1. Bevezetés
2. Válságban a fizikaoktatás?
3. Kiútkeresés
4. A sci-fi filmek története
5. Modern mesék

Az elmúlt száz évben rengeteg sci-fi alkotásban helyezték a cselekményt a futurisztikus XXI. századba, a technikai csodák határtalan világába. Most pedig itt vagyunk a várva várt „jövôben", ami az elképzelésekhez képest egy kicsit másabb…

Nem létezik még HAL 9000 (2001. Ûrodisszeia), a mesterséges intelligenciával rendelkezô számítógép, amely egy egész ûrhajót képes irányítani. Nincs a Föld körül keringô, embereknek otthont adó ûrállomásunk, nem indítunk embereket a Marsra, vagy más bolygókra a Naprendszerünkben, nincs bázisunk a Holdon. Számítógépeink még nem gondolkoznak önállóan. Nem lövöldözünk lézerfegyvereinkkel (ami talán nem is baj), nem vettük fel a kapcsolatot „idegenlényekkel", nincsenek „gondolkozó" robotjaink…

Viszont tudunk állatokat (és talán már az embert is) klónozni, elkészült az ember genetikai térképe és talán korábbi élet nyomait fedezték fel a Marson. Épül az elsô nemzetközi ûrállomás. Itt az Internet, mobil eszközeink hamarosan elérik azt az átviteli sebességet, hogy mindennapossá válhat a képtelefon. Mûködik az emberek azonosítása hangjuk, retinájuk, ujjlenyomatuk alapján, és szinte bárki rendelkezhet manapság mobiltelefonnal. Vannak emberek, akik a fejükbe kötött kamera segítségével látnak. És kísérleti stádiumban van számos olyan csoda, amelyekrôl a sci-fi mûvekben már évtizedekkel ezelôtt olvashattunk.

Felvetôdik a kérdés, hogy mennyiben tekintjük tudományosnak a sci-fit? A félreértések elkerülése végett le kell szögezni, hogy a sci-fi (akár irodalomról, akár filmrôl legyen szó) nem tudományos munka, még csak nem is tudományos ismeretterjesztés, hanem mûvészi kifejezô eszköz.

A sci-fi az emberiség legalapvetôbb kérdéseire keresi a választ. Honnan jöttünk, és hová tartunk? Kik vagyunk, mi a célunk? Képesek vagyunk-e mesterséges életet, mesterséges intelligenciát teremteni? Vannak-e más értelmes lények rajtunk kívül az univerzumban?

A tudományos-fantasztikus irodalom másik fontos feladata az, hogy tükröt tartson elénk. Ez a mûfaj ugyanis valójában nem csak a jövôrôl, hanem a jelenrôl is szól. Számos olyan problémát lehet találni mai életünkben is, amelyet a sci-fi évtizedekkel elôre megjósolt - sokan mégis csak most kezdnek foglalkozni ezekkel a kérdésekkel.

A sci-fi idôben figyelmeztetett bennünket a túlnépesedésre, a globális felmelegedésre, és azon társadalmi rendszerek veszélyeire is, amelyek a technikát az ember fölé helyezik. A környezô világunkban apránként, észrevétlenül valósulnak meg a sci-fi által megjósolt átkok és áldások.

A szakdolgozatomban egy újnak tekinthetô motivációs lehetôséget mutatok be. Úgy gondolom, érdemes kihasználni a középiskolás diákok divatos sci-fi filmek iránti érdeklôdését arra, hogy az azokban megjelenô eszközöket, jelenségeket – természetesen összevetve a mai tudományos szemlélettel – elemezzük, csillagászati, fizikai ismereteiket kibôvítsük, természettudományos érdeklôdésüket felkeltsük. A dolgozatomban megismerkedhetnek a tudományos-fantasztikus filmek bemutatásán és elemzésén keresztül órákon kevésbé tárgyalt fizikai problémákkal, mint az idôutazás, relativitáselmélet, holográfia, fekete lyukak…

De mielôtt ezekkel foglalkoznánk, vizsgáljuk meg, a mai magyar fizikaoktatás helyzetét, valamint azt, hogy miként tehetnénk a fizika tantárgyat közkedveltebbé.

Válságban a fizikaoktatás?

Napjaink kedvezôtlen jelensége – amelyet tapasztalataim alapján is bátran kijelenhetek – a természettudományos tantárgyaktól való elfordulás, egyre kevesebb tanuló sorolja ezeket a kedvelt tárgyak sorába.

Errôl – is – olvashatunk a Fizikai Szemle számos cikkében, és az Internet http://jedlik.phy.bme.hu/physducation/ címû dokumentuma is foglalkozik a problémával.

Bizony, tudomásul kell vennie valamennyi fizika tanárnak, hogy tantárgya a diákság körében nem tartozik a legnépszerûbbek közé.

A tanítás-tanulás folyamatában fontos tényezô a diák és az oktatott tantárgy viszonya, a tanuló affinitása, érdeklôdése, „szeretete". Az egyéni motivációs bázis megléte hihetetlenül megkönnyítheti az ismeretek átadását.

A felgyorsult, „túlgépesített" élet igényli, hogy alapvetô természettudományos problémákkal tisztában legyünk, egyszerû magyarázatot tudjunk adni természeti jelenségekre, egyszerûbb gépek mûködési elvére.

De mit tehet a tanár, hogy növedékeit elkalauzolja a fizika rejtelmes, titokzatos világába?!

Már a kisgyermek elsô rácsodálkozó kérdései is környezô világára vonatkoznak; „Miértjei" az ôt körülvevô tárgyak, természeti jelenségek létezésének okát, esetleg hasznosságát kutatják. Minden ember legalapvetôbb igénye még ekkor, s késôbb értelmes életének feltétele kellene hogy legyen, megismerni a Földet, ahol él, rejtett csodáival, emberi találmányaival együtt. Miért van mégis, hogy elveszti ezt a kezdeti érdeklôdést, s lassanként passzív lesz, eltûnik felfedezô kedve?

Szinte közhelyszerû már erre a könyvszagú, száraz ismeretek oktatásában keresni a magyarázatot. Természetes, hogy ez látszik a legkézenfekvôbbnek, hiszen már a régi korok tudósai számára is evidenciának tûnt az, hogy bármely természettudományi terület eleve elveszti létjogosultságát, ha nem empirikus ismeretszerzésre támaszkodik. Az írott betû elsôdleges feladata inkább a definíciók összegyûjtése és rendszerezése kell hogy legyen, de semmiképpen sem jelentheti az elsôdleges és egyetlen útját a jelenségek megismerésének. („Így hát az ismereteket biztos megôrzésre a könyveknek és a könyvtáraknak hagyom, és inkább horgászni megyek, néha halra, néha új ismeretekre" – írja Szent-Györgyi Albert.)

Gyakran érzi is a pedagógus a magára hagyatottságot, hiszen a tankönyv sem jelent mindig megfelelô támaszt. Sôt!… A túlzott elméletiség, a napi, gyakorlati élettôl való elrugaszkodás a használókat inkább elriasztja a tantárgytól, semmint megszerettetné velük.

A fizikaoktatás során a közvetlen valóság tárgyaival és folyamataival való találkozást kell keresnünk.

Bizony kemény csatát kell vívni a fiatalok sokszor tapasztalható érdektelenségével. Az érdemjegy, mint stimuláló eszköz, az esetek döntô részében nem alkalmas, diákjainkat nem ösztökéli jobb teljesítményre, és fôként nem fokozza az érdeklôdést. Mint motiváció nem játszik jelentôs szerepet. Az egészséges versenyszellem sem készteti nagyobb erôbedobásra a tanulókat.

Tehát a diákok fizikától való elfordulásának oka kereshetô: a hatalmas elméleti anyagban, amely – esetleg – unalmassá teheti az órát; a sok elvont magyarázatban; nehéz feladatmegoldásokban vagy éppen a kevés számú kísérletekben.

A megértés a fizikatanítás fô célja. Tehát fontos: a tanár sokfajta módszerrel tanítson, hogy a fizikaoktatás élményorientált legyen. Olyannak kell lennie, hogy segítsen eligazodni a világban.

A tudomány is a tapasztalatokból vonja le a törvényszerûségeket, ehhez olyan tényeket, jelenségeket kell bemutatni, amelyekkel az emberek a mindennapi életük során szembesülnek.

Meg kell tapasztalniuk a fizika megállapításait!

A mindennapi életbôl vett példák segítségével megcáfolhatjuk a hasznavehetetlenségét és a gyerekek számára nélkülözhetetlen tantárggyá tehetjük, amely benne van az érdeklôdési körükben.

A természet jelenségeit figyelô diákban – azon kívül, hogy sok érdekes dolgot vesz észre – felmerülhet a jogos igény a jelenség magyarázatára. Hogy ezt az igényt felébresszük – a kísérleteken kívül – aktuális problémák felvetésével, érdekességekkel motiválnunk kell ôket.

Végezetül nem a természettudományok által felhalmozott ismeretek megtanítását kell célnak tekinteni, hanem a diákokat körülvevô természeti világ megértését. Az olyan jellegû ismeretek közvetítését tartom célravezetônek, amelyekrôl empirikus tapasztalatok szerezhetôk.

Ehhez azonban a fizikatanítás módszerének gyökeres megváltoztatására, reformjára lenne szükség. Azonban ez a feladat már túllép a gyakorló pedagógus hatáskörén, s fentrôl kíván szabályozást. A tananyag túl nagy terjedelme megköti a kísérletezô kedvû tanár kezét, mert képtelen idôt szakítani a szemléltetésre úgy, hogy közben a tanmenettel is lépést tudjon tartani. A motiváció kialakítása nélkül pedig nem várhatjuk a tudás érdemleges megszerzését.

Célunk tehát, hogy a diákok számára közel hozzuk a valóságot, s tudatosítsuk bennük, hogy ôk is „elemei" ennek a hatalmas és érdekes világnak. Ha a fizika – és társtudományai – segítségével megismerik azt a planétát, ami lehetôvé teszi számukra a létezést, megértik a különbözô jelenségek mûködését, „miértjét", talán rádöbbenek arra, hogy akár ôk is tevékeny részesei lehetnek a környezetük alakításának.

Kiútkeresés

A fizika tanár számára legfontosabb tanulók azok, akik késôbb jogászok, üzletemberek, orvosok, politikusok, szakmunkások stb. lesznek. Nekünk az a feladatunk, hogy velük értessük meg, szerettessük meg a fizikát, ezáltal egyetlen lehetôségünk, hogy ezen keresztül megoldjuk a világ-népesség túlnövekedési, a levegô-, víz-, környezetszennyezési stb. problémákat. Mint már elôzô fejezetemben írtam eléggé összetett problémát kell orvosolnunk.

A mai fiatalok ritkán kapnak kezükbe könyvet, hogy kulturális szomjukat enyhítsék, lehetne ez akár egy izgalmas krimi, tudományos-fantasztikus, ismeretterjesztô könyv is… A túlmodernizált mindennapi életünk – mondhatnánk – szükségtelenné is teszi ezt. A multimédiás eszközeink hatalmas fejlôdése lassan feleslegessé teszi akár a kötelezô olvasmányok megismerését is, már annyi lehetôségük van arra, hogy megtudjanak mindent egy adott irodalmi mûrôl (videó, Internet, DVD stb.).

Hogyan várhatnánk el, hogy „fizikás" mûveket olvassanak, vagy egyáltalán ajánljunk, hogy érdeklôdésüket felkeltsük egy adott témában?

Szakdolgozatomat arra építve készítettem el, hogy nagy motiváló hatása lehetne divatos mozifilmek – különös tekintettel a sci-fi filmek – felhasználásának az oktatásban, valósághû részleteinek, vagy éppen a fantasztikus jeleneteinek az elemzésével. E lehetôségrôl és esetleges felhasználásról szólnak a következô fejezetek.

Akadnak még olyan tanulók, akik a fekete lyukak felôl vagy az anyag legkisebb építôköveirôl érdeklôdnek; tudni szeretnék, miért a múltra és miért nem a jövôre emlékszünk; azt kérdik, hogyan tûnhet oly rendezettnek most a világ, ha kezdetben volt a káosz; és egyáltalán, miért van világegyetem.

Társadalmunkban ma is az a szokás, hogy a szülôk és a pedagógusok vállukat vonogatva leintik a kotnyeles gyerekeiket, esetleg homályosan felidézett vallási tanokra utalnak. Többen kényelmetlenül feszengenek az ilyen kérdések hallatán, mivel ezek fényében oly élesen tûnnek elô az emberi tudás korlátai.

Abban a próbálok segítséget nyújtani a kollégáknak, hogy egy olyan területre kalauzolom el ôket, amelyet még esetleg nem próbáltak hasznosítani pályájuk során. Vagy akár laikusoknak, akik ezáltal megérthetik, miért elképzelhetetlen lézerkarddal párbajt vívni, fénysebességgel száguldozni…

Azért választottam a fantasztikus filmek tárházát elképzeléseim megvalósításához, mert talán ez az a mûfaj, amely tömegeket csalva a mozikba elkápráztatja, leköti, és talán elgondolkoztatja a mai fiatalságot.

Mind a fantasztikus irodalom és a filmvilág is hatalmas mûvekkel büszkélkedhet, a filmek rövid történetét olvashatják a következô fejezetben.

A dolgozatomban szem elôtt tartom azt a fontos elemzési szempontot, hogy mi is az, ami tudományosan alátámasztott, mi az, ami fantasztikum – tehát látványosan ellentmond a valóságnak – ezekben a filmekben.

Késôbbiekben olvashatnak a legtöbb fantasztikus film „építôköveirôl", leggyakrabban feldolgozott, felhasznált eszközeirôl tudományos magyarázattal, mint például: fénysebesség túllépés, fekete lyukak, idôutazás, lézerfegyverek, idegenkutatás, földi életünk veszélyforrásai…

A sci-fi filmek története

A sci-fi mûfaja tömegeket csal a moziba. Ebben a fejezetben áttekintjük a fantasztikus filmek történetét [A film krónikája, 1996]

Egy szeptemberi napon indult hódító útjára az a filmes mûfaj, amely mind a mai napig képes megújulni a mozit kedvelô közönség örömére...

1902. szeptember 1. Georges Méliés rendezô egy különös utazásra hívja közönségét, megszületik a tudományos-fantasztikus, közkedveltebb nevén a sci-fi film.

Tudósok érkeznek a Föld hûséges kísérôjére, ez az „Utazás a Holdba", egy 16 perces rövidfilm, mely egy csapásra híressé vált a kor moziközönsége elôtt, hatására pedig szaporodni kezdtek az ûrbe és egyéb kitalált helyszínekre utazó embereket bemutató filmek. Méliés rafinált trükköket alkalmazott. Ezek között volt az illuzionista bûvészek minden színpadi trükkje: süllyesztôk, hátterek és láthatatlan zsinórok, melyeken szereplôk lógtak.

Georges Méliés A Robert Houdin trükkszínház vezetôje, a Lumiére fivérek elsô vetítése után vásárolt egy kinematográfot, és saját filmjeit mutatta be színházában, ezek a filmek csakhamar igen népszerûek lettek szerte a világon. Cége a Star Film mégsem tudott fennmaradni a nagy konkurencianyomás miatt, ezért Méliés elszegényedett. 1200 filmjébôl mindössze kb.100 maradt ránk.

A következô említésre méltó alkotás mégis 25 évet várat magára, amikor is Fritz Lang elkészíti a „Metropolis" címû utópiáját a jövô városáról. „A valami" - ez a címe annak a filmnek, amely elôször tesz meg egy ûrbôl származó szörnyet fôszereplôvé. A szörny furcsa, gyilkos képessége az eljövendô sci-fi filmek világûrbôl érkezô invázióit és ufonautáit vetíti elô. Nem is kell sokat várni, hogy moziba kerüljön a „Világok harca" és a „Földön kívüli jövevények" címû filmek, melyek az USA lakosságának egy kommunista offenzívától való félelmére játszanak rá. Byron Haskinnak sikerült kora egyik leglátványosabb és legmeghökkentôbb filmjét elkészíteni. A japánok sem tétlenkedtek, az ô népüket egy sugárzó, mutáns szörnyeteg támadja meg, ez a lény pedig nem más, mint az azóta világhírûvé vált „Godzilla", amely napjainkig 22 további feldolgozást ért meg.

