Új Szó - Vasárnapi kiadás, 1985. július-december (18. évfolyam, 27-52. szám)
1985-07-19 / 29. szám
ÚJ szú 17 985. VII. 12. TUDOMÁNY : <'* : es TECHNIKA A fekete lyukak létezésének lehetőségét Pierre Simon Laplace francia tudós - Newton elméleteit felhasználva - már 1789-ben felvetette. Szerinte ha egy objektum rendkívül nagy tömegű, felületén a gravitáció olyan nagyságot érhet el, hogy az ún. ,,szökési sebesség“, amellyel valamely test elszabadulhat vonzási köréből, meghaladhatja Newton „fényrészecskéinek“ sebességét. Ezért egy ilyen objektumról még a fény sem távozhat el. Laplace erre a következtetésre jutott: „Az univerzum legnagyobb csillagai - feltehetően láthatatlanok“. Ezután azonban senki sem foglalkozott tovább Laplace „sötét csillagaival“, mindaddig, amíg egy évszázaddal később Albert Einstein (1879-1955) általános relativitáselmélete meg nem rázkódtatta a tudományos világot. Az új elmélet alapján Karl Schwarzschild (1873-1916) német csillagász 1915-ben arra a következtetésre jutott, hogy ha egy megfelelő tömegű csillag anyaga eléggé összetömörül, gravitációs erejénél fogva a csillag a szó szoros értelmében eltűnik a megfigyelő elől. Egy ilyen kompakt objektumról a fény akkor nem távozhat el, ha az összenvomódó csillaa suaara az Rs = 2GM/C2 kritikus, ún. Schwarzschild - rádiusznál kisebbé válik (G az általános tömege, c a fény sebessége). Ha a Nap például - melynek sugara 696 000 km - 3 km-nél kisebb sugarúra zsugorodna össze, akkor a fény nem távozna el róla, azaz láthatatlanná válna. A fekete lyuk a Napnál nagyobb tömegű csillagok egyik lehetséges végállapota - a téridő olyan tartománya, amelyből nem lehet kiszabadulni. A fekete lyuk határát eseményhorizontnak nevezik; megfelel a csillagból kiinduló fény hullámfrontjának, amelynek már éppen nem sikerül kiszabadulnia, hanem lebeg a Schwarzschild - sugárnál. A fekete lyukak legfontosabb tulajdonságai közé tartozik, hogy az eseményhorizont felülete sohasem csökkenhet, és mindig növekszik, ha a fekete lyukba újabb anyag vagy sugárzás hullik. Sőt, ha két fekete lyuk ütközik egymással és egyetlen fekete lyukká olvad össze, az eredő fekete lyuk körüli eseményhorizont területe nagyobb a két eredeti fekete lyukhoz tartozó eseményhorizont területének összegénél. Hogyan jöhetnek létre ezek a láthatatlan „égi porszívók“, amelyek környezetükből magukba szippantanak minden anyagot? E kérdésre akkor kapunk választ, ha megértjük a csillagfejlődés utolsó szakaszának elméletét. Mind világosabbá válik, hogy egy csillag élettörténete lényegében szüntelen harc két egymásnak feszülő erő között. A csillag gravitációs ereje a középpont irányába fejt ki húzóerőt. A csillag belsejében tomboló energiafelszabadítási folyamatok viszont kifelé irányuló nyomást hoznak létre. Az egyensúlyi helyzet azonban nem tart örökké. Egy csillag életében és fejlődésében a legfontosabb tényező a gravitáció, amely végső soron még pusztulását is megszabja. A gravitációs vonzás hatására az intersztelláris gázfelhő egyre jobban összehúzódik, ennek következtében hőmérséklete emelkedik és centrális részében lesz a legnagyobb. A kezdeti tömeg jelentősége óriási: ez befolyásolja a csillag életútját, maximális életkorát,, sót pusztulásának módját is. A gázfelhő tömegétől függően mintegy százezer - egymillió év múlva a hőmérséklet eléri a kritikus 11 millió fokot, így a csillag központi magjában megkezdődhetnek a termonukleáris reakciók: az atommagok magasabb rendszámú atommagokká egyesülnek. E fúziós folyamatok jelentik a csillag fejlődése