A Vénusz mozgása is cáfolja

a Relativitást 

(Részlet Tassi Tamás : Einstein fellegvára c. könyvből)

A relativitás elmélete kimondja, hogy nincs abszolút mozgás.  A sebességek csak egymáshoz viszonyíthatóak, de anélkül, hogy bármelyiket kiemelhetnénk a többi közül.  Ennek értelmében nincs különbség, ha állunk és egy tárgy mozog előttünk, vagy ellenkezőleg, ha mi mozgunk és a tárgy áll.  Ez egyértelmű, világos állítás.  Nézzük meg alaposabban ezen állítás csillagászati vonatkozásait, konkrétabban a kettős csillagok és a Vénusz esetét.

Mielőtt a részletekbe belemennénk, meg kell ismerkednünk az ún.  csillagászati aberrációval.  Ez a fogalom azt jelenti, hogy a csillagok valójában nem ott helyezkednek el az égbolton, ahol látjuk őket.  Eltorzult helyzetük – aberrációjuk – a Föld mozgásának következménye.

Hasonló jelenséget már mindenki tapasztalt, és esetleg, el is tűnődött rajta.  Ez a jelenség akkor lép fel, amikor egy jármű – mondjuk egy autó – halad az esőben.  Hiába van szélcsendes idő, hiába tudjuk, hogy az eső ilyenkor függőlegesen esik, mégis azt észleljük, hogy bármerre nézünk ki az autó ablakain, az esőcseppek mozgását ferde irányúnak látjuk.  Ez nem érzékcsalódás A mozgó jármű rendszerében ez a fizikai valóság.  Ha kilógatunk a gépkocsi oldalsó ablakán egy csövet függőleges helyzetben, akkor az esőcseppek nem fognak keresztüljutni rajta, a fal belső oldalát fogják verdesni.  Előre kell döntenünk a cső felső peremét, ha azt akarjuk elérni, hogy a cseppek akadálytalanul keresztül essenek rajta.  A cső megdöntésének mértéke az esőcseppek és a jármű sebességének arányától függ.

A csillagok esetében az esőcseppeknek a csillagfény fotonjai felelnek meg, míg a mi mozgó járművünk maga a Föld.  Ha a Föld mozgásiránya éppen merőleges a megfigyelt csillag irányára, akkor pontosan az előző helyzet áll elő.  A csövet tehát előre kell dönteni a föld haladásának irányába.  Elsőre talán mindenki speciális optikájú csillagászati távcsőre gondol, de lehet ez egy egyszerű irányzó eszköz (ún.  szektáns) is, hasonló azokhoz, amit a középkori csillagászok használtak a csillagok helyzetének meghatározásához.  Legjobb azonban, ha egy szimpla, nagyon hosszú csőre gondolunk.

A cső megdöntésének mértékét a Föld és a fotonok sebességének aránya határozza meg.  A Föld keringési sebessége a Nap körül 30 km/s, míg a fotonok sebessége 300 000 km/s.  A kettő hányadosa szögértékbe átszámítva 20,4" (szögmásodperc).  Ez csillagászati vonatkozásban igen nagy érték, amely mellett szinte eltörpül a Merkúr nevezetes perihélium–vándorlása (éves értéke 0,43").

A jelenség nagysága attól is függ, hogy a megfigyelt csillag hol helyezkedik el az égbolton a Föld mozgásirányához képest.  Ha pontosan merőleges irányban van, úgy az effektus teljes mértékben érvényesül, a csillag 20,4"–cel előrébb látszik elhelyezkedni, mint ahol valójában van.  Ha viszont a csillag pontosan a haladás irányában van (vagy éppen ellentétesen, hátul), úgy az aberráció értéke 0, nincs aberráció.  Közbülső helyzetű csillag fényének látszólagos elhajlása – aberrációja – e két érték között van.