Európa sem akarta kivonni magát a népszerû mûfaj gyártása alól, 1965-ben Jean-Luc Godard kultusz rendezô elkészítette negatív utópiáját, amely a sci-fi és a fekete humor keveréke, a mû az éjszakai Párizst mutatja be utópiaként, sajnálatos, hogy víziója mára valósággá vált. Az „Alphaville" nem hozott nagy sikert, nem úgy, mint az egy évvel késôbbi „451 Fahrenheit", Francois Truffaut alkotása. A kritikus hangulatú film egy olyan államot mutat be, amelyben betiltják a könyveket, mint a veszélyes gondolatok forrásait. Nyomasztó, futurisztikus díszletek, Ray Bradbury regénye, s a siker máris megalapozott volt.

1968. Két kultikus alkotás éve. Pierre Boulle regénye alapján elkészül a „Majmok bolygója", amely hatalmas sikert arat. A majmok által megszállt atomháború utáni Föld megdöbbentô víziója.

A másik alkotás filmtörténelmet írt és tesz Stanley Kubrick „odüsszeiája" egyértelmûen a jövô mozija.

„2001: Ûrodüsszeia", 3 év munkája nyomán egy olyan fantasztikus, vizuális trükkökkel teli látvány tárult a mozinézô elé, amely új távlatokat nyitott a megrekedt fantasztikus film mûfaja elôtt.

A szovjet gyártású 1972-es „Solaris" és Woody Allen „A hétalvó" címû remeke után már csak pár évet kellett várni a sci-fi diadalmenetére.

Két név: Steven Spielberg és George Lucas, két alkotás: „a Harmadik típusú találkozások" és a „Csillagok háborúja". (Késôbb az utóbbi film folytatásaként a „Birodalom visszavág" és a „Jedi visszatér" csal tömegeket a moziban) Az elôzô a békés idegeneket hozza el a Földre, míg az utóbbi egyenesen a galaktikus harcok közepébe repít bennünket. Mindkettô átütô sikert aratott. A „találkozások" látványos fény és hangeffektusai azonnal lenyûgözték a nézôket, a nyugodt hangulat és békés idegenek egy addig szokatlan megközelítése volt a mûfajnak. A „csillagok" klasszikus hollywoodi trükkmese, minden idôk egyik legnagyobb pénzügyi sikere lett, további két része is elkészült. Richard Donner látványos trükkorgiája egy különleges képességû embert hoz el a Földre, ô „Superman", aki ha kell még a bolygót is képes megállítani, hogy megmentsen egy bajbajutott embert.

Egy év sem telik el, s Ridley Scott olyan félelmetes szörnyeket zúdít ránk az ûrben, amelyekhez fogható nem volt a filmtörténetben. A lények gyilkosak, az emberek testében fejlôdnek ki, vérük savból áll és félelmetesek, ez a „Nyolcadik utas a halál". A 80-as évek sci-fi alkotásaira az elôdök jól kitaposott ösvényén való haladás a jellemzô. John Carpenter „Menekülés New Yorkból"-ja vagy Ridley Scott második fantazmagóriája, a „Szárnyas fejvadász" a jól kiaknázott, vérbeli sci-fi mûfajt erôsítik. Az utóbbi 2019-ben játszódik és egy különleges nyomozó (Harrison Ford játszotta) történetérôl mesél. „Vissza a jövôbe" – hirdeti Robert Zemeckis filmje a korszak tendenciáját: gyerünk, fedezzük fel a jövôt. A film egyébként nagy siker, sôt trilógia lesz belôle. Nem más, mint kalandos tévelygés az idôsíkokban múlt-jelen-jövô között...

1989-ben egy képregényfigura hódít a vásznon, ô Batman, különleges képességeivel megóvja városát a bûnözôktôl, s uralkodik a levegôn.

Valószínûleg rosszul érezné magát James Camerron nyomasztó és klausztrofóbiás tengeralatti thrillerében, „A mélység titká"-ban, ahol újra elôkerülnek az ûrlények, akik a tenger alatt vertek tanyát. Csodálatos, látványos és szép sci-fi. A 90-es évek az „Emlékmás"-sal indít, valamint oxigént fakaszt a Marson, a sci-fi mûfaj mesteri keveredése az akcióval és a drámával. Megszaporodnak a fantasztikus filmek, egyre látványosabbak és monumentálisabbak lesznek. A „Jurassic Park" után a vizuális effekteké és számítógépes trükköké lesz a fôszerep. A „Függetlenség napjá"-ban a Földet próbálják elsöpörni az ûrlények, a „Támad a Mars" címû Tim Burton komédiájában pedig jót nevethetünk rajtuk és magunkon is.

Hihetetlen galaktikus utazásokra csábít a „Csillagkapu" címû mû és próbálja megmagyarázni ókori emlékeink eredetét.

Hogy mi vár még erre a mûfajra, azt talán egy meghökkentô alkotás a sok vitát kiváltott „Halálhajó" tudná érzékeltetni.

A XX. század utolsó évei is bôvelkedtek átütô sikerû sci-fi filmekben. Láthattuk a Star Wars filmek újabb részét: „Baljós árnyak" címmel, izgulhattunk az „Armageddon"-on, a „Deep Impact"-en és hôseikkel karöltve menthettük meg a Földet. A „Gömb"-ben „idôutazott ûrhajón" élhetünk át hihetetlen történeteket, és egy újabb mûben vehetjük fel a „Kapcsolatot" az idegenekkel.

Sorolhatnám még hosszasan az elmúlt évek nagy sikerû filmjeit, amelyek látványának, hihetôségének biztosításában korunk minden technikai csodája a rendelkezésünkre áll, de a lényeg: a fantasztikus filmek diadalútja még sokáig nem fog véget érni.

Modern mesék

A Csillagok Háborúja egyszerû mozifilmként indult - majd villámgyorsan jelenséggé, valóságos kultusszá dagadt, a hetvenes évek végének egyik meghatározó kulturális eseményévé. Valószínûleg elsöprô népszerûségét az idôtlen mesei elemeknek köszönheti, hiszen a jó és rossz harca örök.

Tény, hogy a tudományos-fantasztikus mûfajból inkább csak a fantasztikus szó illik a történetre, hiszen nem derül ki, miért nincs súlytalanság az ûrhajókon, a légüres térben miért hallatszik a hajók és a robbanások hangja, és miért végeznek az ûrhajók olyan manôvereket, mintha légkörben manôverezô repülôk lennének, és a gigászi hangárokon látszólag miért nincs semmiféle zsilip, vagy bármi, ami elválasztaná a bent tartózkodó embereket a puszta ûrtôl. Ezeket a problémákat felvethetjük és fel is használhatjuk a fizika óráinkon!
 

Legérdekesebb talán az a közkedvelt kérdéskör, amelyben számos mozirajongó a lézerkard, lézerfegyverek létezésérôl és Han Solo sokat megélt öreg teherhajójáról, a Millenium Falconról, a fénysebesség felett „száguldozó" csodáról elmélkedik.

1. ábra: Párbaj lézerkarddal

Ezekrôl olvashatunk néhány gondolatot a következô oldalakon, természetesen a mai tudományos szemléletet figyelembe véve.

Lézerfegyverek

 
Az ismét beinduló „Star Wars-ôrületben" központi szerepet játszik a Jedi lovagok fegyverének, a lézerszablyának a mítosza. Az Epizode I. legizgalmasabb jeleneteit köszönhetjük ennek az ellentmondásos harceszköznek.

Szkeptikusok, reménykedôk, hozzáértôk és kevésbé hozzáértôk vitatkoztak a lézerkard létezésének lehetôségérôl, ám egyvalamit elôre le kell szögeznünk: a fizika mai állása szerint ilyen alkalmatosságot nem lehet készíteni.

Persze, mondhatnánk, hogy százegynéhány évvel ezelôtt még a repüléssel kapcsolatban is az volt a tudományos álláspont, hogy lehetetlen. De hiába tartunk már ott, hogy tudósok és mérnökök - amennyiben megfelelô mennyiségû idô és pénz áll a rendelkezésükre - egyszerûen megcsinálják azt, amit mondanak nekik, a természet szabályait ôk sem hághatják át.

A fizika törvényei szerint a fotonok, a fény (és mint ilyen, a lézerfény) részecskéi a forrástól egyenes vonalban, egy irányban haladnak egészen addig, míg bele nem ütköznek valamibe. Már csak ez is elegendô lehet annak belátására, hogy képtelenség 120 centis lézer-rudat létrehozni.

Az önjelölt „mozi-fizikusok" egyik elmélete szerint viszont a fénykard nem egy, hanem több lézernyalábból áll, és ezek vannak fókuszálva egy megfelelôen távoli pontba. Amint elérik egymást ebben a pontban, valamilyen megfoghatatlan kvantumfizikai jelenség hatására visszafordulnak kiindulópontjuk felé, és így még egyfajta pumpáló energiaforrásként is mûködnének. Ami viszont azért lehetetlen, mert így kis energiaveszteségû „örökmozgót" hozhatnánk létre.
Ellenfelünk testszövetének feldarabolásához legalább kilowattos erejû lézerre lenne szükség, aminek táplálásához viszont elég nagy energia szükséges... A lézernyalábbal van még egy gond: nevezetesen az, hogy nem tömör, és így Jedi-fegyverünk nem fogná fel a sötét oldal erôinek csapásait, azaz a kardozás lehetetlen volna. Végezetül még egy megjegyzés: a valóságban vajon mi védené meg a Jedi kezét egy ilyen nagy energiájú kard melegétôl?


2. ábra: A lézerkard

Az eddig leírtakkal motiválhatunk óráinkon, valószínûleg így nagyobb érdeklôdéssel hallgatják diákjaink a lézerrel és annak alkalmazásaival kapcsolatos tudnivalókat.

A lézer

 
Az elmúlt évtizedek során a lézer eljutott a kutatástól a leghétköznapibb alkalmazásokig. Csak néhány példa a lehetôségek széles körébôl: ipari alkalmazások (pl.: lézeres anyagmegmunkálás); holográfiai alkalmazások; orvosi felhasználása (pl.: szemmûtétek, vesekô „eltávolítás"); optikai információátvitel (telefonvonal, melyen több ezer beszélgetés mehet egy idôben); szerkezetek deformációjának és rezgéseinek a vizsgálata; lézer-radar; nagysebességû nyomtatók; a lézer mûvészeti – grafikai és színpadtechnikai – alkalmazása és nem utolsó sorban, mint fegyver.


3. ábra: Vesekövet hasít a lézer

Önkéntelenül felvetôdik a kérdés: melyek a lézerfény egyedülálló tulajdonságai, melyek ilyen széleskörû felhasználást tesznek lehetôvé. A következô néhány sorban megkísérlem, hogy rövid és érthetô magyarázatot adjak erre a kérdésre.

A kérdésre a válasz két szó: monokromatikusság és koherencia. A lézer különleges fényforrás: egyirányú (keskeny sugárnyalábban koncentrált), nagy intenzitású, egyszínû (monokromatikus) és azonos fázisú (koherens) hullámokat bocsát ki. A lézerek energiája kis térrészben koncentrálódik, impulzus üzemmód esetén nagyon rövid idôtartamban, vagyis a lézerfény teljesítménysûrûsége a megszokott fényforrásokénak sokszorosa lehet.

A mindennapi fényforrások nem koherens fényt sugároznak, ezzel szemben a lézer fénye koherens. A kettô közti különbséget jól szemlélteti a következô példa: a fényrészecskék nem koherens áramlása egy zsúfolt nagyvárosi utcán, egy irányba menô emberek összevissza menetéhez hasonlít, míg a koherens áramlás egy katonai díszszemle felvonuló katonáinak a menetéhez.

A lézerfény ezen tulajdonsága teszi lehetôvé, keskeny és nagyon kis széttartású sugarak elôállítását, valamint olyan optikai jelenségek tiszta, esetleg látványos vizsgálatát, mint pl. az interferencia (a lézer, mint kísérleti eszköz a fizika tanítás hatékony eszköze).
[http://www.mozaik.info.hu/mozaweb/feny/p1425.htm]

A lézerben a koherens, azonos fáziskülönbségû hullámok indukált kibocsátással keletkeznek.

Az atomi rendszerekben fény hatására az elektronok rezegni kezdenek (kényszerrezgés). Ezek a rezgô rendszerek sugároznak: az elektron mozgásával változik az elektromos mezô, ez a változás mágneses mezôt hoz létre, és így tovább. Az átlátszó anyagokban így terjed a fény. Az atomi rendszer, ha rezgése közben az elektron valamelyik, az alapállapotánál magasabb energiájú állapotba kerülhet, akkor elnyeli a sugárzást. A gerjesztett állapotú atom hasonló „kényszerrezgés-mechanizmussal" fény hatására energiát is veszíthet. Ha a gerjesztett atom ugyanolyan frekvenciájú, fázisú és polarizációs állapotú fotont sugároz ki, mint az atommal kölcsönhatásba lépô foton, akkor indukált emisszióról beszélünk. Ebben az esetben egy fotonból két foton lesz. A lézermûködésnek pedig éppen ez a legfontosabb feltétele: a kölcsönhatásban a fotonok száma növekedjen, fényerôsítés lépjen fel.

A „Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation" (fényerôsítés indukált emisszióval) kifejezés kezdôbetûibôl alakult ki a laser szó (Az elsô lézert az amerikai Maiman fejlesztette ki 1960-ban.), amelyet magyarul már lézernek ejtünk és írunk. Ezen azonban nemcsak egy fényerôsítôt értünk, hanem egy fényforrást is.

Folyamatos fényerôsítés csak az anyagnak egy meglehetôsen különös állapotában érhetô el: ehhez az atomok nagy részének gerjesztett, méghozzá meghatározott gerjesztettségû állapotban kell lennie. (Ha valamely gerjesztett állapotban az atomok térfogat-egységenkénti száma nagyobb, mint egy másik, kisebb energiájú állapotban, amely nem feltétlenül az alapállapot, inverz populációról, magyarul fordított betöltésrôl beszélünk.) Az anyagnak ez az állapota nem egyensúlyi állapot, csak energia-befektetés hatására jöhet létre. Ha tartósítani akarjuk, akkor folyamatos energiabetáplálásra van szükség. [http://www.sulinet.hu/cgi-bin/db2www/lm/et_tart/]

Ahhoz, hogy lézerjelenség jöhessen létre – az indukált emisszió és a fényerôsítés lehetôségének a megteremtésén kívül – egy optikai rendszerre (lézerrezonátorra) is szükség van. Ez a gerjesztett atomokat olyan sugárzásra kényszeríti, hogy a rendszerbôl rendezett (koherens), nagy intenzitású és keskeny fénynyaláb lép ki. A felerôsödött fényt tükrökkel visszavezetik a lézeranyagba (az inverz populáció állapotában levô anyagba), ahol az tovább erôsödik. A rezonátor egyik tükre részben áteresztô, ezen lép ki a lézerfény. (A tükrök csak a merôlegesen beesô fényt verik vissza úgy, hogy az a lézeranyagon ismét áthaladva tovább erôsödik.) A maradék végül kiszóródik, elhagyja a rendszert, nem erôsödik fel.

Lézeranyagként bármilyen halmazállapotú anyag használható. A gázhalmazállapotot elektromos kisüléssel, a szilárd és a folyékony anyagot villanófénnyel vagy lézerrel gerjesztik. Lézerátmenete nagyon sok anyagnak van, ezért a legkülönfélébb színû és energiájú lézerfény létrehozható.
A legismertebb a hélium-neon lézer, ebben az aktív anyag a neon (a hélium csak az inverz populáció megteremtéséhez szükséges). Több hullámhosszon is mûködhet, 1150, 3390 és 632,8 nanométeren. Az utóbbi piros színû, s demonstrációs kísérletekhez és különbözô lézeres bemutatókon használják.


4. ábra: A He-Ne lézer

Az argonlézernek szintén több lézerátmenete van a kék és a zöld tartományban, lézerbemutatókon és az orvosi gyakorlatban használatos. A harmadik közismert típus a szén-dioxid-lézer, amely az infravörös tartományban mûködik. [1993, Pintér]

Lézerek alkalmazása

A lézerfény kiválóan alkalmas interferencián alapuló jelenségek létrehozására, interferenciás mérések végrehajtására, hologramok készítésére, ez utóbbiról a késôbbiekben kicsit részletesebben is szó lesz. A lézer és az anyag kölcsönhatása révén mikroszkopikus felületi változások is létrehozhatók (például egy fémfelületen néhány atom elmozdítása). Ezek új megmunkálási lehetôségeket biztosíthatnak a mikroelektronika különbözô területein, például a mikrochipek készítésekor.

A lézerfényt a technikában sok helyen használják információk olvasására. Vonalkód leolvasók például minden nagyobb áruházban mûködnek.

