• csillagaszat.hu
    csillagászat.hu
    Csillagászati hírportál
    bdsm forum

    Jókai csillagai (A 19. sz. csillagászati világképe a Fekete gyémántok alapján)







    A földi élet eredete

    Talán furcsa, de már ez a témakör is túllépte a biológia és a kémia határait, sőt, erről már a 19. században is tudtak. A Fekete gyémántok első fejezetében így ír Jókai:

    „Hány ezer év kellett hozzá, míg a hatodik teremtés meleg iszapja egy sugalmas csillagképlet napján, tán egy üstökössel találkozás mennyei csókjának órájában megterhesülve az üstökös teremtő erejű monádjaitól, megszülte az első embert?”

    Mai tudásunk alapján a Föld keletkezését követően (4,6 MD éve) 0,8 MD év múlva (3,8 MD éve) jelent meg az élet a Földön. De itt nem is ez a lényeg, hanem maga a kérdésfeltevés. Azt bizonyítja ugyanis, hogy Jókai ismerte az űrkutatás révén mára olyannyira népszerűvé vált pánspermia – elméleteket. Ezek lényege, hogy az élet nem a Földön, hanem valamely más, Naprendszerbeli – a Naprendszeren kívüli eredetet is felvetették, de kis valószínűsége miatt gyakorlatilag kizárható – égitesten alakult ki, és üstökösök, meteoroidok, esetleg aszteroidák közvetítésével honosodott meg a Földön. Elsőre talán kissé hihetetlen, de a nagyszámú Földön kívüli, elsősorban marsi eredetű meteorit egyre inkább szilárd talajt biztosít az elméletnek.
    Már 1821-ben felvetette Sales-Gyon de Montivault, hogy az életet a Holdról származó csírák indították el a Földön. De hogy a Hold – és más égitestek – anyaga hogyan jut el a Földre, azt elsőként H. E. Richter német fizikus próbálta megmagyarázni. Elmélete szerint az üstökösök a bolygók mellett elhaladva keresztezhetik azok atmoszféráját, és eközben „megfertőződhetnek” a bolygón esetlegesen jelen lévő élettel, amit a következő hasonló esetben továbbíthatnak egy másik bolygóra. Ez egyébként nem is olyan lehetetlen, hiszen több olyan esetet is ismerünk, hogy Naprendszerünk kis égitestei a földi felsőlégkörbe érve nem hatolnak keresztül az atmoszférán és csapódnak a felszínbe, hanem ugyanúgy távoznak. A Halley üstökös esetében is hasonló történt 1910-ben, igaz, nem maga az üstökösmag, csak a csóvája, az üstökösből távozó por és gáz.
    Az elképzelés később úgy módosult, hogy a baktériumok közvetítéséhez nem szükséges semmilyen égitest, a csillagok kicsi, de állandó sugárnyomása önmagában elegendő ahhoz, hogy a spórákat továbbítsa a csillagközi térben. Az elmélet Svante Arrhenius svéd kémikustól származik, aki a 20. sz. fordulóján – tehát jóval a Fekete gyémántok keletkezése (1870) után – alkotta meg elképzelését, így erről ezért nincs utalás a Fekete gyémántokban. Arrheniustól származik egyébként a pánspermia kifejezés is, amelynek jelentése: mindenütt magok. Az Arrhenius-féle változat egyébként a radiopánspermia elmélet, amelyet ma már könnyebb megcáfolni, mint alátámasztani. A Világűrben ugyanis csaknem tökéletes vákuum, rendkívül alacsony hőmérséklet (2,73 K) uralkodik, a csillagokból erős ultraibolya sugárzás érkezik, és akkor még mindig nem számoltunk az erős kozmikus sugárzással – nagy sebességű protonok – amelynek hatására az atomok atommagra és elektronra disszociálnak. Az elméletet egyébként sokan próbálták kísérletileg is igazolni.
    A német űrorvostani intézet tudósai, a NASA Long Duration Exposure Facility-jének felhasználásával Bacillus Subtilis spórákat vizsgáltak szélsőséges körülmények között: vákuumban – ekkor 2% maradt életképes; ibolyántúli sugárzásnak illetve kozmikus sugárzásnak kitéve, amikor 10000-ből mindössze egy maradt életben.
    Japán tudósok 250 űrben eltöltött év körülményeit szimulálták laboratóriumban: Bacillus Subtilis spórákat és más élő organizmusokat teszteltek vákuumkamrában, -196ºC-on, vagyis 77 K-es hőmérsékleten. A baktériumokat ezen kívül 24 órán keresztül bombázták Van de Graaf generátorból gerjesztett protonokkal. Várakozáson felüli eredményt tapasztaltak: a mikrobák 50%-ban túlélték a kísérletet…
    Paul Weber és Mayo Greenberg, a Leideni Egyetem (Hollandia) tudósai az erős ultraibolya sugárzás hatásait vizsgálták. Vákuumkamrában -263ºC-ot hoztak létre, és intenzív UV – sugárzást biztosítottak a mikroorganizmusok számára, amelyek ennek következtében 99,9%-ban elpusztultak. Azt tapasztalták azonban, hogy a kísérletet túlélt spóráknak jelentősen megnövekedett az élettartamuk. Egyes tudósok ebben erős evolúciós bizonyítékot vélnek felfedezni, egy hasonló múltbeli időszakot a baktériumok fejlődésében, amelynek során immunissá váltak bizonyos körülményekre.
    A mikrobák fennmaradását egyébként erősen befolyásolják – mégpedig a pozitív irányba – a csillagközi gázfelhőkön való áthaladások is. (A Naprendszer esetében ez néhány 10 millió évente következik be…) Ekkor ugyanis jeget és egyéb anyagokat (pl. szénmolekulákat) szedhetnek fel, ami védőréteget képezve akár több millió évre is kiterjesztheti a várható élettartamukat. Enélkül a mechanizmus nélkül a csillagok melletti elhaladáskor kapott UV sugárdózis  halálos veszélyt jelentene a pánspermiumokra.
    A másik változat – ami a Fekete gyémántok keletkezésekor is ismert volt – az irtopánspermia elmélet, amelynek alapján a szerves molekulák meteoroidok vagy üstökösök kőzetébe zártan jutnak el más égitestekre – ahogy Jókai írja, akár a Holdra is:

    „És akkor a Hold is megelevenülne, lennének folyói, tengerei, növényzete, állatvilága, s láthatnók még e mi szemeinkkel tengereit kékleni, rónáit kizöldülni, s tán gyorsabb forgást is kapna e találkozástól, s túlsó oldalát is kezdené a Föld felé fordítani, és újra föléledne benne a tűz.”

    Az elmélet szilárdabb alapokra helyezése már az 1800-as évek elején megkezdődött a Földre hullott meteoritok laboratóriumi vizsgálata révén. 1834-ben Jons Berselius kémikus a franciaországi Alais városa mellett becsapódott meteoritot vizsgálta, és szénvegyületeket azonosított benne. Később, 1864-ben ugyancsak széntartalmú meteoritot – a híres Orgueil-i meteoritot – vizsgálva gömbszerű alakzatokat figyelt meg Marcellani Berthelot, és azokat megkövesedett baktériumoknak minősítette. Még ennél is tovább ment az 1880-as években Otto Hahn német geológus, aki fosszilizálódott életformákat – többek között korallokat vélt felfedezni egy meteoritban. Elméletét – természetesen – már a korában is kissé erősnek tartották… Csaknem 100 évvel az orgueil-i meteorit vizsgálatát követően – az 1960-as években – két tudós, Bartholomew Nagy és George Claust tömegspektrométerrel kezdett a szerves életformák kutatásába. Többek között szénhidrogéneket azonosítottak – és kissé elhamarkodottan – bejelentették, hogy az általuk talált szerves vegyületek  valószínűleg biológiai eredetűek. 1968. szept. 28-án meteor csapódott be Délkelet-Ausztráliában, Murchison városa mellett. A meteor még a Földet érés előtt felrobbant, darabjai szétszóródtak a környéken. A széntartalmú kondritok csoportjába tartozó kőzetekben aminosavakat azonosítottak. Ez persze még nem bizonyítja a biológiai eredetet, ugyanúgy létrejöhetett kémiai folyamatok során is.
    Mint már korábban írtam, rendkívül népszerű napjainkban az élet marsi származásának feltételezése, amely elképzelést az ALH 84001-es meteorit fémjelezi, amit 1984-ben találtak az Antarktiszon. A lelet 4,5 MD éves, 1,9 kg tömegű és bazalt anyagú. A NASA – úgy tűnik, korai – bejelentésének ellenére is éppúgy tartalmazhat fosszilis életformákat, ahogy nem. Az évtizedek óta folyamatosan zajló kutatások alapja három, egymástól néhány mikrométeres távolságban található különleges mikroképződmény volt.
    Az első érv a biológiai eredet mellett az volt, hogy a szénhidrogének aránya eltérő volt ahhoz képest, amit a kémiai úton létrejöttek esetében tapasztaltak. Még ennél is szemléletesebbek az 50 µm átmérőjű gömbszimmetrikus, mangánt, vas-karbonátot és vas-szulfidot tartalmazó képződmények. A Földön hasonlóak keletkeznek primitív baktériumok tevékenysége során.
    Az elektronmikroszkópos vizsgálatok közben újabb érdekes, 20-100 nm-es formációk kerültek a képbe, amelyeket fosszilizálódott baktériumok maradványainak tartanak.
    Megerősítené a hipotézist, ha aminosavakat, más fosszilis struktúrákat – pl. sejtfalat, másfajta fosszíliákat – vagy a reprodukciós folyamat (pl. osztódás) közben elpusztult, fosszilizálódott baktériumokat találnának.