A következő ábrán megkíséreltük síkba terítve ábrázolni az éggömb egy részletét a rajta lévő meridián–vonalak segítségével.  Az alsó és felső sáv az eredeti (a valódi) helyen lévő vonalakat mutatja, a középső sáv viszont azt, amit mi emberek innen, a Föld felszínéről látunk.  Torz, hamis égboltunk van.  Maguk a csillagképek is eltorzulnak, helyükről elcsúsznak.

Nagy vonalakban ez a csillagászati aberráció jelensége, és ennyi ismeret már elegendő is az eredeti célkitűzésünkhöz, a sebességek relatív vagy abszolút voltának eldöntéséhez.  Azonban érdemes megismerni még néhány adalékot, mert ezek is viszonylag egyszerűek, ugyanakkor megmutatják a jelenség fontosságát a csillagászatban.

A Föld pályája nem kör, hanem ellipszis, amely mentén Földünk változó sebességgel halad.  Az aberráció számításánál a csillagászok ezt +/– 0,34" korrekciós tényezővel veszik figyelembe.  Ennél sokkal jelentősebb szempont, hogy a Föld folytonosan változtatja sebességének irányát, így egy kiszemelt égi objektum helyzete fél év alatt +20,4"–ről –20,4"–re változhat.  A Föld forgásából eredő aberráció értéke pedig attól függ, hogy az egyenlítőn állunk–e, ahol a kerületi sebesség a legnagyobb, 0,46 km/s, vagy a póluson, ahol ez az érték nulla.  Magyarországon a forgásból származó sebesség és vele együtt az aberráció egy közbülső értékkel bír.

Még egy további tényezőt jegyeznek a csillagászok.  Ez az ún.  évszázados aberráció, melynek hivatalos értéke 13".  A Naprendszer saját sebességéből származik, ha ezt a környező néhány száz állócsillag sebességéhez viszonyítjuk.

Meglepő talán, de a csillagászok mindezideig nem figyeltek fel a földi égbolt legnagyobb mértékű torzulására.  A Naprendszer ugyanis igen tekintélyes, 400 km/s sebességgel kering a Galaxis középpontja körül, ami 300" körüli aberrációt kell, hogy eredményezzen.  Ez azt jelenti, hogy a távoli galaxisok pozíciója jelenleg akár 300" hibával van katalogizálva.  A galaxis–aberráció nagy értéke ellenére nehezen vehető észre, mert iránya évszázadok alatt is alig változik.  Tudomásom szerint ezt az aberráció–típust eddig még senki sem mutatta ki, sőt nem is kereste.

E sokféle aberráció összegzése egyáltalán nem egyszerű feladat.  Az irányok térbeliek, irányuk pedig akár percről–percre változik.  Hogyan birkóznak meg a csillagászok ezzel a tekintélyes számítási feladattal? Általában sehogyan sem.  Legtöbb esetben nincs szükségük az égi objektum valódi helyzetének ismeretére, elegendő a relatív helyzetét megadni, a többi csillaghoz viszonyítani.  A csillagász automatikusan a csillag látszó helyzetének irányába állítja be a távcsövét, és nem foglalkozik azzal, hogy a csillag valójában néhány szögmásodperccel odébb van.

Az elmondottak ismeretében nézzük meg a fenti ábrát.  Egy kettős csillagot látunk rajta.  Tekintsük ezt a csillagpárt szoros kettősnek (ezek a leggyakoribbak), ami azt jelenti, hogy a legjobb távcsőben is egyetlen fényes pontnak látszanak, mivel nagyon távol vannak.  Látszó távolságuk tehát kisebb, mint 0,001", azaz távcsöveink felbontóképességének jelenlegi határa.  A csillagászok mégis képesek meghatározni ennek az egybeolvadt párnak, illetve tagjainak pályasebességét.  Ezt a bravúrt az ún.  Doppler–vonalak kimérésével hajtják végre.  Az éppen felénk közeledő csillag által kisugárzott fény hullámhossza lecsökken, kék–eltolódást szenved, távolodásakor pedig a csillagfény vörösbe tolódik.  A távcsövek mögé szerelt spektroszkópban az eltolódás mértéke elég pontosan kimérhető, ebből pedig a fényforrás sebessége kiszámítható.  A nagyszámú kettős csillag kimérése azt mutatja, hogy a sebességek igen tág határok között ingadoznak.  Léteznek a Föld pályasebességénél nagyságrenddel nagyobb sebességek is, de mi most az egyszerűség kedvéért válasszunk egy olyan csillagot, amely éppen a Föld pályasebességével, azaz 30 km/s–mal mozog.