A digitális információtárolás elterjedt eszköze a CD (compact disc) lemez. Egy ilyen lemezen csaknem 5 km-nyi lejátszósáv van, ami 640 Mbyte információt (kb. 80 perc zenét, több száz képet, több mint 300 ezer gépelt oldal szöveget) rögzít.
 

A lézerfény kis széttartása tette lehetôvé, hogy az eddigi legpontosabb mérésekkel megmérjék a Hold-Föld távolságot. A Holdra fellôtt fénysugár eléggé koncentrált maradt ahhoz, hogy az Apolló ûrhajósai által elhelyezett tükrökrôl visszaverôdô fény még mûszerekkel érzékelhetô volt, így az oda-vissza út idejébôl a távolságot meghatározhatták. Természetesen „földi", pontosabb méréseknél is alkalmazzák.

5. ábra: Alagút építésénél az egyenes irány kijelölése

Lézeres hûtéssel érték el az eddigi legalacsonyabb hômérsékletet, közelítették meg legjobban az abszolút zérus fokot (és nyerték el ezért az 1997-es fizikai Nobel-díjat). A lehûtött anyagot keresztezett lézernyalábokkal ütköztették oly módon, hogy az ütközés során a részecskék veszítsenek a mozgási energiájukból. Az elért hômérséklet mindössze 200 milliárdod kelvin volt.

Az energia koncentrálása miatt lézerfénnyel mûtéteket végezhetnek, fémeket vághatnak. Lézerfegyverrel egy helikopter röptében kettévágható.
 

Persze ne felejtsük el megemlíteni diákjainknak, hogy tanórán az általunk használt mutatópálca is, vagy amellyel ôk az óraközi szünetekben játszanak is lézer, hangsúlyozva szemet (látást) károsító hatását!

6. ábra: A mutatópálca

1. Lézerfegyverek napjainkban
„Az Egyesült Államok és Izrael közösen fejlesztett nagy hatásfokú lézerével elsô ízben tudott lelôni rakétát, ami hatalmas áttörést jelent a védelmi technológiákban." – adta hírül több napilap is 2000 júniusában.
 

A nagy energiájú lézer, melyet a TRW Copr. fejleszt, Izrael biztonságát fogja szolgálni északi szomszédjával szemben, ha az rövid hatótávolságú rakétákkal támad. A 70-es évek végén az Egyesült Államokban, egy kísérleti, levegôben lévô lézer segítségével sikerült lelôni egy célpontot.

7. ábra: A mûködô lézerágyú

(Elôször Ronald Reagan az Egyesült Államok egykori elnöke javasolta 1983. március 23-án, egy bizonyos csillagháborús terv megvalósítását, melynek keretében a világûrbe telepítettek volna szintén lézeres elven mûködô védelmi egységeket.)

A tesztelésekor egy Katyusa rakétát lôttek ki, mely egy nagyhatású robbanófejet hordozott. Másodpercekkel késôbb a lézerrendszer, ami mérföldekkel arrébb helyezkedett el, radar segítségével bemérte majd ráállt a célpontra. Pillanatok múlva a megközelítôleg 4 méteres rakéta megsemmisült. A sugárnyaláb alapvetôen a robbanófejre volt irányítva, így az a levegôben felrobbant. A nagy pontossággal fókuszált energia óriási távolságokra képes eljutni fénysebességgel, anélkül, hogy ereje csökkenne, így a mozgó célpontot fel lehet hevíteni.
[http://www.origo.hu/tudomany/technika/000614star.html]

Már készítik azt a „lézersöprût", amelyet a tervek szerint egy 2003-as ûrrepülôgép-misszióban próbálnak ki, s az lesz majdan a feladata, hogy eltakarítsa a Nemzetközi Ûrállomás (ISS) útjába kerülô ûrszemetet. Az Orion-terv keretében épülô eszköz a teniszlabdányi és annál nagyobb méretû tárgyakat távolítja majd el az ISS pályájáról: becslések szerint ugyanis a következô tíz évben mintegy 10 százalék az esélye annak, hogy az ûrállomás burkolatán egy ekkora objektummal történô ütközés lyukat üssön. Az ûrállomás külsô védôburkolata csupán az 1 centiméternél kisebb méretû tárgyakkal való ütközés ellen nyújt megbízható védelmet. Meglepô módon a 10 centiméternél nagyobb méretû darabok sem jelentenek jelenleg komoly veszélyt: ezek ugyanis a földi irányító-központból idejében észlelhetôk, s az ûrállomás legénysége gondoskodhat eltávolításukról vagy kikerülésükrôl. A két méret közé esô törmelékek viszont valóban veszélyeztethetik az ûrállomás biztonságát.

Ezért van szükség megfelelô védôrendszer kidolgozására. A lézersöprû valójában egy megawattos teljesítményû, földi telepítésû impulzuslézer, amelynek sugarai az ISS útjába kerülô közepes (1-10 centiméter közötti) méretû tárgyaknak ütközve lelassítják azokat, s ezáltal alacsonyabb sugarú pályára terelik ôket. A már említett ûrrepülôgépes kísérletben a legénység nyomkövetôvel felszerelt, ûrtörmeléket utánzó darabokat juttat majd Föld körüli pályára, amelyet a földi impulzuslézernek kell onnan „leszedni".

Mint láthatjuk, napjainkban intenzív munka folyik, hogy a lézert, mint harcászati eszközt alkalmazzák, bár az emberiség jelentôs része éhezik, itt a globális felmelegedés, természeti katasztrófák tizedelik a földi értelmet… talán ezekkel kéne inkább foglalkozni!

Holográfia

Rengeteg olyan sci-fi filmet láthatunk, amelyben a szereplô szeme elôtt adott távolságra, levegôben összeálló holografikus kép jelenik meg (amelyet akár a egy csuklóra csatolható, órányi kivitelû szerkezet is szolgáltathat). Bár ennek megoldása még a jövôre vár, de azért ejtsünk néhány szót a holográfiáról.

A hologram „fénykép", amelyet lézerrel készítenek és filmre vagy fotolemezre rögzítenek. A hologram egyedülálló sajátossága, hogy tömörnek látszó háromdimenziós képet ad, visszaállítja a tárgyat teljes eredetiségében, teljes távlati hatással. A kép a levegôben lebegni látszik, a lemez elôtt, mögött vagy akár a lemez mindkét oldalán.
 

Ha a hologram elôtt sétálunk, úgy tûnik, hogy a képet körbe is járhatjuk, mint egy igazi tárgyat. A látvány oly meggyôzô, hogy azt hisszük, meg is foghatjuk a tárgyat vagy bele is nyúlhatunk. Sajnos egy ilyen kétdimenziós felületen igen nehéz bemutatni a hologram háromdimenziós természetét.

8. ábra: Hologram

Gábor Dénes, a holográfia magyar származású felfedezôje, aki nyomán a „hologram" jelzôs szerkezetben a görög eredetû „holo" elôtagot a hologram által visszaállított tárgy, mint látvány lényegi sajátságainak érzékeltetésére: az elôállt kép teljes értékû mása a tárgynak. Ezen állítás tartalma elsôsorban a tárgy térbeli kiterjedésének az érzékelhetôségére vonatkozik.

Hologramok készítése

 
A holográfia fényképészeti eljárás, amelyben lézersugarakat tükrökkel és lencsékkel irányítanak. A tárgy képét egy fényérzékeny lemezre rögzítik. A lemezre a lézer fénye közvetlenül és a tárgyról visszaverôdve is eljut. A fény hatására a lemezben kémiai változások mennek végbe; ezek ôrzik meg a képet.

A hologram térben, idôben koherens fényforrás interferenciaképeként képzôdik. A koherens fényforrás fényét (lézer) két résznyalábra osztják.


9. ábra: Hologram készítése

Az egyik a referencianyaláb, ezt egy fotolemezre irányítják, míg a másik a tárgynyaláb, mely a tárgyról visszaverôdve a fotolemez felületén interferál a referencianyalábbal. A háromdimenziós tárgyról az intenzitás és a fáziskülönbségek két dimenzióban rögzítôdnek.

Ha a hologramot ugyanolyan hullámhosszú koherens fényforrás világítja meg ugyanolyan szögben, mint a referenciasugár, akkor a tárgy háromdimenziós képe válik láthatóvá. Egy tárgyat csak akkor láthatunk, ha fény verôdik vissza róla, és eljut a szemünkbe. A holografikus kép azért olyan valószerû, mert a hologram tökéletesen rögzíti a tárgyról visszavert fényhullámokat. Amikor a hologramot megvilágítjuk, pontosan úgy veri vissza a fényt, mint az eredeti tárgy. Ez a képvisszaállítás (rekonstrukció). A szemünkbe jutó fényhullámok olyanok, mintha a tárgyról érkeztek volna.
 

A hologram a lemezen zavaros maszatnak látszik. A kép visszaállításához (rekonstrukcióhoz) meg kell világítani. Van olyan hologram, amelyiknél ehhez lézer kell, de a legtöbbhöz elég egy adott irányból világító pontszerû fényforrás.

10. ábra: A „zavaros" maszat

Kétféle hologram van, ezek a képvisszaállítás módjában különböznek. Reflexiós hologram készítésekor a referenciasugár a tárggyal ellentétes oldalról éri a lemezt. A lemezrôl visszaverôdô fény állítja elô a képet.

Transzmissziós hologram készítésekor a referenciasugár a tárggyal azonos oldalról éri a lemezt. Ekkor hátulról megvilágítva láthatjuk a képet. A reflexiós (visszaverôdéses) hologramnál a lemezt elölrôl kell megvilágítani. A transzmissziós (áteresztéses) hologramot hátulról kell megvilágítani. Mindkét esetben a lemezrôl jövô fény hozza létre a látható képet. [Pintér, 1993]


11. ábra: A reflexiós és a transzmissziós hologram

Hologramok alkalmazása

A hologram most van olyan helyzetben, mint a fényképezés volt 1900 körül. Nemsokára már talán mindennapos dolog lesz a holografikus gyorsfénykép készítése, a holografikus újság és a háromdimenziós lézer-tv. Sok országban a hologramok már most is láthatók múzeumokban, kiállításokon, vagy újságokba, könyvekbe ragasztva, ill. megvásárolhatók faldísznek vagy ékszernek. Használatánakhatárt szab, hogy mindig akkora képet ad, mint az eredeti tárgy. A hologramot kicsinyíteni nem lehet.
[http://www.omikk.hu/omikk/tudomany/gaborden/tudomany/holograf.htm]
 

A hologramok mindennapi életünk velejáró tárgyai (hölgyeket díszítô kitûzôk, okmányok hitelességét szavatoló védôpecsétek stb.) A préselt hologramok biztonságtechnikai alkalmazása azért ígéretes, mert elôállításuk igen bonyolult, többlépcsôs mûvelet, csúcstechnológia. A préselt hologramok másolásához, hamisításához végig kell vinni az egész technológiai folyamatot, ami nagy eszköz- és munkaigénye miatt általában nem kifizetôdô.

12. ábra: „Védôpecsétek"

Ráadásul a magas szintû technika minôséget eredményezô mûködtetéséhez legalább középfokon jól képzett szakemberre van szükség. Viszonzásul a préselt hologram látványos, többnyire ránézéssel is ellenôrizhetô védôpecsétet nyújt. Nagyobb biztonsági igény esetén a hologramokon speciális kódolt adat is elhelyezhetô, amelynek megléte külön berendezéssel ellenôrizhetô.

Holografikus képernyôk: az ún. „head-up" képernyô a szemlélendô ábrát az ülô megfigyelô elé vetíti. Ilyen megoldásokat alkalmaznak az Amerikai Egyesült Államok légierejének egyes gépeiben. Ugyancsak az államokban intenzív kutatások folynak számítógép-perifériaként mûködô holografikus képernyô készítésére. Egyik legfrissebb alkalmazásukra a Volkswagen Fejlesztô Laboratóriumban került sor: a legújabb típusú Passat gépkocsikban a szélvédôre ragasztott HOE mint képernyô az utca forgalmát, közlekedési jelzôtábláit vetíti a vezetô szemének magasságába.
 

Ha felvételkor a tárgyat henger alakban vesszük körül egy holografikus filmmel, egy teljes 360°-os hologramot kapunk. A visszaállított kép a hengerben lebegni látszik. A hologramot körbejárva a fényképezôgép minden oldala látható.	13. ábra: A körbenézhetô hologram
14. ábra: Mérhetô távolságok	A hologram annyi információt tartalmaz, mint maga a tárgy, de sokkal kisebb helyet foglal el, mivel csak egy lapos lemez. Nagyon sokféle tárgy képi rögzítésére alkalmas, a fogsoroktól a mûtárgyakig.

Holografikus mozi: holográfiában legegyszerûbben úgy mutathatunk be mozgást, hogy a lemezre egymás mellé egy sorozat hologramot veszünk fel. A kép elôtt sétálva az mozogni látszik. Célszerû mozifilmet használni, mivel egy egyszerû mozdulat, pl. integetés visszaadásához is több száz kép kell.

A fénysebesség


Minden valamire való sci-fiben fénysebesség felett repkednek az UFO-k és egyéb ûrjármûvek - nem is tehetik másképp, hiszen az ûrben hatalmas távolságok vannak. Viszont a fénynél gyorsabban a fizika jelenlegi állása szerint nem lehet…

A relativitás-elméletben Einstein a fénysebességrôl, mint abszolút határértékrôl beszél, s kijelenti, hogy semmiféle hatás nem terjedhet a fényénél nagyobb sebességgel, ami 300 000 kilométeres távolság megtételét jelenti másodpercenként, vákuumban.

Ezt az elvet az utóbbi idôkben számtalanszor bizonyították, mi is a válasz a felmerülô kérdésre: Miért kell a sebességgel exponenciálisan növekvô energiát befektetni testek gyorsításába, miért lehetetlen így elérni a fénysebességet? (A probléma hasonlít az abszolút nulla fok problémájához. Létezik egy alsó határ a természetben a hômérséklet tekintetében. Egy test elvileg akármekkora hômérsékletre felmelegedhet, de csak –273,15 Celsius fokig hûlhet le. Ez a 0 Kelvin, az abszolút nulla fok, ennél hidegebb semmi sem lehet.)

A relativitáselmélet alapvetô feltevése szerint a tudomány törvényei minden szabadon mozgó megfigyelô számára azonosak, függetlenül sebességüktôl. Einstein szerint minden megfigyelô ugyanazt a fénysebességet méri, függetlenül saját mozgásának sebességétôl. Ez az egyszerû elv figyelemreméltó következtetésekre vezetett. Ezek közül minden bizonnyal két tétel a legismertebb: egyikük az anyag és energia egyenértékûsége (ezt a tételt összegzi Einstein híres egyenlete: E=mc²); a másik tétel, amely szerint semmi sem haladhat a fény sebességénél gyorsabban [Fercsik, 1977].

A tömeg és az energia egyenértékûsége következtében a mozgó tárgy mozgási energiája hozzáadódik a tömegéhez, azaz megnehezíti a további gyorsítást. A tömegnövekedés csak a fénysebességhez közeli sebességekkel haladó tárgyak esetében válik számottevôvé. A fénysebességhez közeledve a test tömege egyre gyorsabban nô, ezért a további gyorsítás mind több és több energiát emészt fel. Magát a fénysebességet egyetlen test sem érheti el, mivel ekkor a tömege végtelenné válik, ami a tömeg-energia egyenértékûség miatt azt jelenti, hogy csak végtelen sok energia befektetésével lehet a fénysebességig gyorsítani. A relativitáselmélet tehát minden hétköznapi tárgyat egyszer s mindenkorra fénysebességnél alacsonyabb sebességtartományokra korlátoz. Csak a fény, és a többi, saját tömeggel nem rendelkezô hullám haladhat fénysebességgel.

A fénysebesség határérték szerepébôl aztán adódtak további következtetések is, s ezek az idôre magára vonatkoztak. Azt is megjósolta Einstein, hogy nagyobb tömegek közelében az idô lassabban telik, s ha egy test sebessége összemérhetô a fény sebességével, akkor ezen a testen tartózkodók számára az idô lassabban telik. Az elméletnek e pontjaiból kiindulva kezdtek tudósaink hatalmas ûrhajókat tervezni, például a „soha vissza nem térôk ûrhajóját". Aki ugyanis egy ilyen ûrhajóra ül, az hatalmas távolságokra eljuthat térben a Föld bolygótól, ez azonban idôbeli eltávolodást is jelent az elmélet szerint, s miközben maga az ûrhajós csak tucatnyi évet öregszik, a Földön évezredek is eltelhetnek. A jelenség maga „idôparadoxon" néven ismert.

