A TVCS VILGA2., BVTETT KIADS

GONDOLAT KIAD BUDAPEST 1980

Szerkesztette KULIN GYRGY RKA GEDEON

SZERZK:

Balzs Bla iij. Bartha Lajos Dezs Lrnt Gesztesi Albert Kulin Gyrgy

LEKTOROK:

Almr Ivn Balzs Bla rdi Blint Kulin Gyrgy Marik Mikls Mak Istvn

Marik Mikls Orgovnyi Jnos Ponori Thewrewk Aurl Rka Gedeon Schalk Gyula

Nagy Sndor Orgovnyi Jnos Ponori Thewrewk Aurl Rka Gedeon Szimn Oszkr

ISBN 963 280 817 7

Gondolat Kiad, 1975

I . m ellklet. A Fld a H old egn (Az Apollo 8 u tasainak felvtele)

I I . m ellklet. A G em ini-rhaj felvtele az A deni-bl krnykrl

IV . m ellklet. Az ApolloSaturn-rhaj indtsa (NA SA felvtel)

Tartalom

Elsz 16

Bevezets 17

Csillagszat mindenkinek (Kulin Gyrgy) 20

1. A Vilgegyetem 202. A Fld 253. Az ember 29

Csillagszat szabad szemmel (Kulin Gyrgy) 33

1. A szrklet 362. A csillagok nagysgrendje 373. Egyb szabad szemmel lthat jelensgek 38

A Vilgegyetem fizikai zenetei (Kulin Gyrgy) 41

1. A fnysugr fizikai zenetei 422. Ms elektromgneses sugrzsok fizikai zenetei 513. Rszecskesugrzsok 574. A meteorok fizikai zenetei 595. A gravitci mint fizikai zenet hordozja 606. Kiknyszertett zenetek 617. Megfigyels s elmlet 62

A csillagszat fontosabb mszerei (Kulin Gyrgy) 64

1. Optikai tvcsvek 642. Rditvcsvek 66

Az id s mrse (Ponori Thewrewk Aurl) 68

1. A naptrkszts trtnete 682. Idmr eszkzk 773. A fldra s ellenrzse 814. rk s epochk 935. Csillagszat s trtnelem 95

Konstellcik (Kulin Gyrgy) 100

1. Egyttlls, szembenlls, elongci, kvadratra 1002. Fogyatkozsok, fedsek 101

Koordinta-rendszerek (Kulin Gyrgy) 107

1. Fldrajzi koordintk 1072. Egyenlti (ekvatorilis) koordinta-rendszer 1093. Az ekliptiki koordinta-rendszer 1104. Horizontlis koordinta-rendszer 1115. A negyedik koordinta-rendszer 1126. Az gitestek kelse s nyugvsa 1137. A horizontlis s ekvatorilis koordintk tszmtsa 1148. A trbeli s idbeli tjkozds csillagszati alapjai 115

gime^hanika (Kulin Gyrgy) 119

1. Mivel foglalkozik az gimechanika? 1192. Newton egyetemes vonzstrvnye s mozgstrvnyei 1213. Kepler trvnyei 1234. A keringsid 1285. A kttest-problma 1296. gitestek tmegnek meghatrozsa 1317. Mestersges gitestek fizikja s gimechanikja 1338. gimechanikai paradoxonok 142

8

A Naprendszer ltalnos jellemzse (Rka Gedeon)

1. gitesttpusok a Naprendszerben 1462. A Naprendszer gitesteinek mozgsa 1483. A Naprendszer fbb tulajdonsgai 1494. A Naprendszer mozgalmas lete 150

A Nap (Dezs Lrnt) 151

1. A napkutats s jelentsge 1512. A napfoltokrl s a Nap forgsrl 1533. A Nap felptse 1594. A Nap elektromgneses sugrzsai 1615. A N ap rszecskesugrzsa 1646. Heliografikus koordintk 1657. Mgneses terek a Napon 1678. A Nap aktv vidkei 1699. A naptevkenysg mrszmairl 171

10. A napciklus 17111. Naphatsok a Fldn 17412. Napfogyatkozsok 176

A Fld mint gitest (Kulin Gyrgy) 185

1. A Fld alakja 1852. A Fld anyagnak kmiai sszettele 1873. A fldmgnessg 1884. A Fld kora 1895. A Fld lgkre 1906. A Fld mozgsai 191

A Naprendszer fizikja (ifj. Bartha Lajos) 204

1. A Naprendszer fizikai jellemzi 2042. A Fld fizikja 2073. A Hold 2124. A nagybolygk fizikja 2225. A bolygk holdjai 2386. Aprbb gitestek a Naprendszerben 242

1. A bolygkozmognia tmpontjai 2692. Az rkutats felderti a Naprendszer mltjt 2723. A Naprendszer kialakulsra vonatkoz elmletek 2744. Csillagkozmognia s bolygkozmognia tallkozsa 281

A csillagok fizikja (Marik Mikls) 285

1. A csillagok fnyessge 2872. A csillagok felleti hmrsklete 2903. A csillagok sznkpe 2974. A csillagok sugara 2995. A csillagok tengelyforgsa 3026. A csillagok mgneses tere 3037. A csillagok kmiai sszettele 3048. A csillagok tmege 3059. sszefggsek az llapothatrozk kztt 308

10. Csillagrendszerek 31111. A vltozcsillagok 325

A csillagok kialakulsa s fejldse (Rka Gedeon) 342

1. M it sugroznak a csillagok? 3432. A csillagok energiatermelse 3453. Energit termel atommagfolyamatok a csillagok belsejben 3464. A csillagok kornak meghatrozsa energiatermelsk alapjn 3495. A csillagtrsulsok kozmogniai jelentsge 3516. A csillagok kialakulsnak sszellsi elmlete 3537. A csillagok fejldse 3558. Ambarcumjan lebomlsi elmlete 358

A Tejtrendszer (Marik Mikls) 359

1. A Tejtrendszer alakja s mretei 3612. A Tejtrendszer forgsa 3623. A Tejtrendszer csillagainak szma 3634. A csillaghalmazok elhelyezkedse a Tejtrendszerben 3635. A csillagpopulcik 364

Mit tudunk a Naprendszer kialakulsrl? (Rka Gedeon) 269

10

6. A csillagok mozgsa a Tejtrendszerben 3667. A Nap mozgsa a trben 3688. Az intersztellris anyag 3709. A Hl-znk s a Tejtrendszer feltrkpezse 373

10. Mgneses terek a Tejtrendszerben 377

Az gitestek tvolsgnak mrse (Marik Mikls) 380

1. Trigonometriai mdszer 3802. A csillagok parallaxisa 3813. A peridus fnyessg-relci 383

Extragalaktikus csillagrendszerek (Balzs Bla) 385

1. Bevezets 3852. Tvolsgmrs az extragalaxisok vilgban 3863. A galaxisok szemlylersa 3904. A galaxisok eloszlsa 3965. Ketts s tbbszrs csillagrendszerek 4006. Klnleges galaxisok 4027. A galaxisok keletkezse s fejldse 406

Kozmolgia (Balzs Bla) 412

1. Kozmolgiai fontossg loklis jelensgek 4132. Tvolod csillagrendszerek 4153. Vilgegyetem s vilgmodellek 4164. A kozmikus httrsugrzs s kozmolgiai jelentsge 4235. A hlium s a forr Univerzum 4276. A modellek valsgtartalma 4277. Inhomogn s anizotrop Vilgegyetem 428

let a Kozmoszban (Kulin Gyrgy) 430

1. Rgi elkpzelsek 4302. Az letfelttelek kutatsa 4323. A fldi letet a Nap tpllja 4404. A fldi let kozmikus kapcsolatai 441

11

5. Ms bolygrendszerek 4426. A csillagok nem egyszerre keletkeztek 4447. Fejlett civilizcik 444

A csillagszat filozfiai problmi (Rka Gedeon) 456

1. A csillagszat s filozfia klcsnhatsa 4562. A vilg anyagi egysge 4593. Modellezhetik-e a vilgot a vilgmodellek ? 4624. A Vilgegyetem vgtelensgnek problmja 4645. Megismerhet-e a vilg? 468

Hamis vilgkpek (Rka Gedeon) 470

1. Rgi s mai mtoszok 4702. Asztrolgia a 20. szzadban 4723. Fi vagy leny? 4774. A vilgvge-pnik 4785. A Vilgegyetem rendje 4796. Az UFO-rlet 4827. A csillagszati kutatsok nclsgnak mtosza 484

A csillagszat s rkutats haszna s jelentsge (Rka Gedeon) 486

Mestersges gitestek (Gesztesi Albert) 494

1. A mestersges holdak 4942. Mestersges bolygk 5213. Bolygszondk 5234. A Hold kutatsa 5335. rhajk 5416. A mestersges holdak szlelse 554

12

A csillaggmbktl a planetriumokig (Schalk Gyula) 556

1. Mit brzol a planetrium? 5562. A csillaggmbktl a planetriumokig 5573. Az els Zeiss-planetrium 5604. Az els ktcsillaggmbs planetrium 5625. Korunk planetriumai 5656. Planetriumok s az iskolk 5667. Ngy nevezetesebb planetrium 5688. A planetriumok kiegszt berendezsei 5739. A planetrium jvje 576

10. Hazai planetriumok 57811. A jnai Zeiss Mvek UNIVERSAL-nagyplanetriuma 58012. A jnai Zeiss Mvek M DIUM -tpus kismszere 58213. A jnai Zeiss Mvek RAUM FLUG-rplanetrium a 58214. A Baader-csillaggmbk 58315. A vilg planetriumai 585

Az egyetemes csillagszat ttekintse (Ponori Thewrewk Aurl) 587

1. Csillagszat az korban 5872. A grg csillagszat 5923. Az arab-perzsa csillagszat 5974. A kzpkori Eurpa csillagszata 5995. Az jkori csillagszat 6006. A csillagszat vszmokban 607

A magyar csillagszat rvid trtnete (Marik Mikls) 614

Csillagszati tvcsvek (Kulin Gyrgy) 617

1. Csillagszati tvcsvek 6172. Optikai lencsk 6183. Fontosabb optikai alapfogalmak 6194. Tudnivalk a nagytsrl 6215. A lencsk gyjttvolsga 6256. A Galilei-fle tvcs 6347. A Kepler-fle tvcs 6358. Az okulrok 636

13

9. A Barlow-lencse. Fkusznyjts 63910. Fkusznyjts pozitv lencsvel 64011. A dialit-tvcs 64212. A lencss tvcs elnyei s htrnyai 64213. A tkrk optikai trvnyei 64314. A tkrs tvcsvek fbb tpusai 64515. Tvcs tengelykereszt nlkl 662

A tvcstkr ksztse (Kulin Gyrgy) 665

1. A hom or tkr 6652. A paraboloid tkr 6813. A segdtkrk ksztse 6854. A Foucault-fle kslprba 6865. Felletalakts a znk fkuszklnbsgeinek mrsvel 6896. Fnyezs papron 6917. vegfelletek ezstzse 6938. Fontos tudnivalk a tkrrl 695

A lencse hzi ksztse (Kulin Gyrgy) 697

1. Egyszer lencsk ksztse 6972. Karcos felletek javtsa 6993. Panormaperiszkp hzi ksztse 7004. Hibsan ragasztott lencsk javtsa 7035. Tovbbi lehetsg a dialit-tvcs 704

A tvcs mechanikai szerelse (Orgovnyi Jnos) 705

1. Tkrs tvcs szerkezeti rszei 7052. Optikai elemek beptse a tvcsbe 7153. Parallaktikus tengelyrendszer ksztse 7244. Csapos tengelyrendszer 749

Tjkozds az gen (ifj. Bartha Lajos) 759

1. Csillagok s csillagkpek 7592. Tjkozds s objektumkeress 7643. Trkpek s katalgusok 789

14

Magyar csillagnevek s csillaglegendk (Kulin Gyrgy) 790

1. Magyar csillagnevek 7902. Csillaglegendk 793

Mit, hogyan figyeljnk meg? (ifj. Bartha Lajos) 801

1. Az amatr csillagsz munkalehetsgei 8012. Legfontosabb szlel eszkznk : a szem 8033. A fnykpezs anyagai 8044. Az szlelsek feljegyzse 8055. Fnyessgmrs - vltoz fny csillagok 8086. A vltozcsillagok szlelse 8217. A Nap megfigyelse 8358. A Hold megfigyelse 8479. A bolygk megfigyelse 854

10. stksszlels - stkskeress 86811. M eteorok s tzgmbk szlelse 87212. Fogyatkozsok s fedsek 877

Naprk ksztse (Ponori Thewrewk Aurl) 885

Pldatr (Kulin Gyrgy) 911

Nvmutat 931

Trgymutat 939

15

Elsz

A tvcs vilga cm knyvet a Term szettudom nyi Trsulat adta ki elszr, 1941-ben. A knyvnek m r akkor nagy sikere volt. Sikert annak ksznhette elssorban, hogy a csillagszat legfontosabb eredmnyei mellett a tvcs ksztsnek m dszereit is ismertette. Ennek nyom n j tt ltre a hazai am atr csillagszat.

A knyv 1958-ban jelent meg m sodszor. A korszersts kvetelmnyeinek a K iad eleget te t t : gy csaknem j m vet kellett rni. A knyv nhny v alatt teljesen elfogyott.

Az 1975-ben megjelent m sem egy j kiadsa az 1958-as m unknak. Az rkorszakba lpve annyira m egszaporodtak az j tudom nyos eredmnyek, m egsokszorozdott az am atrk szma, m egnttek az ignyek: a rgi kiads tdolgozsval nem rhettk volna el clunkat. A szakszersg rdekben szerzi m unkakzssg vllalta egy teljesen j m elksztst.

A tvcs vilga ebben az j form jban is h m aradt ahhoz a hagyom nyhoz, hogy az am atr csillagszok kziknyve legyen, s a csillagszat minden bartjt tjkoztassa a csillagszat legfontosabb eredmnyeirl.

Az 1975-s kiads pldnyszm a m eghaladta az 1941-es s az 1958-as kiads egyttes pldnyszm t, de nyom ban kiderlt, hogy a jelentkez ignyt nem tudta kielgteni.

Ez az j kiads csak annyi vltozst tartalm az, am ennyit a csillagszat s rkutats jabb eredmnyeinek kzlse megkvetelt.

