Wat die blote oog nie kan sien nie

KLEIN stofdeeltjies dryf ongesiens in die lug. Maar dan skyn ’n sonstraal deur die venster, en wat onsigbaar was, kan skielik gesien word. Die helder ligstraal stel ’n mens in staat om die stofdeeltjies te sien.

Dink verder aan sigbare lig, wat vir die blote oog wit of kleurloos lyk. Wat gebeur as sonlig teen net die regte hoek deur waterdruppeltjies skyn? Die water dien as ’n prisma, en ons sien ’n reënboog van pragtige kleure!

Eintlik weerkaats voorwerpe om ons verskillende golflengtes van lig wat ons oë as kleur sien. Groen gras bring byvoorbeeld nie self groen lig voort nie, maar absorbeer eerder al die golflengtes van sigbare lig behalwe groen. Die gras weerkaats die groen golflengte terug na ons oë. Vir ons lyk die gras dus groen.

Toegerus met mensgemaakte instrumente

In onlangse jare het talle dinge wat nie met die blote oog gesien kan word nie deur middel van moderne uitvindings sigbaar geword. Ons kan deur ’n gewone mikroskoop na ’n oënskynlik lewelose waterdruppel kyk en ontdek dat dit met allerhande soorte bewegende organismes gevul is. En ’n haar, wat vir die blote oog glad en egalig lyk, is eintlik grof en onegalig. Uiters kragtige mikroskope kan voorwerpe ’n miljoen keer vergroot; dit is soos om ’n posseël tot die grootte van ’n klein land te vergroot!

Nou kan navorsers met behulp van selfs kragtiger mikroskope op atoomvlak kontoerbeelde van oppervlakke verkry. Dit gee hulle ’n kykie na wat tot redelik onlangs nie deur die mens gesien kon word nie.

Aan die ander kant kyk ons dalk snags op na die hemel en sien ons sterre. Hoeveel sterre sien ons? Met die blote oog sien ons hoogstens ’n paar duisend. Maar met die uitvinding van die teleskoop byna 400 jaar gelede het mense baie meer begin sien. Toe, in die 1920’s, het ’n kragtige teleskoop by die Mount Wilson-sterrewag geopenbaar dat daar sterrestelsels buiten ons eie is en dat hulle ook met tallose sterre gevul is. Met behulp van gesofistikeerde mensgemaakte instrumente waarmee die heelal ondersoek word, skat wetenskaplikes vandag dat daar tienmiljarde sterrestelsels is, waarvan baie uit honderdmiljarde sterre bestaan!

Dit is werklik verbasend dat teleskope aan die lig gebring het dat miljarde sterre, wat as die Melkweg gesien word omdat dit lyk of hulle so na aan mekaar is, deur onbegryplike groot afstande geskei word. Net so het kragtige mikroskope die mens gehelp om te sien dat voorwerpe wat vir die blote oog solied lyk eintlik uit atome saamgestel is wat hoofsaaklik uit leë ruimte bestaan.

 Oneindige klein deeltjies

Die kleinste spikkeltjie wat onder ’n gewone mikroskoop gesien kan word, bestaan uit meer as tienmiljard atome! Maar in 1897 is daar ontdek dat die atoom klein deeltjies het wat elektrone genoem word en in bane wentel. Mettertyd is daar uitgevind dat die atoomkern, waarom die elektrone wentel, uit groter deeltjies bestaan—neutrone en protone. Die 88 verskillende soorte atome, of elemente, wat natuurlik op die aarde voorkom, is min of meer ewe groot, maar hulle gewig verskil omdat elkeen geleidelik meer van hierdie drie basiese deeltjies bevat.

Die elektrone—in die geval van die waterstofatoom, ’n enkele elektron—wentel miljarde kere elke miljoenste van ’n sekonde deur die ruimte om die atoomkern, wat sodoende aan die atoom vorm gee en dit laat reageer asof dit solied is. Dit sal byna 1 840 elektrone neem om ’n proton of ’n neutron se gewig te ewenaar. Die proton sowel as die neutron is ongeveer 100 000 keer kleiner as die hele atoom self!

Om ’n idee te kry van hoe leeg ’n atoom is, kan jy die kern van ’n waterstofatoom in verhouding tot die atoom se wentelende elektron probeer visualiseer. As daardie kern, wat uit ’n enkele proton bestaan, so groot soos ’n tennisbal was, sou sy wentelende elektron ongeveer 6,5 kilometer daarvandaan wees!

’n Verslag oor die eeufees van die ontdekking van die elektron het gesê: “Min mense dink twee keer daaroor om iets te vier wat niemand nog gesien het nie, wat geen waarneembare grootte het nie en tog ’n meetbare gewig asook ’n elektriese lading het—en soos ’n tol spin. . . . Vandag bevraagteken niemand die idee dat dinge wat ons nooit kan sien nie, wel bestaan nie.”

Selfs kleiner deeltjies

Atoomversnellers, wat deeltjies materie na mekaar kan slinger, gee wetenskaplikes nou ’n kykie binne-in die kern van die atoom. Gevolglik word daar oor baie deeltjies met vreemde name geskryf—positrone, fotone, mesone, kwarks en gluone, om net ’n paar te noem. Almal is onsigbaar, selfs onder die kragtigste mikroskoop. Maar met toerusting soos newel- en borrelkamers en sintillasietellers word spore van hulle bestaan waargeneem.

Navorsers sien nou wat voorheen onsigbaar was. Hulle kry sodoende ’n al hoe duideliker begrip van die rol van wat hulle dink die vier fundamentele kragte is—swaartekrag, elektromagnetiese krag en twee subatomiese kragte wat die “swak krag” en die “sterk krag” genoem word. Party wetenskaplikes probeer ’n “teorie van alles” formuleer, wat hulle hoop een verstaanbare verduideliking van die heelal sal voorsien, van die makroskopiese tot die mikroskopiese.

Watter lesse kan geleer word deur te sien wat die blote oog nie kan sien nie? En watter gevolgtrekkings het baie gemaak na aanleiding van wat hulle geleer het? Die volgende artikels voorsien antwoorde hierop.

[Prente op bladsy 3]

Beelde van nikkelatome (bo) en platinumatome

[Erkenning]

Courtesy IBM Corporation, Research Division, Almaden Research Center