Hogyan látjuk Galilei munkásságát napjainkban?
Nikolausz Kopernikusz (1473-1543) matematikai megfontolásokból kiindulva elvetette, hogy a Föld állna a világegyetem középpontjában. Évtizedekig dolgozott művén, minden eretnek gondolat nélkül írta, majd még egy évtizeden át javítgatta, míg végül halála évében meg nem jelentette azt (De revolutionibus orbium coelestium, 1543). Rendszerében az univerzum középpontjában a Nap áll, körülötte a bolygók tökéletes körpályán keringenek. A bolygókat az állócsillagok mozdulatlan szférája veszi körbe.
Galileo Galilei (1564-1642) olyan matematikus, fizikus és a fizikai kísérletek elvégzéséhez szükséges műszereket tekintve feltaláló volt, akit lenyűgözött a csillagászat. Egészen addig, míg hírét nem vette a távcső feltalálásának – azóta a csillagászat egyik legnagyobb hírnökeként tekintünk rá. Ma már a távcső természetes társa, megfigyelőműszere a csillagásznak, akkoriban azonban csak néhányan hallottak egyáltalán a távcsőről, és csupán kevesen fordították azt az ég felé. A Galilei által látottak új irányt és hatalmas lendületet adtak a csillagászat fejlődésének.
Johannes Kepler (1571-1630) kevéssé volt szerencsés, nagy felfedezéseihez még nem álltak rendelkezésére távcsöves megfigyelési adatok. Viszont a kor legkiválóbb megfigyelőjével, Tycho de Brahéval dolgozott együtt, majd az ő méréseiből határozta meg évek hosszú munkájával a bolygók pályáját. A bolygók ellipszis alakú pályán keringenek a Nap körül. Kepler ezeket a pályákat és a bolygók keringési idejét matematikailag is leírta. Idősebb korában nosztalgiával gondolhatott vissza azon sikertelen próbálkozásaira, melyekkel a tökéletes körpályák létét akarta bizonyítani.
A csillagászatban a régi és az új rendszer közötti választóvonalat Giordano Bruno jelentheti. A létezés nagy filozófiai kérdéseit egész életében boncolgató természetfilozófus időről időre összeütközésbe került még saját vallásos meggyőződésével is. Kopernikusz művét ismerte és elfogadta, ám elsősorban filozófiai okokból annál is tovább ment. Nemcsak azt vetette el, hogy a Föld áll a világmindenség középpontjában, de azt is, hogy a Nap, illetve bármi más. S abból, hogy az univerzumnak nincs középpontja, egyenesen következett számára, hogy a világegyetem végtelen. Ha pedig a világegyetem végtelen, a távolságok is igen nagyok benne. De hogyan is nézne ki a Nap „nagyon messziről”? Mint egy állócsillag. S innen már csak egy lépés kell, hogy kimondhassuk: a Nap a többi állócsillaghoz hasonló csillagok egyike. S ezeket a csillagokat bolygók veszik körül, ahogyan a Napot is az általunk ismert bolygók, s azokon a bolygókon éppúgy vannak lakók, mint a Nap körül keringő Földön. Az ilyen feltételezésekhez persze nem voltak csillagászati megfigyelőeszközei (ahogyan még ma is csak tervezzük az exobolygókat esetleg benépesítő élet jeleinek kimutatására talán alkalmas űrtávcsöveket), így Bruno valójában filozófiai úton vonta le nagyszerű következtetéseit. Az inkvizíció sokéves tárgyalást követően eretneknek nyilvánította, majd 1600-ban megégették. Sokszor tévesen a tudomány mártírjának tartják, pedig az inkvizíció vallási nézetei miatt hozta meg ítéletét. A vád ellene többek között a katolicizmus és a papság elítélése, a Szentháromság tagadása, Isten megtestesülésének tagadása, az eucharisztia tagadása, a lélekvándorlásba vetett hite, valamint Szűz Mária szűzen fogantatásának tagadása volt. Az egyház 1600-ban még nem mondta ki, hogy a heliocentrikus modellt vallók eretnekek, ahogy ekkor még Kopernikusz művét sem tették indexre. Egyházellenes gondolatai azonban elegendőek voltak a halálos ítélet meghozatalához. S hogy miért neveztem Brunót vízválasztónak? Csillagászati elképzeléseinek nem voltak megfigyelési alapjai, elméleteit felvetette, elfogadta, de nem bizonyította. Ennek ellenére elgondolásai megelőzték korát, s a jövőbe mutattak. Ugyanakkor meg szerette volna reformálni kora gondolkodását, saját világát, a természettudomány esetében mégis a filozófiát használta levezetéseihez.
