A TEREMBURA FILOZÓFIAI LAPOK - Ablak folyóirat 39. lapja

ÍGE-IDŐ 39.

A VACUUM TERMÉSZETRAJZA

Üres tér nincsen. Az, amit ma világűrnek mondunk nagyon légritka, de azért nem totálisan üres. Ezt világra szólóan bizonyítja az, hogy a NASA napszél által hajtott "vitorlás" űrjárműveken is gondolkodik. Ez a Nap korpuszkuláris sugárzásának és a fény-nyomásnak a hatására is mozgásba jön. Az előbbi mindenféle kis atomsúlyú, a Naphoz képest sugárirányban szétszáguldó atomokat, az utóbbi fénykvantumokat jelent. Persze a bolygóknak és holdjaiknak is vannak kipárolgásai. Ide sorolhatjuk akár az üstökösöket is, amelyek szintén sok anyagot szórnak szét a környezetükbe. Az is fontos, hogy kompakt anyag sincsen, vagyis az atomok nem érnek véget az elektronburkaiknál, hanem a végtelenbe kiáradó terük van. Ez az esszenciális tér az idő egyfajta speciális módosulata. Görbült, mert gyakorlatilag egy pontból indul ki, mert egy atom hullámtere egy másodperc alatt már majdnem eléri a Holdat.

Nos, ez a hullámtér ugyan nem elgörbül, de görbült, és ez optikailag viselkedik. Bizonyítanunk ezt nem kell, mert erről szól az optika tudományának valamennyi megfigyelése. Minden közeg amin fény halad át optikailag viselkedik. Ez még egy vastag kazánlemezre is igaz, csak azt látható fényben nem vesszük, nem vehetjük észre, miután annak atomi struktúrái a látható fényt már olyan mértékben szórják, hogy a szemünk számára látható fényt már nem ereszti át. Ha egészen pontos akarok lenni, akkor ezt így gondoljuk. Pedig, ha egy hegesztőpisztollyal melengetni kezdem, akkor bizony a hátsó oldalán is megjelenik a látható fény. Felizzik. Ezt a jelenséget egy hatalmas homorú tükörrel is ki tudom váltani, vagyis csak annyi a dolgom, hogy elegendő fényt kell felületével közölnöm.

Az is vitathatatlan, hogy ha ez a vaslemez mindkét oldalán domború lencse alakú, akkor a szélein előbb jut át a fény, mint a közepén. Ha kétszer homorú, akkor pedig a közepén halad át gyorsabban. Ez a futásidő. Ezt az optikában leginkább csak átlátszó anyagokra értik. Minél sűrűbb egy közeg, annál lassabban halad benne a fény. A levegőben gyorsabban halad mint a vízben. Előbbiben majdnem olyan gyorsan halad, mint a légüres térben.

Ennek az a következménye, hogy a Földet övező egyre ritkuló és eltérő gerjesztettségi szinten lévő légrétegekben haladva a fény jelentős mértékben elhajlik. Ez sok következményt von maga után. A csillagokat szinte sohasem ott látjuk, mint ahol a valóságban vannak. Ez az eltérés főképpen a látóhatár közelében erősödik fel, hiszen ott egyre vastagabb levegőrétegen kell áthaladnia a fénynek. Ez a következő példánkban csúcsosodik ki.

délibáb esetén

Különleges rétegeződési esetekben ez a fényelhajlás olyan mértéket is elérhet, amikor olyan tükröződés is fellép. Ezt hívjuk délibábnak. Ilyenkor egy nagyon távoli város vagy más hely képe jelenhet meg fejjel lefelé az égen. Én sajnos még sohasem láttam ezt a e már ritka természeti jelenséget. Vagyis a légköri torzulás is nagyon nagy lehet. Ez persze a csillagokat nemigen érinti, mert főképpen délidőben szokott megjelenni. De például a Holdat megláthatjuk a délibáb jelenség során, hiszen az nappal is megfigyelhető az égen.

Miért is idéztem ide ezeket a több évszázados megfigyeléseket és elméleteket. Azért, mert a ritka - űrritka - közeg is ugyanígy viselkedik. A Föld légköre 60 km vastag, de már tíz kilométer magasan is csak harmada a légnyomás. A száz kilométer magasan repkedő űrhajók gyakorlatilag már légüres térben haladnak. Az a kérdés, hogy hány atom közeli és távoli hatásterében halad el egy "nyílegyenesen" száguldó fénykvantum, ameddig áttör a Föld légkörén? Mert ugye szóródik is, hiszen ezért látjuk kékeszöldnek az eget. Vagyis a légkör atomjai sok fénykvantumot elnyelnek, és egy idő után ki is bocsátanak magukból. De ameddig az elnyelésnél egy irányból érkezik a fény hozzájuk, minden irányban sugározzák szét azokat. Ez az emissziós színkép a fő komponensek jellegzetes kisugárzásait hordozza. Egy rész oxigén, és négy rész nitrogén. A lenyugvó (és felkelő) Napot mégis vörösnek látjuk.