    Üstökösök és a Nap energiatermelése

    Ám nem csak ez az elmélet teszi olyan izgalmassá – és tette mindig is… – az üstökösök kutatását. De mik is ezek valójában? Találó elnevezésük – piszkos hógolyók; Fred Whipple, 1950 – jogosnak bizonyult, ugyanis olyan, kis égitestekről (kb. 1-100 km átmérő) van szó, amelyek anyaga por (pl. szilikát-por) és jég. Pályájuk kúpszelet – vagyis kör, ellipszis, parabola vagy hiperbola; ám legtöbbször egy nagy excentricitású ellipszispályáról van szó. A Naprendszer keletkezésének idején megszilárdult égitestek bolygórendszerünk peremvidékéről, az Oort- felhőből származnak, a Naprendszer belső területei felé más égitestek gravitációs perturbációja hatására jutnak el. A Napot megközelítve a jég szublimálni kezd, és az üstökös poranyagával együtt létrehozzák a kómát – amely közel gömbszimmetrikusan veszi körül a magot, anyaga semleges és ionizált molekulák és atomok, illetve gáz – és a még látványosabb csóvát, amelynek hossza többször tízmillió, de néha 100 millió km is lehet. Anyaga ionizált gáz és por, amelyek esetenként látványosan elkülönülnek (a rálátás szögétől függően), mivel a görbületük különböző: a porcsóva görbültebb, mint a gázcsóva. Annak a feltételnek azonban mindkettő eleget tesz, amit már 1531-ben kimondott P. Apianus matematikus is: a csóva iránya mindig ellentétes a Napéval. Ennek oka – mint később kiderült – a napszél, amely a Napból áramló nagyenergiájú elektronok, protonok és a-részecskék összefoglaló neve, amelyek másodpercenként több száz km-es sebességgel haladnak, és a Föld felsőlégkörébe hatolva a pólusoknál mágneses viharokat és sarkifény-jelenséget hoznak létre. Az üstökös minden napközelség idején jelentős mennyiséget veszít anyagából, végül „minden üstökösnek vissza kell térni a Napba, véglegesen belehullani…”
    Vannak olyanok is, amelyek még azelőtt, hogy a Napba zuhannának, felbomlanak, szétdarabolódnak. Ez történt 1846-ban is, amikor „a Biela üstökösét a Mars a csillagászok szeme láttára osztotta kétfelé, s csinált belőle kettőt.”
    Hasonló történt közel 150 évvel később a Shoemaker-Levy 9 üstökössel is, amely a Jupiter gravitációs terébe kerülve ellipszispályára állt az óriásbolygó körül, majd az árapály hatás következtében több, mint 20 darabra szakadt, amelyek 1994 júliusának végén látványos felfénylések kíséretében a Jupiter légkörébe csapódtak.
    Mielőtt azonban azt a hitet kelteném az olvasóban, hogy már a 19. sz. végén is rendelkeztek azzal a tudással, mint napjainkban, meg kell említenem, hogy a helyes állítások mellett sok olyan is van, amelynek megcáfolásához nem szükségesek mélyebb ismeretek a témáról. Ma már köztudott, hogy nem igaz, hogy: „A Nap s maga minden állócsillag nem egyéb, mint tűz.”
    A Nap energiatermelése a csillagászat kezdete óta jelent problémát – munkalehetőséget – csillagászok tömegének. Különböző elméletek alakultak ki, míg eljutottak a termonukleáris energiatermelés elméletéig, amely még ma is 2 esetleges folyamatot takar. Valójában csak az energia-megmaradás törvényének megalkotása (Robert Mayer) után – vagyis 1842 után kezdtek komolyabban foglalkozni ezzel a problémával. Maga Mayer a meteorok folyamatos Napba zuhanásával magyarázta az energiatermelés folyamatát. Aztán jött Helmholtz német fizikus (1821-1894) és Kelvin, akik a Fekete gyémántokban is található – tehát a korban elfogadott – kémiai égés folyamatát kezdték vizsgálni. Kiszámították, ha a Nap teljes egészében a legjobb minőségű szénből épülne fel, alig 8000 év alatt teljesen kiégne, ha meg anyaga kőolaj lenne, akkor is csupán 30000 évig lenne képes a mai szintjén sugározni… Ezekről a kutatásairól Kelvin 1887-ben tartott előadást a londoni Royal Institution-ban. De akkor mi áll tehát a jelenség hátterében? Helmholtz és Kelvin, továbbgondolva a kérdést, a gravitációs összehúzódás elméleténél kötöttek ki. Mikor a csillag saját gravitációs erejének hatására összehúzódik, az egyes részecskék közelebb kerülnek a csillag magjához, vagyis helyzeti energiájuk mozgási energiává alakul át. Az egymáshoz is közelebb került részecskék mozgási energiája a sorozatos ütközések révén folyamatosan hővé alakul. Ehhez – számításaik szerint – egy évi 5 m-es