Budapest, 1978. janur

A Kiad

16

Bevezets

A 20. szzad utols negyedt ljk. A csillagszok mszerei a fnyvek milli- rdjaira lev gitestekrl adnak hrt, a fizikusok az atom ok bels szerkezett boncoljk, a biolgusok az let szletsnek titkt lesik. M indezek alapjn gykeresen m egvltozott a vilgrl korbban alko to tt kpnk. N aponta meglepen j tudom nyos s technikai felfedezsekrl szm olnak be a hradsok.

Az az rzsnk, hogy ham arosan elvesztjk tjkozdkpessgnket, hiszen m a m r a szakemberek sajt tudom nyuk terletn is nehezen tudnak eligazodni.

M utatkozik azonban egy msik jelensg is. K orbban gy hittk, hogy m inden tudom ny hatrai pontosan kijellhetk. Brmilyen jelensgrl van sz, az egyrtelmen beilleszthet valamely tudom ny problm akrbe. A vltozst az jelentette, am ikor felismertk a valsgot: a dolgok sszefggnek egymssal. A tudom nyok zrtnak hitt hatrai felnyltak, s egyre szlesed terleten rintkeznek egymssal, befolysoljk gondolkodsunkat, vilgkpnket, m indennapi letnket s jv terveinket.

A csillagszat mvelst az em ber m indennapi szksgletei srgettk, mint pldul a trbeli s idbeli tjkozds s a hajzs. A csillagim datban azonban az gitestek nem m int fizikai valsgok, hanem megszemlyestett szellemi lnyek befolysoltk a Fld s a ra jta l em ber lett. Az j vilgkp, am ivel a csillagszat ajndkozta meg az emberisget, sok rgi sejtst ismerett tiszttott, de sok tves elkpzelsbl kibrndtott.

Az em ber meg akarta ismerni az eget. Bbelben gig r tornyot akart emelni, Ikarosz a N apba szeretett volna replni, feltallk szrnyakat ksztettek, s nagy lm odozk fantzijukkal kzeltettk meg a tvoli gitesteket. M a m r em berek j rn ak a H oldon, au tom ata rszondk kmlelik a szomszdos bolygkat, s ksz a terv, hogyan repljn em ber is a M arsra.

A csillagszat irnt megnvekedett rdeklds szinte alig terjed tl e ltvnyos szenzcikon. A nagy vltozs pedig nem abban van, hogy vezredes lm aink valra vltak, hanem azokban az indtkokban, amelyek e bm ulatos vllalkozsokra kpess tettk az embert. Az indtk pedig annak felismerse, hogy a sz szoros rtelmben kozm ikus lnyek vagyunk. Csillagok izz kohi tvztk egybe s dobtk szt a trbe a kmiai elemeket, am elyekbl megsz

17

letett a Nap, m ajd annak gyermekeknt a Fld. Kozm ikus energik kovcsoltk bonyolult szerves m olekulkk az egyszer kmiai elemeket, amelyekbl k ibontakozott az let. A Fldet zporoz sugrzsok indto ttk el a megszletett sejtbl a trzsfejldst, aminek vgn megjelent az ember. Benne lnk a N ap lgkrben, s a fldi let megrezdl a N apban lezajl m inden jelensgre.

Ez a knyv elssorban a csillagszat kedvelihez, az am atrkhz szl, azokhoz, akik ignylik az alkots rm t, sajt m unkjukkal is hozzjrulva szeretnnek tbbet tudni a Fldn kvli vilgrl s a Fld kozm ikus kapcsolatairl. lmnyekre vgynak, amelyeket sajt kszts tvcsvkkel szerezhet megfigyelsek adnak. Nekik m ondjuk el, hogyan ksztsenek kevs anyagi ldozattal kitn tvcsvet, megrjuk a megfigyels m djait, amelyekkel nemcsak szellemi szrakozst szerezhetnek m aguknak, hanem a tudom nynak is hasznra lehetnek.

Szl ez a knyv azokhoz is, akik nem am atrjei a csillagszatnak, nem is ptenek tvcsvet, de meg akarnak ismerkedni a csillagszat jabb eredm nyeivel. Tjkozdni szeretnnek. M anapsg ugyanis nemcsak a nagy felfedezsek hrei ltnak napvilgot, hanem sok olyan szenzcit is kzlnek, amik a tudom ny s a kpzelet hatrn szletnek, vagy rg eltem etett ku ltrk emlkeibl, naiv elkpzelseikbl kerlnek el. J lenne tudni, mi bennk a tudom nyosan m egalapozott, s mennyi a miszticizmus s a babona.

M egbzhat ismereteket kvnunk adni a krdezskd gyermek szntelen ram l mirtjeire s hogyanjaira, a nyiladoz rtelm, kvncsi iskolsok megannyi krdsre, amelyekre a tanknyvek mg nem adhatnak vlaszt. Ptolni kvnjuk a kzpiskolsok tananyagbl hinyz ismereteket, a csillagszat fizikai alapjait s a csillagszattal rintkez tudom nyok krdseit.

Szeretnnk kulturlis tevkenysgnket egyetemesebb tenni, ezrt elm ondjuk a csillagszat s az rkutats hum n vonatkozsait, kapcsolatt m indennapi letnkkel, vilgkpnkkel s bels tudatunkkal. Sok m indent elm ondunk, ami az idsebb korosztly tanulm nyaibl k im arad t...

R oham osan ersd mozgalom lett haznkban a csillagszkods. A sok ezer tvcspt am atr tevkenysge a term szettudom nyos kultra terjesztsnek, a nemes szellemi idtltsnek s a szabad id kulturlt felhasznlsnak figyelmeztet pldja lett.

Legfbb clunk m dot adni erre a kzvetlen lmnyszerzsre. M inden ro tt anyagnl hatkonyabb az tlt lmny, am it a tvcs mellett szerezhetnk. Szellemi m egtisztulsunk trtnett idzzk ezzel. Sok m indent elkpzelt, kigondolt ugyanis az ember a Fldn kvli vilgrl, s sok mindent m sknt kellett hinni, m int amilyennek Galilei m egltta a valsgot. Ennek az lmnynek nemcsak az a jelentsge, hogy a vilg ms, m int amilyennek elkpzeltk vagy hittk. Egy kigondolt, hatalm as logikai rendszer, egy m indent tszv dogm arendszer szenvedett csorbt, mely nemcsak a Fld s g, hanem az em ber s vilg viszonyrl is rk rvnynek hirdetett ttelek fltt rk d tt!

18

.. .Sok minden m egtallhat kevs vltoztatssal ebben a knyvben, ami az elz kiadsokban is szerepelt, de nagyon sok jat tallunk benne, ami az elm lt msfl vtized eredmnye.

A kzirat leadstl a megjelensig eltelt id eredmnyeinek ismertetse mris kln knyvet ignyelne. De az esemnyekkel egy knyv soha nem ta rthat lpst...! Mg gy sem, ha 1975 u tn nhny vvel, az j eredmnyek kzlsvel j kiadsban jelenik meg ez a knyv.

19

Csillagszat mindenkinek

M ost szlesre trjuk szellemnk kapujt, s pillanatkpeket villantunk fel a rrl a m egragad csodrl, ami e tgra nylt kapun trul elnk ... Azt m utatjuk meg, hova vezethet m indaz az ismeret, am it ebben a knyvben felknlunk. O lyan szerepet sznunk e fejezetnek, mint a vilgtrkpnek, amely rszletek nlkl az egsz fldgmb ttekinthet rendjt m utatja, hasonl panorm t ahhoz, am i a hegycscsra felkapaszkod turista el trul a lthatrig r szles krn. Ennek az egysges kpnek kell elttnk lebegni mindig, valahnyszor a rszletek szvevnyben a dolgok rendjt keressk!

1. A Vilgegyetem

Milyen nagy a vilg? Vgtelen? M it rtsnk azon, hogy vgtelen ? Vagy ha vges, mi van a vgn tl? M ita vannak csillagok? Vgtelen id ta? Mennyi az a vgtelen id? Volt-e kezdet, s lesz-e vg? N yugtalant, felfoghatatlan krdsek ezek. M ondjk is so k an : az gbolt nem megnyugvst ad. hanem knz nyugtalansgot.

A csillagszat megfigyel tudom ny. Ami megfigyelhet, az m r eleve vges. A Vilgegyetem, a csillagsz Vilgegyeteme vges s m egmrhet vilg. M egszm llhat mennyisg csillag van benne. H a kedvnk tartja, kiszm thatjuk trfogatt s a benne lev gitestek tm egt is. A megfigyel csillagszat Vilgegyeteme teht ms, m int az elmleti csillagsz vagy a filozfus.

Sokan a csillagszati nagy szm oktl riadnak meg. V alban nagy szm okkal dolgozik a csillagsz, de ezek a szm ok nem elkpzelhetetlenl nagyok s nemcsak a csillagszatra jellemzk.

Els p illanatra az is idegennek tnik, hogy a csillagsz idvel mri a tvolsgot. Pedig ez is megszokott, m indennapi jelensg. H a a falusi em bertl megkrdezi a gyalogos vndor, m ennyire van az els falu, gy vlaszol: flrnyi

20

ra. Ez a gyalogos rnknti 5 6 kilomtervel szmolva 2,5 3 kilom tert jelent. De ha a krdez lovaskocsin, biciklin vagy au tn lne, a vlasz negyedra, tz perc vagy hrom perc lenne.

Milyen messze van a Hold, a Nap, a P luto vagy a legkzelebbi csillag? A vlasz: 1,3 m sodperc, 8,3 perc, 5,5 ra, 4,25 v; a fnysugr szmra, amely m sodpercenknt 300 ezer kilom ter u tat fut be.

M ennyi egy fnymsodperc? 300 ezer kilomter. M ennyi egy fnyperc? 18 milli kilomter. M ennyi egy fnyra? 1080 milli kilomter. s mennyi egy fnyv ? Annyiszor 300 ezer kilomter, ahny m sodperc van egy esztendben. Mivel egy vben 31 556 926 m sodperc van, egy fnyvnek 9460000000000, azaz 9,46 billi kilom ter felel meg. A csillagsz az arnyok rzkeltetsre t rekszik; a tizedes t rt helyett kerektve 10 billi kilom tert mond, am it egyszeren gy r: 1013 kilom ter (az 1-es u tn 13 nulla kvetkezik).

A mai napig nem ism ernk gitestet, amelynek tvolsga 10 millird fnyvnl nagyobb lenne. Amennyiben az ide vonatkoz kplet llandja felre cskken a tvolsg megduplzdik. N agyon is vges teht az a Vilgegyetem, amelyrl a megfigyel csillagszat beszlhet. Mg ez a 10 millird fnyv is kifejezhet nhny szmmal, akkor is, ha nem fnyvekben, nem is kilom terekben, hanem centim terekben rjuk le. 10 m illird fnyv = 1028 centim ter.

De nemcsak a Vilgegyetem legnagyobb tvolsgt kell ilyen nagy szmmal lerni. Ugyanilyen nagy szm adja a Fld tmegt, ha azt grammokban fejezzk ki. Ilyen nagy szmot rnnk, ha megszmolnnk egy 60 kilogrammos ember testt alkot atomok protonjait s neutronjait.

H ny csillag van a belthat Vilgegyetemben? Az gre tekintve azt m ondjuk, hogy m egszm llhatatlanul sok, pedig a szabad szemmel egyszerre l that csillagok szma nem tbb 2000-nl. A valsgban valban nagy a szmuk. A mi csillagrendszernk, a Tejtrendszer 100 millird (1011) csillagbl ll, s ezek egyike a mi N apunk. H a a Tejtrendszerhez hasonl nagy csillagrendszerek egyenletes eloszlsban tltik be a teret, a csillagrendszerek szma is k rlbell 100 millird (1011). M indegyikben 100 m illird csillagot felttelezve, a belthat Vilgegyetem csillagainak szma 10 m illirdszor 10 millird, azaz 10 ezer trilli, a tanult m don rva, 1022. (Krlbell ennyi atom van egytized gram m hidrogngzban.) N agyok teht e szmok vagy kicsik? M int ltjuk, az ilyen sszehasonltsnak nem sok rtelme van.

M ita van a vilg? Az a vilg, am it m a ltunk? Egy pillanat ta, a kvetkez pillanatban m r ms lesz, m ert folytonos a vltozs. Csak a rgiek hittk, hogy a csillagok rk idk ta gy ragyognak, ahogyan ppen akkor ltjk, s gy tndklnek m ajd az rkkvalsgig.

M indennek ami ltezik trtnete van. Csillagok szletnek s robbannak szt, a Vilgegyetem mai llapota ms, m int a m ltban volt, akkor is, ha a vltozs ltalban lass az em ber m egszokott idm rtkhez kpest. Meg kell ezrt tanulnunk a Vilgegyetem idejt kozm ikus idm rtkkel mrni. A benne lezajl jelensgek id tartam ban a m illird vek s a m sodpercek is elfordulnak.

21

Azt m ondtuk, hogy a csillagszatban a tvolsgot idvel szoks mrni. Hasznos erre emlkezni, m ert kifejezi azt is, hogy ami a trben messzebb van, az idben is tvolabb van a jelentl.

A m ikor azt m ondjuk, hogy egy csillagrendszer 10 milli fnyv tvolsgban van, egyttal azt is m ondjuk, hogy azt a csillagrendszert 10 milli vvel ezeltti llapotban ltjuk. A 10 m illird fnyvnyi tvolsg teht egyttal 10 millird ves m ltat is jelent.

M irt nem ltunk 10 millird fnyvnl nagyobb tvolsgra? M szereink nem elg ersek ehhez, vagy azon tl nincsen semmi? V alban erre a kt dologra gondolhatunk. De lehet ms ok is. A kztnk lev anyag elnyelheti a fnyt, vagy a tr szerkezete befolysolja a fny tjt.

A csillagok kort azonban nemcsak tvolsguk jelzi. Nem ism ernk gitestet vagy gi jelensget, amelynek kora nagyon m eghaladn a 10 m illird vet. Ksrt a gondolat, hogy m ris eljutottunk valamifle kezdeti llapothoz, amit a krlbell 10 m illird ves m ltban kell keresnnk. T b b je i is m utat ilyen kezdetre. Csakhogy ezt nem szabad gy rtelmezni, hogy 10 millird vnl ko rbban nem volt semmi, m ajd hirtelen ltrejtt a m a lthat vilg. Kzelebb m aradunk a valsghoz, ha gy fogalm azunk: a vgtelen lehetsget kpvisel anyagnak az a vltozata, amely a m a lthat Vilgegyetemben nyilvnul meg, nem lehet sokkal idsebb 10 m illird vnl.

s mi volt azeltt? Nem voltak csillagok, nem volt N ap s nem voltak bolygk? gy vljk, hogy nem. De megvolt az anyag, amibl m a a csillagok s a Fld llnak. Rendkvl sr s forr lehetett ez az anyagfajta, belle robbant szt az srobbansnak nevezett folyam atban az az anyagfelh, am ibl a m a lthat vilg kiform ldott.

s mi volt az srobbans eltt? Lehet, hogy ezeltt is volt az anyagnak a mai csillagokhoz hasonl llapota? Lehet, de ma nem tudunk az idnek ilyen tvlataiba visszatekinteni.

