Labai dažnai Holivudo filmuose, siekiant pavaizduoti mokslininką, personažas kalba sudėtingais terminais. Scenaristų nuomone, žiūrovas tokiu momentu turi ne gilintis į pasakymą, o tiesiog suprasti: o, tai mokslininkas! Aktoriaus ištartos frazės prasmės (net jei tai buvo visiška nesąmonė) mokslinės terminologijos nežinantis žiūrovas taip ir nesupranta.
Šiame straipsnyje paprastai papasakosime apie tuos mokslinius terminus, kurių supratimas jums padės geriau orientuotis šiuolaikiniame mokslo pasaulyje, lengviau suprasti tai, kas rašoma moksliniuose straipsniuose ir naujienose.
Kuperio juosta
Saulės sistema toli gražu nesibaigia Plutono orbita. Dabar astronomai išskiria visą taip vadinamų transneptūninių objektų klasę – tai yra, už Neptūno orbitos esančius dangaus kūnus, gravitaciškai susietus su mūsų žvaigžde. Didžiulę sritį (nuo 4,5 iki 8,2 mlrd. km nuo Saulės) užima Kuperio juosta, kurios objektai labai domina mokslininkus. Be asteroidų tarp jų esama ir nykštukinių planetų – Plutonas taip pat priklauso Kuperio juostai. Kai kurie mokslininkai tikisi Kuperio juostoje aptikti ir stambesnių planetų.
Erdvėlaikis
Bendrosios reliatyvumo teorijos (BRT) terminas suvienija tris erdvės ir vieną laiko matmenis į vieningą dinamišką sistemą. Einšteinui pavyko pademonstruoti, kad laikas ir erdvė neatsiejamai susiję vienas su kitu.
Pagal BRT, erdvėlaikio kreivumas priklauso nuo jame esančio objekto masės. Kuo masė didesnė, tuo smarkiau apie jį iškreipiamas erdvėlaikio audinys, kas priverčia kitus, ne tokius masyvius kūnus, esančius netoliese, judėti link jo. Į šiuos spąstus, beje, patenka netgi šviesa. Šviesos išlinkimas šalia masyvių objektų vadinamas gravitaciniu lęšiavimu.
Singuliarumas
Šis terminas gan daugiareikšmis. Dažniausiai jis naudojamas aprašant juodųjų bedugnių fiziką. Pagal BRT, kosmose gali būti tokių objektų (dabar juos vadiname „juodosiomis bedugnėmis“), kuriuose erdvėlaikio iškreivėjimas pasiekia begalybę, taigi, nebeįmanoma fiziškai interpretuoti tokio objekto viduje vykstančių procesų.
Kitaip tariant, iš įprastinės fizikos teorijų negalime sužinoti, kas vyksta juodojoje bedugnėje – tik spėlioti, ir nuo Einšteino laikų šioje srityje taip ir neįvyko nė vieno fundamentalaus proveržio. Beje, yra tyrimų, rodančių, kad mūsų Visatoje gravitacinių singuliarumų gali iš viso nebūti.
Elektromagnetinis spinduliavimas
Neretai populiariojoje fantastikoje elektromagnetinis spinduliavimas vaizduojamas kaip paslaptinga, žudanti, transformuojanti herojus į superherojus ar perkelianti juos laiku, jėga. Kas tai iš tiesų yra?
EMS – fotonų, elementariųjų šviesos dalelių srautai. Fotonų bangos dažnių ir ilgių yra įvairiausių, todėl mokslininkams teko fotonus klasifikuoti į atskirus elektromagnetinius diapazonus. Žmogaus akis sudaryta taip, kad galėtų matyti tik labai siaurą viso elektromagnetinio spinduliavimo spektro dalį – vadinamąjį regimąjį spinduliavimą, kitaip - optinį diapazoną. Didžiosios EMS dalies mes neregime. Pavyzdžiui, radijo bangų (taip, tai irgi fotonai), rentgeno spinduliavimo, infraraudonųjų spindulių.
Echolokacija
Atstumo iki objekto nustatymas, objekto kryptimi siunčiant garso bangas ir analizuojant bangos grįžimo laiką, vadinamas echolokacija. Šią technologiją pasiskolinome iš šikšnosparnių, naudojančių ultragarso echolokaciją orientavimuisi erdvėje. Pavyzdžiui, netgi nematantis šikšnosparnis skrisdamas išvengs susidūrimų su objektais. Echolokacija plačiai taikoma – pavyzdžiui, tiriant jūros dugną. Tuo pačiu principu veikia radarai, tik ten vietoje garso naudojamos elektromagnetinės bangos.