átmérőcsökkenés is elegendő lenne… Ám a számítások során az is kiderült, hogy ekkor a Nap 24 millió év alatt egy rendkívül kis térrészbe kellene, hogy csoportosuljon, 20 millió évvel ezelőtt pedig egészen a Föld pályájáig húzódott volna, ami az evolúció – akkor már fejlettebb – elméletének mondott ellent. A következő kiindulási alapot Becquerel 1896-os felfedezése jelentette, amelynek 2 évvel később Marie Curie a radioaktivitás nevet adta. 1903-ban William Wilson brit csillagász kiszámolta, hogy ha a Napban köbméterenként 3,6 g rádiumot helyeznénk el, éppen a ma is mérhető módon sugározna, ám később kiderült, hogy a Nap energiatermelése a magra korlátozódik. Más folyamat áll tehát a jelenség hátterében.
    Ma már tudjuk, hogy a Nap magjában hidrogén fuzionál héliummá. A folyamat a csillagmagban játszódik le, ami a Nap esetében a sugár 25%-áig terjed ki. (Ez a Nap térfogatának 1,5%-át jelenti…) A fúzió során a tömegkülönbség alakul át energiává. Ez azt jelenti, hogy a 3,8·1026 W teljesítmény fenntartásához másodpercenként 5·109 kg tömegveszteség szükséges. A reakció 15000000 °C -os hőmérsékleten megy végbe, a sűrűség pedig 150 g/cm3, ami azért lényeges, mert ez már elég nagy érték ahhoz, hogy a részecskék olyan közel kerüljenek egymáshoz, ahol a Coulomb-taszítás már nem lép fel.
    Ma két elmélet is létezik arra, hogy a H atommagok He maggá való egyesülése hogy történhet: az egyik ilyen mechanizmus a CNO-ciklus (szén – nitrogén – oxigén ciklus), a másik a pp-ciklus (proton-proton ciklus).
    A Nap energiatermelésének valószínűleg 98,5%-a a pp-ciklusból származik, ezért ennek magyarázatával kezdeném. A folyamat első lépéseként 2 proton deutérium maggá egyesül, de egy pozitron és egy neutrínó is keletkezik: H1+H1D2+e++ne. A folyamathoz 1,4·1010 év szükséges. A második lépésben a deutérium mag egy hidrogénatommag (proton) befogásával egy 3-mas tömegszámú He maggá alakul: D2+H1→He3. A tömegdefektusból származó energia gamma-foton formájában sugározódik ki, az átalakuláshoz szükséges idő kb. 6 s.
    A kialakult He3 magok azonban nem stabilak, ezért két 3-mas tömegszámú He atommag ütközése során még 4-es tömegszámú He mag keletkezik, továbbá két proton, amelyek újra elindíthatják a folyamatot: He3+He3→He4+H1+H1. Ez 106 évig tart. Egy ilyen reakció során 4,3·10-12 J energia szabadul fel, amely az eredeti H-nek 7 ezreléke. Ez azt jelenti, hogy másodpercenként összesen 4,2 millió anyag sugározódik ki energia formájában.
    A CNO-ciklus kezdeti lépéseként egy 12-es tömegszámú C-atom egyesül egy H atommaggal, és így egy 13-mas tömegszámú N-atom keletkezik, és a tömegdefektus révén gamma-sugárzás: C12+H1→N13. Ez 106 év alatt megy végbe. A folyamat során kialakuló N13 nem stabil, ezért további bomlás játszódik le: N13→C13+e+e. Tehát egy 13-mas tömegszámú szénatommag keletkezett, az energia felszabadulása pedig egy pozitron és egy neutrínó formájában történt. A folyamathoz 14 perc szükséges. Az így keletkezett C13 a következő lépésben egy H atommaggal kb. 3·105 év alatt 14-es tömegszámú nitrogénné egyesül, egy gamma-foton kibocsátása közben: C13+H1→N14. Az N14 még további protonnal egyesülve O15 atommaggá alakul, a folyamatot szintén egy gamma-foton kibocsátása kíséri: N14+H1→O15. Az ehhez szükséges idő 3·108 év. Az így keletkezett 15-ös tömegszámú oxigénatommag nem stabil, ezért bomlás során N15 atommaggá alakul. A 82 s alatt végbemenő bomlás során egy pozitron és egy neutrínó sugározódik ki: O15→N15+e+e. Majd végül, a ciklus utolsó 104 évében a 15-ös tömegszámú N atommagok egy protonnal egyesülve C12 és He4 atommagokat hoznak létre: N15+H1→C12+He4. Így visszakaptuk a kiindulási C12 atommagot, ami így a folyamatban a katalizátor szerepét tölti be. A folyamat során a felszabaduló teljes energia 4·10-12 J.
    Ma már tehát azt mondhatjuk, hogy részben tisztázódott a Nap és a csillagok energiatermelésének kérdése. Azért írtam, hogy részben, mivel még mindig van egy probléma – nevezetesen a napneutrínók rejtélye – ami fejtörést okoz a tudósoknak, bár az utóbbi időben már ebben a kérdésben is jelentős előrelépések születtek. Ezekre azonban most nem térhetek ki, mivel a téma egy önálló cikk – könyv – terjedelmét igényelné.

