9. Antymateria?
9.1. „I stałem się śmiercią...”
Już w wieku płochych 26 lat
geniusz Alberta Einsteina sformułował magiczny wzór na równoważność
materii i energii:
E
= mc2
Według tego prostego wzoru
wszystka przestrzeń Wszechświata jest przeniknięta polami grawitacyjnymi, a
właściwości materii są dokładnie takie same w całym Kosmosie. Odkrycie prof.
Einsteina zostało wypróbowane w sposób straszliwy w dniu 6 sierpnia 1945 roku,
a dokonała tego amerykańska bomba jądrowa o cynicznym kryptonimie Little
Boy.[1]
Ta bomba zniszczyła Hiroszimę...[2]
I stałem się śmiercią, a świat
zadrży w posadach przede mną – cytował
akuratnie dr Julius Robert „Oppie”
Oppenheimer jedną ze starożytnych ksiąg hinduskich, kiedy dowiedział
się zagładzie Hiroszimy i Nagasaki. Był on bezpośrednio odpowiedzialnym za
wyprodukowanie tam użytych bomb atomowych.[3]
Z każdego z 1.000 gramów uranu i
plutonu użytego w bombach na lżejsze atomy rozszczepiło się 99,9% atomów, zaś
niecały gram materii zamienił się w energię. Niby niewiele, ale wywołało to
skutki porównywalne z biblijnym Armagedonem! Kolega „Oppiego” Bainbridge
tak to wspomniał po 30 latach:
Kto to widział, ten nigdy nie
zapomni. To było bezbożne i groźne widowisko!
Sprawność tego procesu nie
wynosiła nawet 1%! – ale moc eksplozji wahała się w granicach 20-30 kt TNT.
Uczeni długo myśleli nad tym, jak okiełznać te procesy, ale czy nie doprowadzi
to do ogólnoświatowej katastrofy? A co się stanie, kiedy energia atomowa wyrwie
się spod kontroli człowieka?[4]
Czy Einstein przewidział podobne
niebezpieczeństwo? A może do końca go nie przewidział? Ta możliwość może być
spokojnie wykluczona – stary naukowiec na krótko przed śmiercią powiedział, że
istnieje pewna podstawowa koncepcja fizyczna, której nikomu nie zdradzi; i tym
samym zdecydował się zabrać tajemnicę do grobu.[5]
O co w tym przypadku mogło
chodzić? Tego nie wie nikt, ale wielu uczonych się domyśla, że Einsteinowi
chodziło o antymaterię!
Już za jego życia uczeni
zastanawiali się, czy może istnieć taka forma energii, do której materia
przetransformowałaby się bez reszty. Taki super-materiał wybuchowy
przewyższałby wielokrotnie energię bomby rzuconej na Hiroszimę. Byłoby to coś
lepszego od bomby wodorowej.[6]
Antymaterię udało się wreszcie zsyntetyzować, wprawdzie na ułamki sekund, ale
lody zostały przełamane. Udało się uzyskać jądra antywodoru i antyhelu.[7]
- Czy Einstein milczał na próżno?
– pytał dramatycznie pewien amerykański dziennikarz
w swym artykule, kiedy dowiedział się o sukcesie swych rodaków z Lawrence
Livermore Laboratory. Definitywnej odpowiedzi nie mamy do dziś dnia, ale
zagadkowa eksplozja z dnia 30 czerwca 1908 roku mogłaby być pierwszą wskazówką.
A zatem czy nie mogła być ta tunguska eksplozja spowodowana przez spadający na
Ziemię odłamek z dalekiego antyświata?
Trzej renomowani amerykańscy
uczeni – w tym dwaj nobliści – Willard Libby i Clyde Donovan wraz
z fizykiem C. Atlurim już w 1965 roku opublikowali w „Nature” nr 4.987
godny uwagi artykuł pt. „Possible Anti-Matter Content of the Tunguska Meteor
of 1908”. Autorzy zawarli w nim podejrzenie, że
tunguski obiekt mógł być wytworzony z antymaterii. Według ich poglądów, byłby
to o jeden powód więcej, dlaczego ten przypadek był przez całe dziesięciolecia
naukową zagadką.