Kétségtelen tény, hogy a vastagabb légrétegen áthaladó napfény eléggé homogén eloszlású fényéből egyre inkább kiszűrődnek a magasabb rezgésszámú komponensek, ezért színe egyre inkább a vörös felé tolódik. Szemmel ennél még sokkal vörösesebbnek is szoktuk látni a színét a lenyugvó Napnak. Mondják, hogy a légkörben lebegő por miatt van így, de a pormentes tenger felett is ilyen vörösen nyugszik le. Ennek egyszerű oka van. A fény minél több atom mellett halad el, annál több térül el, szóródik a haladás irányától eltérő irányba. A levegőben haladva a vörös a leggyorsabb, mert ugye a fénysebesség csak a vacuumban egyöntetű, a levegőben pedig nem. A vörös másodpercenként 20 km-rel hagyja le az ibolyát. Így azután nem a vörös a kisebb energiájú, hanem az ibolya. Az ibolya azért hatol mélyebbre az anyagban, mert kisebb a fénymag-rendszere. Ugyanígy van ez a vacuumnak mondott világűrben is. A csillagoktól hozzánk vezető úton a fény ugyanúgy elszenvedi a vacuum színszűrését, és összeadva sokkal több atommal találkozik útja során, mint amikor áthatol a Föld légkörén. Ez egyúttal azt is jelenti, hogy a látott univerzum képe a vörös felé tolódik. A színkép ettől magán hordozza az eredeti kiindulási összetevőit, csak elfogynak belőle a kék fény összetevők. Elhalványodik belőle a kék. Ezért sokkal népesebb az infravörösben az ég. Mert sokkal több csillag van körülöttünk, mint amennyit szabad szemmel meg tudunk figyelni. Ha a szemünk ilyen gyenge fényre is színesen látna, sok piros csillagot látnánk. Így fehéresnek gondoljuk őket, mert csak a pálcikalátásunk működik ilyenkor.

Csontos Jolán fotóművész alkotása

A képen a Nap spektrális sugárzási eloszlása látható. A szaggatott vonal a feketetest sugárzási görbéje van, az, ami az ideális eloszlás lenne. Ez a görbe extraterresztrikus, vagyis a világűrben lett mérve. A két párhuzamos függőleges vonal a látható sáv. Ez a sok évtizedes mérés azért még sok mindent figyelmen kívül hagy. De azt megfigyelhetjük rajta, hogy a 3 mikrométer hullámhossznál már szinte alig van sugárzás, és 5-nél gyakorlatilag meg is szűnik. Ugyanígy elenyészik a baloldalon is kb. 0,22 mikrométernél. Ez már ultraviola. Ez a dolog jó a Föld lakóinak, mert így a káros sugárzások ennek a jótékony színszűrésnek a következtében nem éri el a Földet. Ennek a napszél, a Nap korpuszkuláris sugárzása a főoka. A Nap és a Föld között a Föld felé száguldó atomok vannak. 150 millió kilométeren át. További védelmet ad a Van-Allen övezet, amit a Föld mágneses tere tart életben. Ez, mint egy párna öleli körül a bolygónkat. Érdekes, hogy ez sok nitrogént hordoz.

A légkörön áthaladva egyre több hiány kezd megjelenni ebben az eléggé lankás eloszlási görbében, és ezt főként a levegőben lévő vízgőz okozza. Ez a lefelé nyúló völgyekben látszik. Ugyanígy minden anyag beleteszi a névjegyét ebbe a csillagfénybe. Ugyanígy szűri meg a kozmosz a felénk irányuló fényt. Minden csillag fényét (amelyek önmagukban is eltérőek) egy a távolsággal is összefüggő vastagságú szűrő szűri meg, és ezt még lokális tényezők is tarkítják, mert a csillagoknak is eltérőek a kiáradásai. Ugyanígy erős szűrőt jelentenek a szupernovák szerterepülő részecskéi, a csillagközi ködök is. Az emissziós vonalak az originális kisugárzást hozzák, az adszorbciósak az elnyelt spektrumot, annak az anyagnak a névjegyét, amelyen át elhaladt.

A víz elnyelési spektrruma.

Ha képzeletben megtükrözzük ezt az ábrát, akkor intenzitás eloszlás Gauss görbéjét kapjuk. Egy atom mellet közel, vagy távol elhaladó fénykvantum a többé-kevésbé elkanyarodik. Ez a jelenség makroszinten is létezik, gondoljunk csak arra a mérésre, amit a közelmúltban végezetek. Ha jól emlékszem egy Jupiter által takarásba kerülő galaxissal, amelynek a fénye minkét irányból kerülte a Jupitert. Gyűrűszerűen. Ugyanúgy mint a régebben ismert "gravitációs lencsék". Egy távoli galaxis egy közelebbi mögött. Ennek fénye is gyűrűszerűen, kétfelől kerüli a közelebbit. Ez az anyag fénysebességgel áradó hullámterének optikai hatása. Az anyag létezéséből keletkezik. Nem fogy, mert idő-visszacsatolás tartja fent.