Fundamentalioji sąveika
Tarp elementariųjų dalelių gali vykti keturios pagrindinės sąveikos, vadinamos fundamentaliosiomis. Tai elektromagnetinė sąveika (vyksta tarp elektriškai įkrautų dalelių), silpnoji ir stiprioji (laiko atomo branduolio elementus drauge) sąveika, o taip pat daugiausiai problemų dabar fizikams kelianti – gravitacinė.
Kiekvieną iš šių sąveikų perneša atitinkamas bozonas. Elektromagnetinė sąveika pernešama fotonais, silpnoji sąveika – W ir Z bozonais, stiprioji sąveika – gliuonais, o garvitacinės sąveikos bozonas dar nerastas (tačiau jau turi pavadinimą - gravitonas).
Kvantinė gravitacija
Fizikams jau seniai nepavyksta sukurti vieningos gravitacijos teorijos. Specialiosios reliatyvumo teorijos (SRO) teiginiai, gana tiksliai (sprendžiant iš stebėjimų) aprašantys erdvėlaiko dinamiką, tiesiog nedera su kita fundamentalia teorija – kvantų mechanika. Iki šiol nerasta elementarioji dalelė, pernešanti gravitacinę sąveiką. Todėl viso pasaulio fizikos teoretikai jau seniai stengiasi sukurti naują gravitacijos teoriją, kuri „kvantuotų“ gravitacinę sąveiką. Ši kuriama teorija vadinasi kvantine gravitacija.
Stygų teorija
Standartinio modelio konkurentė, siekiant Visko teorijos titulo, yra Stygų teorija. Tai matematiškai labai sudėtinga teorija, kurią teisingai suprasti, kaip tvirtina mokslininkai, gali tik patyrę fizikai-teoretikai. Apibendrinant, stygų teorija skelbia, kad visa mūsų Visatos erdvė susideda ne iš taškinių dalelių, o iš neįtikėtinai plonų energijos gijų, arba stygų, kurių svyravimai sudaro materiją ir fundamentaliąsias sąveikas. Nepaisant to, kad dabartinėmis technologijomis stygų egzistavimo įrodyti niekaip negalima, teorija laikoma gan perspektyvia, kadangi būtent per ją galima suvienyti BRT ir kvantų mechaniką.
Antimaterija/antimedžiaga
Be įprastos materijos, iš kurios esame sudaryti, yra ir antimaterija. Jos buvimą lemia simetriškų dalelių ir antidalelių porų egzistavimas. Pavyzdžiui, elektronas ir pozitronas, protonas ir antiprotonas ir t.t. Dalelei ir antidalelei susidūrus, įvyksta anihiliacija – dalelių tarpusavio sunaikinimas, išskiriant didelį energijos kiekį.
Teorija skelbia, kad Didžiojo Sprogimo metu, Visatai vos gimus, atsirado vienodas materijos ir antimaterijos kiekis. Dabar visame stebimame kosmose regime absoliutų įprastos materijos viršenybę. Kodėl? Atsakymo į šį funadamentalų klausimą teoriniai ieškojimai vyksta jau labai seniai. Nepaisant egzistuojančių hipotezių, kol kas mokslininkai į jį užtikrintai atsakyti negali.
Tamsioji materija
Tamsioji materija su įprasta medžiaga sąveikauja tik gravitaciškai. Tamsioji materija dar nė karto nėra stebėta tiesiogiai, tačiau jos egzistavimą numato dabartiniai Visatos matematiniai modeliai. Jeigu jos nebūtų, galaktikos turėtų judėti kitaip. Tačiau stebėjimai rodo, kad jas veikia dar kažkas, ne vien regima materija. To „kažko“ masę ir pavadino tamsiąja materija. Pagal skaičiavimu, ji sudaro 26,8 % Visatos masės. Jau yra ir hipotetinės dalelės-kandidatės į tamsiosios materijos vaidmenį – vimpai ir aksionai, kurių egzistavimas kol kas neįrodytas.
