Morgunblaðið - 27.09.1987, Síða 46

46
MORGUNBLAÐIÐ, SUNNUDAGUR 27.' SEPTEMBER 1987
Massi fiseinda og örlög alheimsins
Vlsindi
Sverrir Ólafsson
Árið 1930 sagði austurríski
eðlisfræðingurinn Wolfgang Pauli
fyrir um tilvist físeinda í þeim til-
gangi einum að bjarga lögmálinu
um viðhald orkunnar, sem virtist
brotið í nokkrum kjamaferlum.
Fiseindir hafa æ síðann valdið
eðlisfræðingum nokkrum heila-
brotum. Þær víxlverka mjög
veiklega við efni og geta auðveld-
lega ferðast í gegnum jörðinna
án þess að finna fyrir tilvist henn-
ar. Erfiðlega gengur því að greina
físeindir, en það var ekki fyrr en
árið 1956 að þær fundust með
tilraun.
Þó margt sé vitað um eiginleika
físeinda hefur enn ekki tekist að
skera úr um það með tilraunum
hvort þær búa yfír massa og þá
hve miklum. Svar við þessari
spumingu hefði mikilvægar af-
leiðingar fyrir ýmsar grundvallar-
spumingar öreinda — og
alheimsfræðinnar. Ein þessara
spuminga varðar útþensluhraða
alheimsins og þá sér í lagi það
hvort alheimurinn mun um alia
eilífð halda áfram að þenjast út
eða hvort hann mun einhvem tíma
byrja að dragast saman.
Fyrir 50 árum skýrðu Hans
Bethe og Carl Friedrich von Weiz-
saecker fýrstir manna hvernig
kjamaferlar leiða til myndunar
þeirrar orku sem sólin (og aðrar
stjömur) senda frá sér. í ferlum
þessum sameinast tveir vetni-
skjamar og mynda helíumkjama,
en við það losnar mikil orka úr
læðingi sem flæðir upp á yfírborð
stjömunnar og stýrir útgeislun
hennar. Við þau skilyrði sem ríkja
innan stjama eins og sólin getur
þetta einungis gerst við tilvist
annarra efna, s.s. kolefnis og því
gengur ferillinn oft undir nafninu
„kolefnishringurinn".
Kenningu þeirra Bethe og
Weizsaecker hefur tekist vel að
skýra ýmsar staðreyndir, en al-
varlegasti misbrestur hennar
virðist sá að hún gerir ráð fyrir
myndun langtum fleiri físeinda
en mælst hafa á jörðinni. Fiseind-
ateljari sem rekinn hefur verið í
námu einni í Suður Dakóta á
síðastliðnum 20 árum hefur ekki
greint nema þriðjunginn af þeim
físeindum sem kenningin gerir ráð
Sprengistjama leiðir til myndunar mikils fjölda nifteinda. Nýjar athuganir á komutíma nifteind-
anna veita hugsaniega upplýsingar um massa þeirra og eins um möguieg örlög alheimsins.
Fiseindagreinum er venjulega
komið fyrir i námum.
fyrir. Er kenningin röng, físeind-
ateljarinn vitlaus eða eru fiseindir
annars eðlis en eðlisfræðingar
hafa hingað til gert ráð fyrir?
í raun og veru eru til þrjár
mismunandi gerðir físeinda sem
nefnast, raf-físeindir, mý-fiseindir
og tá-físeindir. Ef gert er ráð fyr-
ir því að físeindimar búi yfír
smávægilegum massa er mögu-
legt að ein gerð ummyndist í aðra
á leið þeirra til jarðarinnar eða
jafnvel áður en þær yfirgefa só-
lina. Kjarnaferlar í sólinni leiða
einingus til myndunar raf-fiseinda
og ef tveir þriðju hlutar þeirra
breytast í mý- eða tá-fiseindir, en
þær getur fiseindateljarinn í Suð-
ur-Dakóta ekki greint, er fengin
skýring á niðurstöðum hans.
Spi-engistjarnan (Súpernóva,
sjá vísindi 15. mars) sem upp-
götvaðist 24. febrúar síðastliðinn
hefur gefíð góða möguleika til að
komast frekar til botns í massa-
vandamáli físeindanna. Ef físeind-
ir búa yfir massa þá ferðast þær
með hraða sem er háður orku
þeirra og í öllum tilfellum minni
en hraði ljóssins. Eru þær hins
vegar massalausar, þá ferðast
þær með hraða ljóssins. Sú stað-
reynd að óvenju mikið magn
físeinda mældist samtímis á mis-
munandi stöðum, áður en „ljós-
blossi" sprengistjömunnar
greindist gerir mögulegt að setja
ákveðin efri mörk á massa fí-
seinda. (Það að físeindimar
greindust á undan ljósinu, jafnvel
þó hraði þeirra sé jafn eða minni
en hraði ljóssins, kemur til af því
að þær myndast áður en efni
stjörnunnar sem springur lýsist
upp.)
Nákvæmasti fiseindagreinir
sem rekinn er í dag er staðsettur
í Japan, en hann greindi skammt
af físeindum átján klukkutímum
áður en ljós sprengistjörunnar
greindist. Skammturinn saman-
stóð af 11 fiseindum sem greind-
ust á 13 sekúndna tímabili. Orka
þeirra var á bilinu 7,5 til 36 Meg-
arafeindavolt (Mrv). Fyrstu fimm
físeindirnar greindust á skemmri
tíma en einni sekúndu. Vísinda-
menn sem reka físeindagreini í
Cleveland í Ohio greindu físeinda-
skammt á sama tíma og eru
niðurstöður þeirra mjög í sam-
ræmi við niðurstöður Japananna.