9.2. Fragment antyświata?
Libby i jego dwaj koledzy wbrew
pozorom nie byli pierwszymi, którzy opublikowali taką fantastyczną hipotezę.
Już przed 37 laty, w roku 1928, brytyjski fizyk i noblista prof. Paul Dirac
wystąpił z teorią, że istnieją także antyelektrony. Jak powszechnie wiadomo,
wszelka materia naszego świata składa się z atomów, których cegiełki stanowią
cząstki elementarne mające ładunek elektryczny – np. elektrony mają ujemny, zaś
protony – dodatni. Z tego wynikała logiczna uwaga Diraca, że muszą istnieć
także dodatnie antyelektrony i ujemne antyprotony. W 1933 takie poglądy trąciły
naukowym kacerstwem i herezją, ze wszystkie cząstki mają swe zwierciadlane
odbicia – antycząstki z przeciwnymi ładunkami elektrycznymi i właściwościami
magnetycznymi.[8]
Dirac wywołał sporo zamieszania
swymi teoriami i do dziś żerują na nich autorzy literatury s-f. Ukazał się
również spekulatywny obraz antyświata z antymaterii. Gdyby nasze światy się
spotkały, to zniszczyłyby się wzajemnie w akcie anihilacji. Doszłoby bowiem do
Sądnego Dnia, ponieważ wszystkie atomy zamieniłyby się w energię w potwornym
wybuchu. Oto Armageddon! Z tego punktu widzenia, katastrofa tunguska nosi
znamiona tego, że nad syberyjską tajgą doszło do kolizji materii z antymaterią!
Libby, Cowan i Atluri założyli,
że w czasie wejścia do atmosfery nieznany obiekt z antyswiata wszedł w kontakt
z „normalną” materią, co oczywiście spowodowało wybuch. „Antymeteoryt” nad powierzchnią Ziemi
zmieniłby się w promieniowanie i dlatego nie znaleziono ani jednego kawałeczka
kosmicznego intruza.
Już w 1958 roku, na 7 lat przed
artykułem Libby’ego i spółki, pod koniec kwietnia, opublikowano w „Nature”
obszerny artykuł o meteorytach. Autorem tego artykułu był dr Philip Wyatt
z Instytutu Fizyki Uniwersytetu Stanowego na Florydzie, który dzięki swym
badaniom doszedł do niekonwencjonalnego wniosku, a mianowicie – zarówno
Meteoryt Syberyjski, jak i meteoryt, którego impakt wytworzył Meteor Crater
składały się z antymaterii i tym można wytłumaczyć brak jakichkolwiek
materialnych śladów tych kosmicznych pocisków...
9.3. Głos zabierają eksperci.
Ale jednak Philip Wyatt nie był
pierwszym uczonym, który przypuszczał, że istnieje antymateria w formie
meteoroidów, co wynikało z hipotezy Diraca. Po II Wojnie Światowej zabrał w tej
sprawie głos amerykański specjalista od meteorytów prof. Lincoln La Paz i dodał do dyskusji ciekawą uwagę.
Stwierdził on mianowicie na łamach lutowego numeru czasopisma „Contribution of
the Society for Research on Meteorites” w 1941 roku (!!!), albo że tunguskie
ciało kosmiczne składało się z antymaterii, albo syberyjska eksplozja miała
charakter wybuchu termojądrowego – sic!
La Paz usiłował połączyć kilka
możliwości w jednej hipotezie, która wywracała do góry nogami dotychczasowy
dogmat mówiący o tym, że ciało z antymaterii musiałoby natychmiast eksplodować
w zetknięciu ze zwykłą materią, do czego musiałoby dojść już w górnych
warstwach atmosfery.