M eddig lesz N ap s Fld? A m aihoz hasonl form ban mintegy 6 millird vig. Aztn j formt lt a N ap, azutn felforrsodik egy idre a Fld. majd nagym rtkben lehl. De a Fld sorsa nemcsak a term szettl fgg, beleszlhatnak abba az emberek is.

Hogyan kezdjnk hozz, hogy tbbet megtudjunk a csillagokrl? Fnyl pontok az gen, egyik srga, a msik vrs, a harmadik kkesfehr. Kiolvashatnnk-e fejldsk trtnett, ha a rgiek hite alapjn feltteleznnk, hogy valamennyien egyszerre szlettek? Induljunk el ezen az ton. A Nap teht ugyanolyan kor lenne, mint a 100 milli fnyvre lev csillagrendszer csllagai. A nagyobb tvolsggal a mlyebb mltba ltva, klnbz koraknak ltnnk a csillagokat. A 10 millird ves mltba hatol mszereink a csillagok szletst mutatnk. gy olvadna egybe tr s id, messzesg s mlt. s ha a csillagok egyszerre szlettek volna, akkor is szp lenne a csillagsz munkja, amint a tr s id szvevnybl kihmozza a Vilgegyetem fejldsnek trtnett. De nehz is lenne ez a munka, mert a csillagok szletsnek folyamatt oly messzesgben tallhatn meg, ahonnan mr nagyon bizonytalan jelzsek rkeznnek.

22

Szerencsre, nem is ilyen a vilg. A csillagok ugyangy, m int az llnyek s az emberek, folyam atosan szletnek, fejldnek, vltoznak s elpusztulnak. Megfigyelseink bizonytjk, hogy csillagok m a is szletnek. Megfigyelseink szerint a szlet csillagok egyik blcsje a tli gbolt O rion (Kaszs) csillagkpnek kisebb tvcsvel is j l lthat szp rszlete: a Nagy Orion-kd.

H aladjunk tovbb a csodlatos ton, am it a tudom ny vezredek alatt bej rt! V illantsuk fel elbb azt a kpet, ami csak szellemi szemnk eltt trulhat fel. K int vagyunk a vilgtrben, tvol m inden csillagrendszertl, Tejtrendszernktl 100 milli fnyvek tvolsgra. tltsz anyaggal burkolt rhajnk teljes gm b alakban kiltst biztost. N incs lthatr, mely kettszeln az eget. K rs-krl a brsonyfekete g vesz krl bennnket, aminek kells kzepn m ozdulatlannak kpzelnnk m agunkat. Brhova irnyul tekintetnk, fnyl kdpam acsok, csillagpontt zsugorod kdfoltok m illirdjai npestik be az eget. Egyik parnyi kdfolt a mi Tejtrendszernk, melyben m r nem vlnak szt a csillagok, s meg sem tallnnk kztk N apunkat. Egyik kdpam acs krl spirlisban karok tekerznek, m sok lvel fordulva felnk, ors alakot m utatnak, megint m sok kr vagy ellipszis alak korongok. Itt is, o tt is, tbb ezer halm az tnik elnk. Ez a mi tgabb haznk, a M etagalaxis, a csillagrendszerek m agasabb rendszere. A csillagrendszerekbe tm rlt a to mos anyag s kzttk a hatrtalannak tn r.

Az r a semmi gy m ondtuk rgebben. V alban r az, am it annak ltunk? 100 m illird csillagrendszer tlti be a teret, de kzttk tbb milli fnyv a tvolsg. Valban rnek tnik, ami elvlasztja ket egymstl. Mgis csalka ez a kp. M rjnk s szmoljunk m ost egy keveset.

A mi Tejtrendszernk nagyobbik tm rje 100 ezer fnyv. 25 ilyen Tejtrendszert kellene egyms mell rakni, hogy elrjk az A ndrom eda-kdnek nevezett szomszdos nagy csillagrendszert.

Bent az rhajban keznkben szortjuk a kormny fogantyjt. Kemny acl ez. De mibl is ll? Atomokbl, amelyeknek magjait elektronfelh vezi. 10 ezer atommagot kellene egyms mell helyezni, amg a kvetkez atommagot elrnnk. Kztk hatalmas r ttong. A Tejtrendszert csak 25-szr kell egyms mell rakni, amg a kvetkez csillagrendszerig elrnk. Az aclban 10 ezer atommag tvolsgban van a kvetkez atommag. A 10 ezret a 25-tel osztva 400-at kapunk. Trsrsgre tszmtva: az acl belsejben 400-400-400, azaz 64 milliszorta nagyobb az r, mint a csillag- rendszerek vilgban. Ez gy megdbbent, de egyben tves is, mert sem a vas, sem a Vilgegyetem tere nem res. Csak a mi szmunkra tnik annak, akik megszoktuk, hogy csak a szemnkkel lthat, a keznkkel megtapinthat dolgokat ismerjk el valsgosan ltezknek. Sokig ltnk ilyen ltszatvilgban.

A vilg igazi valsga s szpsge a szemmel lthat, s a termszetes rzkszerveinkkel felfoghat vilgon tl van. M ost mg a fny az egyetlen, ami bennnket sszekt az elnk trul panorm val. A szemnkkel nem lthat fnyeket s sugrzsokat ppen olyan anyagi valsgoknak ismerte fel a tudomny, mint amilyen valsg a fny vagy a keznkben ta rto tt kdarab.

Az emberi rtelem vvmnya, hogy az rzkszerve nkkel fel nem foghat hatsok felfogsra mszereket ksztett. A mi kpzeletbeli rhajnk m inden fi

23

zikai hats felfogsra alkalm as mszerekkel van felszerelve. Fel tudjuk velk fogni a lthatatlan fnyeket, meg tudjuk hallani a fllel hallhatatlan hangokat, megltjuk a messzesgbe vesz halvny fnypontokat is. Rdikszlknk a sok ezer kilomteres hullm tl a millimteres m ikrohullm okig terjed skla egsz hosszban bgst, zmmgst, recsegst, szaporn lktet spjeleket fog fel. Sokkal nyugtalanabb, lktetbb mris a vilg, s m inden hullm hossz zenet a ku ta t em ber szmra. A halo ttnak vlt anyag m ozgalm as lete kldi felnk jeleit. Lehet, hogy az irtzatos hangzavarba m sfajta zenet is vegyl? Taln hozznk hasonl lnyek hvjelei? Taln m r azta hvnak, hogy az em ber megjelent ezen a bolygn vagy mg elbb?

Egyik szem nk a mly vrsnl is vrsebb, szm unkra m r lthatatlan hsugrzsrl ad hrt. L thatv tve e lthatatlan fnyt, j g trul elnk. Eltnnek kihl s m ost szlet csillagok, amelyek a lthat fnyben nem vilgtanak. Egy msik szem nk az ibolyntli, rntgen- s gam m a-sugarak felfogsra alkalmas. Sokszor gazdagabb tartom ny ez, m int a lthat fny. Ismt j vilg bontakozik ki elttnk. A termszet legmlyebb titkaiba ltunk, szdt energik fszkeibe, az elem talakulsok vegykonyhjba, sztrobban csillagok poklba, katasztroflis talakulsok vajdsba. Csodlatos vilg az, ami gy elnk trul. Ugyanolyan valsg a lthatatlan fnyek tengere, mint a lthat fny. tszelik s megtltik az rnek hitt teret, m int hullmz, sr tenger.

A valsg nagyobbik fele teht a lthat vilgon tl van, de ppen olyan valsg ez, m int am it annak tarto ttunk . s mindez egyttvve is csak rsze annak a sugrzstengernek, amely betlti a te re t!

E sugrzsokon kvl o tt van mg az atom os anyagon tli elemi rszecskk sr tengere. M a m r tudjuk, hogy a gravitcis, elektrom os s mgneses erterek is fizikai, anyagi valsgok. rdemes azon is elgondolkodni, hogy csupn az atom os anyag milyen srn tlten be az elnk trul teret, ha valamennyi csillagot s ms gitestet atom jaira bontva egyenletesen elosztannk a m a belthat trben. Az eredmny meglep. O lyan trfogatba, am it a Fld elfoglal, a Vilgegyetem atom os anyagbl krlbell egy milligramm jutna. Az a vkuum , am it laboratrium okban el tudunk lltani, trilliszorta srbb a Vilgegyetem tlagos srsgnl.

nm agban is m egragad ez a panorm a, ami az emberi szellem vezredes erfesztse rvn elnk trul. Az igazn lelkest, a cselekvsre sztnz csodk mlyebben feksznek. Mindez, am it lttunk, jform n csak tjkp volt. Az ezerarc anyag olyan gazdagsga bontakozik itt ki elttnk, amire a fldi termszet kptelen.

M egism ertk a kmiai elemeket, feljegyeztk tulajdonsgaikat. M it tudtunk meg pldul a legegyszerbb elemrl, a hidrognrl? Azt, hogy a levegnl knnyebb gz, a vz alkotrsze, megismertk szerept a kmiai ktsekben, cseppfolystsnak feltteleit, felhasznljuk m int rakta-zem anyagot. Ezenkvl ktetre men tulajdonsgait ismertk meg. de azt nem is sejtettk, hogy a naptpus csillagok energiaforrsa, s hogy egy kilogram m hidrognben sokm illiszorta anny; energia rejlik, m int a legkitnbb sznben.

24

A K ozm oszban a fizikai jellem zknek (hmrskletnek, nyom snak) olyan rtkei fordulnak el, amelyeknek megkzeltsre m a mg kptelenek vagyunk.

M egtanultuk, hogyan lehet a csillagok segtsgvel kijellni a pontos irnyokat, jrsukbl le tudjuk olvasni a pontos idt, az gim echanika trvnyeibl tanultuk meg a m ozgsok s az erhatsok szm that rendjt, a csillagszat szabadto tta meg elmnket sokfle eltlettl s ktttsgtl. Az a remnynk, hogy egyszer ellessk az anyag m a mg sok ismeretlen titkt s lehozzuk a Fldre a csillagok tzt.

H a m r kigynyrkdtk m agunkat a panorm ban, keressk fel a 100 millird fnyfolt kztt azt a parnyi kdpam acsot, ami a mi Tejtrendszernk. Kzeledve felje, kibontakozik pom ps spirlis alakja, s a kdszer fnyfolt csillagok m illirdjaira bomlik.

Az egyik spirlkarba gyazva felismerjk a mi csillagunkat, a N apot. K zpszer, srgs csillag. Kzelebb rve korongg n, s kibontakozik kr l tte az jabb csoda, a kilenc nagybolyg, s kzttk, a parnyiak csoportjban, lakhelynk: a Fld.

2. A Fld

Messzirl nzve kk bolyg, kzelebbrl fehr felhkkel, h- s jgmezkkel, kk tengerekkel, vrses sivatagokkal s zld erdkkel tark to tt, bksen lebeg gmb. A kontinenseken nincsenek orszghatrok, a tengereken nincsenek felsgjogot jelz vonalak. Tbb ezer kilom ter vastag levegcen fenekn, a bolyg szilrd felsznn virgzik a termszet, s valahol o tt l az ember. De a Naprendszerbl tekintve, csak egy tagja a bolygcsaldnak, is egy N ap egyik gyermeke.

Ennek a kozm ikus sszetartozsnak kim ondsa vratott oly sokig m agra. Azrt is kellett az elbbi trbeli panorm a, hogy ennek valsgt jobban megrtsk. M agunkkal hoztuk a kint szerzett ismereteket. Ezeknek fnyben ltjuk m ost a Fldet. Parnyi rsze a vilgnak a Fld, m int ahogyan parnyi rsze a 100 millird csillagbl ll Tejtrendszernk is. A mretek sszehasonltsa rdekes s szrakoztat lehet, de nem sokat m ond a dolgok lnyegrl.

Amg kpzeletbeli rhajnkkal kint j rtu n k a trben, arra is volt alkalmunk, hogy elksztsk a beltott vilg anyagnak leltrt. (Kpzeletbeli rhajnkon szerzett ismereteink a tudom ny felismerseit jelkpezik.) Els nagyszer lmnynk az lett, hogy az egsz belto tt vilg felptsben a Fldn is ismeretes 92 kmiai elem vesz rszt. Azt is felmrtk, hogy az atom os anyagnak mintegy 90% -a hidrogn, csaknem tizedannyi a kettes rendszm hlium, a tbbi 90 elemre egyttvve nem egszen egy szzalk jut. E lgondol

25

kodtat, hogy a Fld anyagleltrban egszen m s az arny. Itt az oxign, a szilcium, az alumnium, a vas s mg nhny elem a leggyakoribb. Ltszlag cfolat lenne arra, m intha a Fld a nagy egsz kiszaktott darabja lenne. Izgalm as lenne nyom on kvetni, milyen tnyezk form ltk mgis ilyenn a F ldet. Ksbb errl is szt ejthetnk.

A problm a nagyon izgalmas, mivel itt a Fldn csak egyfle termszetes folyamat van, amelynek sorn az elemek talakulnak. Ez egy lebomlsi folyamat, ami a radioaktv elemekben megy vgbe. A m agasabb rendszm elemek nm aguktl bom lanak alacsonyabb rendszm elemekk. A F ld ssztme- ghez kpest az gy keletkez j elemek mennyisge oly elenyszen kevs, hogy azt nem is kell tekintetbe venni. M inthogy termszetes krlm nyek k ztt msfle elem talakuls nincs a Fldn, m inden kmiai elembl annyi van, am ennyit a Fld k ialakulsakor a K ozm osztl kapott.

Rszecskesugrzsok s m eteorok form jban elg tetemes gi anyaggal gyarapodik a Fld, ugyanakkor szmottev gz megszkik a Fld vonzterbl, de ezeknek mennyisge is eltrpl a Fld tmeghez kpest. Az elemgyakorisgban nem jtszanak lnyeges szerepet.