A megoldás a következô: minden megfigyelônek külön lokális sajátideje van, minden mozgó koordinátarendszerhez tartozik egy önálló óra. Nincs abszolút idô, amely szerint meg lehetne állapítani globálisan, hogy éppen hány óra van az Univerzumban. Nagy sebességgel mozgó testeknek az „órája" sokkal lassabban jár, mint a lassan mozgó testeké, ennek következtében „lassabban" is öregednek. Azon testek számára, amelyeknek sebessége már majdnem eléri a fénysebességet, az idô már majdnem leáll.

A sebességet ugyanis úgy tudjuk kiszámolni, ha a megtett utat elosztjuk az út megtételéhez szükséges idôvel:

v = s/t

Egy fénysugárnak a sebessége mindig a fénysebesség, a szokásos jelöléssel „c".

Tehát igaz az összefüggés:

c = s/t

Azonban tudjuk, hogy a „c" egy konstans, azaz minden körülmények között állandó. Ha tehát „s" (a megtett út) egy koordinátarendszerbôl nézve többnek látszik, mint egy másikból nézve, akkor „t"-nek (az idôtartamnak) is többnek kell lennie az elôbbi koordinátarendszerbôl nézve, mint a másikból, mert csak így lehet mindkét esetben a hányados ugyanaz. Ezek szerint a fénysugár mozgásának folyamata az egyik koordinátarendszerbôl nézve rövidebb ideig tart, mint a másikból nézve. Mivel ugyanarról a folyamatról van szó, mégis van alapunk összehasonlítani a két rendszert: arra a következtetésre kell jutnunk, hogy az egyikben gyorsabban telik az idô.
 

Han Solo Millenium Falconja távoli galaxisokat (óriási gyorsulással, befagyasztva) elérhette úgy, hogy közben ûrhajójában még 1 év sem telt el. Nem hiányzott közben Leia hercegnô társainak?

15. ábra: A csoda jármû

Azonban ne reménykedjünk abban, hogy majd egyszer képesek leszünk közel fénysebességgel haladó ûrhajókkal keresztülszelni a Világegyetemet. A fénysebesség tulajdonképpen végtelen: nyugalmi tömeggel rendelkezô test nem érheti el soha.

Minden mozgó tárgynak mozgási energiája van, ami a tárgy tömegétôl és a sebességétôl függ. Egy gépkocsinak könnyen megnövelhetjük a mozgási energiáját: csak gázt kell adnunk. Ezáltal sebességét növeltük, az autó tömege nem változott.

Ugyanezt a szituációt kell elképzelnünk, csak egy kicsit szélsôségesebb esetben. Egy ûrhajóval repülünk, aminek a sebessége már majdnem eléri a fénysebességet. Ám a hajtómûvében továbbra is üzemanyagot égetünk, és ezáltal még több energiát adunk neki. Energia nem veszhet el. Az üzemanyag energiája csökken, ezért az ûrhajó mozgási energiája növekedik.

Az ûrhajó sebessége már alig növekedhet, hiszen így is majdnem elérte a maximális határsebességet. Einstein állítása szerint ekkor a mozgási energia másik összetevôjének, a tömegnek kell növekednie. Einstein számításai szerint egy 1 tonnás ûrhajónak, ha a fénysebesség 99 %-ával halad, 7.1 tonnára, ha a fénysebesség 99.999 %-ával halad, akkor 224 tonnára növekszik a tömege. Einstein elmélete szerint a tömeg egy energiafajta. Az elôzô esetben az energia, melyet a hajtómû termelt, átalakult tömeggé.

Egy fénysebesség 99,999 %-ával mozgó alma tömege 50 kg lenne!
Egy test összes energiája, Einstein híres egyenlete szerint, így számolható ki: E=mc².
Ebben a képletben az „m" nem a test nyugalmi tömegét jelenti, hanem az ún. relativisztikus tömegét.
Egy test relativisztikus tömege a bétából (b = v/c) és a nyugalmi tömegébôl (m₀) a következôképpen számolható ki:

m=m₀/(1-b²)^1/2

Mivel ez az energiamennyiség magába foglalja a test mozgási és ún. nyugalmi energiáját is, ezért:

m₀c²/(1-b²)^1/2=m₀c²+E_m

ahol E_m a test mozgási energiája.

Nem kell a képleteket értenünk, elég látnunk a lényegét. Az egyenletekben az egyik oldalon az energia, a másikon a tömeg szerepel, és a fénysebesség négyzete, mint egy „mértékegység átváltó" konstans. Ezek szerint tehát az energia és a tömeg teljesen ekvivalens egymással. Einstein egybekapcsolta az energia- és a tömegmegmaradás elvét (Fercsik,1977).

A tudomány szempontjából ez az E = mc² képlet a felülírási határt biztosítja. Márpedig a sci-fi mûfajába sorolható mûvek igen nagy hányada áthágja ezt a korlátot. Talán éppen nem tudományos alapon? Könnyen lehet. Almár Iván egy tanulmánya szintén felvetette e kérdést. Ô maga is tudományos alapon közelített az intergalaktikus utazás lehetôségeihez. Néhány észrevételét érdemes idéznünk: „A relativisztikus sebességgel repülô ûrhajónál meg kell említeni azt a körülményt, hogy a relativitáselmélet egyik elfogadott következtetése értelmében az ilyen jármûben lényegesen lassabban telik az idô, mint itt a Földön. Ezért a benne repülô ûrhajósok lassabban öregszenek. A 2,2 millió fényévnyire lévô Androméda-köd is elérhetô ilyen relativisztikus ûrhajóval úgy, hogy a benne ülôk csak 30 évet öregszenek, miközben a Földön 2 millió év telt el. Mindez, mint lehetôség, nem mond ellent a fizika ma ismeretes törvényeinek. Más a helyzet a fénysebességet meghaladó ûrhajóval, mint lehetôséggel. Ha szigorúan a bizonyított tudományos eredmények szintjén maradunk, akkor a fénysebességnél gyorsabban repülni egyáltalán nem lehet. Vannak azonban bizonyos homályos elgondolások, amelyek nem zárják ki a fénysebesség átlépését, mint lehetôséget. (...) Vannak, akik azt állítják, hogy (...) a fénysebesség átlépése nem mond ellent a fizika végsô törvényeinek. (...) Mindenesetre az ilyen fénysebesség fölötti utazás lenne az egyetlen lehetôség arra, hogy a csillagûrhajó felbocsátója maga élvezhesse az út eredményeit."

Csakhogy a fenti képlet kizárja ennek megvalósíthatóságát, ugyanis ha az anyag eléri a fénysebességet, végtelenné válik a tömege.

Úgy tûnik tehát, hogy maga a hiperûrutazás csak puszta feltevés. A tudomány mindenkori állása szerint kivitelezhetetlen. Nagyon kevés az olyan sci-fi, mely egyáltalán foglalkozik e problémával, azaz nem feltétlenül a tudomány képezi a mûfaj elsôdlegességét. Bár számos ötletet mozgósít (pl. dimenzióugrás, mely többek között azért kivitelezhetetlen, mert megváltozik közben az anyag szerkezete stb.), mégis inkább a fantasztikumra tereli a figyelmet. Ebbôl a szempontból tehát a sci-fi elnevezés elôtagja akár meg is kérdôjelezhetô.

A fekete lyukak

A fekete lyukak a téridô azon tartományai, amelyekbe anyag és sugárzás csak belehullhat, de kijönni semmi sem képes. Még elektromágneses sugárzás, így a fény sem hagyhatja el a fekete lyukat, innét ered a neve.
 

Feltételezhetô, hogy a egyes csillagok életciklusuk utolsó állomásában válnak fekete lyukakká. Csillag akkor keletkezik, mikor nagy mennyiségû gáz (többnyire hidrogén) saját tömegvonzásának hatására önmagába roskad. A gázfelhô összehúzódása közben a gázatomok mind gyakrabban és nagyobb sebességgel ütköznek egymásnak, ennek következménye, hogy a gáz felmelegszik [Hermann, 1992].

16. ábra: A fekete lyuk

Idôvel eléri azt a hômérsékletet, melyen a hidrogénatomok héliummá egyesülnek – a felszabaduló hô hatására világít a csillag. Ez a hôtöbblet a gáz nyomását is növeli, amíg az végül kiegyenlíti a gravitáció összehúzó erejét, ekkor szûnik meg a zsugorodás. A csillagok hosszú idôn át megôrzik stabilitásukat, mivel a nukleáris folyamatok során fejlôdô hô ellensúlyozza a gravitációt. Idôvel persze kimerül a csillag „üzemanyag készlete". A belsô hômérséklete már nem elég ahhoz, hogy energia felszabadulás mellett újabb és újabb elemeket „építsen fel". Az „öregedô" csillag belsô egyensúlya többé már nem tartható fenn, a mag összehúzódik.

Számítások szerint, ha csillag kis tömegû (1,5 naptömeg alatti = Chandrasekhar-határ) fehér törpévé (néhány ezer kilométeres átmérôjû, több százezer kg/cm³ sûrûségû) válik, a legtöbb csillag ekként fejezi be az életét.

A nagytömegû „öreg" csillagok élete másként fejezôdik be. A felépítésük réteges, legkívül van a hidrogén- és a héliumréteg, beljebb következnek a csillagfejlôdés során létrejött nehezebb elemek (pl.: szén, szilícium, vas). A még ezeknél is nehezebb elemek már nem épülhetnek fel, mert az a folyamat már nem szabadítana fel energiát, hanem éppen ellenkezôleg energiát igényelne. Létrejön a szupernóva-robbanás, melynek következtében a csillag külsô rétegei a felszabaduló energia hatására ledobódnak. A csillag összeomlása a nyomáscsökkenés miatt következik be, ez történhet abból, hogy a protonok nagyenergiájú elektronokat fognak be és neutronok jönnek létre, vagy a vasatomok magja a magas hômérséklet miatt „széttörik", ehhez energia kell és lecsökken a nyomás. Szupernóva maradvány képzôdik, a belsejében pedig egy neutroncsillag marad vissza. Ezt a II. típusú szupernóva robbanásnak nevezzük. (Az I. típus esetében egy olyan fehér törpe összeomlása következik be, amelyik egy kettôs rendszer tagja. Bizonyos idô elteltével a kísérôcsillagról átfolyó anyag miatt a fehér törpe tömege meghaladja a Chandrasekhar-határt, a csillag összeomlik, ennek hatására a csillag ledobja a külsô részeit.) Ha a csillag (II. típusúnál) összeomlásakor megmaradó tömeg 7-8 naptömeg, akkor ez a belsô mag fekete lyukká esik össze.

A fekete lyukaknak óriási a sûrûsége és a felszíne közelében a gravitációs hatása is. Ebbôl az óriási gravitációból következik, hogy sem anyag, sem energia nem távozhat el belôle (még a fény sem), semmilyen információnk nincs a benne zajló folyamatokról. Határfelületüket ezért eseményhorizontnak nevezzük, ez egybeesik azoknak a fénysugaraknak a pályájával, amelyek éppen nem tudnak kiszökni. A fekete lyukakban a gravitáció minden más erôt felülmúl, s az anyag egy számunkra ismeretlen, végtelenül sûrû állapot felé omlik össze, amit szingularitásként írhatunk le. A fekete lyuk a térnek e szingularitás körüli tartománya, az eseményhorizont sugarát pedig az ún. Schwarzschild-rádiusz adja meg, ami viszont a tömegtôl függ. (Ha az illetô anyag a Schwarzschild-rádiusznál kisebbre préselôdik össze, akkor haladja meg a szökési sebesség a fény sebességét.). [http://www.supernova.hu/htema/marcius/htema.html]

Egy m tömeg Schwarzschild-rádiusza km-ben könnyen kiszámítható az R_s = 2Gm/c²
képlettel, ahol G az általános gravitációs állandó, c pedig a fénysebesség.
(Ez alapján a Nap Schwarzschild-rádiusza mintegy 3 km, a Földé pedig 1 cm).

Fekete lyukak elméletileg minden anyagtömegbôl keletkezhetnek, ha a Schwarzschild-rádiuszánál kisebbre nyomódnak össze. Igazán nagy fekete lyukakat galaxismagokban találhatunk. Az elméletek szerint az aktív galaxisok magjaiban fekete lyukak húzódnak meg, és iszonyatos tömegvonzásuk révén folyamatosan maguk köré gyûjtik a galaxis anyagát, a gázfelhôket és a kifejlett csillagokat. A csillagokat aztán a roppant mértékû gravitáció szabályosan szétszakítja, így anyaguk a gázfelhôk anyagával együtt egy örvénylô korongot képez a fekete lyuk körül. Ebbôl az úgynevezett tömegbefogási korongból az anyag a fekete lyuk felé zuhan. A behulló anyag végsô eltûnése elôtt hatalmas energiára tesz szert, amely sugárzás formájában szabadul fel. Ez a sugárzás adja az aktív galaxisok magjainak iszonyatos fényerejét. A lyuk felé zuhanó anyag egy részét a felszabaduló energia visszasöpri a világûrbe, két ellentétes, a tömegbefogási korongra merôleges irányú anyagkilövellés formájában [Hawking, 1995].

Bár maguk a fekete lyukak nem figyelhetôk meg közvetlenül, a közelükben zajló folyamatok felfedik a jelenlétüket. A fekete lyukak létezése ma a csillagászok számára majdnem olyan bizonyos, mint a részecskefizikusok számára az elemi részecskék létezése, talán még bizonyosabb, mint a kvarkok létezése. Ha csak annak a létezésében hinnénk, amit látni lehet, akkor a részecske fizika, kvantummechanika, stb. nagy részét nyugodtan meg lehet kérdôjelezni, pl. ilyen kijelentésekkel, hogy „ki látott már mágneses teret?".

A csillagászok olyan rendszereket figyeltek meg, amelyben egy látható csillag kering, láthatatlan társa körül. A Cygnus X-1 esetében a fehér törpéket illetve neutroncsillagokat azon az alapon lehet kizárni, hogy azok tömege nem haladhat meg egy bizonyos kritikus értéket, kb. 1,5 illetve 3 naptömeget.

Ezt a kritikus tömeget mind az elmélet (Chandrashekar), mind a fehér törpék és neutroncsillagok észlelt tömegeloszlása alátámasztja. Ma már számos esetben biztos, hogy a nem látható tagja a kettôscsillagnak ennél a kritikus tömegnél sokkal nagyobb tömegû (hatszoros naptömeg). Egy galaxis közepén lévô több millió nap tömegû fekete lyukak létezésére a fekete lyukak által keltett gravitációs tér erôsségébôl lehet következtetni, ugyanis a mag körül lévô csillagok sebesség diszperziója a központ felé haladva hegyes csúcsot mutat. Ilyen mértékû tömegkoncentrációt nagyon nehéz elképzelni más módon, mint egy hatalmas fekete lyuk formájában.

Mostanáig azt hittük, hogy a fekete lyukak mindent magukba szippantanak a közvetlen környezetükbôl. Német, orosz és ausztrál csillagászok egy csoportja legutóbbi vizsgálataiban más megvilágításba helyezte ezt a kérdést, legalábbis azokra a fekete lyukakra vonatkozólag, amelyek az úgynevezett küllôs spirális galaxisok középpontjában helyezkednek el.
 

A küllôs spirális galaxisok a spirális galaxissá fejlôdés korai stádiumában vannak, két karjuk egyenest alkot, amely a két végén hurokszerûen behajlik. Ilyen alakú a tôlünk ötvenmillió fényévnyire található, mintegy hatvanezer fényév méretû NGC 1097 galaxis, amelyen a nemzetközi kutatócsoport a vizsgálatait folytatta, párhuzamosan végezve optikai és rádiócsillagászati megfigyelést.

18. ábra: NGC 1097 galaxis

A fekete lyuk körül ugyanolyan stabil csillagpályák alakulnak ki, mint bármilyen más gravitációs centrum körül. A csillagok tehát nem zuhanhatnak bele a fekete lyukba. Egészen más azonban a helyzet az ionizált csillagközi gázzal, amelynek a viselkedését nem a newtoni mechanika szabályozza.