    A Naprendszer keletkezése

    „A Földnek ugyanazok az alkatrészei, mint a Napnak… A Föld éppen úgy szakadt le a Nap testéből, mint a többi planéták, együtt váltak le róla, mint a Satunusról a gyűrűi. Égő tűzdarab volt mindegyik, önmagában világló, mint a Nap.”

    P. S. Laplace 1796-ban alkotta meg ködelméletét, ami csaknem a 19. sz. végéig az élvonalban tartotta magát, megelőzve számos egyéb elméletet. Valóban jelentős előrelépés volt az elődeihez képest…
    A francia filozófus, René Descartes 1644-ben alkotta meg elméletét, amely egy kaotikus, folyton mozgásban lévő por- és gázködöt ír le, amelyben a részecskék súrlódása örvényeket hoz létre, és ezeknek középpontjaiban alakultak ki a csillagok és bolygók. A bolygók keringését és tengelyforgását is az ősanyag örvénylésének tulajdonította. Világképének szerves része volt, hogy sok, a Naprendszerhez hasonló bolygórendszer létezését felételezte.
    Buffon elmélete szerint a bolygók anyaga egy üstökössel való ütközés során szakadt ki a Napból, ami szintén az ütközés révén jött forgásba.
    Immanuel Kant német filozófus 1755-ös elméletét sokan egyszerre említik a Laplace-féle elmélettel, ám látni fogjuk, hogy a két elmélet között jelentős eltérések vannak. Elképzeléseit „Az ég általános természetrajza és elmélete” című munkájában publikálta. Elképzelése szerint a Naprendszer anyaga egykor különböző méretű és sűrűségű, szilárd porszemcsék formájában egyenletesen töltötte ki a Naprendszer térfogatát. A rendszertelen mozgás következtében azonban különböző sűrűségű területek jöttek létre: a központi sűrűsödésből alakult ki a Nap, amely körül a pályára állt részecskék folyamatos ütközése a bolygókat is létrehozta, amiről így utólag nyilvánvaló, hogy ellentmond a fizika törvényeinek… Az elmélet azonban mégis különleges előrelépés volt a filozófia számára: megdöntötte a természet változatlanságába vetett régóta élő elképzelést, és az egyes égitestek fejlődésének tanulmányozására késztette a tudósokat.
    Elérkeztünk tehát a Laplace által felvázolt elképzeléshez, amelynek kiindulópontja szintén egy tengelye körül forgó, magas hőmérsékletű gázköd, ún. ősnap vagy protoszoláris köd, amelynek forgása összehúzódása közben felgyorsult, és ekkor szakadt le a bolygók anyaga is, amelyek így a gáztömeg forgását vették át. Az elmélet összevágott bizonyos mai tapasztalatokkal, miszerint a bolygók közel kör alakú pályákon, azonos keringési síkban keringenek, és azonos irányban forognak tengelyük körül (a Vénusz és Uránusz kivételével, ezek forgása ugyanis retrográd – ám ezeket csak később fedezték fel). A Föld anyaga izzó gázállapotban vált ki a Napból, majd folyamatosan hűlt le és szilárdult meg a kérge. Ennek bizonyítékaként a Föld belső rétegeinek a maghoz közeledve meglévő hőmérséklet-növekedését illetve a vulkanizmust említi. Ám ahogy fejlődött a csillagászat, és az észlelési adatok száma is egyre nőtt, felfedezték a Vénusz és az Uránusz retrográd forgását, majd a Mars egyik holdjának rendkívül gyors – a Mars forgási idejét is meghaladó – keringését. Maxwell angol fizikus kiszámolta, hogy a forgó gázködről levált gyűrűk anyaga nem állhat össze bolygókká. A Laplace-féle elmélet a Nap lassú forgására sem ad magyarázatot, és a perdület megmaradásának is ellentmond. A protoszoláris ködnek ugyanis – ennek alapján – rendelkeznie kellett a Naprendszer összperdületével. Csakhogy ma úgy áll a helyzet, hogy a perdületnek csak 2%-ával rendelkezik a Nap, a többit a bolygók hordozzák, ám ha a bolygók a Napból szakadtak volna ki, nem vihették volna el a perdület ekkora részét…
    Nyilvánvaló volt tehát, hogy ha a ködelméletek képtelenek megmagyarázni a perdület eloszlását, akkor más irányból kell megközelíteni a problémát. Elkezdődött tehát a katasztrófaelméletek periódusa, amely még a ködelméletek végleges leköszönése előtt jelentkezett, de hivatalosan csak az 1940-es években léptek a ködelméletek helyébe, ekkor kerültek be a tankönyvekbe is. A katasztrófaelméletek két csillag üközésén – a Nap és egy másik csillag ütközésszerű szoros találkozásán – alapulnak. Ezt vallották H. Jeffreys, T. C. Chamberlain, F. R. Moulton és J. H. Jeans angol és amerikai csillagászok. A Jeans-féle elmélet tartotta magát a leghosszabb ideig a tudományos köztudatban, mivel átmenetileg választ adott a perdület eloszlására: az elmélet alapján az a másik csillagtól származik. Az ütközés révén az elmélet