A mi izgalmas krdsnket az a felismers idzi fel, am it a Vilgegyetemben lezajlott folyam atokbl ism ertnk meg. Az srobbans utn, a feltevs szerint, csak ktfle elem, hidrogn s hlium ltezett. A tbbi kmiai elem csak ksbb jelent meg. H ogyan lett a tbbi kmiai elem, am elyekbl a Fld is ll? A meggyz rveket a knyv tartalm azza, itt elg annyit emlteni, hogy az elemek gyrai a csillagok. A nehezebb elemeket katasztroflisnak m insl csillagrobbansok termeltk. A trbe sztszrt anyagfelhikbl szletett a N ap s a Fld. Ez az a kldkzsinr, ami a Fldet szletse ta a Kozmoszhoz kapcsolja.

A hegyek, a rtek, hzaink, berendezsi trgyaink, lelmnk s testnk olyan elemekbl pl fel, amelyek rendkvl forr csillagok belsejben term eldtek jval azeltt, hogy megszletett a Fld.

Mai elkpzelsnk szerint olyan lehetett a szlet Fld, mint szlanyja, a Nap. Nem lehetsgeiben, csak anyagi sszettelben. Az anyagcsomt, amit a Nap kidobott, mint gondos szl, gondozsba is vette. Tisztogatta sugrz energijnak tasz- terejvel, folyton raml szelvel lefjta rla a knnyebb elemeket, s a nehezebb elemekbl kialakult lakhelynk: a Fld.

M egkaptuk a vilg sszes elembl a m intt: a vassal, az ezsttel, az aranynyal s az urnnal egytt. Csak annak lehetsgt zrta el a termszet a Fldtl, hogy ptolni tudjuk, ha valamely elemben hinyt szenvednk. Mi lesz, ha elfogy a szn vagy valamely fontos ipari nyersanyag? V alban elfogyhat? Az arany vagy a volfrm vass vagy ms, kevsb rtkes elemm vltozik? Errl sz sincs. A rrl sem lehet sz, hogy a Fld mai sznkszlete eltnik. Ilyen vltozs nem lehetsges, legfeljebb az, hogy a fmek elporladnak, kmiai ktsekkel skk alakulnak, szennk szn-dioxid form t lt, s a levegt rontva, fstben s korom ban sztterl a fldeken. jrafelhasznlsukra nem nylik lehetsg.

26

A Fld lehetsgei valban korltozottak . A Vilgegyetembl szerzett ismeretek azonban m egtanthatnak arra, hogyan kell jobban gazdlkodni a kapott anyagkszlettel.

A Fldet tm rje irnyban a fnysugr 0,04 m sodperc alatt szeln keresztl. Parnyi tvolsg ez a 10 m illird vhez kpest. A m retbeli sszehasonltsnak azonban nem sok rtelme van. risi a N ap is a Fldhz kpest, tmege harm adm illiszorta akkora, m int a Fld. A N ap minsgben m sfajta gitest, m int a Fld. Szegnyebbek vagyunk, m int a csillagok, de a szegnysg krptlsa az let. A kr kzelebb, akr tvolabb lennnk a N aptl, m sfajta let szntere lenne a Fld. Az letnek azonban ra is van. Az lethez lgkr szksges, s ez m int fggny elzrja ellnk a Kozm oszbl rkez sugrzsok tetemes rszt.

Hajlamosak vagyunk arra, hogy a Fld kozmikus helyzetben clszersget keressnk. Azrt jr a Fld 150 milli kilomterre a Naptl, hogy kedvez felttelt biztostson az let szmra? Azrt van lgkr, hogy vdelmezze az letet? Azrt van sugrzsi vezet, hogy csapdba fogja az letet rombol sugrzsokat? Nem szabad a krdst gy feltenni! Azrt szlethetett meg itt az let, mert a Fld kozmikus helyzete ppen olyan, amilyen. Azrt van lgkr, mert a Fld hmrsklete s tmegvonzsa trvnyszeren megszabja a lgkr ltezsnek feltteleit. A Nap hatalmas vonzereje biztostja, hogy a Fld nem hagyhatja el a Nap kzelsgt. A kozmikus egyv tartozs teht nem az egymsmellettisg kvetkezmnye, hanem a fizikai klcsnhatsok. Szoros a kapcsolat a Fld s a Hold kztt is, st valamennyi bolyg is szerepet kap.

Megszletse ta a Fld sokfle vltozson m ent t. Bizonyos, hogy vltozott plyja, tengelyforgsnak sebessge. V ltozott a lgkr sszettele, sugrtereszt kpessge. A Fld jelenlegi arculata nem valami bks fejlds kvetkezmnye. A Fld bels erinek megnyilvnulsai, sszetkzsek kozmikus testekkel, katasztroflis jellegek voltak.

Kpzeletbeli utazsunk kint a trben szemlletesen m utatta, hogyan illeszkedik be a Fld a nagy egszbe. Elm ondtuk, hogy a Fld anyaga kozmikus eredet. Voltak m r csillagrendszerek s csillagok, am ikor nem volt mg sem Nap, sem Fld. Szeretnnk azt is tudni, hogyan illeszkedik be a Fld m ltja a Vilgegyetem 10 millird ves mltjba. Lehet-e ilyen krdsre vlaszt remlni?

A megismerhetsg irnti bizalm unk abbl a felismersbl fakad, ami m inden tudom nyos kutats sztnzje lett, hogy az anyagi vilg a m aga trtnett belerta a dolgokba. Azt jelenten ez, hogy a Fld szletsnek is m egm aradtak a dolgokba rt s kiolvashat nyom ai? Igen, azt jelenti. M aga a term szet gondoskodott arrl, hogy m egllapthassuk a Fld kort. Elgg megbzhat mrsekre tm aszkodva m ondhatjuk, hogy a Fld kora 4,6 m illird v.

M ita van let a Fldn? Az let megkvesedett m aradvnyait megrzik a kzetek, s az letm aradvnyokat rejt kzetek kora m eghatrozhat. M ai ismereteink szerint az let 3 m illird ve keletkezett a Fldn. A fldi let a N ap fggvnye. A N ap energijbl l a nvny, m inden fldi let alapja. K ozm ikus energik, sugrzsok befolysoltk az let fejldst, s rzkenyen reag-

27

lnk a N apon lejtszd jelensgekre. A fldi let kozm ikus fggsge egyre vilgosabban bontakozik ki elttnk.

H ogyan tehetnnk szemlletess a Fld 4,6 m illird ves m ltjt? M r vek tvlatban elm osdnak az emlkek, nem lesz knny teht sszehasonlt alapot tallni m egszokott idrzknkkel. Prbljuk lezsugortani a Fld kor t egyetlen esztendre, s ebbe a leszktett idbejel ljk be a Fld s az ember dtum ait, hogy az idkzk arnyt fel tudjuk fogni. M egszletett teht a Fld jan u r 1-n, a szilveszteri gongtskor, azaz 0 rakor. M ost, am ikor a knyvet olvassuk, telt le az egy v, m ost kondul egy v letelte utn jra a szilveszteri gong.

A z esemny dtuma a valsgos idben

s az egy vre1 zsugortott skln

A Fld kialakulsa 4,6 m illird vvel ezeltt

jan u r 1. 0 ra

Az let keletkezse 3 m illird vvel ezeltt

m jus 7.

Az em ber megjelense 1 milli vvel ezeltt

decem ber 31. 22 ra 6 perc

A kultrk kezdete 15 000 vvel ezeltt

decem ber 31. 23 ra 58 perc 20 m sodperc

Honfoglals 896 decem ber 31. 23 ra 59 perc 53 m sodperc

Galilei felfedezsei 1610 decem ber 31. 23 ra 59 perc 58 m sodperc

rku ta ts kezdete 1957 decem ber 31. 23 ra 59 perc59,9 m sodperc

A Fld vrhat kora mg 6 m illird cv mg 1,3 v

Madch A z ember tragdijban csupn nhny vezredet grt az em berisgnek, a termszet ennek m illiszorost gri. Newton ta mindssze 300 v telt el, azta van term szettudom nyunk, s eljutottunk a mig, az rhajzsig. A termszet a Newton ta eltelt id 20 m illiszorost gri az emberisg tovbbfejldse szmra. A Fld lehetsgei korltozottak. A Fld arculatt azonban nem csupn a termszet eri formljk. R ajta l az ember, aki m r eddig is sok m indent ellesett a Kozmosztl. A renk kvetkez korszakokban az emberi tevkenysg mg jobban rnyom ja m ajd blyegt a Fld kialakul j arculatra.

28

3. Az ember

Egymilli ve jelent meg az em ber a Fldn. A Fld trtnetnek egy vre zsugortott idskljban december 31-n, 22 ra 6 perckor. A Fld teht 4600-szorta idsebb, m int az ember. Az let 3 m illird ve jelent meg. Eszerint let is 3000-szerte rgebben van, m int az ember. Geolgiai rtegekben tallt csontm aradvnyokbl igyeksznk sszelltani az emberr fejlds trtnett. Keressk a lncszemeket az em berszabs m ajom tl, az elem bertl a kbaltval vadsz emberig.

Az let 3000 milli esztendejbl 2900 milli vet vett ignybe a trzsfejlds az egysejttl az emberig. H a bebizonyosodik, hogy ebben a folyam atban a kozm ikus hatsok rvn ugrsszer vltozsok, m utcik jtszo ttk a fszerepet, lehetsges, hogy ezeknek az em ber megjelensben is dnt szerepe volt. Nagyon valszn, hogy a m odern biolgia erre is fnyt dert. A kozm ikus m retekre tgult szemlletnkben parnyi porszem a Fld, s a Fldhz kpest is hasonlan parnyi lny az ember. Helytelen dolog lenne azonban, ha ilyen m ret-sszehasonltsok alapjn akarnnk az em ber szerept m eghatrozni. rdemes visszaidzni a tnyt: ha az emberi testet alkot elemi rszeket millim terenknt egyms mell raknnk, az utols elemi rszeket az eddig belto tt Vilgegyetem 10 millird fnyvnyi tvolsgban kellene leraknunk.

Az em ber testt ugyanazok az elemek ptik fel, amelyekbl az egsz megismert Vilgegyetem ll. Az em ber is rszt vesz abban az anyagforgalom ban, amely m int az l szervezet vrkeringse tjrja a nagy egszet. N aponta tbb ezer tonna gi anyag hull a Fldre: m eteorok s napanyag form jban. H a az let krforgsban rszt vev vz, leveg s term talaj gi anyagt egy ezrelknek vesszk is knnyen utnaszm olhatunk, hogy a testnket felpt anyag m inden gram m jban trilliszm ra vannak olyan elemi rszek, amelyek a Kozm oszbl kerltek a Fldre.

Teht nemcsak arrl van sz, hogy kmiai rokonsg van a Vilgegyetem s testnk anyaga kztt, de az is kitnik, hogy valsgosan is, rszben a csillagok anyagbl pl fel. Testnk folytonos anyagcserje rvn sok olyan elemi rsz van, amely a Fldrl kiraml anyaggal egytt kijut a bolygkzi trbe, s egy ms bolyg llnynek alkotelemv vlik. Rszesl az ember mindazokban a kozmikus hatsokban, amelyek a Fldet rik. Vonz bennnket a gravitci, amely a Fldet a Naphoz lncolja. Az azonos elemekbl felplt Fldre s emberre azonban a fizikai-kmiai trvnyek msknt hatnak, mivel az ember mg a biolgia trvnyeinek is al van vetve.

A renk zdul sugrzsbl csupn a fny felfogsra van termszetes szervnk, de egyre tbb jele van annak, hogy a l thatatlan sugrzsok hatsa all sem vonhatjuk ki m agunkat. Az em ber a Fld, a N aprendszer s a Vilgegyetem szerves rsze, teht valam ikppen m inden hat r, ami a Vilgegyetemben trtnik.

Az lvilgbl kiem elkedett em ber jellemz tulajdonsga, hogy sztnsen vgyik megismerni az igazsgot s a szpet. Ez a tulajdonsga ksztette, hogy

29

szemeit az gre emelje, keresse helyt a vilgban, s felmerl krdseire vlaszt kapjon. Az ember el akart igazodni a vgtelennek tn trben s idben. N yugtalant krdseire m inden korban m egfogalmazta a m aga vlaszt, s ahogyan szelleme tisztult, vlaszai is m dosultak.

n tudatra bredsnek els szakaszban kpzelete irnytotta. Az egy vre zsugortott idskln az utols kt m sodpercben kezdte felismerni a trvnyeket, amelyek megszabjk a Vilgegyetem rendjt. Ez a rvid idszak adta kezbe az eszkzket, hogy messze a Fld hatrain tl felmrje a tvolsgokat, s ezzel egytt az id mlysgeibe lto tt el, am ikor a F ld mg nem is ltezett. Ezt megelzen a ltszatot fogadta el valsgnak, s ebben a ltszatvilgban lte le letnek tlnyom rszt. A vilgot megism erhetetlennek hitte, s annak m inden titkt l thatatlan szellemek hatskrbe utalta. K iszolgltato ttsga vallsokat szlt. rtelm t csak arra hasznlta, hogy logikjval nagyszernek tn rendszereket ptett fel olyan alapokra, amelyeknek a valsghoz semmi kze nem volt. Felptette vilgkpt, az em berre szabott, clszer vilgkpet, amelyben m inden az em berrt van. Logikt, rendet, harm nit, st eszttikt s etikt tu lajdonto tt az gy elkpzelt vilgnak.

Csak am ikor rsznta m agt, hogy megkrdezi a termszetet, dbbent r, hogy a valsg ms, m int amilyennek kpzelete festette. Az emberre szabott vilgkp oly mlyen tita tta a gondolkodst, hogy mg akkor sem volt hajland lem ondani errl a vilgkprl, am ikor a valsg tnyei megcfoltk azt. tita tta hitt, mvszett, irodalm t, egsz szellemi kultrjt. Csak nagy bels vajdsok, szellemi trnfosztsok utn fogadta el az elkpzelt vilg vlt igazsga s szpsge helyett a valsg nagyobb igazsgt s szpsgt.

Galilei lmnye dn t tte meg a fldi vilg s az gi vilg vlt kettssgt. Kepler m u tatta meg, hogy az gitestek nem lthatatlan szellemi lnyek nknye szerint, hanem szigor fizikai trvnyeknek engedelmeskedve mozognak. Newton fedezte fel, hogy a mozgsok s erhatsok trvnyei itt a Fldn ugyanazok, m int a Vilgegyetemben. Nincs teht kln gi s fldi trvny, csak a nagy egszre egyformn rvnyes egyetemes trvnyek vannak.