LHC
Ginčai dėl Didžiojo hadronų greitintuvo (LHC – Large Hadron Collider) galimybių sukelti apokalipsę baigėsi 2010-ųjų pradžioje, tačiau daugelis iki šiol nežino, koks čia žvėris – dalelių greitintuvas. Taigi, iš esmės tai tiesus ar išlenktas vamzdis, kuriame elementariosios dalelės priešingomis kryptimis įgreitinamos iki greičio, artimo šviesos greičiui, ir tam tikrame taške susiduria. Tikslas gan paprastas: susidūrusios aukštos energijos dalelės subyra į smulkesnes daleles, ir tuo momentu mokslininkai kruopščiai fiksuoja visas „nuolaužas“. Taip mokslininkai atranda naujas elementariąsias daleles ir gilina žinias apie kvantinį Visatos pagrindą.
Higso bozonas
2012 metais buvo patvirtinta, kad LHC galiausiai sugebėjo aptikti paslaptingąjį bozoną, suteikiantį elementariosioms dalelėms masę. Higso bozono egzistavimas buvo numatytas dar septintajame XX a. dešimtmetyje, o pats Piteris Higsas po dalelės aptikimo LHC gavo 2013 metų Nobelio premiją.
Verta paminėti, kad 2014-ųjų rudenį spaudoje vis dažniau ėmė rodytis pranešimai apie atviras kai kurių mokslininkų abejones dėl bozono aptikimo 2012 metais. Tačiau kol kas nėra pateikta nė vieno visaverčio paneigimo to, kad LHC atrasta dalelė ir yra tas bozonas.
Grafenas
2004 metais rusų ir britų fizikas Konstantinas Novoselovas drauge su savo vadovu Andre Geimu pirmą kartą laboratorijoje gavo grafeną, arba, kaip kai kas vadina, „stebuklingąją medžiagą“.
Grafenas yra nuostabių savybių dvimatis vieno atomo storio anglies sluoksnis: jis stulbinamai tvirtas, o taip pat labai laidus šilumai ir elektrai. Dėl viso to grafenas yra itin perspektyvi ateities elektronikos medžiaga: jis dažnai vadinamas nanoelektronikos pagrindu ir tinkamiausia alternatyva siliciui, kuris kol kas yra vienvaldis dabartinės elektronikos puslaidininkių karalius.
Per pastaruosius metus grafenas buvo gautas daugybėje laboratorijų visame pasaulyje, kur daugsyk įrodytos nepaprastos jo savybės. 2010 metais Novoselovui ir Geimui buvo įteikta Nobelio fizikos premija būtent „už pažangius dvimatės medžiagos – grafeno – tyrimus“, o vis naujos „stebuklingosios medžiagos“ savybės atrandamos iki šiol. Vykdomi jau technologinių vaisių davę grafeno panaudojimo medicinoje ir kosminėse technologijose tyrimai.
Radioizotopinis datavimas
Atsiradus radioizotopiniam datavimui, pasidarė įmanoma nustatyti bet kokių objektų, kuriuose yra radioaktyvių izotopų, amžių. Metodo principas toks: mokslininkai ima mėginį – geologinį, paleontologinį, archeologinį ir t.t. – ir ieško jame radioaktyvaus elemento. Kadangi visų Žemėje randamų radioaktyvių izotopų irimo pusperiodžiai žinomi jau seniai, mokslininkai žiūri, kokia dalis rastojo izotopo spėjo suskilti per mėginio egzistavimo laiką, ir pagal tai apskaičiuoja tikrąjį mėginio amžių.
Egzistuoja keletas radioizotopinio datavimo rūšių, naudojamų su skirtingais izotopais ir, atitinkamai, skirtingomis laiko epochomis: tai radioaktyviosios anglies, kalio–argono ir urano–švino metodai.
Kambro sprogimas
Maždaug prieš 540 milijonų metų Pasauliniame vandenyne įvyko staigus biologinės įvairovės augimas, pavadintas Kambro sprogimu. Santykinai greitai atsirado absoliučiai naujos padarų rūšys – chordiniai, moliuskai, nariuotakojai, dygiaodžiai. Taip pat būtent tada įsitvirtino pasiskirstymas į plėšrūnus ir aukas, o daugelis gyvūnų užsiaugino tvirtą išorinį skeletą – egzoskeletą.
Evoliucija, bet kuriuo kitu savo evoliucijos metu vykusi labai lėtai ir palaipsniui, netikėtai paspartėjo. Netgi Čarlzas Darvinas savo darbuose mini, kad Kambro sprogimas nedera su jo supratimu apie evoliuciją. Tačiau dabar jau žinoma, kad daugelis gyvūnų rūšių, kurių atsiradimas anksčiau sietas su kambro sprogimu, atsirado iki Kambro periodo.
