iqdepo // A kozmikus sugárzás és az evolúció (Dimenzió #02)

 ▄─┐          ▀Ý          ▀Ý         ▀Ý                       ▀Ý     ▄  ▀Ý
 ▀─┐ ┐ ▄ ┌─▄ ┌─▄ ▄─┐ ▄─┐ ┌─▄ ▄─┐    ▄─┐ ▄─┐    ▄─┐ ▄ ┬ ▄─┐ █ ┐ ▄ ▄─┐ ▄ ▄─┐
   │ │ █ │ █ ┌─█ █   ┌─┘ ┌─█ ▀─┐    █─┘ ▀─┐    █─┘ █ │ █ │ █ │ █ █   █ █ │
 ▀─┘ └─▀ └─█ └─▀ ▀   └─▀ └─▀ ▀─┘    ▀─┘ ▀─┘    ▀─┘ ▀▀ž ▀─┘ ▀ └─▀ ▀─┘ ▀ ▀─┘
          ─▀

                      (A kozmikus sugárzás és az evolúció)


   A címben szereplő két fogalom jelentése:
 Kozmikus sugárzás: (fiz) a világegyetemből (a kozmikus  térségből)  érkező,
nagy  energiájú  protonokból   és  nehezebb   atommagokból  álló   sugárzás. 
A kozmikus sugárzás eredete ma még nem teljesen tisztázott. A legvalószínűbb 
az, hogy a  kozmikus sugárzás részecskéi a szupernovákban (esetleg nóvákban) 
bekövetkező  folyamatokban  jönnek  létre,  és  különböző mágneses  terekben 
gyorsulnak  fel.  A  Föld  légkörének  legfelső  rétegeibe  érkező  kozmikus 
sugárzás  (primer  kozmikus  sugárzás)  kb. 91 %-a  protonokból, kb. 8 %-a a 
részecskékből áll. Az atmoszféra legfelső rétegeibe eső sugárzásnak a levegő
atommagjaival ütköző részecskéi hozzák létre a szekunder kozmikus sugárzást. 
A  primer   részecskék  nagy   energiájú  magkölcsönhatásokat  idéznek  elő, 
amelyeknek  meglökött  nukleonok,  töltött  és   semleges  mezonok,  továbbá 
nehezebb részecskék keletkeznek.
Elég nagy primer energia esetén, az  így keletkezett nagy energiájú magaktív 
részecskék  újabb  magkölcsönhatásokat váltanak ki, és így magkölcsönhatások 
sora  (kaszkád)   alakul  ki.  A  kozmikus  sugárzásra  vonatkozó   korszerű 
vizsgálatok   két  csoportba  oszthatók:  nagyenergiájú  fizikai  jelenségek 
tanulmányozása  a  gyorsítók  által  még  el  nem   ért  energiatartományban 
(E ň 10 * 11 eV)  és  a  kozmikus   sugárzás   geo-  valamint  asztrofizikai 
vonatkozásainak vizsgálata.

 Evolúció: (biol) A fejlődés folyamata.
Tágabb  értelemben az evolúció a Föld élettelen és élő anyagának változásait 
jelenti.
Szűkebb értelemben az élő szervezetekre jellemző életjelenség, mely egyrészt
jelöli  a  petesejtből  történő  egyéni  kibontakozást,  az  egyedfejlődést, 
másrészt az élő szervezetek egymástól való leszármazását, a törzs fejlődést.
Az  evolúciónak  a  modern  tudományos  világszemlélet kialakulásában nagy a 
jelentősége.   Törvényszerűségei,  az   élővilág   fokozatos  fejlődése   és 
átalakulása az emberre is érvényesek.
Az evolúció  folyamatának  mechanizmusa  régóta  foglalkoztatta  a  biológus 
kutatókat.  Talán  a  két  legnevesebb  evolúciós  elmélet  Lamarc és Darwin 
nevéhez fűződik. A két kutató, időben kb. fél évszázad  különbséggel másként 
értelmezte az evolúció mechanizmusát. Mindketten rájöttek azonban arra, hogy
az evolúció lényege  az  alkalmazkodás.  Darwin  észrevétele,  miszerint  az 
úgynevezett  populációk egyedei között különbségek vannak, illetve az utódok 
közül  kiválasztódik  az  életképes,  együtt  adja  az  úgynevezett  darwini 
természetes szelekció folyamatát a létért való küzdelemben.
[A   különbséget  a   ma  élő  fajok  között  a  DNS  (dezoxiribonukleinsav) 
óriásmolekula segítségével lehet  megfejteni. Az utóbbi néhány évtized egyik 
legnagyobb   eredménye   a   DNS   szerkezetének   megfejtése  volt.  Ez  az 
óriásmolekula képes az információk tárolására (biológiai értelemben) illetve
egy élőlény tulajdonságainak kialakítására utasításokat adni.]
A  populáció-genetika bebizonyította, hogy a darwini koncepciónak lényegében 
igaza van.