A filozfusokkal egytt valljuk, hogy az emberisget a csillagszat tan to tta meg gondolkodni. K orbban a Fld s g viszonyrl nem volt szabad gondolatokat nyilvntani, az em bernek csak elrt hite lehetett. E hit szerint anyagban s trvnyeiben ms az g s a Fld. rk rvnynek hirdetett ttelekben, dogm kban kellett hinni. Ezek a dogm k szenvedtek csorbt a csillagszat nagy szellemeinek felfedezseivel. Kopernikusz, Galilei, Kepler s Newton nemcsak a csillagszat, hanem az egsz kultrtrtnet kimagasl alakjai. A dogm arendszeren t tt rs elegend volt, hogy a gondolkod ember ktkedni kezdjen, hogy a kivltsgos emberi jogokrl h irdetett ttelek sem rk rvny igazsg kifejezi. gy lett a csillagszati felismers erjesztje a szabadabb gondolkodsnak. Rgebben m glyn gettk el, m a hsnek m ondjuk azt, aki az emberi jogokrt ksz vllalni a harcot.

A 47c szlessg, 20 keleti hosszsg egyttesen egy pontot jell a Fldgmbn, ppen Magyarorszgon. Ilyen adatok rgztse kezdettl fogva csillagszati feladat volt, s az ma is. A Sarkcsillag s a Nap delelsi irnya jelli ki az gtjakat. A pontos idt,

30

amit a rdi vagy a televzi t spjele jelez, csillagszok hatrozzk meg. Idmrsnk alapjai az gitestek periodikusan ismtld mozgsai. A dtum vszma azt jelzi, hogy egy nknyesen vlasztott kiindulponttl hnyszor jrta krbe a Fld a Napot. A hnap fogalmt a Hold kt egymst kvet megjulsa kztt eltelt id adta. A ht a holdfzisok idkze. A pontos idt a csillagok delelsi pillanatai jelzik. A csillagszat segtette a tjkozdst a nylt tengereken. Csillagok mutatjk az irnyt a felhk fltt szll replgpeknek.

Az gi jelensgeket, a fogyatkozsokat, stksk visszatrst m a m r nem jsoljuk, hanem szmtjuk. Az gim echanikbl k intt fldi m echanika segtsgvel elre megtervezik egy plet statikjt, egy hd, egy replgp teherbrst. E trvnyek alkalm azsa teszi lehetv a H oldra vagy m s gitest elre m eghatrozott helyre val leszllst. S fnyes csillagok vezrlik m a is a Hold s a bolygk fel tart rhajkat s rszondkat.

Ktsgtelen, hogy a csillagszat sok tekintetben hozzjrult ahhoz, hogy ilyenn lett a 20. szzad. M a is az grl olvassuk le az irnyokat, s a csillagok m utatjk a pontos idt. Az gtl ellesett trvnyek alapjn m egizm osodott m echanika a techniknk alapja lett. Einstein j tannak amely a m odern fizika alapja lett els bizonytkait a csillagszati tnyek szolgltattk.

M anapsg csak gy zporoznak renk az ris csillagszati mszerek s a Fldn kvli trsget ku ta t mestersges gitestek felfedezsei. M eghkkenten j jelensgeket ism ernk fel, amelyek nem csak a newtoni, de a kitgult einsteini vilgba is nehezen illeszthetk bele.

A mai embereknek knnyebb a dolguk, mint 500 ve lt eldeik volt. Az elkpzelt vilg helyett a valsgos vilg ad hrt magrl, s a nagy csodk hatsa all senki nem vonhatja ki magt. Az rkutats eszkzei a hrkzls idtartamt egy msodpercre zsugortottk akkor is, ha tokii vagy mexiki olimpirl, vagy a Fld tls feln trtn esemnyekrl van sz. De kzelebb kerlt hozznk a Fldn kvli trsg is, szemtank s hiteles fnykpek trjk elnk a Hold s a Mars titkait. Mszereink a szernmei soha nem lthat gitestekrl hoznak hrt, olyan fizikai viszonyokrl s llapotokrl, amelyek a Fldn ismeretlenek. Az anyag mrhetetlen gazdagsga most kezd kitrulkozni elttnk.

j remnysgek brednek bennnk, hogy a Kozm oszbl szerezhet tovbbi ismeretek rvn m egoldhatkk lesznek m a mg m egoldhatatlannak ltsz problm ink is : gy a hagyom nyos energiahordozk, a szn s olaj elapadsa utn lehozzuk a csillagok kohinak tzt, s az emberisg megszabadul legkn- zbb energiagondjaitl.

De nemcsak a F ld s a Fldet alkot anyag rvn vagyunk szerves rsze a Kozm osznak. T pllkunkat is kozm ikus energik adjk, s egyre tbb jelt ismerjk fel annak, hogy mg sejtjeink mkdsbe is beleszlnak a Fldn kvli vilg fizikai folyamatai. A holtnak hitt anyag kim erthetetlenl gazdag, lktet letrl hoznak hrt a sugrzsok, csak az let, az rtelemm szervezdtt anyag nem adott mg h rt m agrl. N yugtalansgot okoz szmunkra, hogy az letnek csak fldi megnyilvnulsait ismerjk. A ttl tartunk, hogy ennek az egyfajta letnek tanulm nyozsa nem vezethet el az let egyetemes t r

31

vnyeinek felismershez. Az let eredetnek kutatsa m ris a Kozmosz fel knyszert bennnket. M a m r nemcsak elkpzelsek, hanem a megfigyelsi tnyek is a K ozm oszban sejtetik az lett szervezds titknak megfejtst.

Van-e msfajta let, mint amilyen a Fldn tallhat? Ha van, milyen lehet az az let? Vannak-e az letnek olyan megjelensi formi, amilyenre a fldi viszonyok nem alkalmasak? Lehet-e let a Fldnl melegebb vagy hidegebb krnyezetben? s ahol megszletett az let, trvnyszer fejlds vezet-e az rtelemig? Vannak-e fejlett lnyek, nlunk is fejlettebbek? Milyenek lehetnek? Mentesek-e olyan tulajdonsgoktl, amelyeknek terhe alatt lnk? Jobban ismerik-e a vilgot, annak trvnyeit? Megta- lltk-e mr az egyttls igazi formjt? Elmondhatnk-e neknk, mit kellene jobban csinlnunk? Lehetsges-e velk rintkezst tallni? Meglthatjuk-e ket valaha?

Ezeket a krdseket m r a kozm ikus n tudatra bredt em ber teszi fel, aki vgigjrta az emberi szellem tjait s tvtjait. M agv tette a m lt nagy szellemeinek felismerseit, el tudja hagyni az emberisg gyerm ekkornak tvedseit s megtveszt brndjait, kozm ikus m retre tgult tr- s idszemlletvel nemcsak megsejtette, de tudatba ptette a nagyszer tnyt, hogy a lakhelyvel egytt m aga is egy hatalm as Vilgegyetem szerves egsznek rsze. M ltja, jelene s jvendje ebben a nagy egyttesben kap rtelmet. Tenni akarsban, cselekvkszsgben, felelssgben ennek tudata sztnzi. Ennek a sokoldal hum num nak egyik m egnyilatkozsa az is, hogy nyilvnvalv tegyk m sok szm ra is a m egtallt igazsgot, m egosztani m sokkal is a felfedezs rm t, am it csndes jszakkon a tvcs nyjthat az elkpzelt s elhitetett vilgnl csodlatosabb s valsgosabb vilgrl.

Ez sem knny feladat. Ezer form ban jelentkeznek a visszahz erk, a meg nem rts, a gny, a rgm ltbl itt m aradt naiv lm ok csbt gretei. Valban, az gbolt nemcsak m egnyugtat. Az lmnyek, amelyeknek rszesei lesznk, sokszor tm asztanak knz krdseket is.

ltessk ilyenkor gondolatban mellnk Galileit, Keplert, Newtont s a tb bieket, valljanak k, hogyan oldottk fel ktelyeiket. Az igazi szpsgek a feloldott ktelyekbl virgzanak ki.

Ehhez a szp s izgalmas vllalkozshoz kvn segtsget adni ez a knyv is.

32

Csillagszat szabad szemmel

A csillagszat sok ezer ves trtnetbl csak az utols, kzel ngy vszzad ta ismeretes a tvcs. M inden korbbi ism eret alapja a szabad szemmel val megfigyels volt. M a is sok hasznos ismeretet szerezhetnk puszta szemmel, st helyesebb ismereteink birtokban a jelensgeket is helyesebben rtelmezhetjk, m int a rgiek.

A fnykpezs feltallsig a tvcsves megfigyelsben is a szemre voltunk utalva. De nem szabad elfelejteni, hogy a szem sokfle rzki csalds forrsa is lehet. A valsgot sok vonatkozsban m egham istja a lgkr, amelyen t az gitestek fnye hozznk rkezik.

A m agasan j r N ap szne srgsfehr, felkelben vagy lenyugvban szne vrsre vltozik, korongja ltszlag naggy n, alakja ellaposodik, fnye any- nyira legyengl, hogy szabad szemmel is beletekinthetnk. A sttsg belltval feltn csillagok fnye sugaras, a lenyugv csillagok elhalvnyodnak, tn colnak, sznk a szivrvny szneiben sziporkzik.

M indezeket a jelensgeket a lgkr okozza, ami tbb ezer kilom ter vastagsgban vezi a Fldet. Az em ltett jelensgekben az alsbb, sr lgkrnek van nagy szerepe. Az egsz lgtmeg 90% -a 20 kilom ter magassg alatt van. H a teht a zenit fel tekintnk, 20 kilomter vastag, sr lgrtegen nznk t, vzszintes irnyban viszont 500 kilom ter u tat tesz meg a fny e sr rtegben (1. bra). Teht a l thatr irnyban 25-szr vastagabb lgrtegen t nzzk

33

az gitesteket, m int a zenit irnyban. Ez az oka tbb, szabad szemmel is jl megfigyelhet lgkri jelensgnek.

M irt vrs a l thatr kzelben a H old s a N ap? A N ap fnye sszetett, benne vannak a szivrvny sszes sznei. A lgkr nem egyformn viselkedik e klnbz szn sugarakra. M a m r mindenfel vannak vilgt fnyreklmok. H a ezekben a vrs s a kk szn vltozik tvolabbrl nzve, fknt prs, kds idben , a felvillan fnyek kzl m r csak a vrset ltjuk. A lgkr a klnbz szn, hullm hossz fnyeket nem egyformn nyeli el. Ez az egyik ok. A msik pedig az, hogy a leveg molekuli s a benne lev finom por nemcsak elnyelik a fnyt, hanem szrjk is, spedig a rvid hullm fnyeket nagyobb m rtkben szrjk.

Ennek ismeretben m indjrt vlaszt is kapunk kt jelensgre. A lgkri fnyelnyels s szrds m iatt a lenyugv N ap fnybl a jobban m egm arad sznek keverkben ltjuk vrsnek a N apot. A fnyszrds az oka annak, hogy az gboltot kknek ltjuk. Ugyanis az sszes sznek kzl a kk, indig s ibolya szneket szrja legjobban a lgkr.

A lenyugv vagy felkel N apo t s H oldat sokkal nagyobbnak ltjuk, mint delelben. Ez pusztn rzki csalds (2. bra). H a tvcsvel nzzk ezeket az gitesteket s bejelljk a ltm ezben lto tt kpmretet, semmit nem vltozik lenyugvskor sem. Egyszeren is m eggyzdhetnk errl az rzki csaldsrl. H a szemnk el krlbell 57 centim ter tvolsgban egy 0,5 centimter tm rj korongot tartunk, azzal pontosan letakarjuk a N apot vagy a H oldat. Ugyanezt talljuk este is, am ikor rzsnk szerint m alom k nagysgv ntt.

A m retnvekeds rzki csaldsnak oka az, hogy a m agasan j r N ap s H old kzelben a szabad gen nincsenek trgyak, amelyekhez a korong nagysgt hasonlthatnnk. Ez az oka annak is, hogy a m agasan jr N apot vagy H oldat j ideig szinte m ozdulatlannak ltjuk, m ajd a l thatr kzelben m intha meggyorsulva bukna al. Rgztsnk le egy irnyz lcet, csvet, s gy figyeljk a jelensget. M inden esetben azt talljuk, hogy a N ap s a H old krlbell 2 perc alatt halad annyit, m int amennyi az tmrje. Ugyanis -nak ngy perc felel meg, l-os elm ozduls 4 perc alatt megy vgbe, a N ap s a H old tm rje 0,5. A lthatr kzelben a N ap szp kerek alakja eltorzul, vzszintes irnyban m rete vltozatlan m arad, de fggleges irnyban ellaposodik. Ezt a jelensget a fnytrs (refrakci) okozza. A levegn thalad fny megtrik, em iatt az gitesteket m indig m agasabban lthatjuk a l thatr fltt, m int ahol valban vannak. A N ap kiterjedt gitestnek ltszik, a fnytrs, s annak emel hatsa a napkorong als peremre nagyobb, m int a felsre, s gy jn ltre a lapult alak. Vgeredmnyben a N ap m r lenyugodott vagy mg fel sem kelt az elmleti lthatron, am ikor mi fltte ltjuk. A fnytrs teht megnveli a nap tartam ot nhny perccel. Ez az oka annak, hogy napjegyenlsg idejn az vknyvben szerepl naptartam hosszabb, m int 12 ra.

A lgkr m dost hatsa feltnen jelentkezik a csillagok s a bolygk megfigyelsben is. A fnysugr csak azonos (homogn) kzegben terjed egyenes vonalban. A lgkrn thalad fny tjban klnbz srsg, sszettel s hm rsklet lgtmegek vannak. Ezek mind parnyi m rtkben meg-

34

o2. bra. A fehr s fekete k rk azonos m retek. A l t h a t r kzelben m egntt nap- vagy ho ldkorong optikai csalds

vltoztatjk a fny irnyt. A vltozs igen szapora, a csillagot vibrlni, tncolni ltjuk. A klnbz srsg kzegekben a fny szneire is bomlik, s a folyton tncol fny a vrs, srga, zld vagy kk szn valamelyikt ju tta tja jobban szemnkbe. A csillag sznt jtszik. A tncols, remegs, reszkets, vibrls s sznjtszs a szcintillci jelensge.

A lgkrn t a tvolsga m iatt pontszernek ltsz csillagrl rendkvl szk fnysugrnyalb rkezik szemnkbe. A bolygk viszont ltszlag is kiterjedt gitestek, teht sok fnysugr rkezik rluk szemnkbe. Ezeknek a sugaraknak mindegyike kln-kln szcintilll, de egyms hatst lerontva, kiegyenltve, a bolyg fnyt nyugodtabbnak ltjuk, m int a csillagokt. H a tbb fnyes csillag s bolyg van az gen, egyszer rtekintssel gy m egm ondhatjuk, melyik a csillag s melyik a bolyg.