„A küllôs spirális galaxisokban a gravitációs tér nagyon elnyúlt, ezért a csillagok nagyon elnyúlt pályán keringenek a galaxis középpontja körül. A küllôben a pályaellipszis elnyúltsága miatt nagyon lelassulnak. A párhuzamosan végzett optikai és rádió csillagászati megfigyelés lehetôvé tette, hogy a csillagászok együtt vizsgálhassák a csillagközi gáz áramlását és a gáz mágneses terének irányát. Az derült ki, hogy a küllôben lökéshullám alakul ki, mégpedig nem a küllô határán, mint várták, hanem a küllô tengelyén. A meglepô az volt, hogy ezen a lökéshullámon a gáz nem lelassulva, de eredeti irányában halad tovább, mint a csillagok, hanem közel derékszögben elfordul, és a galaxis centruma felé áramlik. A centrum körül azután egy központi gyûrût alkot." [http://www.omikk.hu/omikk/haromt/hirek/astro/ngc1097.htm]

A központi gyûrû részletesebb vizsgálatánál kiderült, hogy ennek a gyûrûnek a mágneses tere spirálisan befelé irányul. Így a gyûrût alkotó gáznak az a része, amely ott nem tömörül csillagokká, elindul a gyûrûbôl befelé, a középpont felé. A számítások azt mutatják, hogy az így befelé áramló gáz tömege elegendô ahhoz, hogy a középpontban feltételezett fekete lyukat kellô mértékben táplálja. A vizsgálat tehát azt mutatja, hogy (legalábbis a küllôs spirális galaxisok középpontjában) a fekete lyuk körüli sugárzás nem a válogatás nélkül belé hulló anyagból fakad, hanem abból a csillagközi gázból (plazmából), amelyet a mágneses térbôl fakadó erôk letérítettek a newtoni keringési pályáról.

A fekete lyukak néhány érdekes tulajdonsága:
 

A relativitáselmélet alapján tisztában vagyunk azzal, hogy nincs abszolút idô. Minden megfigyelô számára más mérték szerint múlik az idô. A fekete lyuk közelében tartózkodó személy számára másként telik az idô, mint az ûrbeli megfigyelô számára. A gravitáció hatására lassabban telik az idô az ûrhajón lévôk szempontjából.  Mivel a fekete lyuk egy olyan égitest, amelynek nagy a gravitációja, ezért a fekete lyukat nem lehet megközelíteni anélkül, hogy a közelítô személyt az úgynevezett „árapály erôk" szét ne „tépjék".

19. ábra: A fekete lyukhoz közelítve

A fekete lyuk a nagy gravitáció miatt a közelükbe elhaladó fénysugarak útját meggörbíti. (Ha egy távoli galaxis és a Föld között van egy fekete lyuk, akkor az meggörbíti a fényt, és ezért más irányban látjuk a galaxist, mint ahol valójában elhelyezkedik.)		20. ábra: A gravitációs lencse létrejötte
21. ábra: A gravitációs lencse	22. ábra: Hubble ûrtávcsô felvétele

• Az M87 jelzést viselô galaxisból kiinduló kékesen fénylô egyenes fénysugarat már 1918-ban felfedezték, de a keletkezésének okára eddig nem volt magyarázat. A 10 éve felbocsátott Hubble ûrteleszkóp révén sikerült leleplezni az „irányfény" forrását, egy szuperméretû fekete lyukat.

23. ábra: Az „irányfény"

Ez okozza az elektronokból és más szubatomikus részecskékbôl álló kékes sugarat. A hatalmas ûrbeli porszívó nagy tömegû központja már kétmilliárd naptömegnyi anyagot elnyelt. A fekete lyuk körül a Hubble-kutatók szerint magas hômérsékletû plazmakorong kering, amelyet az erôs mágneses mezôk gyorsítanak.

Nincs olyan ember, akinek ne fordult volna meg a fejében az idôutazás gondolata. Számos regény, film született ebben a témában – mint olvashatták is –, a dolog azonban mindezidáig megmaradt a tudományos fantasztikum világában.

Az idôgép a mozgókép „édestestvére". Mindkettô 1895-ben született, sorsuk elválaszthatatlanul összekapcsolódott. Az idôgépet H. G. Wells alkotta meg. Regénye sikerének köszönthetôen az idôutazás rövid idôn belül az egyik legnépszerûbb témája lett a fantasztikus regényeknek, majd a filmnek. A gépezet mûködtetésében elsôsorban a filmesek és a tévések jeleskednek, jóvoltukból a nézô fantasztikusnál fantasztikusabb kaland részese lehet.

Az idôgép utasa tetszés szerint veheti az útját Elôre a múltba vagy Vissza a jövôbe. A szerkezet nem ismer határokat, idôbeli korlátokat.

Legtöbb esetben azonban nincs választása az embernek. Mint az Idôcsapdában címû film amerikai tengeralattjárója legénységének. Véletlen folytán nyílik meg elôttük a jövôbe vezetô út. Ám az ottani világ közel sem olyan idillikus, mint azt képzelték. Hasonló a helyzet a Nimitz anyahajóval, amely elektromágneses viharnak köszönhetôen 1941-be csöppen. Épp akkor, amikor a japán flotta orvtámadásra készül Pearl Harbor ellen. A kapitány kiadhatná a parancsot a megelôzô csapásra. Kérdés, hogy megteszi-e, joga van-e ahhoz, hogy megváltoztassa a történelmet? Ilyen és hasonló kérdések körül bonyolódik az 1980-ban készült Végsô visszaszámlálás.
 

Minden idôk legnépszerûbb idôkalandja a Vissza a jövôbe címû trilógia. Egy kisváros álmodozó kamasza harminc esztendôt repül vissza a múltba úgy, hogy a saját jelene a veszélyeztetett jövôjévé válik.	24. ábra: Jelenet a filmbôl
25. ábra: Jelenet a filmbôl	Ha ugyanis az idôutazó belekontárkodik a múltba, könnyen lehet, hogy átírja a történelmet, beleértve saját történetét is. Még az is megeshet, hogy beavatkozásnak köszönhetôen meg sem születhet...

A látszólagos ellentmondás az idôutazás paradoxonjából fakad. Hatalmas jelentôséggel bír tehát minden mondat és mozdulat, hiszen ki tudja, milyen hatással lesz a jövôre nézve?! A Vissza a jövôbe könnyed hangvételû sci-fi vígjáték, tele képes képtelenséggel, komikus helyzettel, fantasztikus trükkel.

A Terminátor címû film fôhôse viszont kétszer is a jövôbôl érkezik: egyszer azért, hogy megölje a jövôbeli lázadók vezérének anyját, másodszor pedig azért, hogy megmentse kamaszkorú jövôbeli megbízóját a jövôbôl érkezô gyilkostól.


26. ábra: A terminátor

Idôszökevények, veszedelmes terroristák és bûnözôk után nyomoz a Time Trax – Hajsza az idôn át címû tévésorozat rendôr hôse.

Mint e néhány példa mutatja, az idôgép fáradhatatlanul szállítja utasait, a közönségnek tetszenek ezek a mesék…

Lehetséges-e az idôutazás?


Az utolsó pár évtized komoly tudományának „legvadabb" fejleménye a tudósok körében, az idôutazás lehetôségének elemzése. A tudósok nem foglalkoznak (legalábbis még nem) idôgépek kifejlesztésével laboratóriumaikban, de Einstein általános relativitás-elméletének híres egyenleteit tanulmányozva arra a megállapításra jutottak, hogy semmilyen fizikai törvény nem sérti meg az idôutazás lehetôségét. Nagyon valószínû, hogy nagyon nehéz ezt megvalósítani, de nem lehetetlen.

Habár ez az egész sci-finek tûnik, a tudósok egy része komolyan vette ezt az elképzelést és egy olyan természeti törvény bevezetését javasolták, mely megakadályozza az idôutazást, s ezáltal meghiúsítja különbözô paradoxonok kialakulását. Ez idáig azonban senkinek sincs semmilyen elképzelése a törvény mûködésérôl. Klasszikus paradoxon például az az eset, amikor egy személy az idôben utazva visszakerül a múltba, s valami módon megakadályozza saját maga megszületését – megöli például nagyanyját még kisgyermek korában vagy pedig olyasmit tesz, ami folytán szülei sosem találkoznak egymással (mint Vissza a jövôbe címû filmben). Az egész ellentmond a józanésznek, állítják a szkeptikusok, tehát valami törvénynek léteznie kell, mely ezeket megakadályozza. Többé-kevésbé hasonló indoklással próbálták bebizonyítani azt, hogy az idôutazás lehetetlen.

Einstein bebizonyította 1905-ben közzétett relativitáselméletében, hogy a fénysebesség megközelítésével elôre lehet utazni az idôben. Ha tehát majdnem fénysebességgel (a fénysebesség 99,995 százalékával) elutazunk egy 500 fényévre lévô csillaghoz, majd visszajövünk a Földre, akkor mi csak 10 évet öregedünk, miközben a Föld ezret…

Az angol Nemzeti Fizikai Laboratórium kutatói két szinkronizált, szuperpontos atomórával - amelyek 300 ezer éven belül 1 másodpercre pontosak - végeztek el egy kísérletet, amely mind a speciális, mind az általános relativitáselmélet jóslatait próbára tette.
 

Az egyik órát egy Sanghajba, majd onnan visszafelé tartó menetrendszerû Virgin Airways-járaton helyezték el, miközben a másik óra mindvégig Londonban maradt. Az újbóli találkozás pillanatában a „repülô" óra 55 nanoszekundumot (55x10-9 másodpercet) sietett Londonban maradt párjához képest.

27. ábra: Illusztráció

Az eredmény csupán elsô hallásra meglepô, ám tökéletesen megfelel az Einstein-féle speciális és általános relativitáselmélet jóslatainak. Igaz, a speciális relativitáselmélet szerint az idô annál lassabban telik, minél gyorsabban utazunk (tehát a repülô óra lenne fiatalabb), az általános relativitáselméletbôl következôen viszont annál gyorsabban, minél távolabb vagyunk a Föld középpontjától (vagyis minél magasabbra emelkedünk). A kísérletben ez a két hatás egymás ellen dolgozott, és mivel az általános relativitáselméletbôl eredô (a gravitáció gyengülése miatti) „sietés" nagyobb volt, mint a speciális relativitáselméletbôl adódó (sebesség miatti) „késés", az elôbbi gyôzedelmeskedett. Vagyis a „repülô" óra ez esetben többet öregedett, mint helyben maradt párja. Nagyobb sebességeknél, persze, fordulna a kocka, hiszen már 87 százalékos fénysebességgel is egy 25 évig tartó utazás után 50 évvel öregebben láthatnánk viszont itthon hagyott ismerôseinket.

Az idôutazás, mint tudományos felvetés a 17. században jelent meg. Sir Isaac Newton akkor teljességgel kizárta ennek lehetôségét, tér és idô rögzítettségére, megváltoztathatatlanságára hivatkozva.
 

Évszázadokig az ô álláspontja volt uralkodó, mígnem Einstein bebizonyította, hogy tér és idô szoros összefüggésben vannak egymással, és mindkettôre hat a gravitáció. Ez az elmélet vezette a tudósokat arra a következtetésre, hogy az univerzumban elterülô óriási gravitációs mezôk, mint a tízszeres naptömeget meghaladó csillagok halála után keletkezô fekete lyukak esetleg lehetôséget adnának az idô visszafordítására.

28. ábra: Albert Einstein

Elvben a fekete lyukak tényleg lehetôséget nyújtanak egyfajta tér- illetve idôutazásra. E lyuk középpontjában létezik egy pont – az ún. szingularitás, ahol a tér és az idô megszûnik s az anyag sûrûsége végtelenné válik [http://emc.elte.hu/~ve/95p/veidouta.html].

Körülbelül 30 évvel ezelôtt Roger Penrose az Oxford egyetemrôl bebizonyította, hogy bármilyen tárgy, mely ilyen fekete lyuk közelébe kerül, a lyuk gravitációs vonzása következtében a szingularitásba zuhan s örökre eltûnik számunkra [Lukács, 1990].

Az 1960-as években azonban Roy Kerr bebizonyította, hogy a dolgok egészen másképpen alakulnak forgó fekete lyuk esetében. Szintén létrejön szingularitás a lyuk középponti részében, melynek azonban gyûrû formája van. Elvben lehetséges „átúszni" a lyuk gyûrûjén s megjelenni egy más helyen, más idôben. E megoldás iránti érdeklôdés is csupán a 70-es években nôtt meg, miután a csillagászok felfedeztek pár fekete lyuknak tûnô objektumot Tejútrendszerünk és más galaxisok központjában.

Hasonlóan a Kerr-megoldáshoz, más típusú fekete-lyuk-idôgépek is megengedettek, mint például a féreglyukként ismert konfigurációk, melynél két fekete lyuk (saját térrel és idôvel) ún. „torokkal" van összekötve.

Einstein 1915-ben megfogalmazta, hogy a tér és az idô egyaránt „hajlított" valóságok. A rendkívül nagy tömegû tárgyak közelében ez a hajlás rendkívül nagy. Ha egy tárgy elég sûrû, a hajlás szinte végtelen, és így alagutat is nyithat, amely az idô és a tér távoli régióit közeli szomszédokká teheti. Ezt az alagutat a fizikusok „féregjáratnak" hívják.

1988-ban Kip Thorne fizikus több kollegájával együtt felvetette, hogy egy ilyen féregjárat segítségével megvalósítható az idôutazás a múltba. A járat egyik végét az ûrben majdnem fénysebességgel mozgatjuk, miközben a másik végét stabilan Földhöz rögzítjük. Ezután a járat mozgó végébe ugorva – éppúgy, mint az utazó ûrhajós –, ez a vége a járatnak lassabban öregszik, ezért egy korábbi idôhöz kapcsolja a járat rögzített végét. Amikor a következô pillanatban az ember kijön a járat lerögzített végén, a saját múltjában találhatja magát.

Thorne és kollegái egy közel egymilliárd kilométer átmérôjû féregjárat elkészítésével tartják elképzelhetônek az emberek idôutaztatását – ennek a szerkezetnek az elkészítéséhez azonban a Nap tömegénél 200 milliószor súlyosabb tárgyra lenne szükség, ezért egyelôre le kell mondanunk arról, hogy szemtanúi legyünk saját múltunknak.

A megvalósítás azért nem mentes a nehézségektôl. A feltevések szerint ezek a fényt tökéletesen elnyelô gravitációs mezôk lennének a végpontjai az un. féreglyukaknak. A féreglyukak valójában csôszerû képzôdmények, melyek a téridô olyan tartományait kötik össze, amelyek egyébként elérhetetlenek egymás számára. Az idôutazásra tehát elméletileg itt volna lehetôség. A problémák csupán a következôk:

A féreglyuk olyan gyorsan nyílik és záródik, hogy még a fény sem képes áthatolni rajta. Emellett a megfelelô energiaforrás biztosítása sem elhanyagolandó kérdés.

A másik probléma – olyan leírást találni mesterségesen elôállított féreglyuk esetében, amelyben ez olyannyira kitágul, hogy ember (vagy akár ûrhajó) is átjuthat rajta, és amely távol tartja a féreglyuk torkához közeli részben levô anyagot az ûrutazóktól.

Talán elkerülhetetlen volt, hogy éppen a sci-fi regények hatására a tudósok meggyôzték magukat arról, hogy az idôutazás kellô mértékben fejlett technológiával rendelkezô civilizáció által lehetséges Viszont úgy gondolom egyetlen magyarázat arra, hogy miért is nem találkoztunk eddig idôutazókkal a jövôbôl – azért, mert az idôgépet nem találták fel.

Földünk „égi" veszélyforrásai

Az 1998-as év mozisikerei közé tartozott a Deep Impact és az Armageddon címû film. Elôbbiben üstökösmag, utóbbiban kisbolygó csapódott bolygónk testébe. De mi a helyzet a valóságban? Annyi bizonyos, hogy katasztrófát elôidézô becsapódások már többször is elôfordultak a földtörténeti múltban és igen valószínû, hogy a jövôben is megtörténnek.		29. ábra: Jelenet az Armageddon címû filmbôl
30. ábra: Arizonai meteorkráter	A csillagászati „közelmúltban" csapódtak már a Földbe égitestek. Az arizonai meteoritkráter „csak" 50 000 éves. 1991-ben egy kisbolygó mindössze 170 000 kilométerre suhant el a Föld mellett.

A csillagászok által tanulmányozott égitest közül a kisbolygók és az üstökösök jelentenek veszélyt a Föld számára.

A csillagászok folyamatosan figyelik az ilyen földközelbe férkôzô égitesteket, hogy idejében észrevegyék, ha valamelyik már veszélyesen megközelítené bolygónkat.

A Föld egy kilométeres aszteroidával 100000 évente átlagosan egyszer ütközik. Egy ilyen összeütközés már katasztrófa lenne az egész világra nézve. A dinoszauruszok kora 65 millió évvel ezelôtt ért véget, ezzel egy idôben, Mexikóban egy kis aszteroida csapódott be a Yucatán-félsziget területére.(Egyes elméletek szerint ez okozta a dinoszauruszok kipusztulását.)