   Azután,  hogy  a  XIX. század utolsó évtizedében fölfedezték a radioaktív 
sugárzást, a  tudósok  olyan  eszközöket  is  kifejlesztettek, amelyekkel ki 
lehet mutatni ezeket a sugarakat. Ahol semmiféle radioaktív anyag sem volt a
közelben,  műszereik  ott  is  észleltek  sugárzást,  ezután  a   műszereket 
ólomlemezzel  vették  körül, ami  átlátszatlan a  radioaktív sugárzás (és az 
akkor  ismert  minden  más  sugárzás)  számára,  azok  még így  is sugárzást 
jeleztek.
   Nyilvánvalóan  egy  olyan  sugárzásról  volt  szó,  amelynek  nemcsak  az 
eredetét nem ismerték, hanem  amelyik  bármelyik  ismert  típusnál  áthatóbb 
volt. Nagyobb volt az energiája, mint a radioaktív anyagok által kibocsátott 
gammasugárzásnak.  Föltételezték, hogy ez az újfajta sugárzás valamilyen - a
talajban  lévő  anyagból  ered,  valamiféle szuper-radioaktív  anyagból - ez 
azonban  nem  volt  több  puszta föltevésnél. Victor  Franz Hess (1883-1964) 
osztrák fizikus kísérletekkel megállapította hogy minél magasabbra emelkedve
a légkörben a sugárzás annál erősebbé válik.
   Amennyire  megállapították,  a  sugárzás  az ég minden részéből egyformán
jön.   Robert  Andrews  Millikan  (1868-1953) amerikai  fizikus  nevezte  el 
kozmikus  sugárzásnak. Millikan  úgy  gondolta, a kozmikus sugárzás nem más, 
mint az elektromágneses  sugárzás egy formája, amely különbözik a közönséges
fénytől.
   Véleménye   szerint  a  kozmikus  sugarak   ultrarövid   gammasugarak,  a 
közönséges gammasugarakénál nagyobb ernergiával és áthatolóképességgel.
   Egy  másik amerikai  fizikus, Artur Holly Compton (1892-1962) vitatta ezt 
az  álláspontot.  Ő  úgy  vélte, a kozmikus sugárzás nagyon gyors elektromos 
töltéssel bíró,  az  atomoknál kisebb  részecskéket kell, hogy tartalmazzon. 
Energiájuk  az  impulzusokból  ered,  ami  tömegüktől és sebességüktől függ.
   A  számítások,  kísérletek  Compton   föltevését  igazolták.  A  kozmikus 
sugárzás  részecske-természete  napjainkban  általánosan  elfogadott   tény.
   Mint az ma már köztudott, a kozmikus sugárzás  nagyrészt pozitív töltésű, 
az  atomoknál  kisebb  részecskéket,  főleg hidrogén-, illetve héliummagokat 
tartalmaz,   hozzávetőleg  10:1  arányban.   Elszórtan  nehezebb  magok   is 
előfordulnak  benne,  egészen  a  vasig. A kozmikus sugárzásban az atommagok 
hasonlóképpen oszlanak meg, mint amilyen az elemek  megoszlása  általában  a 
világegyetemben. A kozmikus sugárzás nagy  energiájú  és  áthatolóképességű, 
hiszen a részecskéi sokkal gyorsabban mozognak,  mint a Földön vagy bárhol a 
közelében   föllépő  hasonló  részecskék,  még   a   radioaktív   anyagokból 
származókat is  beleértve. A  legnagyobb  energiájú kozmikus részecskék alig 
valamivel  haladnak  lassabban   a   fénysebességnél.  A  kozmikus  sugárzás 
részecskéinek létezése szorosan összefügg a  biológiai  evolúcióval. Ezek  a 