szerint izzó gázanyag áramlott ki a Napból, mégpedig a csillag közeledésével egyre nagyobb, majd távolodásával egyre kisebb mennyiségben. Így egy szivar formájú gáznyúlványt kell elképzelni, ami a Napról való leválása után ellipszispályára állt körülötte, majd fokozatosan bolygókká tömörült. Az első támadásokat az vonzotta az elmélet felé, ami ma már nyilvánvaló, de már akkor is sejtették: egy ilyen szoros, ütközésszerű találkozás esélye a csillagok szintjén csaknem a 0-val egyenlő. Ez világnézeti szempontból is problémát jelentett, mivel valami felsőbb lény beavatkozását feltételezte, és a Föld és az élet kitüntetett, kizárólagos helyzetére engedett következtetni. Később a perdület – megmaradás törvényével való ellentmondásossága is kitűnt. H. N. Russel amerikai csillagász észrevétele nyomán Ny. Parszkij szovjet csillagász kiszámította, hogy a másik csillagtól kapott perdület legfeljebb a Merkúr pályájához hasonló nagyságrendű pályát engedett volna meg, de valószínű, hogy a kiszakadt anyag visszahullott volna a Nap felszínére. Spitzer mutatta ki, hogy a bolygókeletkezéshez nagyobb sűrűségű anyag kellett, mint amilyen a Nap külső rétegeinek anyaga, illetve egy ilyen gáznyúlvány a sugárnyomás hatására néhány perc alatt felrobbanna, és gáznemű korongot alkotna a Nap körül.
    Az újabb ellentmondások az elméletek újabb típusát vonták maguk után: ezek az ún. kaptációs elméletek.  A cél természetesen itt is a perdület eloszlásának magyarázata volt. Ezt elsőként 1944-ben tette meg O. J. Smidt szovjet akadémikus. Elmélete szerint a Nap valaha egy csillagközi gázfelhőn haladt át, és közben anyagot vonzott magához és kényszerített maga körül ellipszispályára: ekkor a bolygók, amik így ebből az intersztelláris anyagból – folyamatos ütközések révén – jöttek létre, és a perdületük is onnan származik. Ez a Nap lassú forgásával, a retrográd forgásirányokkal, sőt, a Naprendszer összes megfigyelhető tulajdonságával összeegyeztethető. A 2 bolygótípus – kőzetbolygók és gázbolygók – kialakulását azzal magyarázza, hogy a Nap sugárnyomása a könnyebb elemeket a Naprendszer távolabbi területei felé taszította. Szakított azzal az elképzeléssel, hogy a Föld anyaga valaha izzó állapotban volt: szerinte csak később, a radioaktív elemek bomlásának következtében kialakuló hő hatására kerültek képlékeny állapotba a Föld belső rétegei. Ezt a „gravitációs differenciálódás” követte, amelynek során a nagyobb fajsúlyú anyagok fokozatosan besüllyedtek, a könnyebbek pedig a felszínre kerültek. Ennek a folyamatnak az utóhatásai a földrengések. Az elméletet – bár elvben lehetséges – mégis túlhaladottnak tekintjük, hiszen maguk a kidolgozói is belátták, hogy nem kizárt, mégis elég kicsi a valószínűsége egy ilyen meteoritikus felhő befogásának.
    Hogy mi a helyzet ma? Ha a 18. sz. tudósai – amilyen a Fekete gyémántok polihisztor főhőse, Berend Iván is – egy időutazást tennének, és fellapoznának egy mai csillagászati könyvet, lényegében nem sok eltérést tapasztalnának az általuk ismert Laplace-elmélethez képest. Ennek oka a ködelméletekhez való visszatérés, ami annak fizikai leírásával, és a paradoxonok eltüntetésével újra reálisnak tűnik. Az történt ugyanis, hogy a korábbi mechanikai és termodinamikai ismeretek mellett az elektromágnesség eszköztára is rendelkezésünkre áll. A Laplace-elmélet kidolgozására Alfvén hívta fel a figyelmet, és Fred Hoyle végezte el 1965-ben.
    A Tejútrendszer differenciális rotációjának következtében eleve forgásban lévő protoszoláris köd a perdület – megmaradás értelmében fokozatosan elkezdett összehúzódni. Az összehúzódás során a gravitációs energiát hő formájában sugározta ki a felhő, amely – a 60 millió km-es sugarat elérve 1000 K-re forrósodva plazmaállapotba került. A forgás ekkor már olyan mértékben felgyorsul, hogy az egyenlítő mentén anyagkidobódás lép fel. A gázfelhő – amelyből a bolygók kialakulnak – mágneses tere, kölcsönhatásba lépve a Napéval, folyamatosan fékezi annak forgását, amely így egy állandó szögsebességet felvéve a gravitációs energiáját kisugározva a bolygók perdületét növeli, a perdületet tehát mágneses csatolás is közvetítheti. A Hoyle-féle elmélet 1 gauss erősségű mágneses térrel számol. A bolygók keringési síkjának közel egybeesését azzal magyarázza, hogy anyaguk a Nap egyenlítőjéről vált le, így annak forgását vette át. A két bolygótípus keletkezésében a Smidt-elméletet követi.

