Híres tárgyak a fizika történetében - a távcső születése
2001/08/28 08:00
4218 megtekintés
A cikk már legalább egy éve nem frissült, az akkor még aktuális információk lehet, hogy mára elavultak.
Galilei által szerkesztett távcső forradalmasította a csillagászatot és a fizikát, hiszen látható bizonyítékait szolgáltatta a Kopernikusz által megálmodott Világegyetemnek.

Astronomia nova - az új csillagászat, mely megváltoztatta a világot

Galielo Galilei elsősorban fizikus volt, Kepler pedig csillagász. Kepler Koppernikusz életművét koronázta meg, Galilei pedig a mozgás törvényeinek kutatásával és a mechanika tudományának alapjait letéve Newton későbbi életművének adta meg a kezdő lökést. A tudomány és fizikatörténet számára pedig azzal vált jelentőssé, hogy a kísérletezést, a megfigyelést, a tapasztalást, és a kételyt a pusztán tekintélyelven folyó tanítás elé helyezte!
A fizika törvényeinek keresését ott folytatta, ahol Arisztotelész kétezer évvel korábban abbahagyta. Ha ezt az utat folytatja, életútja nem lett volna ily rögös, buktatókkal teli. Ám Hollandiában ...

Egy optikus távcsövet épít

A holland Hans Lippershey (vagy Jan Lippersheim) Middelburgban 1608. október 2-án szabadalmat jelent be kétlencsés távcsőre.

Az ezt követő évben meg is építi találmányát, az első binokuláris teleszkópot. Az elnevezést a görög tele="távoli", és a szkopein="nézni" szavakból alkotta. Lippershey úgy fedezi fel a távcső elvét, hogy megfigyeléseket végez. A megfigyelt zászló nagyobbnak látszik, ha bikonkáv és bikonvex lencséből álló rendszeren keresztül szemléljük. Azon nyomban el is készít egy ilyen elrendezésű műszert, melyet egy csőbe foglal.

A kor valamennyi tudósa úgy látja: a távcső "olyan játék, amelynek nincs jövője". Galileinek erről más a véleménye. Már hallott a játékszerről, a Velencébe látogató holland utazók adtak hírt a lencsékből fabrikált játékról. Ekkor Galilei elhatározza, hogy ő is épít egy távcsövet. Az addig készített távcsöveknek még játékként is csak kis sikerük volt. Ennek oka az volt, hogy a lencsék a látás hibáinak korrigálására szolgáltak, és csak két, háromszoros nagyításra voltak képesek, az általuk alkotott kép torzított, elmosódott volt. Az emberek érdeklődése csak néhány napig tartott. A holland és a francia tudósok véleménye is lesújtó volt az optikai csövekről: ez egy olyan optikai eszköz, amely teljességgel érdektelen, sőt káros, mert csak illúziókat tesz láthatóvá, ámításokat, melyeknek nincs közük a valósághoz.

Mi lehetett az oka, hogy Galilei rögtön elkezdi a saját távcső építését?

Több tényező is szerepet játszhatott, egyrészt neki nem voltak előítéletei, mert számára a fizika törvényeinek felfedezése során nagyon fontos eszköz volt az eredmények ellenőrzésére a tapasztalás; másrészt érdekelte a technika is, ez látható abból, hogy jó néhány eszközt szerkesztett (pl. katonai körző), és harmadsorban a távcsőből némi pénzt is remélt. (Ekkor még különórákat kell tartania, hogy családját is el tudja tartani.)
Talán a legfontosabb ok mégis az lehetett, hogy így tekintetét az ég felé emelhette, és végre megláthatta azt, amit eddig csak sejtett! Galilei levelei szerint már 1597 táján a heliocentrikus világkép híve. Ezt bizonyítja Keplerhez írt levele, mely szerint: " Már magam is jó néhány éve elfogadtam Koppernikusz tanítását... Sok érvet összeírtam, de ezeket nyilvánosságra hozni nem mertem...".
Az asztronómia beható tanulmányozása után teljesen biztos lehetet abban, hogy sejtései beigazolódtak.

A távcső hírére félbeszakította a mozgásokra vonatkozó kísérleteit és egy távcső építésébe kezdett. Elege volt már az olyan megállapításokból, érvelésekből és cáfolatokból, amelyeknek semmi alapja sincs. Számára az egyetlen, valóban biztonságot nyújtó dolog a tapasztalat. Nem rettentette meg szívét a félelem, vállalta a kockázatot, pedig nem is oly régen 1600-ban Giordano Brunót elevenen égette meg az inkvizíció Rómában.

A távcső elkészítése

Galilei tudta, hogy ha szemüveglencsékkel próbálkozik, akkor távcsöve nem fog különbözni azoktól, amelyeket addig is csináltak. Tudta, hogy finoman megmunkált, különleges lencsékre van szüksége. A két lencse közül az egyiknek enyhén domborúnak, a másiknak pedig erősen homorúnak kellett lenni. Galilei maga kezd a lencsék csiszolásához. Velence ekkor az európai üvegművesség fővárosa, így nem okoz gondot a megfelelő eszközök, anyagok (pl. csiszolópor) megszerzése, és hamarosan olyan távcsövet épített, amely hatszoros nagyítással, torzítás nélkül tárta elé a világot. Az eredmények felbátorították, az új távcső már kilencszeres nagyításra képes és a kép minősége is nagyon jó volt.