szempontjából a második legfontosabb tényezőt. Ettől kezdve a csillag belsejében egyensúly alakul ki: a gravitációs erők egyensúlyt tartanak a gőznyomással és a sugárnyomással. Az első fúziós folyamatban hidrogén alakul át héliummá a csilag középponti részében; a külsőbb rétegekben a hőmérséklet nem elég magas ahhoz, hogy ez a folyamat lejátszódjék. Amikor a hidrogén elfogy, a magban már szinte csak héliumot lehet találni, bár négyszer kevesebbet, mint amennyi hidrogén volt. A héliumatomok elvileg szénné egyesülhetnének, de ez nem történik meg, mert ahhoz jóval magasabb hőmérsékletre volna szükség. így tehát leáll a nukláris energia termelése, megszűnik az egyensúlyi állapot: a csökkent gáznyomás és sugárnyomás mellett felülkerekedik a gravitáció, vagyis a csillag elkezd zsugorodni. Az összehúzódás révén felszabaduló gravitációs energia elsősorban hővé alakul, így a csillag hőmérséklete ismét emelkedni kezd. Bizonyos idő elteltével a központi részben 100 millió °C lesz a hőmérséklet, amely már elég magas ahhoz, hogy beinduljon a hélium fúziója, szénné. Mivel a héliumatomokból lényegesen kevesebb van, mint a hidrogénatomokból volt, ez a második fúziós periódus gyorsabban zajlik le, mint az első. Ezután ismét megszűnik az egyensúly, a csillagban ismét elindulhat egy újabb fúziós folyamat. Ez igy ismétlődik, egyre magasabb rendszámú elemekkel. Így szintetizálódnak az alapvető építőelemből, a hidrogén atommagjából az univerzum elemei, fokról fokra egészen a vasig. A csillag életútját tehát fúziós energiatermelési, valamint össze- húzódási szakaszok jellemzik, míg a csillag el nem jut odáig, hogy elfogy minden nukleáris fűtőanyaga. Ekkor a csillag további sorsát kezdeti tömege dönti el. A Naphoz hasonló, kisebb csillagok lassan átalakulnak ún. fehér törpévé, amelyre az jellemző, hogy nagyon kompakt, összenyomhatatlan, főleg elektronokból álló magja van. Ebbe az állapotba a legfeljebb 3,5 naptömegnyi csillagok juthatnak el. A nagyobb tömegű csillagok fejlődése a fűtőanyag elfogyasztása után egy gravitációs kollapszussal, hirtelen összenyomással folytatódik. Az összenyomás folyamán a csillagmag anyaga végül is olyan szupersűrű állapotba kerül, amelyben már nem léteznek önálló protonok és elektronok. Azok akkor már annyira összepréselődtek, hogy a mag teljesen neutronokból áll, ezért a kollapszus eredményeként létrejövő csillagot ebben az esetben neutroncsillagnak nevezik. A neutroncsillag azonban csak a legfeljebb 10 naptömegnyi csillagok lehetséges végállapota. Pedig ennél jóval nagyobb tömegű csillagok is ismeretesek. Ezeknél a kollapszus az említettnél sokkal nagyobb lesz. Igy tehát a nagy tömegű csillag tovább zsugorodik, és amikor egyensúlyi állapotba jut, sugara már kisebb a Schwarzschild - rádiusznál. Ez azt jelenti, hogy a csillag felszínén a szökési sebesség meghaladja a fényességet, aminek következtében erről a csillagról még a fény sem szakadhat el, hanem görbült pályán visszatér a felszínre. Az említett csillagról tehát nem érkezhet fény a külső megfigyelőhöz, azaz láthatatlan, ezért fekete lyuknak (Black Hole) nevezték el. Mindezek után jogosan merülnek fel a kérdések: a fekete lyukak jelentenék a világmindenségben zajló fejlődési, átalakulási folyamatok végállomását? A fekete lyuk az univerzum koporsója vagy bölcsője? Lehetséges volna, hogy a galaxisok milliárdjai végül is egyetlen óriási fekete lyukba omolnak'össze? Ha igen, mi lesz utána? Tovább már semmi, vagy új csillagrendszerek bölcsőjévé válna a felrobbant fekete lyuk? Folytatásként