A fnytrs m iatt a l thatr perem n lev csillag legalbb 0,5-kal m agasabban ltszik valsgos helyzetnl. Pontos mrsekben a lgkri fnytrs hatst tekintetbe kell venni, ami elg nehz, m ert ennek mrtke a lgkr pillanatnyi llapottl is fgg, nemcsak a l thatr fltti magassgtl.

35

A fnyelnyels ( extinkci) a l thatr kzelben a legersebb. Fnyes csillagok halvnyakk vlnak, a kzepes fnyessgek eltnnek. Kzel a l thatrhoz az gitestek m r csak szzadrsz fnyessgek. Ez a csillagszati fny- rendsklban t m agnitd cskkenst jelent.

1. A szrklet

Az esti alkonyat s a hajnali pirkadat jelensgt kzsen szrkletnek nevezzk. M egklnbztetnk polgri, navigcis s csillagszati szrkletet. A polgri szrklet az az idszak, amg a N ap a l thatr alatt 6 mlysg s a l thatr pereme kztt jr. Ennek idtartam a a fldrajzi helytl fgg. Az egyenltn, ahol a N ap mindig a l thatrra merlegesen kel s nyugszik, a polgri szrklet id tartam a 24 perc. N lunk a N ap 41 44 szgben kel s nyugszik, ezrt a polgri szrklet fl rnl is tovbb tart. A polgri szrklet idejn a szabadban mg olvasni lehet. szaki vidkeken nyron a N ap nem is sllyed 6-nl mlyebbre, az jszakk vilgosak m aradnak. A sarkokon a napjegyenlsgek tjn a polgri szrklet hetekig tart.

A navigcis szrklet, am ikor a N ap a l thatr alatt 6 12 mlysgben jr. A lgkrrl szrd fny mg ad annyi vilgossgot, hogy a trgyak k rvonalai j l lthatk, naviglni, tjkozdni lehet.

A csillagszati szrklet u tn a teljes sttsg akkor ll be, am ikor a N ap 18 -kai sllyed a l thatr al. Ez nlunk mintegy kt rig tart, az egyenltn 72 percig, de az szakabbra fekv helyeken nyron be sem kvetkezik.

A hegycscsokat mg megvilgtja a N ap, am ikor m r a sk terlet l thatra al bukott. M g inkbb megvilgtja a N ap a m agasan szll lggmbket s a mestersges gitesteket. Igen gyakran a szrklet idejn fnyes pon tknt ragyognak az gen a klnbz rendeltets ballonok, amelyek sok flrertsre adnak okot. A mestersges gitesteket is azrt lthatjuk mg sokszor jszaka is, m ert abban a m agassgban a N ap mg megvilgtja ket.

A szabad szemmel lthat csillagok szma

Az egsz gbolton a szabad szemmel lthat csillagok szma mindssze 4720. Ennek felt lthatjuk egyszerre, azaz nem egszen 2400-at.

A polgri szrkletben csak a legfnyesebb csillagok lthatk, a navigcis szrkletben m r a kzepes fnyessgek is feltnnek, valamennyi, szabad szemmel lthat csillag azonban csak a csillagszati szrklet vgn tnik el.

36

2. A csillagok nagysgrendje

N agysgrendet m ondunk, de ezen fnyrendet, fnyessget kell rteni. A grgktl ered a feloszts, hogy a legfnyesebb csillagokat els osztlyba, a szabad szemmel mg m eglthatkat a hatodik osztlyba soroltk. Ez utbbi m eghatrozst m egtartottuk, de a fnyessg osztlyozsban pontosabb megfogalmazsra volt szksg.

A Weber Fechner-fle pszichofizikai trvny rtelmben a szemnket r inger s a benne keletkez rzet nem gy viszonylik egymshoz, hogy a ktszeres-hrom szoros ingernek ktszeres-hrom szoros rzet felel meg. Az ingernek hatvnyozottan kell nvekedni, hogy az rzet is nvekedjk. H a a szobban a csillr t lm pja g, tz lm pa meggyjtsa nem adja a ktszeres vilgossg rzett, ehhez mg tbb lm pt kell meggyjtani.

A csillagszatban 2,512-szeres fnyintenzitsnak felel meg egy fnyrendk- lnbsg. Azrt vlasztottk ezt a szmot, mert 2,5125 = 100, vagyis t fny- rendklnbsgnek pontosan szzszoros fnyintenzits felel meg. Teht a szabad szemmel mg ppen lthat hatodrend csillag szzszorosn halvnyabb, m int az elsrend.

Mivel a csillagok fnyessge fontos jellemz, ezrt a fnyrendeket tized, szzad nagysgrendben (m agnitdkban) is m eghatrozzk, s a fnyrendeket az 1-en tl a 0 s a negatv rtkekre is kiterjesztettk. Azt kell teht megjegyezni, hogy minl kisebb szm fejezi ki a m agnitdt, annl fnyesebb az gitest. A leghalvnyabb, csak ris tvcsvekkel fnykpezhet csillagok m agnitdja 23 24m (a ltszlagos fnyessg jele a szm fels rszhez rt m). A N ap fnyessge 26,7m.

Fnyrendklnbsg 1 2 3 4 5 10 15

Fnyessgviszony 2,5 6,3 15,8 39,8 100 10000 1000000

Az gitestek ltszlagos fnyessge nem az gitest jellemzje, csak azt m ondja meg, hogy milyen tvolrl szleljk ket. Az gitestek valsgos fnyessgt abszolt magnitdban fejezzk ki, s m egklnbztetsl ennek jele a szm fels rszhez rt M bet. A N ap innen nzve igen fnyes, de a csillagok tvolsgbl nzve csak halvny csillag lenne.

Abszolt fnyessgnek azt nevezzk, amilyennek az gitestet akkor ltnnk, ha az tlnk 32,6 fnyv (10 parszek) tvolsgban lenne. gy a vakt N ap abszolt fnyessge m r csak + 4 ,6 M, annyi, m int a Nagy G ncl kzps, Mi- zar nev csillaga mellett lthat lkor, am it npnk Gnclnek (Kisbresnek, Lovacsknak) nevez.

A Napra is teht az abszolt fnyessge a jellemz. A Pluto tvolsgbl 1600-szor- ta halvnyabbnak ltszik, mint tlnk, azaz onnan nzve 8 nagysgrenddel halvnyabb, mint amilyennek mi ltjuk. A Nap tmrje onnan 40-szerte kisebbnek ltszik, de ez a mr csillagnak tn pont annyi fnyt sugroz, amennyi fnyt 250 telihold adna a Fldnek.

37

A fnyessg teht az gitestek jellemz adata, de jellemz az is, hogy vltozik-e ez a fny. Ezrt fontos, hogy a csillagok fnyessgben bekvetkez vltozsokat pontosan m rni tudjuk. Az am atrk egyik fontos m unkaterlete a vltoz fny csillagok megfigyelse. Sok olyan vltozcsillag van, amelyeknek fnyvltozsa szabad szemmel is megfigyelhet. A szem kitnen alkalmas arra, hogy m s csillagokhoz hasonltva, a fnyessgben bekvetkez vltozsokat rzkelni tudja.

3. Egyb szabad szemmel lthat jelensgek

Azt m ondjuk, hogy a N ap keleten kel s nyugaton nyugszik. Ez gy nem egszen helyes. A N ap kelsi s nyugvsi helye vszakonknt vltozik. Keleten kel s nyugaton nyugszik a N ap m rcius 21-n s szeptember 23-n. A m rciusi tavaszi napjegyenlsg utn a N ap kelspontja szakkeletre toldik, lenyugvsa pedig szaknyugatra. A nyri napfordul idejn, jnius 22-n kel a N ap legtvolabbra a keletponttl s nyugszik szaki irnyban a legtvolabbra a nyugatponttl. Szeptember 23. u tn a kelspont dlre toldik, s szls helyzett december 22-n ri el dlkeleten, nyugvsi helye pedig dlnyugaton van (3. bra). Megfigyelhetjk azt is, hogy a N ap delelsi m agassga mrcius 21-n, szeptember 23-n a l thatr fltt 42,5 (Budapest szlessgben), a nyr kezdetn 66 magasan, tlen viszont csak 19 m agassgban delel.

Mivel a telihold j rsa flves eltoldssal olyan, m int a N ap jrsa, a tli H old m agasan, a nyri H old alacsonyan jr.

A H old kt m egjulsa kztt 29,5 nap telik el, ennek alapjn kiszm that, hogy egy m ost ltott holdfzis m ikor kvetkezik be jra. A Hold jrsa teht havonta ismtldik. Mgis sokan gy vlik, hogy a Hold minden jszaka lthat. H a pldul napnyugta u tn megltjuk a H old keskeny sarljt, nem sokkal a N ap u tn lenyugszik, s h iba vrnnk egsz jszaka a feljttt.

ltalnos az a nzet is, hogy alkonyaikor az els lthat fnyes gitest az Esthajnalcsillag (Vnusz). Az igaz, hogy ha a Vnusz az esti gen lthat, j ideig ott is marad, de ksbb tvndorol a hajnali gre. Csak 1,6 venknt ismtldnek a hasonl lthatsgi viszonyok.

Sok estt kell a szabadban tltennk, hogy m egtudjunk sok olyan dolgot, am it a rgiek nagyon jl ismertek.

A csillagos gboltban gynyrkdve ham ar szrevesszk, hogy a csillagok egymshoz viszonytott helyzete vltozatlan. A csillagok eloszlsa nem egyenletes. Az egsz gboltot tszel fnyes sv, a Tejt nyron lthat ga sokkal fnyesebb, m int a tli g. Ebbl m indjrt arra kvetkeztethetnk, hogy annak a csillagabroncsnak, amit Tejtnak neveznk, nem vagyunk a kzppontj-

38

ban. A nyri gbolt tejtrszletbe tm rlt csillagokhoz sokkal kzelebb vagyunk, m int a tli g csillagaihoz. Szemllds kzben nemcsak azt vesszk szre, hogy a csillagok klnbz fnyessgek. Az, hogy a fnyesebbeket nagyobbaknak is ltjuk, optikai csalds, ezeknek csak a fnyessgk nagyobb. Az is lehet, hogy a valsgban a parnyi pontnak tn, halvny csillag sokszorosan nagyobb a fnyesnl. Tves gondolat, hogy a fnyesebbek kzelebb vannak hozznk. gy lenne, ha a valsgban m inden csillag egyforma fnyes lenne, m ert akkor ltszlagos fnyessgk egyben tvolsgot is jelezne.

Azt is szrevesszk, hogy a csillagok szne klnbz. M shol elmondjuk ennek okt, de most, am ikor szabad szemmel nzeldnk, j tudni, hogy a vrsek nem olyan forrk, m int a kkesfehrek.

A vrosok fsts-kormos levegjt megvilgtjk az utcai lmpk. Az gbolt itt soha nem olyan stt, mint a lakott terletektl tvolabbi helyeken. Ott megltjuk a halvnyabb csillagokat is, s azt is szrevesszk, hogy a csillagok szneiben szinte az egsz szivrvny kpviselve van. Mg a lthatr kzelben sem olyan ers a leveg fnykiolt hatsa, mint a vrosokban.

Kedves szrakozs sorra megismerkedni a ltszlagos csillagcsoportokkal, a csillagkpekkel. Ehhez azonban m r csillagtrkpre van szksg, hogy valam ennyit nevn nevezhessk. M egism erkedhetnk a fnyesebb csillagokkal, amelyeknek kln nevk van.

A szabad szemmel lthat gitestek egy kivteltl eltekintve a Tejtrendszerhez tartoznak. Az A ndrom eda csillagkpben halvny fnyfoltnak ltsz, A ndrom eda-kdnek nevezett kls Tejtrendszer tbb m int 2 milli fnyvre van tlnk.

A Herkules csillagkp gm bhalm aza a Tejtrendszernket gm bhjban vez trrszhez tartozik. rdekes lmny egy pontban ltni 100 ezernyi csil

39

lagot, amelyeknek fnye 33 ezer vig volt ton, mg szemnkbe rkezett. Az A ndrom eda-kdben pedig tbb m int 2 milli ves m ltat ltunk, egy Tejtrendszernknl is nagyobb csillagvros m ltjt, l bizonytkul annak, hogy N apunk 100 m illird trst m agban foglal Tejtrendszernk nem az egyetlen csillagsziget, csak egyike a mintegy 100 m illird csillagrendszernek, s azok egyike szabad szemmel is szrevehet.

A holdfny nlkli jszakban lve, nkntelenl is krdsek lopakodnak el. D e hogy eljjjenek, kell ez a m agnyos csnd. M ibl llnak ezek a csillagok, hogyan lettek, s mi lesz a sorsuk? H irtelen fny villan, tzcsk hast t az g stt krpitjn, m intha kssel hasto ttk volna fel. Mi volt ez? M i lett a sorsa? s ezernyi ms krdst szl az jszaka csndje, amelyekre szp sorjban vlaszt szeretnnk adni.

A Vilgegyetem fizikai zenetei

A mlt szzad derekn A. Comte francia filozfus kijelentette, hogy a csillagszok sok m indent m egtudhatnak a tvoli csillagokrl, de sohasem tudhatjk meg azt, hogy milyen anyagokbl llnak a csillagok. Bennnk is felmerlnek ilyen s hasonl ktelyek, am ikor ismerkedni kezdnk az ggel. A csillagszat szpsgei akkor kezdenek kibontakozni elttnk, am ikor megrtjk, hogy mg nagyobb titkok eltt is megnylt m r az t szm unkra. Az aggodalom csak addig volt jogos, amg fel nem ismertk, hogy az gitestek is ugyanabbl az anyagbl llnak, m int a Fld, s az anyag trvnyei egyetemes rvnyek.

M a m r tudjuk, hogy nemcsak az rzkszerveinkkel felfoghat, m egtapinthat dolgok tartoznak az anyag fogalmba, hanem a lthat fnyen kvl a lthatatlan fnyek is, valam int az atom i rszek sugrzsa s az erterek is.

Szerencssnek tartottuk a fizikust s a kmikust, a biolgussal egytt, mert tetszs szerint megismtelt ksrleteik a szemeik eltt folynak le, s a sokszor megismtelt ksrlet mdot ad a trvnyek felismersre. gy ismerkedett meg a primitv ember is a dolgok termszetvel. Tapasztalta, hogy az sszettt kovak szikrt ad, a megdrzslt fa felmelegszik, a kemny k nagy tsre szttrik, a tz lngjnl a vz felforr, a fmek megolvaszthatok s formlhatk.