Galilei ekkor kísérleti bemutatót kér és a látottak a velencei szenátorokat elkápráztatják. Szinte azonnal meg is szavazzák , hogy Galilei élete végéig megtarthatja állását, és azonnal meg is duplázzák fizetését.

Ezután visszatér Padovába és egy még jobb távcső építésébe kezd bele. Ennek nagyítás már hússzoros, a cél pedig az égbolt! Az égbolton látottak Galilei minden reménységét felülmúlták. Csodálatos új világot, új univerzumot fedezett föl, olyat, amelyet előtte senki sem látott. Az első égitest melynek távcsövét szegezte, a Hold. A hivatalos tanítások szerint a Hold sima, tökéletes gömb, felülete csiszolt, mintha kristályból volna. A távcső által mutatott kép ennek pont az ellenkezője volt.
Első megrendülésében ezt mondja: "A jelenségek, amelyek ezekre a következtetésekre indítottak, a következők: négy vagy öt nappal újhold előtt, amikor a Holdnak fényes szarvai vannak, az árnyékot a fénytől elválasztó határ korántsem szabályos ív, mint a tökéletes gömbön, ellenkezőleg: egyenetlen, szabálytalan, telis-tele cikcakkokkal." Le is rajzolja őket!

A további bizonyítékok

A Távcsőn keresztül tapasztalt jelenségek mindegyike alkalmas volt arra, hogy nemcsak a koppernikuszi tanok érvényességét bizonyítsa, hanem az arisztotelészi fizika tarthatatlanságát is.
Az arisztotelészi fizika egyik sarkalatos pontja az volt, hogy a földi és az égi jelenségek minden szempontból különböznek: a Földön minden változik, a dolgok keletkeznek, majd elpusztulnak; az égben minden állandó, nem beszélhetünk sem keletkezésről, sem pusztulásról.

A földi mozgások lehetnek rendszertelenek, kaotikusak, az égitestek mozgása azonban szabályos az idők kezdete óta. A Földön a testek szabálytalan alakúak, az égben szabályos gömb. Az égitestek fényt bocsátanak ki magukból (hiszen magasabb rendűek), a Föld viszont szürke és sötét.

És Galilei felfedezései sorra szolgáltatták a perdöntő bizonyítékokat. Észrevette, hogy a Hold sötét, tehát a Nap által meg nem világított része is kap valahonnan fényt. Meg is adta a magyarázatot: a Nap által megvilágított Föld fényével megvilágítja a Holdat! Azt is elsőként, figyelte meg, hogy a vándorló csillagok (vagyis a bolygók) távcsövében kis kerek korongoknak látszanak, míg az állócsillagok fényes vibráló pontokként látszanak. Ezt a jelenséget is helyesen értelmezte (a bolygóknak nincs saját fényük, fényüket a Naptól kölcsönzik), és ezt az értelmezést a Vénusz fázisainak felfedezése csak megerősíti. Észrevette a Nap felületén a foltokat is, a foltok vándorlását pedig a Nap tengely körüli forgásával magyarázta. Hasonlóan nagy jelentőségű a Jupiter holdjainak felfedezése is, hiszen ezzel szemléletes modell is született a Naprendszerre vonatkozóan. A Jupiter holdjai úgy keringenek a bolygó körül, mint a bolygók a Nap körül. Egy régi vita megoldását jelentette a Tejút vizsgálata során kapott eredmény, hisz a távcsőben a folytonos szerkezet ködszerű képződmény csillagok sokaságára esett szét.

A megfigyelt jelenségeket a Sidereus Nunciusban (A csillagok hírnöke) írta le. A könyv nagy szenzációt keltett, ötszáz kinyomtatott példányát napok alatt elkapkodták az emberek. Egész Európában másról sem beszéltek, mint Galileiről, a távcsőről, a Hold hegyeiről, a Jupiter holdjairól (Medici-csillagok) Galilei ellenfelei azonban A csillagok hírnöke megjelenésének pillanatától már támadásra készültek....

A Velencében bemutatott távcső látható bizonyítékait szolgáltatta a Kopernikusz által megálmodott Világegyetemnek, s ezzel forradalmasította a csillagászatot és a fizikát.

Az oldalon látható képek a Museo di Storia della Scienza Firenze ITALIA honlapján is megtekinthetők.

Felhasznált irodalom:

Jean-Pierre Maury Galilei: A csillagok hírnöke, Park Kiadó, 1991
Benedek István: A tudás útja, Magyar Könyvklub, 1994
A technika krónikája
Simonyi Károly: A fizika kultúrtöténete

Csoportot ajánlunk

Kapcsolódó oldalak

Scientix A természettudományos oktatás közössége
All you need is code Minden a kódolás tanulásáról
A National Geographic A National Geographic honlapja.
Interpress Magazin Az IPM honlapja archívummal
Világtudomány.hu A magyar és nemzetközi tudományos élet hírei
Űr világ Asztronautikai hírportál