részecskék, lévén  nagy  energiájúak, mutációkat képesek okozni, sőt valóban 
okoznak is.
   A   kozmikus    részecskesugárzást   semmilyen   kézenfekvő   módon   sem 
küszöbölhetjük ki.
   Az  élő  szervezetek   az  évmiliárdok   folyamán   kevés   nagyenergiájú 
elektromágneses   sugárzással,   radioaktív    sugárzással   vagy    mutagén 
vegyszerrel  találkoztak,  viszont  bárhol  voltak is, éjjel-nappal bombázta 
őket  a  kozmikus  sugárzás.  A  légkör  és  a  víz, amely az égboltról jövő 
szokásos  sugárzás  nagy  részét  elnyeli,  nem  állhatta  útját  a kozmikus 
sugárzás részecskéinek. Ezek a részecskék  nem  maradnak  meg  változatlanul 
abban  az  állapotban  (az elsődleges-primer  sugárzás formájában), amelyben 
eredetileg a világűrben léteztek. Összeütköznek  a  földi  légkör atomjaival 
és molekuláival, (lelassulnak  és  elnyelődnek.  Ennek  során  jön  létre  a 
másodlagos (szekunder) sugárzás, ennek a sugárzásnak a részecskéi még mindig
erősen  mutagén  formában  elérik  a Föld felszínét, és mélyen  behatolnak a
talajba, illetve a vízbe.
   A  kozmikus  sugárzás  részecskéi  bármi  másnál   jobban  fölfokozták  a 
mutációképződést, ami viszont lehetőséget adott  a természetes kiválogatódás
működésére, s az evolúciós folyamat így érte el  tulajdonképpeni sebességét.
   Létezésünket  a  kozmikus  részecskéknek köszönhetjük, mivel nélkülük  az 
evolúció sebessége mindmáig semmi bonyolultabbat  nem  eredményezett  volna, 
mint néhány féregszerű, tengeri élőlényt.
   Honnan ered a kozmikus sugárzás?
A kozmikus  sugárzás részecskéi ugyanolyan fajtájúak, mint amik a napszélben
találhatók,  csak  az  különbözteti  meg őket, hogy az előbbieknek nagyobb a 
sebességük és az energiájuk. A Nap azonban legföljebb  arra  képes,  hogy  a 
legalacsonyabb energiatartományba eső kozmikus  részecskékből  bocsásson  ki 
néha  egy-egy  hullámot.  Ahhoz,  hogy az egész Galaktikát nagyobb energiájú 
kozmikus sugárzással töltsék meg, sokkal hevesebb események szükségeltetnek.
   A  szupernova-robbanások  mindegyike  hatalmas  erejű  csillagszélrohamot 
bocsát ki minden irányba - a feltételezések  szerint.  Ezek  a  részecskék a 
kozmikus  sugárzás  részecskéi.  A  Galaktika  története folyamán fölrobbant 
szupernovák összessége elegendő kozmikus részecskét  bocsátott  ki  az  űrbe 
ahhoz, hogy minden irányból jelentős mennyiségű ütközzék belőlük a Földbe.
   Így  aztán  a  szupernovák  nem  csupán  a  Föld és az élet nyersanyagait 
biztosították;  nemcsak  a  hőt  teremtették  elő,  amely  megakadályozta  a
Naprendszer  idő  előtti  besűrűsödését, hanem ők szolgáltatták az evolúciós 
változásokhoz a kozmikus sugárzást - ami  tulajdonképpen segített létrehozni
az élet egyre bonyolultabb formáit, végül az embert.

                                                                  Vida Tibor
Dimenzió #02

Világ(egyetem)

(csillagászat)

Legnépszerűbb számunk

Legnépszerűbb cikkünk

Dimenziók