    Az amatőrcsillagász író

    1873 nyarának vége, hajnali 4 óra… Kisebb csoport áll a balatonfüredi villa udvarán, és egy 3 hüvelykes (kb. 7,5 – 8 cm-es) francia gyártmányú (Bardou) refraktorral a Szíriuszt és a Vénuszt észlelik. A villa azóta múzeumként funkcionál, de a távcső még mindig azt hirdeti, hogy egykor az akkor még fényszennyezés-mentes – legalábbis vidéken – éjszakák nem csak személyes élményt jelentettek a távcső tulajdonosának – aki egyben irodalmunk egyik legnagyobb hatású alkotója – hanem azt is bizonyossá teszik, hogy a Jókai-életműben megjelenő égbolt leírások – amelyek csaknem az egész északi égboltot lefedik – mögött tényleges észlelési tapasztalatok húzódnak. Fokozatosan körvonalazódnak a széleskörű életműből a holdfogyatkozás jelenségének leírása, a Biela-üstökös két részre szakadása, az M51 és az Andromeda-köd (M31) megfigyelésére vonatkozó – néhol pontatlan, néhol téves, de ennek ellenére szakértelemről tanúskodó – megfigyelési útmutató, az állatövi fény bemutatása, és a Pleiadok (M45), mint „gyémántbokréta”. Még a sarki fény részletes leírása, és a Fekete gyémántokban található, erre épülő fejezet – „Delejország” – is személyes élményt takar: Magyarországról is látható volt ugyanis – csakúgy, mint a 2003-mas év novemberében a hazai amatőrcsillagászok egyik legnagyobb szenzációja – 1854-ben, 59-ben, 62-ben és 63-ban az ezen a földrajzi szélességen ritka jelenség. Helyesen jelenik meg több helyen is a Perseida meteorraj kitörésének időpontja, illetve a jelenség viszonylag pontos megjelenítése, de a Leonida meteorraj kitöréséről is utalásokat ad. Az író egyébként különös fontosságot tulajdonított a meteorjelenség leírásának, valószínűleg az emberekre köztudottan misztikus és lenyűgöző hatása miatt alkalmazta ezt tudatos esztétikai eszközként. Ám ezek a – korábban szabadszemes, 1871-től távcsöves – megfigyelések a Jókai által gondosan áttanulmányozott korabeli források nélkül megmaradtak volna pusztán a művészi szépségekre való rácsodálkozás átlagos szintjén. Ám már Jókai kiterjedt témaköröket átfogó könyvtára – amire mindig is büszke volt – és középiskolai tanulmányai kizárják ezt a lehetőséget. A fiatal Jókai először apja, Jókay József révén kerülhetett közel a csillagos égbolthoz, és ez a vonzalma később, gimnáziumi tanárai – Vály Ferenc és a pápai református gimnáziumban filozófiát, fizikát és természetrajzot tanító Tarczy Lajos – révén csak felerősödött benne. Szintén jelentős időszak volt életében a Pozsonyban, cserediákként az evangélikus líceumban eltöltött idő, ahol a líceum matematika-fizika tanára, Kovács-Martiny Gábor Pál tette programjává a diákok csillagászati képzését, és ehhez saját építésű távcsövét használta fel, amely gyakran előkerült éjszakánként a pozsonyi ég alatt. Innen már egyenes út vezette Jókait a kor leghíresebb könyvei felé, köztük Georg Louis Leclerk Buffon 36 kötetes „Historie Naturelle” című művéhez, melynek csillagászati