pedig újrateremtenék a világmindenséget? A fekete lyuk egy „varázskapu“ egy másik univerzumba? A kutatók napjainkban mind korszerűbb módszerekkel és eszközökkel rendelkeznek a fekete lyukak felismerésére. Javított rendszerű műholdakkal, gravitációs detektorokkal, lézerekkel keresik a végső bizonyítékot létezésükre, hátha ezzel megoldódna az a rejtély is, amely a világmindenség kialakulását, fejlődését, további sorsát még mindig fedi. S végül még egy érdekesség. A tudósok ma általában azt vallják, hogy az univerzum szüntelenül tágul, s a galaxisok még mindig távolodóban vannak az öseredeti Nagy Robbanás (Big Bang) színhelyétől. Nem tudják azonban, hogy ez a távolodás a végtelenségig folytatódik-e, vagy a galaxisok saját gravitációjuk hatására egyszer visszahullanak-e majd. Ehhez azonban annyi anyagnak kellene lennie az univerzumban, amennyit a megfigyelhető galaxisokban, csillagközi por- és gázfelhőkben az asztronómusoknak mind ez idáig nem sikerült felfedezniük. Azonban az einsteini tételek alapján végzett számítások szerint sokkal több anyagnak kellene lennie a világmindenségben, mint amennyiről tudunk. Vajon hol lehet a hiányzó anyag? Lehetséges, hogy zömét a fekete lyukak rejtik el elölünk? Ha igy van, akkor látható és láthatatlan anyagtömeg együttvéve már elegendő „visszahúzó“ erőt képvisel ahhoz, hogy az univerzum végül egyetlen, nagy fekete lyukba tömörülve fejezze be létezését. A fekete lyukak azonban nemcsak mérhetetlen gravitációs erejükkel ragadják meg a képzeletünket. Az emberi elme számára különösen megfoghatatlanok azok a hatások, amelyeket a térre és az időre gyakorolhatnak. Mindenesetre a fekete lyukak problémái körül gyűrűző szellemi erjedés csak hasznos lehet a tudomány további fejlődése számáTARICS PÉTER (A ÖSTK felvétele) Az 1969 áprilisában Hurbanovó- ban létesített Szlovák Amatőr Csillagászati Központ széles körű szakmai és módszertani segítségben részesíti a szlovákiai népi csillagászati állomásokat, a csillagászat kérdéseivel foglalkozó intézményeket és szakköröket, valamint segítséget nyújt az iskoláknak is a csillagászat szemléltető oktatásához. Az alapkutatás állami terve keretében a központ dolgozói megfigyelési programot valósítanak meg, amely egy spektro- helioszkóp, és egy új, horizontális távcső segítségével a Nap vizsgálatára irányul. A felvételen Ladislav Cerny, a központ munkatársa a Vénusz bolygó nappali megfigyelését végzi. A fekete lyukak rejtélye A Skoda Plzen konszernvállalat központi kutatóintézetében új munkahelyet létesítettek, amely két japán gyártmányú elektronmikroszkóppal van ellátva. Ezek a műszerek nagy segítséget nyújtanak a fémanyagok mikroszerkezetének tanulmányozásához. Ennek főleg az atomenergetikai berendezések gyártásánál van nagy jelentősége, ahol különösen szigorú követelmények vannak az alkalmazott acélok szilárdságával, sérülésekkel szembeni ellenálló képességével szemben. A Jeol cégtől vásárolt elektronmikroszkópok filmfelvételen rögzítik a nagyított képet. A felvételen Dr. Josef KasI és Dr. Vojtéch Kaska, kandidátus az egyik elektronmikroszkópot kezelik. (A ÓSTK felvétele) Érdekességek, újdonságok HOGYAN ÉPÜLTEK AZ EGYIPTOMI PIRAMISOK? A Smithsonian Intézet tavalyi archeometriai szimpóziumán egy amerikai kutató különös elmélettel állt elő. Szerinte az ókori egyiptomiak nem természetes köböl építették piramisaikat. A fáraók világhírű síremlékeit az eddigi feltételezések szerint hatalmas kőtömbökből emelték sok tízezernyi ember munkájával. Az új hipotézis azon a kémiai elemzésen