Baxter
i Atkins cytują w swej książce pt. „Jak drugie Słońce” urywki tego
kontrowersyjnego artykułu tego amerykańskiego uczonego:
Mniej więcej cylindryczny,
żelazny meteoryt z antymaterii ustawiony najdłuższą osią w kierunku trajektorii
lotu wpada w atmosferę. [...] Gdyby taki żelazny anty-meteoryt, którego
wielkość byłaby porównywalna do największych znanych nam meteorytów żelaznych
uderzył w Ziemię, to doszłoby do niewiarygodnie silnej eksplozji, która poza
straszliwym żarem – wynikłem z przemiany energii kinetycznej w cieplną –
uwolniła także niezmierzoną ilość energii powstałej w wyniku anihilacji materii
i antymaterii.
Innymi słowy mówiąc, ilość
wydzielonej energii można by obliczyć z następującego wzoru:
E
= ½ mv2 + mc2
Pogląd La Paza odpowiada
koncepcji Libby’ego, według której brak odłamków można uważać za dowód na to,
że meteoryt ten był utworzony z antymaterii, która nad tajgą w ostatniej sekundzie
lotu zamieniła się w energię. Obliczenia tego noblisty wykazały wyższą ilość
radionuklidu węgla 14C w atmosferze bezpośrednio po detonacji. Za
„koronnego świadka” Libby uznał 300-letnią daglezję zieloną z Arizony. Badając
słoje przyrostów rocznych tego drzewa znalazł on w słoju z roku 1909 – a zatem
po roku od wybuchu – podwyższoną radioaktywność.
Dr A. A. Jawnel –
kandydat nauk matematyczno-fizycznych skrytykował pogląd Libby’ego:
To nie ma niczego wspólnego w
żadnym wypadku z antymaterią na obszarze Tunguskiej Obłasti. Z naszych badań
wynika, że podobny zestaw i ilość tego radioizotopu w atmosferze występuje z
przyczyn naturalnych. Nasze badania wykazały, że w przypadku tego izotopowego
fenomenu, na który Libby zwrócił uwagę, w rzeczywistości nie ma niczego
nienaturalnego.
Oczywiście w kręgach naukowych
ZSRR przeważał pogląd, że La Paz się mylił i nie chodzi tutaj o antymaterię.
Także pożarnicy wypowiedzieli się o niej negatywnie, bowiem N. Kurbackij doszedł
w 1961 roku do wniosku, że pożar powstał z powodu intensywnego napromieniowania
błyskiem świetlnym dużej powierzchni tajgi w tym samym momencie, na co
wskazywały uszkodzenia popromienne znalezione na ocalałych cedrach i
modrzewiach, a co z kolei pozwoliło na oszacowanie energii błysku świetlnego.[9]
Następnym badaczem, który
podobnie jak Jawnel i Kubrackij nie wiązali tej eksplozji z antymaterią był
francuski uczony Charles Noël, który jako ostateczny dowód swej hipotezy
przyjął fakt, że nie znaleziono szczątków meteorytu. Tymczasem Aleksander Kazancew
w swym opowiadaniu pt. „Wybuch” rzucił pomysł, że jego kosmonauci z Marsa mogli
używać antymaterii jako paliwa dla swego kosmolotu – co wydawało się
nieprawdopodobnym, ale potem udało się uzyskać antymaterię w warunkach
laboratoryjnych!
Istnieją dwie przesłanki, które
ukazują problemy związane z tym supermateriałem wybuchowym:
1.
Jak dotąd nikt nie wymyślił
sposobu składowania antymaterii w warunkach ziemskich;[10]
2.
jak dotąd, w warunkach
laboratoryjnych uzyskano jedynie małą cząstkę antymaterii, która przeżyła jedynie
ułamek sekundy.[11]
Niektórzy fizycy doszli do
wniosku, że nie da się zbudować statku kosmicznego na antymaterię ze względu na
te dwie przesłanki. I głowic bojowych do ICBM też nie...
Na razie. Jak stwierdził dr John
Sampson-Toll – profesor Uniwersytetu Maryland, na przeszkodzie stoi jedynie
wysoki koszt produkcji i przechowywania antymaterii, sprowadzający się do ponad
1 mld USD za uncję.[12]
9.4. Szybciej niż światło?
A jak to wszystko się ma do
teorii tachionów, czyli cząstek, które odkryli młodzi fizycy Clay
i Crouch, kiedy bombardowali promieniami kosmicznymi atomy tlenu i
azotu?
