењу и производњи себума, у хормонима па чак и коришћењу козметичких средства могу бити разлог овоме, као и разлика у другачијој киселости коже – кисело окружење тежи мањој микробиотичкој разноврсности.

Исти научници су показали да, у поређењу са мушкарцима, просечна женска особа има три до четири пута већи број микроба, на и око свог радног простора.

Од бактерија, микроба и клица се не може побећи. Они су настањивали овај простор много пре нас и добрим су делом и заслужне за успостављање услова у којима смо настали.

С обзиром на то колика је њихова присутност, њихове претње су скоро па ретка појава. На крају, упознавање са индивидуалним бактеријским картама нас самих може нас повести ка бољем суживоту са овим сићушним цимерима о којима знамо тако мало, а толико их се бојимо. 

Текст: Марија Николић 

На самом почетку, ваљало би читаоцу скренути пажњу на неколико елементарних фактора који утичу на правилно разумевање научних открића и динамику истих, а такође напоменути и самим новинарима који извештавају о одређеном новоистраженом научном феномену.

Дакле, читаоци, увек имајте на уму два појма:  1) коначан опсег осетљивости одређене технологије, односно методе и 2) селекциони ефекат посматрања феномена. Новинари, не заборавите да када о неком феномену извештавате, обавестите и о евентуалној промени резултата тог истраживања.

Природа истраживања је показала (посебно у области неуронауке) да се резултати брже мењају него што је то обично био случај, услед убрзаног развоја технологије, или просто услед све чешћег истраживања новог поља феномена.

Добар пример горенаведеног јесте студија објављена пре нешто више од месец дана по којој се сугерише да је наш космички комшилук испражњен од додатне масе која нашу галаксију држи на окупу. Другим речима, студија је показала како чувена тамна материја заправо више ту не постоји. Међутим, поновно истраживање показује да је тамна материја ипак све време присутна.

Кренимо редом.

Историја науке, ако је посматрамо од времена Галилеја, дакле од пре око 400 година, у току које смо развили неке разне технологије, експерименталне методе и уређаје, показује да свако то појединачно откриће има оно што се зове коначан опсег осетљивости. Ову чињеницу је врло битно имати на уму сваки пут када од неке нове технологије или теорије очекујемо да све што је природа направила уђе у тај коначан опсег осетљивости – што је, признаћемо, врло нереално очекивање.

Сходно томе, научници очекују да ће бити још много честица које још нису откривене из простог разлога што слабо интерреагују са материјом. Такође, приликом посматрања одређеног феномена, јавља се оно што смо назвали селекциони ефекат. Ми смо одлучили из одређеног разлога да посматрамо једну, а не другу ствар, што не значи да је то посматрано право стање ствари. Исто је и са тамном материјом.

Галактички скелет

Ми данас имамо једну врло компликовану ситуацију: имамо планете, звезде, компоненте галаксија, галаксије, групе галаксија, суперјата, зидове, једну велику структуру коју смо у последњих неколико деценија у стању да видимо. Оно што знамо је и да је највећи део материје у свемиру невидљив. То је тзв. чувена или злогласна, мистериозна ствар која је највећи састојак (око 80%) свемира – тамна материја.

Тамна материја, која је доминантна у погледу своје гравитационе интеракције, заправо представља на, неки начин, једну врсту скелета који одржава остатак структуре на окупу. Наша галаксија, оваква каква јесте, распала би се када би била сачињена само од видљиве материје, само од звезда, маглине и звезданог гаса.  Ту је много тамне материје која у принципу ништа не ради, сем што се хаотично креће и формира ту гравитационо потенцијалну јаму која држи све остале ствари на окупу. Она не само што је имала кључну улогу за настанак, тамна материја има кључну улогу за опстанак структуре.

Како је то најпопуларнијим теоријама о тамној материји дефинисано, то је унапред недетектована честица названа WIMP (weakly interacting massive particle), која стидљиво интерагује са обичном материјом кроз било који вид интеракције сем гравитације.  Међутим, поставило се питање, ако је галаксија пуна тамне материје, зашто се она већ није указала?!

Лов на празнину

У априлу ове године, тим под вођством Кристијана Мони-Бидина са Универзитета Концепција из Чилеа (University of Concepcion) помислиo je да има решење: слабоинтерагујућа масивна честица (WIMP) заправо није присутна. Тим је пратио кретање више од 400 звезда удаљених од Земље 13.000 светлосних година како би проценили масу материје – видљиве и тамне – у локалном Сунчевом окружењу.

Том приликом су закључили да маса коју су пронашли може бити објашњена видљивом материјом, без потребе за експликацијом помоћу тамне материје. Међутим, тим је направио погрешку, према речима Џоа Бовија и Скота Трамејна са Института за напредне студије на Принстону, у Њу Џерзију.

Мони-Бидин и колеге су проматрали звезде чије их орбите избацују много даље од или изнад главног диска Млечног пута, и које користе брзину при којој орбитирају око центра галаксије, како би схватили колико су те звезде заправо повучене масом оближњих звезда, односно тамне материје. Они су претпоставили да би брзина звезда била иста без обзира на то колико су удаљене од центра галаксије. Посматрање маглине је показало да је ова претпоставка истинита када су у питању младе звезде које орбитирају у галактичком диску и крећу се практично у перфектним круговима.

Али, према речима проф. Бовија, звезде које орбитирају високо изнад диска не могу имати кружне орбите. Једине звезде које достижу ове висине су заправо избачене из диска помоћу материје из галактичког спиралног дела, и тако доспеле до високоеклиптичких орбита. То значи да њихове брзине нису исте на свим раздаљинама од галактичког центра. У принципу, Бови и Трамејн су открили да те ротационе брзине морају бити много спорије од оних које су претпоставили Мони-Бидин и његове колеге.

Пролазна бура

„Претпоставком да се звезде ротирају истом брзином без обзира на раздаљину од центра галаксије, они су занемарили количину материје у соларном систему и закључили да нема места за тамну материју“, рекао је Бови. Бови и Трамејн су поново анализирали резултате и закључили да количина тамне материје у Сунчевом систему и даље одговара ранијим претпоставкама – ако ништа, можда чак има и мало више тамне материје него што смо мислили.

Многи физичари још сматрају да је тамна материја превише успешно објашњење да би се напустило тек тако, међутим, то не значи да Мони-Бидиново објашњење ротације криви није импресивно.

Тамна материја и даље наставља да држи звезде и галаксије на окупу, ненаметљиво и сигурно. Она и даље слабо реагује и пушта мали део (од свега десетак одсто) материје која се састоји од атома да ради: да формира звезде, нове хемијске елементе, који стварају нова једињења, а једињења нове биохемијске околности које су омогућиле настанак посматрача као што је човек. 

Текст је инспирисан објашњењима проф. др. Милана Ћирковића у емисији Радио Галаксија на тему настанка Структуре, коју у целости можете преслушати овде.