alapul, hogy három piramisból származó kőzetmintának sem összetétele, sem a mik- roszerkezete nem egyezik meg a piramisokhoz legközelebbi mészkőbányák anyagáéval. Különösen feltűnő ez a különbség a piramisok burkolókövénél, amely tizenhárom olyan különféle anyagot tartalmaz, ami az említett bányákban egyáltalán nem fordul elő. A burkolókőben a kutató egy olyan anyagot talált, amely valószínűleg a kötőanyag szerepét játszotta. Nátriumkarbonátból, nílusi iszapból, kvarcból, foszfátokból áll. Az építkezés menete a következő módon képzelhető el: először összetörték a mészkövet, azután habarcsot készítettek belőle, s az említett kötőanyaggal együtt egy fazsaluzatba öntötték. Néhány óra múlva megszilárdult és szemre nem különbözött a természetes mészkőtől. Ez a módszer minden bizonnyal kevesebb idő és jóval kevesebb munkás kezet igényelt, mintha gigantikus kőtömbökből építkeztek volna. Ez a hipotézis segítséget nyújthat annak a megfejtéséhez is, hogyan tudták az ókori építőmesterek olyan pontosan összeilleszteni a kőtömböket, hogy a hézagba egy kártya sem fér bele. Elképzelhető, hogy a már kiöntett és megszilárdult tömbök oldalai természetes zsaluzatként szolgáltak a további munkához. (Príroda) TRAKTOROS TÁVVEZÉRLÉS A Szovjetunió egyik szovho- a vezértraktor valamennyi manőverét pontosan követi, összesen huszonhatféle utasítást hajthat végre. A távirányításnak ezzel az eljárásával már szántottak, tarlót hántot- tak, vetettek stb. zában azzal kisérieteznek, hogy egy traktorról távirányítással egy másikat működtessenek. A vezértraktor vezetőjének minden tevékenységét kábelek vezetik el a másik - távirányítású - traktorhoz, s az MŰFŰ Egyre nagyobb az érdeklődés az Ausztráliában kifejlesztett, sportpályák borítására szolgáló műfű iránt. A Sydneyben gyártott mügyep éppen olyan, mint a természetes, de természeti tényezők, szárazság, fagy stb. hatására nem károsodik. Eső után azonnal el lehet kezdeni a mérkőzéseket. A műfű UV-stabilizált, rostositott polipropilén szálakból szövött anyag, amelyet egy szintetikus gumiréteghez kötnek. A műfű iránt Európából és a Közép-Keletről, valamint számos dél-ázsiai országból többen is érdeklődnek. A gyártó cég 50 százalékos exportot tervez a termékből. A TARTÓSÍTOTT ZÖLDSÉGEK VITAMINTARTALMA Egy NSZK-beli élelmiszer- ipari kutatóintézetben kimutatták, hogy vitamintartalmuk egy részét a tartósított zöldségek is megőrzik. A vizsgálat során frissen árult, mélyhűtött és konzervált zöldbab C-vitamin- tartalmát hasonlították össze. Míg a boltban árult friss zöldbab csak 25 százalékát őrizte meg eredeti vitamintartalmának, a konzervált bab 40 százalékát, s a mélyhűtött áruban is még mintegy 25 százaléknyi maradt meg - tizenegy hónappal a betakarítás után. ÚJ TENGERI HÍRKÖZLŐ MŰHOLD A Marecs B2 műholdat, amely a világ tengerhajózási műholdas hírközlésének több mint a felét bonyolítja le, Csendes óceán feletti pályára állították. Korábban üzembe he- lyetett testvérműholdja az Atlanti óceán fölött működik. A két műholdból álló rendszert a londoni székhellyel működő INMARSAT néven ismert nemzetközi szervezet üzemelteti. Az új műhold átveszi a korábbi Marisat műhold szerepét, jó minőségű távbeszélő, adat- és telexátvitelt biztosit a hajók és a tengeren létesített fúrószigetek, valamint a földi állomások között napi 24 órás üzemben. A Marecs műholdak az európai hírközlő műholdak tengeri változatai. Gyártásukban jelentős szerepe van a Britisch Aerospace vállalatnak, amely az utóbbiak közül öt műhold kivitelezésére kapott megbízást.
