NEVIDLJIVE sitne čestice prašine lebde zrakom. No tada se kroz prozor probije zraka Sunčeve svjetlosti i ono što je dotad bilo nevidljivo odjednom se može vidjeti. Prodorna zraka svjetla raskrinkava ove čestice i one postaju vidljive ljudskom oku.

Razmisli nadalje o vidljivoj svjetlosti, koja se, gledana prostim okom, doima bijelo ili bezbojno. Što se događa kad Sunčeva svjetlost, pod točno odgovarajućim kutom, obasja kapi vode? Voda se u tom slučaju ponaša kao prizma i mi vidimo dugu prekrasnih boja!

Predmeti koji nas okružuju zapravo reflektiraju svjetlost različitih valnih duljina, koju naše oči vide kao boje. Naprimjer, zelena trava ne stvara sama zeleno svjetlo, već upija sve valne duljine vidljive svjetlosti izuzev one koja odgovara zelenoj boji. Valnu duljinu zelene boje trava reflektira u naše oči. Zbog toga trava našim očima izgleda zelena.

Zahvaljujući suvremenim izumima posljednjih je godina mnogo toga što je prostim okom nevidljivo postalo vidljivo. Pogled kroz obični mikroskop u naizgled beživotnu kapljicu vode otkriva nam da u njoj sve vrvi od mnoštva različitih životnih oblika. A vlas kose, koja gledana prostim okom izgleda glatka i ravna, pod mikroskopom postaje hrapava i nazupčana. Veoma jaki mikroskopi mogu povećavati milijun puta, pa bi poštanska marka, kad bi je se uvećalo pod takvim mikroskopom, bila velika poput neke manje države!

Sada pomoću još jačih mikroskopa istraživači mogu vidjeti prikaz obrisa površine atomâ. To im pruža uvid u ono što je sve donedavno bilo skriveno od ljudskog pogleda.

S druge strane, možemo podići pogled prema noćnom nebu i vidjeti zvijezde. Koliko zvijezda? Gledano prostim okom, u najboljem slučaju svega nekoliko tisuća. No teleskop, koji je izumljen prije gotovo 400 godina, omogućio je ljudima da ih vide puno više. Zatim je 1920-ih, uz pomoć jednog jakog teleskopa u Opservatoriju Mount Wilson, otkriveno da osim naše galaktike postoji još galaktika koje se isto tako sastoje od nebrojenog mnoštva zvijezda. Znanstvenici su danas uz pomoć veoma složenih instrumenata koje je izumio čovjek prodrli duboko u svemir i procijenili da postoji na desetke milijardi galaktika, od kojih se mnoge sastoje od stotine milijardi zvijezda!

Zaista je divljenja vrijedno to što se teleskopima uspjelo otkriti da milijarde zvijezda, koje zbog naizgledne blizine izgledaju kao naša galaktika Mliječni put, razdvajaju nepojmljivo velike udaljenosti. Na sličan su način jaki mikroskopi pomogli prostom oku da vidi  kako su objekti koji se doimaju kao čvrsta materija zapravo sastavljeni od atoma, koji se najvećim dijelom sastoje od praznog prostora.

Najsitnija čestica koju se može vidjeti pod običnim mikroskopom sastoji se od preko deset milijardi atoma! Međutim, 1897. otkriveno je da se u atomu nalaze sitne kružeće čestice po imenu elektroni. S vremenom je ustanovljeno da jezgra atoma, oko koje kruže elektroni, sadrži veće čestice — neutrone i protone. Osamdeset i osam vrsta atoma, odnosno elemenata, koji se pojavljuju u prirodi, uglavnom su iste veličine mada ne i težine, budući da svaki sadrži progresivno veći broj ovih triju osnovnih čestica.

Elektroni — a kada se radi o atomu vodika onda samo jedan — kruže u prostoru oko jezgre atoma brzinom od nekoliko milijardi puta u svakom milijuntom djeliću sekunde i tim kruženjem daju oblik atomu te uzrokuju da se ponaša kao čvrsto tijelo. Gotovo 1 840 elektrona ima masu koliku ima samo jedan proton ili neutron. A protoni i neutroni manji su oko 100 000 puta od samog atoma!

Da biste stekli nekakvu predodžbu o tome kolika je praznina unutar atoma, pokušajte si predočiti jezgru vodikovog atoma u odnosu na njegov kružeći elektron. Kada bi ta jezgra, koja se sastoji od jednog jedinog protona, bila velika kao teniska loptica, elektron koji kruži oko nje bio bi udaljen oko tri kilometra!

U jednom izvještaju o proslavi stote obljetnice otkrića elektrona stajalo je: “Malo je onih koji bi oklijevali slaviti nešto što nitko nije vidio, nešto što nema zamjetnu veličinu, a ipak se može izvagati, ima električni naboj — i okreće se poput zvrka. (...) Danas nitko ne dovodi u pitanje predodžbu da stvari koje ne možemo vidjeti ipak postoje.”

Akceleratori čestica koji čestice neke tvari mogu razbijati jednu o drugu sada pružaju znanstvenicima letimičan uvid u samu jezgru atoma. Zbog toga se sada piše o mnogim česticama neobičnih imena — pozitronima, fotonima, mezonima, kvarkovima i gluonima, da spomenemo samo neke od njih. Sve su nevidljive, čak i pod najjačim mikroskopima. No uz pomoć opreme kao što su maglene i mjehuraste komore te scintilacijski brojači uočeni su tragovi njihovog postojanja.

Istraživači sada vide ono što je nekada bilo nevidljivo. To im pomaže da shvate značenje onoga što vjeruju da su četiri temeljne sile — gravitacija, elektromagnetska sila i dvije subnuklearne sile nazvane “slaba sila” i “jaka sila”. Neki znanstvenici nastavljaju potragu za onim što je nazvano “teorija svačega”, koja će im, kako se nadaju, pomoći da pronađu razumno objašnjenje svemira, kako onog makroskopskog tako i onog mikroskopskog.

Što se može naučiti iz promatranja onoga što se ne vidi prostim okom? I što su mnogi zaključili na temelju onoga što su naučili? Odgovor ćemo pronaći u sljedećim člancima.