Skerpa fyrsta skammtsins, þ.e.
fímm físeindir á minna en einni
sekúndu með jafn breitt orkuróf
og raun ber vitni (7,6—36 Mrv)
setur mögulegum hámarksmassa
físeindanna takmörk, sem í fyrstu
voru taiin liggja við 15 rafeinda-
volt. Til samanburðar má geta
þess að massi rafeinda er 500000
rafeindavolt og því er hér um
gífurlega lítinn massa að ræða.
Á undanförnum árum hafa
nokkrir vísindamenn í Sovétríkj-
unum talið að niðurstöður tilrauna
sem þeir hafa gert í tilraunastofu
bendi til þess að massi fiseinda
sé á bilinu 20 til 45 rafeindavolt.
Engum starfshóp hefur tekist að
staðfesta þessar niðurstöður sem
nú, eftir athuganir á sprengju-
stjömunni, virðast enn ólíklegri.
Nýlega birtu tveir eðlisfræðing-
ar niðurstöður athugana sem þeir
gerðu á þeim takmörkunum sem
s.k. strengjakenningar setja
massa físeindanna. Kenningar
þessar eru vinsælar innan einda-
fræðinnar í dag, en þær gera ráð
fyrir því að eindum verði best lýst
sem örsmáum, einvíddar strengj-
um. Samkvæmt hefðbundinni
eðlisfræði getur strengur sveiflast
með mismunandi tíðni og í ákveð-
inni útsetningu þessarar stað-
reyndar lítur strengjakenningin
svo á að hvertíðni jafngildi ákveð-
inni eind. Þær forsendur sem
þessir eðlisfræðingar ganga út frá
leiða til niðurstaðna sem kreflast
þess að fiseindir búi yfir smávægi-
legum massa, sem ekki sé þó
meiri en 10 rafeindavolt.
Vísindamenn frá Indlandi hafa
einnig reiknað mögulegan fi-
seindamassa á grundvelli síðustu
gagna sem fyrir liggja um nýju
sprengjustjömuna. Niðurstöður
þeirra eru að massi raf-fiseind-
anna sé af stærðargráðunni 4
rafeindavolt, en fyrir mý-físeindir
fínna þeir 22 rafeindavolt.
Svo virðist sem sú mynd sem
fengist hefur á undanförnum vik-
um af massa raf-físeinda sé að
skerpast við eða rétt undir 10
rafeindvoltum. Ef tilgáta ind-
versku vísindamannanna er rétt
má gera ráð fyrir því að fiseindir
alheimsrúmsins búi yfir þremur
Qórðu hlutum af þeim massa sem
þarf til þess að snúa útþenslu al-
heimsins við. Sé þessu massatak-
marki náð mun útþensla
alheimsins einhvem tíma í fram-
tíðinni stöðvast, en eftir það mun
alheimurinn falla saman undir
eigin þyngdarkrafti. Fiseindir sem
búa yfír massa ættu því stóran
þátt í því að ákvarða örlög al-
heimsins.
Rétt er að geta þess að mikillar
óvissu gætir í öllum þessum áætl-
unum og því er enn sem komið
er ekki hægt að segja nokkuð
afgerandi um massa físeinda.
Túlkanir á þeim niðurstöðum sem
liggja fyrir af athugunum á
sprengistjömunni og samræmi
þeirra við reikninga sem gerðir
hafa verið innan strengjakenn-
inga eru mjög áhugaverðar.
JC REYKJAVÍK
Ert þú ein(n) af þeim sem:
- Búa yfir góðum hugmyndum en hafa ekki komið þeim á fram-
færi.
- Standa ekki upp á fundum og láta skoðanir sinar í Ijós.
- Eru svolítiðfeimnir.
- Vilja auka sjálfstraust sitt.
Ef einhver af þessum lýsingum á við þig, þá getum við hjálpað.
í boði er 5 kvölda námskeið fyrir ungt fólk á öllum aldri.
í hressilegu en afslöppuðu andrúmslofti tökum við fyrir
undirstöðuatriði f reeðumennsku, mannlegum samskiptum
og sitthvað fleira.
Þátttaka þín mun stuðla að betri árangri f starfi og leik og
gefa þér forskot á lífsgæðakapphlaupinu.
TÍMI: 01.10.-05.10.-08.10.- 12.10.-15.10.
Leiðbeinendur: Kári Jónsson og Ólafur R. Gunnarsson.
Upplýsingar og skráning í sfma 32620 eftir kl. 20.00.
TIL SÖLU
Dodge Ramcharger 1983
8 cyl., 318 cub., sjálfsk., vökvastýri, cruiser kontrol,
upphækkaður, álfelgur, veltigrind, stereo útvarps- og
kassettutæki, litað gler og FR talstöð.
Til sýnis i Bilabankanum, Hamarshöfða 1, simi 673232
sunnudagkl. 13-18.
VERIÐ VELKOMIN í
GREIÐSLUKORTA-
VIÐSKIPTI.
Akranes:
Bifreið brann
ELDUR kviknaði í bifreið á
Akranesi á föstudag sem nýkom-
inn var upp úr Akraborg^inni.
Slökkviliðið var kallað út og
tókst því að ráða niðurlögum
eldsins. Ekki er vitað um elds-
upptök. Bíllinn er talinn ónýtur
en engin meiðsli urðu á mönnum.
Bílvelta
við Hallorms-
staðaskóg
BÍLVELTA varð á hádegi á
föstudag skammt fyrir neðan
Hallormstaðaskóg. Engin slys
urðu á mönnum en billinn
skemmdist mikið.
Bifreiðin var á leið suður Upphér-
aðsveg og er talið að ökumaður
hafí misst stjóm á henni í lausa-
möl. Tveir vom í bílnum og hlutu
þeir engin meiðsl. Bifreiðin, nýr
Toyota Landcruiser, er mikið
skemmd.