Sztrókay Kálmán: Az ember és a csillagok
(Atheneaum, Budapest 1943, 163-165 oldal)
(Részletek)


A Jupiter-holdak

Az első ember, aki meglátott négy Jupiter-holdat, Galilei volt, akinek számára olyan élmény volt a négy hold felfedezése, amilyen élmény kevés tudósnak jutott osztályrészül. Abban az időben még harcolni kellett Kopernikus világrendszeréért, a tudósok - a skolasztikusok - nem voltak hajlandók elismerni, hogy más is lehet a világ közepe, mint a Föld. Összesen hét bolygót tartottak számon, ezek voltak: Nap, Hold, Merkúr, Vénusz, Mars, Jupiter, Szaturnusz. Mivel a hetes számot a régi kabala kiváltságos számnak tartotta, az volt a meggyőződés, hogy nem is lehet több bolygó égitest a Föld körül. 1610-ben pedig Galilei egyszerre több új égitestet fedezett fel a Jupiter szomszédságában, melyek - ez volt különösképpen megbocsáthatatlan - kétségbevonhatatlanul nem a Föld körül keringtek, hanem bizony a Jupiter körül. Aki belenézett a távcsőbe, saját szemével meggyőződhetett erről. A skolasztikusok azonban inkább nem néztek bele a távcsőbe s könyvekből próbálták bizonyítani, hogy nem is igaz az egész. Jobbfajta távcsővel akárki könnyen felfedezheti a négy holdat, mindig a Jupiter körül vannak fél Holdátmérőnyi távolságon belül.

Mind a négy hold csaknem szigorúan a Jupiter egyenlítőjének síkjában kering, meglehetősen gyorsan. Az I. számú hold 1 egész és 3/4 nap, a II. számú hold 3 egész és 1/2, a III. számú hold 7 egész és 1/6 és a IV.számú hold 16 egész és 2/3 nap alatt. Mivel a Jupiter gömbje igen nagy, nem csoda, ha a négy hold gyakran szenved fogyatkozást. A három belső csaknem minden egyes keringése alatt bekerül a bolygó árnyékába, csak a negyedik halad el néha fölötte vagy alatta, kibújván a fogyatkozás alól. Természetes, hogy amikor a Jupiter előtt történik ez az átmenet, akkor a holdak napfogyatkozásokat csinálnak a Jupiter számára. Távcsőben nagyon szépen látni a holdak árnyékát, mint apró, fekete szépségflastromokat végigvonulni a bolygó fényes felületén, míg maguk a holdak fénylő, világosabb foltocskáknak látszanak a Jupiter szürkébb korongja előtt. A holdak fogyatkozásainak tartama 2-3 óra, a napfogyatkozásoké egyes pontokon 5-10 perc.

A négy hold mozgását a legteljesebb részletességgel ismerik a csillagászok. Óramű pontossággal járnak, ahogyan kiszámítjuk pályájukat, s ha a Föld, mint óra elromlanék, a Jupiter-holdak nagyszerűen pótolhatnák. Éppen emiatt a pontosságuk miatt használják fel mozgásukat földrajzi hosszúságok meghatározásához.

Futólag említsük meg, hogy e négy holdon kívül van a Jupiter körül még vagy hét- nyolc, egyik közülük arról nevezetes, hogy az egyetlen égitest a naprendszerben, amely nem törődik a közlekedési renddel s ellenkező irányban kering. Ez a VII. számú s azért is különleges, mert pályája erősen elhajlik a Jupiter egyenlítőjének síkjától. Egészen bizonyos, hogy nem is valódi hold, hanem egy véletlenül befogott kisbolygó.

A fénysebesség és a Jupiter-holdak

Olaf Römer, dán csillagász 1676-ban sokat foglalkozott a Jupiter-holdak pályájával s előre kiszámította azok fogyatkozásait. Eleinte valóban pontosan a kiszámított időpontban következtek be azok, de félév múlva meglepve vette észre, hogy minden fogyatkozás 16 és fél perccel később áll be, mint ahogyan kellett volna. Félév előtt, amikor egyeztek a számítások, szemben állt a Jupiter a Nappal, a félesztendő elmúltával a Föld évi mozgásában a Nap túlsó oldalára ért el. Römer lángelméje úgy magyarázta ezt az eltérést, hogy nyilván a fénynek időre van szüksége, amíg eljut a Jupiterről a Földre, s a második esetben a Föld pályájának túlsó részére érvén, közel 300 millió kilométerrel került messzebbre a Jupitertől (kétszeres Nap-Föld távolsággal). Ez ugyanannyit jelent, mint hogy a Napról 8 egész és 1/3 perc alatt ér hozzánk a fénysugár.

Rajzunkon figyelemmel kísérhetjük Römer gondolatmenetét. A Föld A-ban volt, a Jupiter J-ben volt, mikor a fogyatkozások egyeztek a számítással. Fél esztendő alatt a Föld eljutott pályájának túlsó felére, B-be, a Jupiter azonban ezalatt nem mozdult el lényegesebben, hiszen keringésideje csaknem tizenkét esztendő. Azt a pillanatot tehát, melyben a H Jupiter-hold belép a bolygó árnyékába, B-ben annyival később kell látnunk, amennyi időre szüksége van a fénynek a Földpálya átmérőjének, AB-nek a megfutására. Tizenhat és kétharmad perc kereken ezer másodperc, a 300 millió km osztva ezerrel, 300.000 km.

Ez volt az első adat a fény sebességére, melyről addig csak azt tudták, hogy mérhetetlenül nagy, sőt talán végtelen. Jóval később sikerült aztán a fizikusoknak itt a Földön is megmérni a fénysebességet, ami egyik legnagyobb sikere volt a kísérleti fizikának. Fizeau francia fizikus eszelte ki a módját, s ez a mód nem is olyan nagyon bonyolult. Arról van szó, hogy igen kicsi időközöket kell majd mérni, mert hiszen akármekkora földi távolságon próbáljuk megmérni a fény sebességét, vagyis azt, hogy mennyi idő alatt teszi meg a kijelölt utat, aggasztóan rövid időt kapunk, melyet semmiféle órával nem lehet megmérni. Fizeau tehát a következő berendezést eszelte ki. Elindított egy keskeny fénysugárt, melyet bizonyos távolságban visszavert egy tükör, olyan pontosan, hogy ugyanazon az úton jött visszafelé is. A fénysugár elé odaállított egy fogaskereket, még pedig úgy, hogy a sugár éppen a fogak között haladt át. Ezt a fogaskereket mindenféle sebességgel lehetett forgatni kellő áttétellel s pontosan tudni lehetett, hányat fordul másodpercenként. A fényforrás mögül nézve addig gyorsította Fizeau a forgást, amíg a távoli tükörről visszavert fénysugár éppen a következő fogközön tért vissza. Tudva a fogak számát, a kerék forgássebességét, könnyű kiszámítani, mennyi idő alatt kerül az egyik fog az előző helyére, azaz mennyi idő alatt tette meg a fénysugár az oda-vissza utat, melyet természetesen ismerünk. Lényegében ma is ugyanezzel a módszerrel mérik itt a Földön a fénysebességet és elég sokan mérik. Az Einstein-féle relativitáselméletnek is az a kiindulópontja, hogy a fénysugár sebessége minden irányban ugyanaz, és ennek ellenőrzésére semmi fáradságot nem sajnálnak a fizikusok, egyre nagyobb és nagyobb pontossággal akarják megmérni a fénysebességet, mely egyike a legfontosabb adatoknak a világon.


Lakatos Lóránt gyűjtése

A MACSED lapokat folyamatosan fejlesztjük.