Vďaka nim môže náš vesmír vyzerať tak, ako vyzerá: Čo sú základné prírodné sily a ako ich môžme vysvetliť?
Gravitácia, elektromagnetizmus, silná a slabá interakcia. Táto štvorica riadi každý jeden proces vo vesmíre.
Ako by ste vysvetlili všetko, čo sa deje vo vesmíre? Či už hovoríme o jadrových reakciách hviezdy, obežných dráhach planét, alebo pripínanie magnetu na chladničku, vesmíru vládnu štyri základné prírodné sily. Gravitácia, elektromagnetizmus, slabá interakcia a silná interakcia. Táto štvorica síl nás ovplyvňuje na dennej báze a vďaka nej môže vesmír fungovať tak, ako má.
Gravitácia
S gravitáciou sa už stretol každý jeden z nás. Ide o silu, ktorá drží naše nohy na chodníku a stará sa o to, aby sme neuleteli preč potom, ako vyskočíme. Gravitácia je príťažlivá sila medzi dvoma objektmi, ktoré majú určitú hmotnosť, alebo energiu, píše portál Space. Gravitácia je jednou z najintuitívnejších prírodných síl, no zároveň je aj najzložitejšou.
Gravitáciu objavil Isaac Newton. Určite každý počul príbeh s jablkom, po ktorom zistil, že medzi dvoma objektmi existuje istá príťažlivosť. Newton vnímal gravitáciu ako silu, ktorá ťahá objekty k sebe. Jeho teórie neskôr vyvrátil Albert Einstein, ktorý tvrdil, že gravitácia nie je príťažlivosť, alebo sila. Einstein vnímal gravitáciu ako dôsledok toho, že objekty svojou hmotnosťou zakrivujú časopriestor okolo seba.
Paradoxom je, že zatiaľ čo gravitácia drží pokope planéty, hviezdy a dokonca aj celé galaxie, je to najslabšia zo štvorice základných prírodných síl. Vždy, keď niečo zoberiete zo zeme, tak v podstate prekonávate gravitačnú silu celej našej planéty. Oproti iným základným silám nehrá gravitácia takmer žiadnu úlohu v molekulárnom svete.
Slabá interakcia
Táto sila je zodpovedná za rozpad častíc. Slabá interakcia teda popisuje zmenu subatomárnej častice na inú. Ak sa napríklad neutríno dostane príliš blízko k neutrónu, z neutrónu sa môže stať protón a z neutrína zas elektrón. Tento proces je riadený slabou interakciou. Tvoria ju špeciálne častice schopné prenášať silu, bozóny. Podľa fyzikov existujú špecifické druhy bozónov pre slabú interakciu, elektromagnetizmus a silnú interakciu.
Neprehliadnite
V prípade slabej interakcie hovoríme o bozónoch W a Z. Keď sa častice dostanú k sebe extrémne blízko, môžu si medzi sebou tieto bozóny vymeniť. Následne sa rozpadajú a vytvárajú odlišné častice. Slabá interakcie je dôležitá pri fúznych reakciách, ktoré prebiehajú v našom Slnku. Vďaka slabej interakcii môžu vedci datovať staré kosti. Uhlík-14 má šesť protónov a osem neutrónov. Keď nastane rozpad tohto prvku, premení sa na dusík-14, ktorý má sedem protónov a sedem neutrónov. Táto zmena sa deje v určitej časovej škále, čiže vďaka nej môžu vedci datovať vek pozostatkov, alebo iných historických artefaktov.
Elektromagnetizmus
Nazýva sa aj Lorentzova sila. Ide o dej, ktorý sa odohráva medzi nabitými časticami – negatívne nabitým elektrónom a pozitívne nabitým protónom. Protikladné náboje sa priťahujú a rovnaké náboje sa odpudzujú. Čím väčší náboj, tým väčšia je sila.
Elektromagnetizmus sa skladá z dvoch síl – elektrickej a magnetickej. Spočiatku sa považovali za dve rozdielne sily, no postupom času vedci zistili, že ide o dve časti jednej rovnakej sily. Elektrická sila sa prejavuje medzi nabitými časticami tým, že vytvára pole, v ktorom sa môžu častice navzájom ovplyvňovať. Keď sa častice dajú do pohybu, začnú vykazovať ďalšiu vlastnosť – magnetizmus.
Elektromagnetická sila sa šíri medzi nabitými časticami prostredníctvom bozónov, ktoré nazývame fotóny. Fotóny sú aj jedným z komponentov svetla. Elektromagnetická sila je zodpovedná za trenie, elasticitu alebo fakt, že pevné látky držia svoj tvar. Zároveň jej môžete poďakovať za to, že sa váš pohár s kávou ráno neprepadne cez stôl ťahaný gravitáciou našej Zeme.
Silná interakcia
Posledná zo základných prírodných síl a zároveň aj tá najsilnejšia. Ak by sme ju porovnali s gravitáciou, silná interakcia by bola o 6-tisíc triliónov triliónov triliónovkrát silnejšia. Najsilnejšou silou je preto, lebo jej úlohou je držať základné častice hmoty pokope. Spája kvarky, z ktorých sa skladajú protóny a neutróny.
Silná interakcia opäť funguje v prípade, keď sa častice dostanú extrémne blízko, no v tomto smere funguje trošku zvláštne. Čím bližšie sa častice nachádzajú, tým je silná interakcia slabšia. Zvláštnosťou teda je fakt, že silná interakcia sa prejavuje najsilnejšie v momente, keď sú dve častice od seba najďalej.
Komentáre