GONDOLATOK A VÁKUUMRÓL


1. A LÉGRITKA TÉR

A vákuum a gyakorlatban légritka, de nem légüres teret jelent. Tehát nem teljesen anyag és fénymentes térfogatról van szó, csupán olyanról, mely viszonylag hígnak, alacsony sűrűségűnek mutatkozik. A durva vákuumban a légnyomás 1013 millibar (normál légköri nyomás) és 1 millibar között ingadozik. A finom vákuumban 1 és 0,001 millibar közti a nyomás. A nagy vákuumban ezred és milliomod millibar közötti, az ultravákuumban pedig ez alatti a nyomás.
A világűr nagyobb része ilyen légritka tér. A Föld körüli vákuum 5-10 darab részecskét tartalmaz köbcentiméterenként, melyek javarészt a napszélből származnak. A csillagok közti mélyűrben az intersztelláris gáz sűrűsége átlagosan 0,8 darab atom köbcentiméterenként. Láthatjuk tehát, hogy anyag gyakorlatilag mindenhol van a kozmoszban, feltéve, hogy kellően nagynak határozzuk meg a mérés helyét.
Fordított logikát használva: minél kisebb térfogatot vizsgálunk, annál nagyobb esélyünk van rá, hogy alacsony anyagsűrűségű területeket találjunk, beleértve a tökéletes vákuumot is. Az atomok közti térben például vákuum van. Ugyanígy az atomon belül, minden olyan helyen, ahol sem a magnukleonok, sem az elektronok nem találhatók meg. Az ilyen hely meghatározása azonban fölöttébb pontatlanul lehetséges csak, a részecskék mozgása miatt. Így elmondható, hogy nulla térfogatban száz százalékos biztonsággal nulla részecske található bármely időpillanatban. A nulla térfogat azonban nem térfogat, tehát a vákuum kifejezés sem használható rá.
Bár a világűr nagyobb része anyagban szegény terület, fénykvantumokat bőségesen tartalmaz, melyek gyakorlatilag teljesen betöltik az egész univerzumot. Ezek sűrűségéről, az adott térfogatra eső fotinószámról nincsenek adataink, de biztosan magasabb az anyagsűrűségnél, mivel a fény áthatolóképessége jóval nagyobb az anyagi részecskéknél. Egy tartályból jó hatásfokkal ki lehet zárni az anyagot, de közben a fényt is eltávolítani belőle szinte lehetetlen.

2. A TÖKÉLETES VÁKUUM

A tökéletes vákuum előállítása valószínűleg lehetetlenség, még a rendelkezésünkre állónál jóval fejlettebb technikákkal is. Az alábbiakban az általunk elképzelhető legjobb technológiák kínálta elméleti lehetőségeket sorolom fel, a teljesség igénye nélkül, hogy illusztráljam a feladat nehézségeit.
Elméletileg elképzelhető, hogy olyan anyagmentes térfogatot hozzunk létre, aminek kemény falai nem párolognak és semmit sem eresztenek át, még a legkisebb hidrogén molekulákat sem. Egy ilyen tartály fala készülhet például tiszta gyémántból, kívülről speciális, amorf szerkezetű védőborítással. De a szubanyagi részecskék (neutrinók) ezen a szuperszigetelő rétegen is simán átdiffundálnak. Ezeket szubanyagból készült fallal lehet csak (elvileg) megállítani, de a fény még ezen is át fog jutni.
Készíthetnénk térablakokból egy kocka alakú, zárt dobozt, amolyan tércsapdát (térbörtönt), ami elvileg ideális megoldás lenne, mert transzcendens falai semmit nem engednének át, még a fényt sem. Ehhez csupán (a térablakok előállításán kívül) azt kell megvalósítanunk, hogyan illesszük össze a felületeket hézagok nélkül egy teljesen zárt kockává. Az így kapott dobozból azonban szinte megoldhatatlan feladatot jelent a már eleve benne lévő anyag és fény maradéktalan eltávolítása, ami a gyártás során került bele.
Ha a doboz mérete szabályozható, akkor kellően kis méretűre készítve, majd ezt felduzzasztva, felfújva mégis abszolút fény és anyagmentes helyet kaphatunk. A kis méret alatt egy elektronnál kisebb átmérőjű térfogatot kell érteni, hogy semmilyen anyagi részecske ne tudjon belekerülni. A tökéletes vákuumhoz a doboz átmérőjének kisebbnek kell lennie a legkisebb létező anyagi részecskénél (szubanyagnál) is, sőt az ennél jóval parányibb szubfotinóknál is. Hogy ezeknek mekkora lehet a mérete, arról azonban jelenleg fogalmunk sincs. Elméletileg az univerzumban található legkisebb önálló létrendszer, amit ismerünk, a szerinó. Ennél kisebb méretű dobozt készíteni azonban valószínűleg nem lehet, mivel a térablakok fala sokkal vastagabb, mint a térhullámhossz, ráadásul a környezeti perturbációk miatt nagyobb mértékben mozog, mint a doboz átmérője.
Talán ha annihilációs hatású hullámfrontot juttatnánk be valahogy a doboz belsejébe, ami minden létrendszert nyom nélkül lebontana, vagy az összes dobozba vezető fenntartó időszálat elvágnánk, akkor ki lehetne tisztítani a belső teret. De ehhez műszereket, berendezéseket, érzékelőket kellene előbb bejuttatnunk a vákuumtérbe, hogy elvégezzük a tisztítást, illetve utólag ellenőrizzük, hogy valóban tiszta-e a belső tér. Mert kívülről ugye egy tércsapdába sehogy sem lehet belelátni. A műszerek persze óhatatlanul újabb szennyezéseket juttatnának be és akkor kezdhetnénk mindent előlről. Ez tehát nem járható út.
Furcsa mód mégis léteznek a természetben abszolút tiszta terek, méghozzá nem csupán mikroszkópikus méretekben. Az őskáoszban, a téridőn kívül sem anyag, sem fény nem található, csak némi transzcendens térszennyezés (időhullámtér). Ezt a szeparációs zónát még a térugró űrhajók is csak átmenetileg képesek fénnyel és anyaggal szennyezni, mivel a visszaszinkronizálódáskor a meddő térhullámréteg idővel túlszalad a nála lassúbb fotinók és barionok pozícióján, amik a jármű burkolatáról váltak le. Az univerzum térideje és a szeparátor közti legmarkánsabb különbséget tehát úgy határozhatjuk meg, hogy a két zóna forrássűrűsége drasztikusan eltérő.

Készült: 2003.08.27.

Következő írás

Vissza a tartalomhoz