A törmelék magasan szóródott szét a légkörben, és mindenfelé tûz pusztított. A meteorit környezeti katasztrófát okozott. Hatására az éghajlat megváltozott, és ez a földön élô fajok 2/3-ának a kipusztulását eredményezte, – egyes kutatók szerint – egyetlen 30 kilogrammnál nehezebb állat sem élte túl.

A kutatás az utóbbi pár évben kapott nagy lendületet, amiben szerepe lehetett a katasztrófafilmek hatásának is (Deep Impact, Armageddon).

(Bár a Deep Impact és az Armageddon címû filmek leginkább arról szólnak, miképp reagál a világ a halálos ítéletre. Nagyszabású cselekményvezetésük és lenyûgözô látványviláguk ellenére a történet elsôsorban emberekrôl szól, azt ábrázolja, miként küzd az egyén a számára legfontosabb dolgokért a pusztulás árnyékában.)

Az utóbbi években rengeteget hallottunk olyan égitestekrôl, amelyek megközelítették a bolygónkat. A NASA tudósai 2000-ben egy 70 méteres aszteroidáról kiszámolták, hogy az 30 év múlva becsapódhat a Földbe. Ha ez valóban bekövetkezik, akkor ennek hatása egy nagy nukleáris robbanáséhoz lesz hasonlítható.

Az eddigi számítások szerint a becsapódás esélye 1:50-hez, ami ugyan nem tûnik soknak, de ez mégis jóval meghaladja bármely eddig ismert, és a mérete alapján a Földre esetlegesen veszélyt jelentô objektum becsapódási esélyeit.

Számítások szerint a vizsgált objektum – ami a 2000 SG344 „nevet" viseli – 2030. szeptember 21-én fogja a Földet a legjobban megközelíteni, amikor is úgy 15 Föld-Hold távolságnyira fog elhúzni bolygónk mellett. De mivel a tudósok nem tudják a pályáját teljes biztonsággal meghatározni, így azt sem tudják kizárni, hogy esetleg tényleg a Földbe csapódik.

A torinói skála

 
Egy új kisbolygó vagy üstökös felfedezésekor többnyire csak igen bizonytalanul lehet megjósolni, hol lesz az objektum hónapok vagy évek múlva. Ez természetes következménye annak, hogy ilyenkor az égitest pályájának még csak nagyon rövid szakaszát ismerik, és azt is csak némi pontatlansággal. Szerencsére a legtöbb objektum esetében már ennek alapján is nagy biztonsággal kizárható, hogy az égitest a következô évszázadban túlságosan közel kerül Földünkhöz. Vannak azonban olyan kisbolygók, amelyeknél kisebb-nagyobb mértékben, de fennáll ez a veszély.

Éppen ezért a Nemzetközi Csillagászati Szövetség már évek óta fontolgatja, hogy az új felfedezések révén rohamosan gyarapodó számban ismert Földhöz közeli kis égitesteket veszélyességük mértéke szerint csoportosítsa.[Kereszturi-Sárneczky, 2000]

1999 júniusában, Olaszországban konferenciát tartottak a földsúroló égitestekrôl (minden olyan objektumot ide sorolunk, amely naprendszerbeli helyzetét tekintve becsapódásával veszélyezteti a Földet) és az általuk képviselt veszélyrôl. Itt fogadták el a torinói skálát, amellyel egy-egy földközeli objektum veszélyességének foka egyszerûen megadható. A földközeli objektumoknak a skálán kapott értéke az objektum veszélyességét fejezi ki. A beosztás két tényezôn alapul: egyrészt az adott égitest által esetleg okozott kár nagyságát tekinti, amely a sebességétôl, valamint tömegétôl függ (gyakran a mérettel helyettesítik), másrészt, hogy mekkora valószínûséggel találja el a Földet.

A következô táblázatban az egyes értékek jelentése olvasható le, illetve mindez grafikusan ábrázolva:


31. ábra: A torinói skála Magyarázat:

Nincs veszély
0	Az ütközés esélye nulla, továbbá amelyek eltalálják a Földet, de veszélytelenek
Figyelemre méltó objektumok és események
1	Az ütközés valószínûsége nagyon kicsi, 1 % alatti
Fontos objektumok és események
2	Közeli elhaladás, de az ütközés valószínûsége 1 % alatti
3		Közeli elhaladás, 1 %-nál nagyobb az ütközés valószínûsége, lokális következményekkel
4		Közeli elhaladás, 1 %-nál nagyobb az ütközés valószínûsége, regionális következményekkel
Fenyegetô objektumos és események
5	Közeli elhaladás, 1 %-nál nagyobb az ütközés valószínûsége, regionális következményekkel jár
6		Közeli elhaladás, kicsi az ütközés valószínûsége, globális következményekkel járhat
7	Közeli elhaladás, 1 %-nál nagyobb az ütközés valószínûsége, lokális katasztrófával
Biztos becsapódás
8	Biztos becsapódás, lokális következményekkel (50-1000 évente)
9		Biztos becsapódás, regionális következményekkel (1000-10000 évente)
10		Biztos becsapódás, globális következményekkel (0,1-0,5 milliárd évente)

Egy becsapódás következményei

Sok tényezô befolyásolja, hogy egy test eléri-e bolygónk felszínét, illetve, hogy milyen károkat okozhat. A veszély mérlegelésekor a test robbanási magasságát és a robbanás energiáját kell figyelembe venni [Kereszturi-Sárneczky, 2000].

Az objektum pályája minél nagyobb szöget zár be a vízszintessel, valamint minél nagyobb a sûrûsége, a szilárdsága és a mérete, annál lejjebb jut a légkörben. A lefelé sûrûsödô atmoszférában repülve egyre nagyobb nyomással nehezedik a légellenállás. Ha kicsi a test, akkor már a légkörben szétrobban, a 10 m körüli objektumok biztonságos magasságban megsemmisülnek.

Ritkán elôfordulhat, hogy a test a légkört csak súrolja, és rövid repülés után el is hagyja. Ilyen eseményt figyeltek meg 1972-ben, Észak-Amerika felett.


32. ábra: A Föld légkörébe repülô kisbolygó

A kisbolygók 80-100 méter, az üstökösmagok 100-150 méter feletti átmérônél már elég nagy az esély, hogy elérjék a felszínt. A becsapódás pillanatában kráter keletkezik, valamint a robbanás lökéshullámai és izzó gázai többször 10 kilométer átmérôjû területen mindent letarolnak. A Földünket már rengeteg ilyen méretû objektum „eltalálta" eddigi élete során, krátereket hagyva maguk után. A következô táblázatban az 5-250 millió éves és legalább 5 kilométer átmérôjû kráterek közül:
 

Átmérôje (km)	A kráter helye	Kb. kora (millió év)	Átmérôje (km)	A kráter helye	Kb. kora (millió év)
10	Karla	10 ± 4	25	Ukrajna	100 ± 5
20	Kanada	13 ± 11	17	Logojszk	100 ± 20
24	Ries	14,8 ± 0,7	5	Svédország	118 ± 2
28	Labrador	38 ± 4	22	Ausztrália	130 ± 6
8,5	Ontario	37 ± 2	23	Franciaország	160 ± 5
100	Szibéria	39 ± 9	15	Ukrajna	185 ± 10
14	Finnország	77 ± 4	70	Québec	210 ± 4
25	Alberta	95 ± 7

Mi történik, amikor egy nagyobb tömegû égitest a Földre zuhan? Most kifejezetten az élôlényekre gyakorolt hatásáról lesz szó.

Legveszélyesebbek az 1 kilométernél nagyobb objektumok becsapódásai, ennek a következményei már az egész földbolygón jelentkeznek.

Egy meteor haladási sebessége a Naptól ilyen távolságban (a földpálya magasságában) átlagosan kb. 40 km/s lehet. Mivel azonban a Föld is mozog, az egymáshoz viszonyított sebességgel kell számolni. Ez pedig attól függ, milyen irányból jön az idegen égitest; akkor a legalacsonyabb (kb. 10 km/s), ha hátulról éri utol, s a legnagyobb (70 km/s), ha szembe halad a Földdel. Becsapódásnál a mozgási energia számít, amely egyenesen arányos a tömeggel és a sebesség négyzetével. Csak a sebességet változtatva nem lenne valami széles energiaspektrumunk. Ezért inkább az érkezô meteor tömegét, amely igen széles határok közt változhat (porszemtôl a sok km-es kisbolygóig), szokás alapnak tekinteni.

A számítások szerint egy legalább 5 km átmérôjû aszteroida becsapódása az egész Földön éreztetné hatását. Például egy ennél kétszer nagyobb tömegû égitest a légkörbe hatolva ugyanúgy felizzana, mint kisebb társai. A kozmikus sebességgel közeledô sziklatömeg több ezer km³ levegôt söpörne félre az útjából, mielôtt a felszínt eléri.


33. ábra: A becsapódás (jelenet a Deep Impact címû filmbôl)

A légrétegek legfeljebb hangsebességgel térhetnek ki elôle, ô viszont ennél sokkal gyorsabb, ezért a levegô összepréselôdik elôtte. Az egymásra torlódott rétegek erôteljes lökéshullámként terjednének szét az atmoszférában. Már ez is elég komoly károkat okozna, pedig az igazi robbanás csak ezután következne.

Ha az égitest valamelyik óceánba esik, több 100 m, akár 1 km magas szökôárhullám csaphat fel, amely a bolygót nagy sebességgel haladva többször megkerülheti, s a felszínen a magas hegycsúcsok kivételével mindent elpusztíthat. A néhány 1000 m vastag tengervízréteg aligha fékezheti le különösebben a kisbolygót, s az az alatta lévô kôzetekbe fúródva a szárazföldihez hasonló robbanást okoz. Mindkét esetben igen erôs lesz a léglökéshullám s ez további romboló hatást fejt ki a bolygón. A nyomában haladó, felforrósodott gázok tûzvihart okozhatnak, elégetve a növények, elsôsorban a fák nagy részét; a keletkezô mérgezô égéstermékgázok (szén-dioxid, de fôleg a szén-monoxid) pedig további áldozatokat szednek az állatok körébôl.

A robbanás sok ezer km³ olvadt kôzetet emelne fel nagy magasságba, s ezek visszahullva, egy egész kontinensnyi területet beborítanának. A robbanás legalább 150 km átmérôjû tölcsért vágna a földkéregbe, a falai hegynyi magasságúvá gyûrôdnének fel.

De lennének más, közvetett következményei is egy ilyen eseménynek. Ha a földpálya nem is változik meg különösebben, a forgástengely az ütéstôl erôsen eltolódhat, s ez az elôbbiek szerint súlyos klímaváltozással járna. Egy tengeri becsapódásnál sok víz is elpárologna, ami újabb globális méretû éghajlatváltozást okozna. Hosszabb-rövidebb nedvesebb idôszak köszönthet be, több felhôvel, esôvel, gyakori és erôteljes viharokkal. A korábbi idôjárási viszonyok esetleg csak sokkal késôbb, vagy sohasem állnának vissza.

Fellépne a hírhedt „nukleáris télhez" hasonló állapot is. A robbanás által felkavart sok millió tonnányi por és hamu nagy része igen magasra, a sztratoszférába is felemelkedhet, s eltakarva a napfényt, a Földön sötétséget és hideget okozna. Az égbolt csak évszázadok alatt tisztulna meg teljesen, mikorra a por lassanként leülepszik; az esôk ugyan gyorsan „lemossák" egy részét, csakhogy a többség a felhôk szintjénél (2-10 km) jóval magasabbra juthat fel (20-40 km). Sok állat- és növényfaj számára ez a véget jelentené; a növények napfény híján nem tudnak fotoszintetizálni, így nem fejlôdnek, s nem állítanak elô elég táplálékot az állatok számára sem. A táplálékláncot követve, a növényevô állatok kihalását az ôket fogyasztó ragadozóké követné, s inkább csak a kisebb táplálékigényû (pl. kistermetû vagy jobb, gazdaságosabb anyagcserével megáldott) fajok maradnának életben. Mivel a tengerek jobban tárolják a hôt, mint a szárazföldek, jelentôs hômérsékleti különbségek alakulnának ki közöttük. Ennek következményei pedig erôs viharok lehetnek a parti övezetekben.

A robbanás geológiai problémákat is okozhat. Lökéshullámokat indíthat el a magmában, amelyek nemcsak földrengéseket keltenek, de a földtanilag érzékenyebb helyeken - pl. törésvonalak, óceáni hátságok stb. - eltörhetnek a kérget alkotó lemeztáblák is; a földfelszín több pontján új tûzhányók születnének. A lökéshullámok megzavarnák a mélyben végbemenô bonyolult áramlások megszokott rendjét, s az egyensúly valószínûleg itt is csak hosszú idô múlva áll helyre. Addig pedig fokozott szeizmikus aktivitásra, így többek között vulkánkitörésekre és földrengésekre kell számítani.

Ha a mag és a köpeny közötti forgási ritmus megtörik, az a dinamó-hatás és vele a mágneses tér megszûnését vonhatja maga után. A Föld mágneses tere bizonyos, bár nagyságrendileg máig sem ismert védelmet nyújt a Föld lakóinak a világûrbôl érkezô káros sugárzásokkal szemben. Ha most egyszerre megszûnne a mágneses mezô, ezek mind a légkörbe kerülnének, s - bár itt a gázatomok fékeznék ôket, ezzel valamelyest csökkentve a veszélyt - az élôlényeket sugársérülések érnék. Az élôvilág végleges megváltozását, tartós károsodást, alkalmasint több faj elkorcsosulását vagy kipusztulását okoznák…

Egy ilyen ütközés minden következményét természetesen igen nehéz lenne számba venni. A Föld és a hozzá tartozó „járulékos rendszerek" - többek között maga az élôvilág, a légkör, az éghajlat stb. - ehhez túl bonyolult és még csak részben ismert mechanizmusok szerint mûködnek.

De nem szabad alábecsülni az 5 km-nél kisebb meteorok becsapódását sem. Igaz, hogy ezek csekélyebb, lokális pusztításra képesek, ám ha „csak" egy földrész perzselôdik fel, annak is komoly következményei lehetnek, közvetve az egész bolygó élôvilágára is.

Bizonyos elméletek szerint ilyen kozmikus katasztrófa többször is elôfordult már a Föld történetében.
Az újabban felállított kihalási görbéket - amelyek az idô függvényében ábrázolják az eltûnt fajok számát - úgy is lehet értelmezni, hogy a nagy kipusztulások kb. 26-30 millió évenként ismétlôdnek, s velük együtt a kozmikus becsapódások száma is megugrik a Földön ugyanazokban az idôszakokban.
 

 
34. ábra: A Proceedings of the National Academy of Sciences címû folyóiratban közölt táblázatból leolvasható, hogy az egyes geológiai korokban a családok hány százaléka pusztult ki.

        Honnan származnak a kisbolygók és üstökösök?

 

Eredetük alapján külön kell vizsgálni a kisbolygókat és az üstökösöket. A kisbolygóknál a Mars és a Jupiter közötti fô kisbolygó öv a forrás [Kereszturi-Sárneczky, 2000].

A kisbolygók mozgásuk során a Jupiter közelébe érve, annak gravitációs hatására a pályájuk elnyúlik, majd teljesen megváltozik, amelynek következtében kidobódnak és új pályán kezdik meg útjukat, emellett ütközések következtében is módosulhat pályájuk.

Az üstökösmagok fôleg a Kuiper-övbôl származó égitestekkel lehetnek. [Kereszturi-Sárneczky, 1999] Századunk közepétôl egyre világosabbá vált, hogy a Naprendszer nem ér véget a Plútónál, ennek bizonyítékai az üstökösök. A Kuiper-öv alatt a Neptunusz környékén, azaz 30 Csillagászati Egységnél kezdôdô és kb.500-1000 Csillagászati Egységig tartó zónát értjük.

