Słońce świeci na zielono

Już Newton pokazał, używając pryzmatu, że światło pochodzące ze
Słońca jest mieszaniną różnokolorowego promieniowania. 

Otrzymujemy piękną tęczę - wielokolorowe widmo - od fioletowego
do czerwonego, poprzez niebieski, zielony, żółty i pomarańczowy -
mówi Tomasz Sowiński, student piątego roku fizyki na Uniwersytecie
Warszawskim i już pracownik Centrum Fizyki Teoretycznej PAN w
Warszawie.

Mając takie widmo, można zmierzyć, którego koloru Słońce emituje
najwięcej. Okazuje się, że wbrew pozorom nie jest to kolor żółty,
ale - jasnozielony!  "Wydaje mi się, choć nie jestem biologiem, że
to nie przypadek, że rośliny na Ziemi są zielone, czyli odbijają
właśnie światło w tym kolorze. To tak, jakby ewolucja wytworzyła
taki efekt obronny przed zbyt upiornym nagrzewaniem się" -
tłumaczy Sowiński.

Istnieje ścisły związek między barwą światła, a temperaturą ciała
promieniującego, znany jako prawo Wiena. "Mówi ono, że czym obiekt
cieplejszy, tym bardziej niebiesko świeci" - wyjaśnia Sowiński.

Człowiek, którego temperatura to ok. 37 stopni Celsjusza, emituje
najwięcej promieniowania w podczerwieni - nie widzimy jednak tego.
Ciało rozgrzane do 4000 stopni świeci już na czerwono. "No a nasze
Słońce świeci na jasnozielono. To znaczy, że jego temperatura
wynosi prawie 6000 stopni. To taka lekcja - wbrew intuicji, że
czym gwiazdy bardziej niebieskie, tym bardziej gorące" - mówi
Sowiński.

Dlaczego Słońce wydaje się żółte? Oprócz tego, że ze Słońca
dociera do nas światło zielone, dociera także czerwone - choć w
mniejszej ilości. Ich połączenie mózg człowieka odbiera jako kolor
żółtawy. "To, że Słońce wydaje nam się żółte, to sprawka naszego
mózgu. To on miksuje kolory!" - wyjaśnia Sowiński.

Słońce, oddalone od Ziemi o 150 milionów kilometrów, od zawsze
pasjonowało naukowców. "Gdzie najlepiej można prowadzić badania,
jak nie na swoim podwórku? - myśleli" - mówi Sowiński. Mimo, że
dziś na temat Słońca wiemy sporo, kolejne odkrycia uświadamiają
nam, jak wiedza ta jest uboga, wymagająca weryfikacji - zaznacza.

"Fizyka to swego rodzaju układanka. I gdy już wydawało nam się,
że zaczynamy rozumieć zasady gry, ostatnie badania astrofizyczne
ściśle związane właśnie ze Słońcem sprawiły, że musimy niektóre
+puzzle+ znów rozsypać" - mówi młody fizyk.

Wszystko za sprawą amerykańskiego astrofizyka z University of
Pennsylvania w Filadelfii, Raymonda Davisa - noblisty z 2002 roku
w dziedzinie fizyki.

W 1930 r. słynny fizyk Wolfgang Pauli, chcąc ratować podstawowe
zasady fizyki, przewidział istnienie neutrina - elektrycznie
obojętnej i - jak się wtedy wydawało - bezmasowej cząstki,
poruszającej się niemal z prędkością światła i unoszącej część
energii z rozpadów beta.

Neutrino tak słabo oddziałuje z materią, że sam Pauli wątpił, czy
kiedykolwiek uda się je zaobserwować. Fizyczne istnienie neutrin
zostało potwierdzone dopiero po 25 latach. Dziś wiemy, że są trzy
różne rodzaje neutrin.

Energia Słońca - jak wykazał Hans Bethe (i otrzymał za to nagrodę
Nobla w 1967 r.) - pochodzi z reakcji syntezy wodoru w hel.
Skutkiem ubocznym każdej takiej przemiany są dwa neutrina. "Słońce
jest największą w tej części wszechświata maszynką do produkcji
neutrin i powinniśmy je obserwować na Ziemi" - mówi Sowiński.

"Problem z neutrinami jest taki, że niezwykle łatwo przenikają
przez materię i trudno je zaobserwować - opowiada. - W ciągu
jednej sekundy przez paznokieć człowieka przechodzi ok. 100
miliardów neutrin i nawet tego nie odczuwamy".

Davis był tym człowiekiem, który wbrew sceptycznym opiniom innych
naukowców podjął wyzwanie odkrycia neutrin pochodzących ze Słońca.
I gdy po 30 latach ciągłej krytyki jego niedoskonałych
eksperymentów stwierdził, że coś jest nie tak, rozpętała się
intelektualna wojna - relacjonuje Sowiński.

Davis obserwował znacznie mniej neutrin niż 20 na miesiąc, które
przewidują modele budowy Słońca. Oznacza to, że albo modele te są
złe, albo fizyka, która opisuje neutrina jest niekompletna.
Ostatecznie prawdą okazało się to drugie.

"Neutrina, które wychodzą ze Słońca podczas swojej 8-minutowej
podróży na Ziemię, mogą zmieniać się w neutrina innego typu,
których Davis nie mógł zaobserwować, bo jego technika
eksperymentalna na to nie pozwalała" - tłumaczy Sowiński.

Ale żeby tak było, neutrina muszą mieć masę. Tym samym należy
zmienić fundamentalną teorię fizyki cząstek elementarnych, tzw.
Model Standardowy, którego jednym z głównych założeń jest
istnienie bezmasywnych neutrin - mówi fizyk.

Podczas Festiwalu Nauki w Warszawie Tomasz Sowiński wygłosi
referat pt. "Słońce - zadziwiający towarzysz". Wykład będzie miał
miejsce 18 września o godz. 10.45 w Centrum Fizyki Teoretycznej
PAN.

Usłyszymy ciekawą, popularnonaukową opowieść o Arystotelesie,
Galileuszu, plamach na Słońcu, a także rewolucyjnych badaniach i
fundamentalnych teoriach naukowych, bez których zrozumienie zasady
działania Słońca i otaczającego nas świata nie byłoby możliwe. (PAP)