Pod pojęciem tachiony
ukrywały się cząstki elementarne, znane jedynie z teorii, które potrafią
poruszać się z prędkością nadświetlną – ich v > c! Jeszcze niedawno
była to ukochana idea pisarzy s-f – np. mojego przyjaciela Clarka Darltona,
bowiem umożliwiała ona bohaterom jego powieści podróżowanie z prędkością
światła i wyższą, przy czym nie obowiązywała ich einsteinowska OTW i STW. Te
teoretyczne uwagi mogłyby się sprawdzić i w praktyce dzięki tym dwóm uczonym.
Rogerowi Clayowi
– 38-letniemu Brytyjczykowi i jego o rok młodszemu partnerowi z Australii – Philipowi
Crouchowi udało się dokonać tego odkrycia w laboratorium australijskiego
Adelajda University, kiedy eksperymentowali z promieniami kosmicznymi.[13]
Gdyby to odkrycie zostało potwierdzone, to obu tym fizykom udało się do mozaiki
o nazwie „antymateria” dołożyć następny znaczący kamyk. Co więcej –
udowodniłoby to wprost, że w Kosmosie mogą występować skupiska wolnej antymaterii...
I tak nie pozostaje nam nic innego, jak zadać pytanie: czy nie eksplodował nad Syberią ponad 90 lat temu kosmiczny pocisk złożony z antymaterii???...
a
[1] Chłopczyk.
[2] Tak
naprawdę, to była to druga eksplozja jądrowa. Pierwsza miała miejsce w dniu 16
lipca 1945 roku na Jordana de Muerte (Nowy Meksyk, USA) i nosiła kryptonim Trinity
– czyli Trójca Święta. Niektóre fakty wskazują jednak na to, że jeszcze w
czerwcu 1942 roku, Niemcy odpalili bombę atomową, skonstruowana w kompleksie
badawczym „Olga” w Jonastal (Saksonia), na poligonie antarktycznym na Ziemi
Królowej Maud (Neuschwabenland).
[3]
Drugim odpowiedzialnym za to był dyrektor techniczny „Projektu Manhattan” gen.
Leslie Groves, który używał wszystkich możliwych sposobów do jak
najszybszego doprowadzenia do wyprodukowania bomb jądrowych.
[4] A
przecież to już było, że wspomnę tylko awarie w Harrisburgu (Three Mile
Island), Kysztymie, Sègre, Czarnobylu czy Tokaimura.
[5]
Chodzi o tzw. unitarną teorię pola. W tym kontekście można zrozumieć, dlaczego
Amerykanie zakonserwowali mózg genialnego uczonego – po prostu mieli nadzieję,
że uda się z niego wydobyć wzory tej teorii!
[6] Dla niej zaproponowano już
nazwę – broń D od słowa „dezintegracyjna”.
[7] Jest to antycząstka α
składająca się z dwóch antyprotonów i dwóch antyneutronów.
[8]
Niektóre izotopy w trakcie rozpadu produkują antycząstki – jest to rozpad beta
plus (β+) bowiem poza „zwykłymi”, ujemnymi elektronami przez jądra
są emitowane także i pozytrony (pozytony, antyelektrony) – e+, co
stało się podwaliną teorii Diraca.
[9] Oszacowano ją na 1023
ergów = 1018 J czyli 1
Eksadżul = 1 EJ) w układzie SI.
[10]
Sposób ten już istnieje – antycząstki są zamknięte w tzw. „magnetycznej
butelce”, której silne pola magnetyczne nie pozwalają im na jej opuszczenie.
[11]
Istnieje sposób na generowanie antyprotonów i antyneutronów poprzez
bombardowanie cząstkami α – czyli 4He tarczy wykonanej z berylu –
Be, bo generuje strumień antycząstek. Proces ten jest energochłonny, ale skuteczny.
[12] 1 oz = 28,35 g; 1 uncja aptekarska = 31,1 g.
[13]
Promienie kosmiczne niosą ze sobą kolosalne energie i są one najbardziej
przenikliwym i wysokoenergetycznym rodzajem promieniowania
elektromagnetycznego.