Nemezis-elmélet

Az egyik elmélet szerint a Nap körül – erôsen elnyújtott ellipszispályán, 26-30 millió éves periódusidôvel – kering egy eddig ismeretlen, nagyméretû égitest, talán egy kisebb, sötét csillag, vagy egy nagyobb bolygó, esetleg ún. barna törpe. (Ez a kettô közötti átmenet, egy 6-8 „jupitertömegû" gázgömb, amely már nem bolygó, de még nem is csillag, mivel a tömege nem elég nagy, hogy meginduljon benne a termonukleáris fúzió. Csak az összehúzódás által termelt hô fûti, s az ebbôl származó infravörös sugárzást bocsátja ki.) Egy ilyen hosszú keringési idôhöz nagyon nagy méretû pálya tartozik, amelynek naptávoli pontja (afélium), 2,6 fényév (kb. 25 billió km) távolságban lehet a Naptól.[Goldsmith,1990]

A Naptól – a közel gömbszimmetrikus – Oort-felhô kb. az 1000-100000 Cs.E. közötti zónában helyezkedik el, és – ha igaz – egy külsô és egy belsô övbôl áll. Mikor a csillag keringése során napközelbe kerül, behatol ebbe az üstökösrajba is, megzavarva mozgásukat. (A pálya napközeli pontja, a perihélium a felhô belsejében van.) Az üstökösök pályája ilyenkor minden irányba eltérülhet, egyesek a Naprendszer belseje felé veszik útjukat, s az itteni nagy tömegû égitestek, fôleg a bolygók magukhoz vonzhatják ôket. Néhány a Földre is lezuhanhat; egy üstökösmaggal való találkozás épp oly pusztító lehet, mint a kisbolygó-becsapódás.
 



35. ábra: A Nemezis pályája (a kis fehér kör a rajz közepén a Naprendszernek az Oort-felhôn belüli része,
itt található a Nap összes bolygója.)

Az elmélet bizonyításához természetesen meg kellene találni ezt a titokzatos égitestet. A keresést már évekkel ezelôtt megkezdték. S bár eddig nem találták meg, az elmélet hívei látatlanban máris elnevezték Nemezisnek, a bosszúállás görög istennôjérôl.

Hogyan védhetnénk meg a Földet?
 

A Földet akkor óvnánk 100%-osan mindenféle kozmikus „balesettôl", ha minden irányból áthatolhatatlan fallal vennénk körül. Ehhez képest a valóságban minden védelmünket a Hold adja. Az ember elsôre nehezen hinné, hogy képes lenne hatékonyan megakadályozni az ütközéseket, ahhoz túl kicsinek tûnik.

Ha megszemléljük a Hold túlsó oldalát, több ezer kisebb-nagyobb meteoritkrátert láthatunk. Többségük nagyon régi, akkoriban keletkeztek, mikor még sok bolygóközi törmelék keringett az ûrben. A nagy meteorbombázás kora jórészt befejezôdött, mire a földi élet kialakult (mai tudásunk szerint 3,5 milliárd éve). De a kráterek között akadnak jóval fiatalabbak is, s ezek közül néhány ma alighanem a Föld felületén éktelenkedne, ha a Hold véletlenül „nem jár arra", s nem kerül a közeledô aszteroida vagy üstökösmag útjába. Ha ez alatt a 3,5 milliárd év alatt csak egy-két nagyobbfajta ütközéstôl kímélte meg a Földet, már az is komoly kihatással lehet az evolúció egész menetére [Kereszturi-Sárneczky, 2000].

Ha biztosan tudjuk, hogy egy földközeli test eltalálja a bolygónkat, meg kell próbálni letéríteni a pályájáról. A védekezés jellegét a testek tömege határozza meg.

Kisebb testeknél feltételezhetôen elég, ha egy nagy sebességû mesterséges testtel ütköztetjük, nagyobb objektumoknál az égitest közelében atom- vagy hidrogénbombát robbanthatunk, amely sugárzása a felszíni rétegekben elnyelôdve, a felforrósodott test külsô rétegét lerobbantja, ezzel megváltoztatva annak mozgását.

Ha a felszínen robbantunk fenn áll annak a veszélye, hogy a keletkezett törmelék, a szétesett égitest darabjai problémát jelenthetnek.

Tehát a becsapódás elkerülése végett elsô dolgunk a kozmikus környezetünk felderítése. Az elsô keresô program a Spacewatch, a távcsô 30 méternél kisebb égitesteket is képes észlelni, közülük egyik-másik még a 10 métert sem éri el. Itt megemlíthetjük még az ODAS, LINEAR és LONEOS programokatt is, amelyek mindegyikében foglalkoznak kisbolygó- és üstökös észleléssel.

Tehát annak az esélye, hogy az üstökösök, aszteroidák katasztrófát okozzanak, hihetetlenül kicsi. Az emberiséget a világ egyes részein sokkal jobban veszélyeztetik a földrengések, a vulkánkitörések, betegségek és az éhínség.

Idegenek

Kutatás ismeretlen világok után („Bolygóvadászat")

 
A legtöbb ember valószínûleg már feltette magának a kérdést: egyedül vagyunk-e a Világegyetemben? Létezik-e élet a Földön kívül, kifejlôdtek-e máshol is értelmes lények?

A sci-fi filmesek már megadták erre a választ. Némelyek idelátogatnak a Földre, míg másokkal egy másik égitesten vagy az ûrben lehet „összefutni". Többnyire emberszerûek, de akadnak kivételek is.

Már jóval azelôtt, hogy bármilyen ismerettel rendelkeztünk volna a világegyetemrôl, álmodoztunk arról, hogy megkeressük az idegen lényeket.

Az erre vonatkozó korai ötletek szellemesek, de annál kevésbé praktikusak: ilyen volt például egy óriási tükör felállításának az ötlete, amellyel a napfény segítségével morzejeleket lehetne küldeni a Hold vagy a Mars (akkor még feltételezett) lakóinak. Természetesen a fizikai korlátokból következôen ez sosem lett volna mûködôképes.
[http://supernova.akg.hu/htema/htema.html]

Mai tudásunk szerint az általunk ismert élet csak bolygókon, esetleg nagyobb holdakon lehetséges. Ahhoz, hogy eldönthessük, vannak-e az életnek más formái, amelyek készek a kapcsolatfelvételre, a következô kérdésre kell választ adnunk. Hány csillag létezik? Hány bolygójuk van? Lehet-e élet ezen világok valamelyikén? Olyan típusú-e, amely esetleg fel akarná venni a kapcsolatot velünk?

Az elsô alapvetô kérdésre már tudjuk a választ: sok csillag van („több csillag létezik, mint amennyi homokszem van a világ összes vízpartján") a világûrben, de mindegyikük elképzelhetetlenül és elérhetetlenül messze van. A csillagok különbözô tényezôktôl függôen, mint amilyen a tömeg, a fényerôsség és az „életkor", a forró óriásoktól kezdve a majdnem hideg törpékig bármilyenek lehetnek.
[http://supernova.akg.hu/htema/htema.html]

Bár elképzelhetô a miénktôl egészen eltérô életformák léte is – hajlamosak vagyunk humanizálni az idegeneket –, maradjunk a szén-víz-oxigén alapú élôvilág lehetôségénél, amennyiben intelligens életrôl beszélünk, annak alapvetôen hasonlítania kell hozzánk az evolúció és a természetes kiválasztódás törvényeinek megfelelôen.

A földihez hasonló élôvilág kialakulásához számos feltételnek kell teljesülnie. Alapvetô, hogy a csillagától mennyi fényenergiát kap egy bolygó, és ez idôben változik-e. A bolygóra jutó fény mennyisége függ a csillag jellemzôitôl, a bolygónak a csillagtól való távolságától. Fontos még a bolygó mérete, tömege, gravitációs terének nagysága, anyaga, fényvisszaverô képessége, légkörének összetétele. Az árapály erôk miatt jelentôs lehet a bolygó holdjainak hatása.

Az óriási távolságban lévô csillagok bolygóinak kimutatása rendkívül nehéz feladat. Közvetlen módon szinte reménytelen, hiszen nagyon közel látszanak egymáshoz. Csak az ûrtávcsövek használata hozhat sikert, melyeknél a felbontóképességet nem rontja le a földi légkör hatása.

A felfedezés a csillagok radiális sebességváltozásainak észlelésével történt, ami megszokott módszer. Lényege, hogy a kísérô égitestek a csillag mozgásában apró, periodikusan ismétlôdô változásokat okoznak (gravitációs hatásuknál fogva egy kicsit „rángatják" a csillagot), amit egy bizonyos érték felett észlelni tudunk.

Gravitációs hatásuk alapján viszont már van remény megtalálásukra. A bolygó és a csillag a közös tömegközéppont körül kering. Ha a bolygó elég nagy tömegû, akkor a csillag mozgása már mérhetôvé válhat. Egy közeli csillagnak a háttérhez képesti hullámos elmozdulása utalhat kísérô jelenlétére, hisz így érvényesül a tömegközéppont egyenes vonalú pályája

Az utóbbi években nagyszerû felvételek (A nagyszerû teljesítmény természetesen a Hubble-ûrtávcsô (Hubble Space Telescope, HST) nevéhez fûzôdik.), vagyis közvetlen megfigyelések bizonyították, hogy a bolygóképzôdés igen gyakori folyamat az újszülött csillagok környezetében. Az Orion-köd, az egyik legközelebbi „csillagóvoda" területén kb. félszáz olyan fiatal csillagról tudunk, amelyek körül porból és gázból álló anyagkorong húzódik. Ilyen proto-planetáris korongból születhettek meg 4,6-5 milliárd évvel ezelôtt a Naprendszer bolygói is. [http://www.jate.u-szeged.hu/obs/ismeret/exoboly1.html]

Jelenleg mintegy 60 olyan Naprendszeren kívüli bolygót ismerünk, amelyek a Naphoz hasonló csillagok körül keringenek. Számuk folyamatosan gyarapodik, amibôl nyilvánvalónak tûnik, hogy a kísérôkkel rendelkezô csillagok igen gyakoriak, sôt minden bizonnyal általánosak a Tejútrendszerben. A probléma az, hogy e bolygók mindegyike a Jupiternél nagyobb vagy ahhoz hasonló tömegû gázóriás, így az általunk ismert élet nem lehetséges rajtuk.

Ismertek olyan „bolygógyanús" objektumok, amelyek normális, fôsorozati csillagok körül keringenek, de ismerünk pulzárok, vagyis gyorsan forgó neutroncsillagok körüli bolygójelölteket is. [http://www.jate.u-szeged.hu/obs/ismeret/exo/extrasol.html]

Általában 13 Jupiter-tömegnél húzzák meg a bolygó-kategória határát. Efelett a barna törpék, amolyan „torzszülött" csillagok következnek. Tömegük nem elégséges ahhoz, hogy magjukban megindulhassanak a magfúziós folyamatok (0,08 naptömegnél kisebb tömeg). A barna törpék így átmenetet képeznek a törpecsillagok és az óriásbolygók között. Fizikai szempontból a Jupiter-szerû óriásbolygók és a barna törpék között alig van különbség. Ugyanakkor kialakulásukat tekintve már igen, ugyanis a bolygók proto-planetáris korongban jönnek létre, míg a barna törpék valószínûleg a csillagokhoz hasonlóan a csillagközi anyag összehúzódása során születnek.

Egy 3 bolygóval rendelkezô csillagot fedeztek fel a Naprendszeren kívül 1999-ben. Ez volt az elsô olyan eset, hogy egy csillag körül több kísérôt is észleltek. Az Üpszilon Andromedae nevû csillag kísérôi mindannyian tekintélyes gázóriások, amelyek valószínûleg nem rendelkeznek szilárd felszínnel. A képen a bolygók pályáit zöld vonalak jelzik (b, c és d), viszonyításképpen pedig a Naprendszer belsô bolygóinak pályáit láthatjuk (Merkúr, Vénusz, Föld, Mars, szaggatott vonalakkal). A bolygók csillagtávolsága: 9, 108 és 373 millió km (a Föld naptávolsága 150 millió km). [http://supernova.akg.hu/ujhirek/aprilis/3planet/index.htm]


36. ábra: Az elsô exo-bolygórendszer

Csakhogy ezek mindegyikével kapcsolatban kizárható, hogy élet alakulhasson ki rajtuk, mert vagy túl nagyok, vagy túl forróak, azaz egy-egy bolygó, vagy akár bolygórendszer léte önmagában még nem jelenti automatikusan azt, hogy ott az élet is létrejöhet. Példa erre a mi Naprendszerünk, hiszen kilenc ismert planétája van, és közülük - bizonyítottan - csak a

Földön alakult ki az élet. Ehhez ugyanis mindenekelôtt szilárd kérgû, úgynevezett kôzetbolygóra van szükség. kôzetbolygók is születnek, illetve születtek más rendszerekben. E bolygók között valószínûleg olyanok is akadnak, amelyeken a környezeti tényezôk megfelelnek az általunk ismert életformák számára. Nem lehetünk egyedül ebben a hatalmas Világegyetemben. A bolygókutató szondák jövôbeli mérései és az emberes ûrutazások hozhatnak választ erre.

Földön kívüli civilizációk létezésének bizonyítási lehetôségei

Az emberek nem elégednek meg azzal, hogy valamirôl teljesen meg legyenek gyôzôdve: bizonyítékot követelnek. A fantasztikus filmek készítôi is elôszeretettel nyúlnak a következô „bizonyítási" módszerekhez.

Az elsô legközvetlenebb és legbiztosabb eljárás az ûrutazás lenne, de egyelôre azonban csak a Naprendszeren belül alkalmazható.

Mégis harminc év távlatából is a tudományos-fantasztikus film alapkövének számító 2001. Ûrodisszeia e módszert használja. A film pontosan visszaadja korának hangulatát, azt az idôszakot, amikor az ember kilépett az ûrbe, és egy új végtelen világ tárult fel elôtte, ugyanis 1964 és 1968 között készült, és a bemutatóra nem sokkal az elsô Holdra szállás elôtt került sor. A mozi nézôk már e történelmi jelentôségû ûrutazás elôtt színesben, széles vásznon figyelhették, amint emberek menetrendszerinti járattal utaznak a Holdra, és élik életüket a holdbéli bázison. Mindezt olyan minôségben, ami még a mai korban is megállja a helyét. De, ami ennél is fontosabb: a film a lehetô legteljesebb mértékig hiteles - még ma is. Aki beül a moziba, a 2001 láttán úgy érezheti, a valóban megvalósuló jövô egy darabkája tárul elé.
 

A történet arról szól, hogy az emberiség, amely 2001-ben már a Holdon is letelepedett, egy titokzatos, szabályos alakú, fekete monolitra talál mellékbolygónkon. A rejtélyes tárgy a felfedezésekor hatalmas erejû jelet, üzenetet küld a Jupiter irányába.

37. ábra: A fekete monolit

A Discovery ûrhajó elindul a Jupiter felé, hogy kiderítse, kinek vagy minek is szólt ez az üzenet. Csakhogy a küldetés valódi céljáról az ûrhajó két ébren lévô és három hibernált utasa mit sem sejt - ez a hajót irányító számítógép, HAL 9000 titka. Ez a helyzet a küldetés elôrehaladtával egyre nagyobb konfliktust okoz a gépnek, amely végül zavarodottságában sorra a túlvilágra segíti utasait. Egyedül a kapitány marad életben, aki mûködésképtelenné teszi HAL-t, majd találkozik azzal a fejlett intelligenciával, amely a monolitot helyezte el a Holdon, hogy ôrködjön a gyermekkorát élô emberiség felett.

A második módszernél, ami abból áll, hogy olyan nyomok után kutatunk, amelyeket a kozmoszból érkezett látogatók bolygónkon vagy a Naprendszer más bolygóján hagytak, abból a megfontolásból indulnak ki, hogy nagyon fejlett civilizációk már megoldották a csillagközi ûrrepülés problémáját. Minthogy a találkozás feltételezhetôen „rejtélyes" esemény lesz (volt), ezért az alapelv: minden rejtélyes eseményre figyelnünk kell, de fennáll az a veszély, hogy minden számunkra ismeretlen és rejtélyes jelenséget „magasabb rendû értelem" következményének tekintünk. A légkörben elôforduló, nem azonosított objektumok, nehezen magyarázható régészeti leletek, ôsi kultúrák rejtelmes monumentális építményei, ôsi irodalmi mûvek, állandó kísértést jelentenek, túlságosan könnyen magyarázzuk ezeket a földönkívüli lények földi megjelenésével.

1947-ben Kenneth Arnold amerikai magánpilóta beszámolója alapján indult meg a lázas kutatás a „nem azonosított repülô tárgyak" az UFO-k (Unidentified Flying Objects) után. Az „UFO-kutatatás" azóta sem ért véget, bár nem tudnak érdemleges választ adni kérdésünkre: élnek-e értelmes lények a világegyetemben. Az UFO észlelések túlnyomó részében félreismert természeti jelenségekrôl vagy földi eredetû repülô szerkezetekrôl van szó. [Dorschner, 1975]

De ne gondoljuk azt, hogy a távoli idegenek lakói éppen korunkban bukkantak fel. Elképzelhetô (hangsúlyozom elképzelhetô), hogy fejlett civilizációk már a múltban megvizsgálták a Földet.