De térjünk vissza Galileihez! Bruno kortársa volt, ám módszerei alapvetően különböztek az övéitől: megfigyelt. Nézte a templom mozgó csillárját, s gondos megfigyelések alapján leírta az ingamozgás törvényszerűségeit. Megfigyelte a mozgó ágyúgolyó útját, s rájött, hogy az nem egyenes úton halad a levegőben, hogy aztán egyszer csak függőlegesen leessen, hanem bizonyos (később Newton által pontosan leírt) pályát ír le. Megfigyeléseihez eszközöket használt, s a jelenség leírása után elméletét ezen eszközökkel kísérletileg is igazolta. Ilyen módszerekkel jutott a szabadesés leírásához, a gravitációs gyorsulás állandóságának felismeréséhez és az inerciarendszerhez képest mozgó vonatkoztatási rendszerek tárgyalásához (a Galilei-féle relativitás elvéhez). Felkészült kísérleti fizikus volt már tehát, amikor először hallott a távcsőről.
A teleszkóp építéséhez alkalmas üveglencséket a XIV. század közepe óta készítenek. Hans Lippershey (1570-1619), az akkoriban a Német-római Császársághoz tartozó Németalföldön volt tehetséges szemüvegkészítő. 1608. október 2-án adta be szabadalmi kérelmét az általa készített távcsőre. Lippershey távcsövének híre hamar elterjedt a tudósok körében. Az optikus így ajánlotta távcsövét: „Ha a nagy távolságban lévő dolgokat közelről szeretnénk látni, keresztül kell néznünk a lencséken, amelyeket az új találmányomba szereltem.” Nem tudni, a távcsövet az ég felé fordította-e, de elképzelhető, hogy fel sem merült benne, hogy megtegye. Többen vetekedtek egyébként az első távcsőkészítő címért. Sacharias Janssen (1580-1638) sok munkatársa szerint közel egy évtizeddel korábban megalkotta már a műszert, de ezt nem lehet hitelesen igazolni. Thomas Harriot angol csillagász és térképész (1560-1621) volt az első, aki dokumentumokkal igazolhatóan távcsövét az ég felé fordította. A Holdat nézte és rajzolta le, először 1609. július 26-án. Ugyanakkor észleléseit – mai szóval élve – nem publikálta, feljegyzéseit csak jóval később Zách János Ferenc találta meg.
Majd a távcső Galilei kezébe
került – pontosabban a hallottak alapján épített egyet. 1609 nyara volt,
augusztus 25-én már meg is tartotta az első távcsöves bemutatást Velencében.
És itt meg kell, hogy álljunk egy pillanatra. Galileire jellemző volt,
hogy eredményeit a legszélesebb körnek bemutatta, közzétette. Ennek talán
nem túl szerény természete mellett még két oka lehetett: egyrészt hogy
kutatásait finanszírozni tudja a neki felajánlott összegekből, állásért
kapott béréből, illetve természetesen az, hogy közelebb vigye az emberekhez
a modern tudomány legújabb eredményeit; megmutassa, hogy a tudomány nem
elvont foglalatoskodás, hanem a mindennapi valóság tanulmányozása. Olyan
dolgoké, melyek láthatók, kézzel foghatók: legyen az akár lengő lámpás,
kilőtt ágyúgolyó, szabadon eső tárgy, vagy éppen a távoli dolgokat (így
akár az ellenséges hajókat) is „közelebb hozó” távcső (1. ábra).
1. ábra. Galilei bemutatja
távcsövét
Leonardo Donato velencei
dózsénak
(XIX. századi festmény)
Galilei, ismerve és elfogadva Kopernikusz nézeteit, a távcső megalkotása után azonnal az ég felé fordította azt. Padovából, majd Firenzéből végezte csillagászati megfigyeléseit. Úgy gondolta, hogy a heliocentrikus világkép igazolásához csupán bizonyítékokat kell találnia, s akkor meggyőzi az embereket annak helyességéről. Túl naivnak bizonyult. Addig a precíziós csillagászat, a csillagok és bolygók helyének minél pontosabb meghatározása jelentette a csillagászat fő irányát. A szextánshoz vagy a fali kvadránshoz képest a távcső nem csak egyszerűen egy másik megfigyelési eszköz. A távcső megmutatja a múltat, a távcső által mutatott képből vagy a csillagok távcső segítségével felvett spektrumából, illetve fényességének észlelt változásából a csillagok szerkezetére, kísérőire, az univerzum szerkezetére és működésére következtethetünk. Galilei volt az első, aki a műszerben rejlő lehetőségeket fölismerte.
Távcsövével éppúgy megfigyelte a Holdat és a Napot, mint a bolygókat és a csillagokat. 1609 augusztusa és 1610 márciusa között történtek a csillagászat talán legizgalmasabb felfedezései. A tudósok döntő többsége számára a földi világ akkor még a Hold szférájáig tartott: az univerzum középpontjában álló Földet levegő veszi körül, s ez a Holdig tart. A Hold szféráján túl a bolygók és a Nap szférái következnek, s ezeket a csillagok szférája övezi. A szférák tökéletesen gömb alakúak és tökéletesen átlátszóak, azokon helyezkedik el a bolygó. A görögök úgy tartották, hogy ha a Földön négy őselemet találunk, a bolygók az ötödik elemből épülnek fel, s a földi világ a Holdig tart. Galilei korában tehát óriási jelentősége lett volna minden kis felfedezésnek. Ő viszont kis felfedezést nem tett. Csak olyanokat, melyek megrengették a ptolemaioszi rendszert, s újraformálták a csillagászatot.