részei az író fantáziáját is megragadták. Megtalálhatóak voltak könyvtárában még Johann Joseph Littrow bécsi csillagász 1834-es „Wunder des Himmels” c. könyve, Johann Heinrich Mädler „Populäre Astronomie” c. munkája, és olyan magyar szakkönyvek is, mint Hollósy Jusztinián „Népszerű csillagászat” (1863), Hunfalvy János földrajztudós „Ég és Föld” (1873) és Petzval Ottó matematikus-csillagász „Csillagászati alapismeretek” c. könyvei. Figyelemre méltó egyébként az a folyamat, amelyet Jókai az évek során egyre hatásosabban és tudatosabban alkalmazott: a csillagászati jelenségek leírása, mint a lélekábrázolás eszköze, így a Biela-üstökös 1845-46-os szétoszlása az Aranyemberben. Az üstökösök egyébként számos alkotásában szolgálnak támpillérként, egyik korai írásában – Az üstökös útja – az üstökösök akkor már bizonyított periodicitását használja fel a magyar történelem egyes mozzanatainak felvillantására. A képzeletbeli üstökös 300 évente jelenik meg újra, mint a magyarok balsejtelmet sugalló szimbolikus hírnöke. Az üstökösök megjelenítéséhez szükséges hátteret nagyrészt az 1858. évi Donati üstökös visszatérése adta, amelyet abban az évben október 1. és 15. között folyamatosan észlelt, és elragadott leírásában egy „fényes török kardhoz” hasonlított.

    ***

    Le lehet-e írni mindazt a fejlődést, amin a „Fekete gyémántok” keletkezése óta – vagyis 1870 óta – a csillagászat végbement? Nem, legalábbis ekkora terjedelemben semmiképp sem, de nem is ez volt a célom. Csupán egyes részleteket próbáltam kiragadni abból a hatalmas tudáshalmazból, ami 134 év kutatásainak eredménye. Jókai kiemelkedő teljesítményének felismerésére ösztönöznék azonban minden olvasót, hiszen olyan helyen – a szépirodalom keretein belül – foglalta össze a kor csillagászati ismereteit és olyan szinten, amit azóta sem ismételt meg senki. A cél, amit kitűzött elénk, korunk emberére – tudósaira – is érvényes, sőt, az utánunk következő korok emberére is, és az üzenet, amit közvetít, a következő:

    Ezekért a titkokért „érdemes bejárni az üstökösök útját, a világétert fel a napfoltokig, s aztán lefelé a Föld rétegeit… Ezeket meghódítani! Érdemes egy emberélet fáradságának!”

    Források

    Paul Davies: Az ötödik csoda, Vince kiadó, 2000
    Kulin György: Az ember kozmikus lény, 1997
    Hédervári Péter: Üstököskutatás az űrkorszakban, Magvető kiadó, 1983
    John Gribbin: Az idő születése, Akkord kiadó, 1999
    Kulin György: A távcső világa, Gondolat kiadó, 1980
    http://astro.elte.hu
    http://www.origo.hu/tudomany/vilagur/20030604lehete.html?pIdx=4
    Bartha Lajos: Jókai csillagászata 1-3. (Meteor, 2001, 07-08, 09 és 11-es számok)
    Jókai Mór: Fekete gyémántok, Szépirodalmi könyvkiadó, 1984

    (2005.03.09.)

    A Vega Csillagászati Egyesület http://www.vcse.hu honlapján megjelent cikk másodközlése

    Ez a bejegyzés 19-20. sz. csillagászata kategóriában van. Link könyvjelzője.
    • Magyarország megújul