Az gitestek azonban elrhetetlennek tntek. Ma mr egyik-msik elrhet, de arra ma sem gondolunk, hogy az izz felszn csillagokat Napunk kivtelvel mszereinkkel megkzeltjk. Nem vgezhetnk teht olyan kzvetlen megfigyelseket, amit a ksrletez tudomnyok megtehetnek.

Az ismeretszerzsnek azonban nemcsak az az egyetlen mdja, hogy felkeressk a csillagokat. Els p illanatra taln tlzsnak hangzik, hogy anyagi valsgukban eljnnek hozznk a csillagok. Volt m r arrl sz, hogy a Fldet a Vilgegyetem m inden irnybl elektromgneses s rszecskesugrzsok zporozzk. M inden sugrzsban olyan anyagi rszecskk ram lanak, amelyek valam ikor az gitestek alkotelemei voltak.

M irt ltjuk a csillagokat? Azrt, m ert a csillag felsznrl fotonok lpnek ki, tszelik a kztnk lev teret, a fldi lgkrt, s szemnkbe rnek. Ez az egyik legnagyobb fizikai kapcsolat a fldi em ber s a csillagok kztt.

41

M irt ltjuk a N apot, fnyben m irt ltjuk a t jat? Azrt, m ert a N ap felsznrl tbbek kztt fny form jban llandan anyag ram lik ki a trbe. Az a fnysugr, az a foton, amely kzvetlenl a N ap irnybl vagy a megvilgtott tjr l visszaverdve szemnkbe r, ezeltt 500 msodperccel mg a N ap testnek rsze volt. Ennyi idre van szksg, amg a fnyen kvl a tbbi elektromgneses hullm ok, a rdi-, ultraibolya, rntgen- s gam m a-sugrzs elrkezik a Fldre. De a N apbl szakadnak ki a napszelet alkot atom i rszecskk s a kozm ikus sugrzs vagy a neutrnsugrzs is.

H a pedig ezek az anyagi rszecskk a N ap rszei voltak, bizonyra m agukkal hozzk azoknak a fizikai jellem zknek blyegeit, amelyek a N apon uralkodnak.

A csillagsznak s a fizikusnak az a feladata, hogy ezeket az anyagi zeneteket vallatra fogja, s m egllaptsa azokat a fizikai viszonyokat, amelyek k ztt azok kibocstsa trtnt. Rendkvl rdekes s izgalmas ez a nyom ozs, am ire meghvjuk olvasinkat.

1. A fnysugr fizikai zenetei

M indazt, am it az em ber az grl m egtudott az elmlt vezredek alatt, a fnysugrbl olvasta ki. A szemnkkel felfoghat fny ru lta el, hogy az gbolt mely tjain vannak fnyesebb vagy halvnyabb csillagok. Egszen a m lt szzadig azonban a fny csupn irnyt jellt. gy tudtuk meg, hogy a csillagok egymshoz viszonytott helyzete egy em berlt alatt sem vltozik szrevehet mdon, ezrt is neveztk el ket llcsillagoknak. M a m r tudjuk, hogy egym shoz viszonytva is m ozognak, ezrt ezeket az gitesteket egyszeren csillagoknak nevezzk. Felismerte a szem azt is, hogy egyes gitestek feltn m ozgst vgeznek a csillagok htterhez kpest, that irnyuk megvltozik, ezrt ezeknek bolyong csillag lett a nevk. Mivel azonban nem csillagok azok, m a m r csak bolygknak nevezzk ket.

rzkeny mrmszerekkel ma mr az gitestek parnyi elmozdulsait is mrni tudjuk. Csillagprok keringenek kzs tmegkzppontjuk krl, csillagcsoportok tagjai sztszrdnak, a megszokott formt mutat csillagkpek csillagainak geometrija is megvltozik, ha e finom vltozsokat a rgmltra vagy a tvoli jvre tszmtjuk.

Nagyon sok hasznos ismerethez ju to ttu n k az gitestek irnyvltozsnak, m ozgsnak megfigyelsbl. M egtudtuk, hogy a legtbb mozgs periodikusan ismtldik. Az ilyen m rhet peridusok lettek idszm tsunk alapjai. Felism ertnk 10 ezer, 100 ezer vek alatt ism tld m ozgsokat is, de ezekhez m r hosszan tart megfigyelsre van szksg.

42

A klasszikus csillagszat ragyog eredmnyei lnyegben a fnysugr elemi tulajdonsgaibl szlettek, abbl, hogy a fny irnyt, az irnyvltozs m ozgst jelent. Az gbolt feltrkpezse, az gitestek helynek pontos m eghatrozsa, az gitestek tvolsgnak megmrse, a fny aberrcija, a parallaxis m eghatrozsa (lsd aberrci, parallaxis) a fldtengely precesszis m ozgsnak felismerse (a Fld mozgsai), a fogyatkozsok s fedsek elrejelzse, az gitestek plyaszm tsa s a klasszikus csillagszat sok egyb ragyog eredmnye az gim echanika trvnyeinek felhasznlsval a fny irnynak s irnyvltozsainak mrsbl szletett.

A fny termszethez tartozik, hogy terjedsi sebessge lgres trben csaknem pontosan 300 ezer kilomter msodpercenknt. Azt jelenti ez, hogy minl tvolabb van egy gitest, fnye annl tvolabbi mltrl hoz szmunkra zenetet. A fny terjedsi sebessgbl kvetkezik, hogy a fny az idben nem a jelent mutatja. S amg a fny hozznk rt, trbeli helyzete is megvltozott. Ezt a tnyt szmtsba kell venni, amikor a mrt gi helyzetek alapjn plyt szmtunk.

A korbbi tudom nytalan elkpzelsek s a dolgok metafizikai szemllete helybe lp megfigyels a fnysugr segtsgvel indto tta el a m odern csillagszatot diadalm as tjra s ad ta a bizalm at a tovbbi ku tatsra azzal, hogy a Vilgegyetemben uralkod trvnyek megismerhetk. Az jabb lendletet a megismersben a fnysugr jobb kihasznlsa hozta.

A fnysugr erssgnek mrse, a fotometria nemcsak azt tette lehetv, hogy az gitesteket fnyessgkkel is jellem ezhettk, s a csillagokat fnyessgk szerint osztlyozhattuk, hanem sokfle gi jelensget is megismertnk, amely a fny vltozsval kapcsolatos.

A fotometria segtsgvel mr vezredekkel ezeltt meg lehetett volna cfolni a fldkzppont vilgkpet. Ha ugyanis a bolygk a Fld krl keringennek, szablyos krplyn, tvolsguknak s fnyessgknek vltozatlanoknak kellene lenni. A Mars azonban htszer kzelebb van hozznk fldkzelben, mint fldtvolban. Ez ltszlagos fnyessgben mintegy tvenszeres fnyingadozst jelent, ami szabad szemmel is jl szrevehet klnbsg.

A fnymr mszerek rzkenysgnek fokozdsval egyre finom abb fnyvltozsokat tudunk mrni. Szmos csillag szablyos idkzkben vltoztatja fnyt, de vannak szablytalan fnyvltozst m utat csillagok is. A fnyvltozsnak is termszete van. M sknt vltozik a fnyerssg, ha a csillagpontnak ltsz helyen a valsgban kt csillag van, s azok egyms krl keringve idnknt eltakarjk egymst, vagy ha egyetlen csillag hm rskletben, m retben bekvetkez vltozs okozza a fny ingadozst. Ismt ms a fnyerssg vltozsa, ha a fnyforrst egyre srsd gztmeg takarja el, m int a lenyugv gitestek esetben, vagy ha a csillagot a Hold vagy bolyg takarja el. Azonnal felismerhet, hogy a csillagot eltakar gitestnek van-e lgkre, s ha van, a lgkr srsgre is lehet kvetkeztetni.

43

A fny erssgnek vltozsbl teht nemcsak a fnyforrs krnyezetrl, a kztnk lev fnyelnyel kzegrl, hanem a fnyforrsban bekvetkez fizikai vltozsokrl is tudomst szerezhetnk. Igazi kincsesbnya azltal lett szmunkra a fny, hogy felismertk, milyen kapcsolatban van a kibocstott fny a fnyforrson uralkod fizikai viszonyokkal.

A fnysugr az elektromgneses sugrzsok csaldjba tartozik. H a elfogadjuk a m eghatrozst, hogy egy oktvnak nevezzk azt a tartom nyt, amelynek hatrain a rezgsszmok, illetve a hullm hosszak arnya 1:2 , ak kor a lthat fny tartom nya a tbb m int 60 oktvra terjed, szlelhet elektromgneses sugrzstartom nyban egyetlen oktv. A lthat fny ugyanis a mlyvrstl az ibolyig terjed, a vrs, narancs, srga, zld, kk, indig s ibolya szneken t. A vrs fny hullm hossza kiss kerektve 8000 angstrm , az iboly 4000 angstrm . (Egy angstrm [ ] tzmilliomod millimter vagy szzmilliomod centimter, azaz 10 7 millimter vagy 1 0 '8 centimter. A lthat tartom nyban leghosszabb hullm hossz a vrs, legrvidebb hullm hossz az ibolya szn.)

Fizikai klcsnhatsokban a fny ketts termszetnek m utatkozik, egyes esetekben hullm term szet (fnyelhajls, interferencia), m skor pedig elemi rszecskk, fotonok zporaknt viselkedik (fotoeffektus, fnyelektromos hats). A fotonoknak tmeget tulajdonthatunk, de annak csak fnysebessgnl van rtelme, a nyugv fotonnak nincs tmege.

A klnbz sznek fotonjaik energijban klnbznek egymstl. Legkisebb energij fotonjai vannak a vrs sznnek, legnagyobb az ibolynak a fny lthat tartom nyban.

Az egyes sznek mell hullm hosszat, illetve rezgsszmot rendelhetnk. E kt jellemz szoros kapcsolatban van egymssal, m inthogy a hullm hossz s rezgsszm szorzata ppen a terjedsi sebessg.

Az elektromgneses sugrzsokat hullm hosszuk vagy rezgsszmuk szerint rendezve, kapjuk a sugrzs sznkpt (spektrumt). Az egyes sznek k ztt teht a lnyeges klnbsget hullm hosszuk, illetve rezgsszmuk vagy fotonjaiknak energija hatrozza meg. Szemnk sznrzkenysge is ezzel van sszefggsben.

A fny lgres trben (vkuumban) terjed a legnagyobb sebessggel, ennek rtke299 790 km/s: kzeltleg 300 ezer km/s. Ms kzegben a sebessg ms, gy pldul kznsges vegben a fny terjedsi sebessge krlbell 200 ezer km/s. Kt kzeg hatrn a sebessgklnbsg miatt megtrik a fny. A kt kzegre vonatkoz trsmutatt a ktfle sebessg hnyadosa adja.

A fny energija (E ) teht rezgsszmval egyenesen, hullm hosszval ford to ttan arnyos:

44

ahol h a Planck-fle hatskvantum , rtke h = 6,67-10 21 erg-s. (A gyakor-12400

latban sokszor az E[eV ] = sszefggst hasznljuk.)

M inthogy Einstein ta az energit s a tm eget egymstl elvlaszthatatlannak ismerjk, a fotonok energijhoz az E = m c2 sszefggs alapjn t meget is rendelhetnk.

Az elbbiek szerint a foton tmege:

h-v hc2 c

M inthogy a tm eg s sebessg szorzata adja az impulzust, a fny im pulzusa:

hv h ^ c /.

A fnynek teht im pulzusa is van, a testekre nyom st gyakorol.A kvetkezkben, sszefoglalva, nhny szban felsoroljuk a fny tulajdon

sgait, amelyekkel a csillagszatban is tallkozunk.

Fnytrs: idegen kzeg hatrn a fny irnyt vltoztat, m egtrik (levegben, vzben, vegben).

Diszperzi: m inthogy a fnytrs m rtke a hullm hossztl, azaz a szntl is fgg, a m egtrt fnysugr szneire bom lik (csillagok sznjtszsa a lgkri trs m iatt, a prizm a sznbontsa).

Reflexi (visszaverds): ha a fny resik egy testre, bizonyos rsze onnan visszaverdik.

Elnyels (abszorpci): a fny tjba tett anyagok a fny egy rszt vagy akr egszt elnyelik.

Fnyelhajls (diffrakci): a fny az tjba es anyagok rsn vagy szln elhajlik. M inthogy ez is a hullm hossztl fgg, a tvcs objektvjnek peremn elhajl fny szneire bomlik, s a lekpezett csillag pontszer kpe krl sznes elhajlsi, diffrakcis gyrk keletkeznek. Sr karcolat veg vagy tkrz fm (optikai rcs) segtsgvel az sszetett fny szneire bonthat.

Fnyszrds: parnyi rszecskkre es fny m inden irnyban eltrst szenved. Csak a nagyon finoman m egm unklt tkrz fellet tkrzi a fnyt, a felhk, hzak fala, az utca kvezete, s gy a bolygk felszne is szrt fnyt vernek vissza.

Polarizci (fnysarkts): norm lis fnyben a rezgs a terjeds irnyra merleges, minden irnyban egyforma, teljesen vletlenszer. H a a rezgs bizonyos irnyokat kitntet, illetve a rezgs irnya s intenzitsa m egadhat m int az id fggvnye, polarizlt, sarktott a fny. O ka lehet pldul a rendezett rszecskken val fnyszrds (csillagkzi por, mgneses tr).

45

Interferencia: ha egyazon fnyforrsbl kt azonos hullmhossz fnysugarat gy tallkoztatunk, hogy hullmhegy hullmvlggyel ta llkozzk, a kt fnysugr kioltja egymst. Hullmhegyek tallkozsa ersti a fnyt. Az ersts vagy gyengts mrtke ltalban a fzisklnbsgtl fgg.

Fnynyoms (sugrnyoms): m inthogy a fnynek im pulzusa van, idegen kzeghez rve nyom st fejt ki (stksk csvakpzdse).

Fnyelektromos jelensg: a fnnyel megvilgtott felletbl elektronok lpnek ki, ha a megvilgt fotonok energija elri az elektron kilpshez szksges energit.

Extinkci: a fny intenzitsnak cskkense az elnyels, szrds, elhajls m iatt, m ikzben az anyagon thalad.