Mit kellene látnunk a teleszkópban, amikor figyeljük ezt a csillag–komponenst? A csillagnak keringése során nagyméretű ellipszist kellene leírni az égbolton.  Esetünkben 20,4" méretűt, hiszen a Föld azonos sebességű mozgása is ilyen mértékű égbolt–mozgást okoz.  A csillagászoknak tehát nagyszámú, helyüket feltűnő mértékben változtató csillagot kellene látniuk az égbolton minden szoros kettős helyén.  Mint tudjuk, nem ezt látják.  Ebből viszont az következik, hogy a fényforrás mozgása nem okoz csillagászati aberrációt, míg a megfigyelő mozgása igen.

Mindez azt jelenti, hogy a csillagászati aberráció jelensége aszimmetrikus.  Más szabály szerint hagyja el a foton a fényforrást, és más szabály szerint érkezik a megfigyelőhöz.  Egy újabb adalék a fény furcsa megnyilvánulásaihoz, ami azonban önmagában nem tartalmaz ellentmondást.  Ugyanakkor megoldhatatlan probléma a relativitás számára.

A relativitáselmélet – mint láttuk – azt állítja, hogy a sebességek között nincs különbség, csak relatív sebesség létezik.  Esetünkben olyannyira különbözik a két sebesség hatása, hogy az egyik teljes mértékben kialakít egy optikai effektust (fény–aberrációt), míg a másik sebesség egyáltalán nem.  Határozottan és világosan fogalmazva le kell vonnunk a következtetést:

A kettős csillagok megfigyelt képe megcáfolja a relativitáselmélet egyik posztulátumát, jelesül a sebességek egyenértékűségét.

Egyszerűségében bármilyen szépnek is tűnjön Einstein kiinduló feltételezése, hogy nincs kiemelhető pont a kozmoszban, és ezért nem lehet kiemelni egyetlen test mozgásállapotát, sebességét sem – azonban ez az állítás nem igaz! A csillagászati aberráció jelensége – ezen belül a kettős csillagok megfigyelt képe – megmutatta, hogy esetenként bizonyos sebességek kiemelt szerepet játszanak.  Esetenként a sebességek nem cserélhetők fel.  Nem igaz tehát a feltételezés – Einstein posztulátuma – hogy a sebesség relatív.

Vannak közelebbi, ismertebb égitestek is, mint a kettős csillagok.  Ilyen például az Esthajnalcsillag, a Vénusz is.  Pályasebessége 35 km/s, ennek megfelelő aberrációs érték 24".  Ez az érték azonban nem jelenik meg a Vénusz mozgásának megfigyelése során.  Ha megjelenne, a csillagászok biztosan észrevették volna, mint zavaró pályaingadozást.

Ugyanakkor a Vénusz látszó helyzetét befolyásolja a földi megfigyelő aktuális sebessége.  Ez utóbbi azért nem zavaró, mert a megfigyeléseket az ugyancsak – a Föld sebessége által eltorzított – égbolton lévő "fix" pontokhoz – Naphoz, állócsillagokhoz – viszonyítva végzik.

A Vénusz tehát ugyanazt a szerepet képes eljátszani a csillagászati aberráció vonatkozásában mint a kettős csillagok . 

Az Einstein fellegvára

című könyv kapható: adamobooks, internetről letölthető 800Ft

 konyvabc.hu, 

webshop.animare.hu,

 Libri

Könyváruház, Líra Könyváruház, bookline.hu, stb.

Ü   Þ

web counter