1610 márciusában jelent meg Sidereus Nuncius (Csillaghírnök) című műve, melyben beszámol addigi észleléseiről. Szinte minden megfigyelése ellentmond az akkori világképnek. A tökéletesen gömb alakúnak és hibátlannak gondolt Holdon hegyeket és völgyeket látott, a hegyek az árnyékuk alapján sok esetben magasabbak, mint a földiek. A Ptolemaiosz által ködös csillagokként leírt foltok megannyi újabb csillagot rejtettek, mintha nem felhő, hanem csillagok halmaza lenne. Galilei leírta, hogy távcsöve segítségével legalább tízszer több csillagot lát az égen, mint szabad szemmel (el is kezdte rajzolni új csillagtérképét, de nem fejezte be). S természetesen megvizsgálta a Tejutat is. A Tejútrendszer létének felismeréséig azonban még hosszú út vezetett (lásd Kun Mária cikkét e különszámban), Galilei pedig elsősorban a heliocentrikus rendszerre, a Naprendszer felépítésére keresett bizonyítékokat.
Ezen felfedezései és azok publikálása már önmagában és egyenként is újszerűek lettek volna, ám ő könyvében leírta az általa is legfontosabbnak tartott megfigyelését, melyeket a Jupiter körül keringő égitestekkel kapcsolatban végzett. A II. Cosimo de’ Medici toszkánai herceg (és mecénás) tiszteletére Medici-csillagoknak elnevezett objektumokat Galilei hónapokon keresztül figyelte meg, hogy előbb valóban felismerje, ellenőrizze Jupiter körüli mozgásukat, továbbá hogy kimérje pontos periódusukat. Az, hogy négy újonnan felfedezett égitest a Jupiter körül kering, egyértelműen megmutatta, hogy a világmindenségben nem a Föld áll mindennek a középpontjában. Amint később a heliocentrikus modell elfogadottabbá vált, az új „bolygócsillagokat” holdaknak kezdték nevezni, minthogy éppúgy keringenek a Jupiter körül, mint a Hold a Föld körül. Két további meghatározó csillagászati felfedezése: felismerte a Vénusz fázisait (a fázisok bekövetkezése alátámasztotta, hogy a bolygó a Nap körül kering), és a napfoltokat helyesen értelmezve rájött, hogy azok a Nap felszínén helyezkednek el (2. ábra).
2. ábra. Galilei 1612-ben készített rajza a napfoltokról
Ez a Nap tökéletes gömb alakjáról és homogén, tiszta felszínéről vallott arisztotelészi nézeteket döntötte meg. A Jupiter megfigyelésekor ráakadt a Neptunuszra is, de állócsillagnak vélte azt. Rajzaiból egyértelműen kiderül, hogy észlelte, csak éppen nem ismerte föl elmozdulását a csillagokhoz képest. Későbbi észlelései során figyelmes lett arra is, hogy a Szaturnusszal valami „nincs rendben”, talán óriási holdak veszik körül, bár ezek néha nem látszottak. A bolygó gyűrűjét is látta tehát, de annak leírásához távcsöve felbontása nem volt elegendő. Galileinek a csillagászat tudományát megalapozó és forradalmasító megfigyeléseit és őt magát néha gyökeresen eltérően értékelték a különböző korokban. Nevezték már lázadó eretneknek, a népszerűségét hajhászó érthetetlen tudósnak és persze a modern természettudomány atyjának is. Nagyságát az bizonyítja legjobban, hogy sok kérdésben még ma is megosztja az embereket. A csillagászat Galilei után azonban kétségkívül új irányt vett.
Felfedezései forradalmasították a világegyetemről alkotott képünket. Ám a csillagásznak talán ennél is többet köszönhetünk: a látott jelenséget megfigyelte, leírta, ellenőrizte. A fizikában éppúgy, mint a csillagászatban. Ez a természettudós hozzáállása. S emellett publikálta, bemutatta azokat. Felfedezései „lehozták” az eget a földre. A távoli égi világ a tudomány eszközeivel tanulmányozható univerzummá vált, a Föld pedig valóban olyanná, mint a többi bolygó a Nap körül. Galileire nemcsak mint a csillagászat, hanem mint a modern tudomány egyik legnagyszerűbb képviselőjére is emlékezünk a Csillagászat Nemzetközi Évében.
| Természet Világa, | Feltárul a Világegyetem,
2009
http://www.termvil.hu/archiv/ http://www.chemonet.hu/TermVil/ |