A fny keletkezse

A hm rsklet emelkedsvel m inden test izz llapotba kerl, s lthat fnyt bocst ki. Az ilyen fnyt termikus eredet fnynek nevezzk. Szabad szemmel nem lthat hmrskleti sugrzst a testek az abszolt nulla fok fltt m inden hm rskleten kibocstanak. Gerjesztett fnye van a vilgt kdknek, a sarki fnynek, a lzernek, a vilgt reklmcsveknek. A fnykibocsts m echanizm usa az, hogy az atom ok s m olekulk elektronjai atom i ktelkkben klnbz energianvkat foglalhatnak el; tkzs, sugrzs elnyelsvel az elektronok m agasabb energiaszintre ju thatnak . A m ikor innen a korbbi energiallapotba ju tnak s a kzben visszaadott energiamennyisg a lthat fny energijval megegyezik, fnyt bocstanak ki. gy az atom ok s molekulk, anyagi m insgktl fggen, szigoran megszabott energikat nyelhetnek el vagy bocsthatnak ki.

E lektrom osan t lt tt rszecskk mgneses trben az ervonalak mentn spirlis plyra trnek, s m iutn gyorsulsnak vannak kitve, energijuk egy rszt elektromgneses sugrzs, rendszerint rdihullm ok vagy fny formjban kisugrozzk ( szinkrotron, vagy fkezsi sugrzs).

Ezeken kvl mg sokfle mdon keletkezhet fny. gy a lumineszcencia krbe tartoz fluoreszkl s foszforeszkl fnyek egsz sort emlthetnnk. Bizonyos, hogy a holdfelszn egyes krterei s felszni foltjai lumineszcens jelensget mutatnak. De mr a szentjnosbogr, a korhad fa, a vilgt halak fnye nem tartozik a csillagszat krbe.

Ezek utn vegyk sorra, mi m indent lehet megllaptani az gitestek hozznk rkez fnynek elemzsbl.

46

Anyagi sszettel

A N ap s a csillagok m int izz plazm agm bk, tbbek kztt a lthat fny- tartom ny m inden sznt, hullm hosszt kisugrozzk. A ht szn folyam atosan kveti egymst a mlyvrstl az ibolyig. Az ilyen sznkpet folytonos sznkpnek nevezzk. Ilyen sznkpet adnak az izz (szilrd s folykony) testek is. H a azonban a N ap sszetett fnyt vegprizmval vagy finom karcola- t rccsal szneire bontjuk, azt talljuk, hogy az egymst kvet sznek s sznrnyalatok tzezernyi stt vonallal m egszaktottak. Az ilyen sznkpet el- nyelsi vagy abszorpcis sznkpnek nevezzk.

A N apot ugyanis a felsznnl alacsonyabb hm rsklet lgkr vezi, amely a N ap fnybl sok ezer hullm hosszat elnyel. A trvny rtelmben ugyanazokat a hullm hossz fnyeket nyeli el a lgkr anyaga, amelyeket sugrz llapotban kibocstani kpesek. M inthogy a lgkr anyaga ugyanaz, m int a Nap, a N ap anyagrl a lgkrnek elnyelsi sznkpe ad felvilgostst. Laboratrium i ksrletekbl tudjuk, hogy a klnbz kmiai elemek milyen hullm hossz sugrzsok kibocstsra (illetve elnyelsre) kpesek. Ennek alapjn teht a N ap fnynek finom elemzsbl m ris vlaszt kapunk egyik igen fontos krdsnkre, hogy milyen kmiai elemekbl ll a N ap. Az elemek jelenltt elrul jelek erssge tbbek kztt a tt l fgg, hogy a sz-

' ban forg elem milyen arnyban van jelen, ezrt a fny elemzsbl nemcsak minsgi, de mennyisgi m eghatrozsokat is vgezhetnk.

Ez teht a cfolat Comte pesszimista kijelentsre, m iszerint a csillagok anyagt soha nem ism erhetjk meg.

A korbbi szemllettel szemben kitnt, hogy az gitestek nem valami gi, a flditl mindenben eltr valamibl, klnleges szubsztancibl, hanem a Fldn is ismers 92 kmiai elembl llnak. Ez a felismers a modern vilgkp egyik igen lnyeges alapeleme.

A csillagok szne s hmrsklete

Tudjuk, hogy a tzijtkok ragyog sznpom pjt az g anyagba kevert fmek, fmsk s vegyletek adjk. Srga fnyt ad a ntrium , vrset a stronci- um, zldet a brium stb. Ebbl arra gondolhatnnk, hogy a csillagok srga, vrs, zldes vagy kkesfehr sznt is az okozza, hogy egyes elemek tlslyban vannak bennk.

A csillagok anyagnak elemzse azonban azt m utatja, hogy valamennyi csillag anyagleltrban a hidrogn s a hlium az uralkod. A tbbi 90 kmiai elem ltalban az egsz anyagkszlet egy szzalkt sem haladja meg. Mi okozhatja teht a csillagok klnbz sznt?

A tli gbolt szp csillagkpben, az O rionban (Kaszs) kt riscsillag van, a vrs Betelgeuze s a kkesfehr Rigel. V rs a Skorpi Antarese, srga a Capella, a N ap. A H atty Albireo kettsnek egyike srgs, a msik kkeszld, s kkesen ragyog a nyri gbolt legfnyesebb csillaga, a Lant Vegja vagy az szaki gbolt legfnyesebb csillaga, a Nagy K utya Siriusa.

47

Knnyen megrtjk a sznklnbsgek okt egyetlen htkznapi fldi tapasztalatbl. A kszn fekete, a vas sttszrke. Ha izztjuk a szenet, elbb mlyvrs, majd lnkvrs, srgs, s vgl kkesfehr sznt mutat. Ugyangy az olvad fmek szne is vltozik a hmrsklettel.

A csillagok klnbz sznt teht nem anyagi minsgk eltr volta okozza, hanem ugyanannak az anyagnak klnbz hmrsklete. Ennek az ismeretnek birtokban m ris gazdagabb lmnyeket nyjt a szabad szemmel megfigyelhet gbolt. A vrs s srga szn csillagok teht alacsonyabb hmrskletek, m int a kkesfehrek. A vrs csillagok felszni hmrsklete 3000 K krl van, a srgk krlbell 6000 K, a kkesfehrek 30 ezer K. (A csillagszatban az gynevezett abszolt hmrskleti sklt hasznljuk, ms nven a Kelvin-sklt. Ennek nullapontja 273 C-nl van. A 0 C-nak teht 273 K felel meg. A C-ban m egadott rtkhez hozzadva 273-at, a hm rskletet K-ban kapjuk.)

gitestek mozgsa s forgsa

A fnyforrs fnye megvltozik, ha hozznk kpest tvolodik vagy kzeledik. Ennek megrtshez meg kell ism erkednnk a Doppler-hatssal.

A motor berreg hangjt vagy a vonat spolst hirtelen alacsonyabbnak halljuk, amint elhalad mellettnk. (Ha pldul a hangforrs hangja a norml a hang. ilyennek halljuk, ha a hangforrs s az szlel klcsns helyzete vltozatlan. Ha azonban kzeledik felnk, a msodpercenknt flnkbe rkez rezgsek szma nagyobb lesz. s a nagyobb rezgsszmnak magasabb hang felel meg. A norml a hangot ad forrs hangjt teht kzeledsi sebessgtl fggen /i-nak, e-nek, c'-nek vagy az a fels ok- tvjnak halljuk. Ha a kzeled hangforrs sebessgt megtartja, mellettnk elhaladva ugyanilyen mrtkben cskken a hangmagassg.) Ha a normlis nek- vagy beszdhangot magnetofonon nagyobb sebessggel adjuk le, megn a hangmagassg, lasstva a normlis hangmagassg basszusra mlyl.

A fnyt is aszerint ltjuk klnbz sznnek, sznrnyalatnak, hogy m sodpercenknt hny rezgs ri szemnket. H a a N apban lev ntrium fnyt vizsgljuk, ugyanolyan hullm hossznak, sznnek ltjuk, m int a laboratrium ban (ha a Fld s a N ap klcsns helyzete vltozatlan). A csillagok kztt azonban vannak, amelyek nagy sebessggel kzelednek hozznk vagy t volodnak tlnk. A nagy sebessggel felnk kzeled csillagok ntrium jnak szne eltoldik a kk irnyba, esetleg srgszldnek vagy zldnek ltszik. A tvolod csillagok ntrium jnak srga szne a vrs fel toldik el. M s lesz teht az szlelt, m int a k ibocstott hullmhossz.

Az eltolds, a vltozs m rtkt zl-val szoks jellni, az szlelt hullm hosszat pedig x-val. A kzeledsi vagy tvolodsi sebessget i>-vel, a fny se

48

bessgt e-vel jellve, igen egyszer az sszefggs az szlelt hullm hossz-eltolds s a fnyforrs sebessge kztt:

Ak v c - Ak = - , am ibl v = ; .A C A

Ha teht pldul azt kapjuk, hogy a vizsglt, laboratriumbl ismert hullmhossz 4500 , s az szlelt fny hullmhossza 4,5 -mel a vrs fel toldott el, vagyis ennyivel nagyobb, akkor az eltolds viszonya a hullmhosszhoz, vagyis a Ah/k = 0,001. Ez azt jelenti, hogy a tvolodsi sebessg is a fny sebessgnek ezredrsze, azaz 300 kilomter msodpercenknt.

A k /jl rtkt z-vel szoks jellni. Ennek rtke 2, vagy ennl tbb is lehet, ami azt jelenten, hogy a kzeledsi-tvolodsi sebessg a fnysebessg ktszerese vagy mg nagyobb. Nagyobb sebessgekre azonban ez a kplet m r nem rvnyes, helyette a relativisztikus form ult hasznljuk, eszerint;

A v sebessg rtke csak megkzeltheti, de soha el nem rheti a fny sebessgt. Talltak m r olyan gitestet (kvazr), amelynek tvolodsi sebessge 240 ezer km/s, vagyis a fny sebessgnek 80 szzalka. (Ksbb 270 ezer km/s tvolodsi sebessget is szleltek.)

Megjegyzend, hogy a Doppler-hatssal az gitestek trbeli mozgsbl csak a felnk mutat vagy tlnk tvolod rszt lehet kimutatni. Ha a mozgs irnya merleges a ltirnyra, a Doppler-elv nem alkalmazhat a valsgos trbeli sebessg mrsre, ez esetben a szgelmozdulsbl s a tvolsgbl mrjk a sebessget.

A D oppler-hats arra is alkalmas, hogy segtsgvel m eghatrozzuk a pon tszernek ltsz csillagok tengely krli forgsnak sebessgt. Az igaz, hogy a csillagot pontnak ltjuk. A kt perem rl rkez fnynyalbot szemnk s m szereink nem tudjk sztvlasztani. A forg csillag egyik pereme azonban kzeledik hozznk, a msik perem tvolodik. A csillagkorong kzps rsznek tvolsga a forgs m iatt nem vltozik. A vizsglt s ismert hullm hosszsg fnyek teht az egyik perem m iatt a kk fel, a msik perem m iatt a vrs fel toldnak el a korong kzps rsznek fnyhez kpest. A sznkpvonalak teht a forgs m iatt norm lis helyzetkhz kpest kt irnyban trnek el, amit mi a sznkpvonal kiszlesedsben szlelnk. A kiszleseds m rtke a forgs sebessgnek a jelzje.

49

Elektromos s mgneses terek

A fny rokonsgban van az elektromossggal s a mgnessggel. Az atom m ag pozitv tlts protonokbl s negatv tlts elektronokbl ll. A mozg elektronok s protonok mgneses teret hoznak ltre. rthet teht, hogy a fnyforrs ers elektrom os vagy mgneses ertere rnyom ja a m aga blyegt a kibocstott fnyre. H a a fny mgneses ertrbl szrmazik, a mgneses ertrnek m int kls ernek hatsra az atom ok elektronjai prgettym ozgst vgeznek, gy, m int a Fld forgstengelye a kls gravitcis erk h a t sra. E prgettym ozgs frekvencija rrdik az atom fnynek frekvencijra, ami a sznkpvonalak tbbszrs felhasadsban vagy kiszlesedsben nyilvnul meg. A rra is m d nylik, hogy a mgneses tr jelenltt jelz Zec- man-effektus erssgbl a mgneses tr erssgre is szm tsokat vgezznk.

A fnyforrs krnyezetben lev elektrom os ertrrl a Stark-effektus ad hrt. Az elektrom os erteret a nagyszm szabad elektronok adjk. Az elektrom os tr hatsra az atom i ktelkben lev elektronok energianvi hasadnak fel, ami a fnyt kibocst atom ok sznkpvonalainak tbbszrzdsben, kisebb elektrom os tr esetn csak a sznkpvonalak kiszlesedsben nyilvnul meg.

Gravitcis ertr nyoma a fnyen

A csillag felsznrl kiindul fny energijt a csillag gravitcis ertere szintn megvmolja. Ez pedig abban nyilvnul meg, hogy a rezgsszm lecskken, illetve a hullm hossz megn. A csillag fnynek szne teht eltoldik a vrs fel. Ezt a jelensget nevezzk relativisztikus vrseltoldsnak. Ennek a jelensgnek szlelse volt a relativits elmletnek egyik els, csillagszati altmasztsa. A relativisztikus vrseltolds m rtkbl a csillag felsznn uralkod gravitcis ertr nagysgra lehet kvetkeztetni.

A visszavert fny fizikai zenetei

A bolygknak nincs sajt fnyk, a csillagok fnyt verik vissza; N aprendszernkben a N ap fnyt.

Lssuk, mi az tja a fnynek, amg a csillagbl kiindulva, a bolygkrl visz- szaverdve szemnkbe vagy mszereinkbe rkezik.

A csillag (Nap) fnye elszr thalad a csillag lgkrn, egy rsze elnyeldik, am irl a csillag elnyelsi sznkpe ad hrt. thalad a csillag fnye a bolygkzi tren. H a nagyon ritka is ez a tr, valamennyi fny itt is elnyeldik, szrdik. A fny ezutn thalad a bolyg lgkrn, elri a felsznt, onnan visz- szaverdve m sodszor is thalad a bolyg lgkrn, a kztnk lev tren, a Fld lgkrn, majd mszereink veganyagn. M indezek m iatt teht az eredeti fny alapos m dosulsokat szenved. A csillagsz mindezeket a hatsokat egymstl klnvlasztva kvetkeztetseket von le a csillag lgkr-

50

nek, a bolygkzi trnek, a bolyg lgkrnek, a felszn