Vesmír

Cesta ke hmotě

V kapitole o Vesmíru je několika slovy nastíněn význam interakce jako základního kamene veškerého dění okolo hmoty. Co o tom dnes víme bude obsahem následujícího, trochu odbornějšího sdělení. Nejdřív několik slov o elementárních částicích. Stabilní hmota Vesmíru je vytvořena jenom ze tří částic: protonu, neutronu a elektronu. Všechny ostatní jsou nestabilní a rychle se rozpadají. Proton a neutron, částice jádra atomu, jsou složeny z ještě menších, nejzákladnějších elementů hmoty, z kvarků. Kvarky jsou v protonu a neutronu uvězněny, nemohou existovat samostatně. Jejich jméno si fyzikové vypůjčili od Jamese Joyce. Píše o nich v knížce "Plačky pro Flanegana" a znamenají něco jako nesmysl. Naopak třetí, stabilní částice, elektron, není z ničeho složena, je samostatná a svobodná. Ačkoliv jsou kvarků dvě tříčlenné rodiny s trochu bláznivými názvy, pro protony a neutrony stačí kvarky s názvy U = up, nahoru, a D= down, dolů. Proton je složen ze dvou kvarků U a jednoho D, neutron má dva kvarky D a jeden U. Tyto dvě složené částice patří mezi hadrony. A svobodné částice, elektrony, kroužící okolo jádra jsou leptony. Všechny objekty ve Vesmíru jsou vybudovány z kvarků UP, DOWN a z elektronů. Jsou elektricky neutrální. Proton nese kladný náboj a elektron záporný o stejné hodnotě. Okamžitě po velkém třesku se spolu s protony, neutrony a elektrony zrodily základní síly, kterými na sebe vzájemně působí elementární částice - interakce. Jsou každé částici vrozené, jsou pojítkem všech věcí a žádná částice není izolovaná od působení jiných částic. Známe čtyři: elektromagnetickou, silnou jadernou, slabou a gravitační. A aby to nebylo tak jednoduché, jsou k přenosu informací zapotřebí ještě částice, které přenos uskuteční - nosiči interakce. Jsou generovány polem, jehož zdroj je v každé částici. Silnou interakci uskutečňuje gluon, slabou lehké bosony W a Z, elektromagnetickou foton a gravitační graviton. Liší se od sebe intenzitou a dosahem. V první chvilce po velkém třesku byly všechny interakce navzájem spojeny, ale záhy se od sebe oddělily. První byla interakce gravitační, nejslabší ze všech. Utekla, aby formovala rozpínající se Vesmír. Na velkých vzdálenostech má ohromnou moc. Je architektem Kosmu, spolutvůrcem jeho vzniku a bude mít zásadní slovo i při jeho zániku. Elektromagnetickou interakci zajišťuje nehmotná a ve Vesmíru nejrychlejší částice, foton, aby v souladu s interakcí uskutečňoval chemické reakce, správný chod televizních obrazovek, mobilů, počítačů a všeho možného harampádí. Foton je velevýznamná částice, ještě se k ní vrátíme. Slabá jaderná interakce spolu s bosony W a Z má na starosti řadu subtilních, na malých vzdálenostech uskutečňovaných reakcí, třeba radioaktivní rozpad beta... A silná jaderná pomocí gluonů drží pohromadě strašnou silou celé atomy, tedy veškerou hmotu Vesmíru. Tak, pomocí čtyř interakcí, rozmlouvá Vesmír se svými elementárními komponenty. Nepatrné částice, visící v rozlehlém prostoru, poslouchají, reagují, ochotně spolupracují, starají se o všechno hmotné ve Vesmíru, a nikdy se neperou. Pro úplnost dodejme, že všechny částice získaly svoji hmotnost pomocí tak zvaných Higgsových bosonů, které byly přítomny při jejich zrodu. Krátce se vrátíme k částici, o níž jsme se zmínili v souvislosti s interakcemi. Je to foton, má nulovou hmotnost, pohybuje se nevyšší možnou rychlostí ve Vesmíru - 300 000 kilometrů za sekundu a chová se jako částice i jako vlna o definovaných kmitočtech. Je základním kvantem elektromagnetického záření, do něhož jsme se vším okolo nás ponořeni. Různé vlastnosti elektromagnetického záření znázorňuje jeho vlnové spektrum, kde jsou kmitočty - délky vln - seřazeny od nejdelších k nejkratším: rozhlasové dlouhé, krátké, mikrovlny, tepelné záření, světlo od červené barvy přes oranžovou, žlutou, zelenou, modrou a fialovou, až po člověku nebezpečné, ultrafialové, rentgenové a gama záření. Vnímáme svět díky světlu. Přes úžasnou rychlost, kterou se světlo řítí prostorem, trvá mu to osm minut než od Slunce doletí k Zemi. Hvězdy na obloze jsou daleko desítky, stovky a tisíce světelných let, světelných roků. Světlo galaxií k nám dorazí za miliony světelných roků, a ze zatím nejvzdálenějšího objektu, kam dohlédly největší teleskopy, přišlo světlo staré dvanáct miliard let. Světlo je neodmyslitelnou součástí života, toužíme po něm, sníme o něm, vše co vidíme, je světlo světa, do něhož jsme se narodili a v němž můžeme se světlem v duši žít.