Errôl a legterjedelmesebb „anyagot" Erich von Däniken gyûjtötte össze. A Szahara algériai részében fekvô Tasszili-hegység barlangfestményein szereplô furcsa alakokat Däniken távolról érkezett ûrhajósoknak tartja. A palenquei Feliratok Templomának sírkövén, a majáknak ezen az ismert dombormûvén, egy ûrhajó vezérlôpultjánál tartózkodó asztronautát vél látni. Hasonlóképpen értelmez régi japán bronzfigurákat, amelyek esetlen alakja ûrruhás kozmonautákra emlékeztet. Az óperui kultúra rejtélyes alkotásait, így Sacsayhuaman és Tiahuanaco romjait, Pisco meredek tengerpartján egy 250 m magas háromágú képzôdményt, a nazcai fennsík sivatagi talaján látható óriási rajzokat stb. olyan alkotásoknak tekinti, amelyeket az „istenek" megbízásából és segítségükkel építettek. Ugyanígy magyarázza Costa Rica nagy kôgolyóit, a húsvéti-szigeti furcsa kôfejek és más régészeti furcsaságok keletkezését is. Mindezen értelmezésekben Däniken teljesen figyelmen kívül hagyja a régészek véleményét [Däniken, 1995].

Rejtélyesnek tekinthetjük a szibériai Tunguzka-erdôben (1908-ban) „földet ért" idegen ûrhajót vagy meteoritot is. Az erdô feletti robbanás hangjai és (amely háztetôket tépett le) 100 km-es távolságban is érzékelhetô volt. Napokkal késôbb foszforeszkáló felhôket figyelhettek meg Európa és Észak-Afrika felett. Feltételezhetô, hogy meteorit csapódott be, bár krátert és nagyobb meteorit darabkákat sem találtak. Sôt a becsapódás területén álltak a fák, bár ágaikat letörte egy lefelé sújtó erô, és a késôbbi expedíciók radioaktív sugárzást észleltek.
 

38. ábra: Csillagkapu

Akár Däniken feltételezéseibôl kiindulva készülhetett el a Csillagkapu fantasztikus mozifilm (majd késôbb tévésorozat), melyben már az ókorban Egyiptom földjén megjelentek a „gonosz idegenek" és a Földrôl elhurcolt emberekkel népesítették be a Világegyetemet, ezzel teremtve „gazda testeket" további létük fennmaradásához.

A harmadik módszer a világûrben való kutatás az „értelem nyomai" után, azaz megfigyeljük, hogy érkeznek-e a világûrbôl „értelmes" jelek. A cél az, hogy olyan rádió- vagy fényhullámokat fedezzenek fel, amelyeket gondolkodó lények által épített adók sugároznak.
 

A Kapcsolat címû film alapgondolataként jelenik meg ez a módszer, melyben világûrbôl érkezett értelmes jeleket fogva, az ebben küldött információkat felhasználva próbálják felvenni a kapcsolatot az „idegenekkel".

39. ábra: A Kapcsolat

SETI

A Földön kívüli élet kutatásának egyik részeként határozható meg a SETI, ami a Search for ExtraTerrestrial Intelligence szavak kezdôbetûibôl összeállított rövidítés, és magyarul a „földön kívüli értelem kutatása" kifejezéssel helyettesíthetô. A SETI-program a csillagászattal és az ûrkutatással áll a legszorosabb kapcsolatban. (Fontos megjegyezni, nem az ufológiáról van szó.) A SETI egy józanul átgondolt, racionális tudományos program, amelynek keretében mód nyílik jobb, vagy kevésbé célravezetô eszközöket, módszereket és stratégiát választani, egyszóval tenni valamit a cél érdekében.

Az esetleges földön kívüli intelligenciák keresése még az 1960-as években nagyszabású, nemzetközi kutatási programmá szervezôdött, rendszeres nemzetközi konferenciákkal, a részt vevô kutatók közötti élénk információcserével.
Az SETI-kutatások legalkalmasabb eszközei a rádiótávcsövek, melyek legnagyobbja Puerto Rico szigetén, Arecibóban található. A világ legnagyobb, 305 méter átmérôjû tányérjának látványa sokaknak a Kapcsolat címû filmbôl lehet ismerôs.


40. ábra: A rádiótávcsô

Nem kimondottan SETI-célokra szolgál, de többéves vita után jelenleg SETI-programot is végrehajt, méghozzá a legnagyobb szabásút. Ennek keretében egy-egy célpontot (csillagot) 2-5 percig vizsgálnak, és olyan szûk, 100 Hz-nél keskenyebb sávú, monokromatikus jeleket keresnek, amiket a természet - mai tudásunk szerint - nem hoz létre, vagyis feltehetôleg mesterséges eredetûek. Vagyis a mikrohullámú tartomány meglehetôsen széles sávját (0,1 mm - 1 m, másként 3000 GHz és 300 MHz közötti frekvencia-tartomány) nagyon aprólékosan kell vizsgálni, méghozzá minden objektum esetén. Felvetôdhet a kérdés, hogyan tudják a rengeteg - és egyre növekvô számú - felhasználó munkáját koordinálni. Szerencsére több nagy számítástechnikai cég (SUN Microsystems, Quantum Corporation) támogatja a projektet, úgyhogy a kezdeti problémák mára megszûntek.

Mi történik, ha földön kívüli intelligenciára utaló jeleket fognak? Ilyenkor ellenôrzik, hogy a jel nem jöhetett-e földi forrásból (általában a mûholdak jöhetnek szóba), s ha az eredmény negatív, a jelforrást a Föld különbözô pontjain levô obszervatóriumokkal ellenôrzik. Miután minden hibalehetôséget kizártak, értesítik a megfelelô kormányszerveket és sajtót.

A jövôben mindenképpen nagy szerep jut majd a technikai fejlôdésnek, amivel javítható a rádiótávcsövek érzékenysége és az adatfeldolgozás teljesítménye (a földi zavaró hatások kiküszöbölése céljából tervezik egy hatalmas rádiótávcsô megépítését a holdon is). Mégis, a SETI sikere nem csupán a technológián múlik: egy jó ötlet, egy új keresési stratégia sokkal többet jelenthet az eszközök hatékonyságának sokszoros növekedésénél. Ez a kreativitás és optimizmus jellemzi a SETI-tudósok nemzetközi közösségé.

A SETI at Home (SETI „otthon") egy olyan világméretû tudományos program, amelybe bármely Internet-felhasználó bekapcsolódhat - csak le kell töltenie a megfelelô szoftvert. A program telepítése után a hálózatban lévô gép automatikusan rácsatlakozik a Berkeley Egyetem szerverére, ahonnan aztán adatokat tölt le. Az adatokat a program a számítógép „szabadidejében", gyakorlatilag a képernyôkímélô üzemmódban dolgozza fel (vagyis automatikusan elindítja a programot, ha nem fut más alkalmazás), majd az eredményt visszaküldi a szerverre.

De milyen adatok is ezek? E világméretû projekt a SETI-program keretei között zajlik. Bár egyre kevesebb észlelési idô áll a kutatók rendelkezésére, így sem képesek az adatokat megfelelô ütemben feldolgozni. Ezért gondoltak a világ számítógépeinek kapacitására, mint potenciális erôforrásra.

Bár eddig nem hozta meg a régóta várt sikert, a SETI számos új csillagászati és technikai felfedezés alapjául szolgált [Almár, 1999].

A Találkozás

Hogyan fogadjuk majd, ha egyszer mégis megjelennek az idegenek?

Szociológusok szerint az ember reakciója arra a hírre, hogy megérkeztek, bizonyos értelemben elôre meghatározott. Nagyrészt attól függ, hogy egy adott személy korábban mit hitt, illetve gondolt a problémáról. Sokan úgy gondolják, hogy a magasabb rendû idegen intelligenciák létezésének hirtelen bizonyítása tömeghisztériához vezetne.

„A jelenkorban tapasztalható betegségek, az irracionalitás, a szabadon áradó erôszak mind pusztán ízelítô abból, ami elôttünk áll. Kultúránk folyamatos nyugtalanságban szenved; értékei szünet nélkül változnak, és domináns érzéssé fajulnak az általános orientációs zavarok, magukban foglalva egyúttal a leggyengébbeket, a legkevésbé intelligenseket és a legirracionálisabbakat is – akik kétségkívül a társadalom nagy részét alkotják. Az eredmény egy kulturális idôzített bomba, ami bármikor felrobbanhat." [Hough, Randles, 1993]

A science-fiction irodalom, film elônye, hogy „hozzászoktatott" a témához.

Fantasztikus filmekben a „Találkozás" az elôbb leírtakhoz hasonlóan ábrázolják. Vannak, akik a végsô fenyegetésig kitartanak, eufórikus örömmel nyugtázzák az idegenek megjelenését, ez látható a Függetlenség napjában is.

Mások „foggal-körömmel" hadakoznak, és próbálják megakadályozni a kapcsolat felvételt (Kapcsolat), üldözik még a barátságos lényeket is (E.T a földönkívüli).

A tudományos-fantasztikus filmekben eltekintenek az idegen lényekkel történô kapcsolatfelvétel, kommunikáció problémájától, ez azonban csak arra szolgál, hogy gördülékenyebbé váljon a cselekmény, vagyis a történet menetéhez igazodva félreteszik a tudományos logikát. A Star Trekben, vagy a Csillagkapuban stb. bármely világ küldöttével remekül kommunikálnak. Azonban az univerzumban található életet célzó valódi kutatások ezt nem hagyhatják figyelmen kívül.

Az idegenek

Többnyire emberszerûek, de akadnak kivételek is. Ilyenek például a Testrablók földönkívülijei is, akik nagyon picik, de agresszíven beköltöznek az emberek testébe. Ez az alaptéma olyan népszerûnek bizonyult, hogy többször is megfilmesítették. A Parazitában szintén kis termetû, de ezúttal rájára emlékeztetô lény szerepel, ami hihetetlenül mozgékony farok-nyúlványával hatol be a nyakszirten át egészen az agyig, s akarat nélküli bábbá teszi az embert. Ezzel a gondolattal találkozhatunk az Alien sorozatban is, ahol kifejlôdésükhöz használják az idegenek az emberi testet.
 

A Lényben az idegenek rádióüzenetben küldenek egy DNS-szekvenciát azzal a javaslattal, hogy ötvözzük azt a miénkkel. Az eredmény egy szépséges leányzó, aki mindenáron szaporodni akar…

41. ábra: A lény

A Függetlenség Napjában az idegenek el akarnak minket pusztítani (a film tükröt tart elénk, a gonosz idegenek, csak élôhelyet keresnek, mivel elôzô bolygóikat teljesen „lelakták", mi nem ez csináljuk?), a Sötét zsarukban a Föld egy fajta menedékhelyül szolgál más világok üldözötteinek.
 

A Csillagok háborúja-filmek rengeteg idegen fajt vonultatnak fel. Egyikük vuki Csubakka a Millennium Falcon másodpilótája, Han Solo hûséges barátja; Jabba, a hutt viszont intergalaktikus fôgengszter, aki minden galádságra képes.

42. ábra: Jabba, a hutt

A földönkívüli lények fôleg a tévésorozatokban szaporodtak el (Star Trek), nem kevés dolgot adva ezzel a maszkmestereknek. Igaz, többségük humanoid jellegû, de arcberendezésük finom módosításai tükrözik idegenlény-mivoltukat. A legnépszerûbb idegen kétségtelenül Mr. Spock, az Enterprise csillaghajó félig ember, félig vulkáni tisztje, akinek hegyes fülei utalnak arra, hogy nem egészen ember. A harcias klingonok barázdált homloka, a romulánok összevont szemöldöke, a ferengik android jellegû tarkója fajuk jellegzetessége.

Találkozhatunk a mozivásznon kedves, jóságos lényekkel is, E. T. a mozi nézôk mindenkori kis kedvence.

Az idegenek különleges fajtáját jelentik az ufonauták, akikkel a szóbeszéd szerint nemcsak a moziban, hanem a valóságban is lehet találkozni.

A filmbeli idegenek megjelenését illetôen elterjedt az a nézet, hogy tulajdonképpen az amerikai kormány kiszivárogtató tevékenységérôl van szó, hiszen például a Harmadik típusú találkozások tudományos tanácsadója J. Allen Hynek, a légierô UFO-ügyekkel foglalkozó szakértôje volt. Az ebben a moziban felbukkanó idegenek az ún. kis szürkékre emlékeztetnek, míg a Mars mentôakció földönkívülije már e faj fejlettebb változatának tûnik [Trethon, 2000].

Összegzés

Mert feltételezhetô, hogy ha léteznek is nincsenek velünk azonos fejlettségi szinten, ezért jó pár filmben azonos fejlettségi szinten felvonultatott különbözô lények létezése igencsak megkérdôjelezhetô (Babylon 5, Star Trek).

43. ábra: Babylon 5 lakosai

Az élet kialakulása általános vélemény szerint viszonylag gyors és természetesnek tûnô folyamat, amely szinte akadálytalan ott, ahol a körülmények alkalmasak, de az élet további fejlôdése, magasabb rendû élôlények létrejötte sokkal nehezebb útnak tûnik. Legalábbis erre utal az a tény, hogy a Földön az egysejtû élet ugyan viszonylag hamar létrejött, de további fejlôdése soksejtû, bonyolult rendszerekké csaknem három milliárd évig tartott.

Tehát, marad a nyitott kérdés:

• Idegen civilizációk léteznek ugyan, de fejlôdésük idôben korlátozott; túl messze vannak; érdeklôdésük, kitartásuk csökken, majd idôvel elhal.
• Idegen civilizációk nem léteznek.

Fizika tanárként feladatomnak tekintem, hogy diákjaimat megismertessem azokkal a jelenségekkel, amelyek megalapozzák a korszerû fizikai szemléletmódjuk kialakulását, és mindez segítse ôket a mindennapi életük, valamint a technika által felvetett egyszerûbb kérdések megválaszolásában. Úgy gondolom, el kell érnünk, hogy legyen a tanulóknak igénye az önálló ismeretszerzésre, legyenek képesek alkalmazni a megszerzett tudásukat.

A szakdolgozatomban egy olyan, újnak tekinthetô motivációs eszköz – lehetséges – tanórai felhasználását mutattam be – a teljesség igénye nélkül –, amely jelenlegi középiskolás generáció érdeklôdési köréhez (mozizáshoz, szórakozáshoz) a legközelebb áll.

A dolgozat olyan stílusban íródott, hogy az, középiskolás diákok, laikusok számára is egyaránt érthetôen mutatja be azokat a jelenségeket, eszközöket, amelyek a legtöbb embert foglalkoztatnak, de ezek mélyebb tanulmányozására a szakirodalmak „tudományossága" esetlegesen riasztóan hat. Tapasztalataim alapján kijelenthetem, hogy a dolgozatban szereplô témák a tanulók jelentôs részét nagyon érdekeli.

Mint látható, a témáimat tekintve leginkább a csillagászati ismeretek kibôvítésére, valamint a sci-fi filmekben elôforduló legnagyobb tévedések felfedésére szorítkozott a dolgozat.

Elképzelhetônek tartom, hogy órákon, a tanításban helyet kapjon a sci-fi filmek oldaláról való megközelítés. Konkrétan arra gondolok, hogy egyes filmbeli „tévelygéseket" használunk fel motivációs eszközként, például:

• Az utazás a Holdba címû filmben szereplô ágyúcsô hosszának kiszámítása (szökési sebesség, erôk, gyorsulás),
• a Terminátor címû film robotja („emlékezô" fémek),
• a filmekben ábrázolt ûrjármûvek hihetetlen gyorsulásainak, gyors, derékszögû helyváltoztatásainak vizsgálata (légüres térben való mozgás, gyorsulás, centrifugális erô),
• hogyan lehetséges, hogy halljuk az ûrben száguldozó ûrjármûvek, lövések hangját (hang terjedése, hullámok),
• hogyan lehetséges, hogy a Csillagkapu címû film hôsei több milliónyi fényévre a Földtôl rádión képesek kommunikálni az „itthon maradottakkal" (elektromágneses hullámok terjedési sebessége) stb.
• a Baljós árnyak légpárnás jármûve (kísérleteinkben is használjuk e technikát)
• a 2001. Ûrodisszeia beszélô, látó gondolkozó, ûrhajó komplexumot irányító robotja,
• a 2001. Ûrodisszeia-ban az ûrállomáson létrehozott „mesterséges" gravitáció (forgó rendszerek, centrifugális - tehetetlenségi - erôk)

Felhasznált irodalom
 

A film krónikája Officina Nova, 1996

Almár Iván: A csillagközi ûrhajózásról. Galaktika 1990.

Almár Iván: A SETI szépsége, Vince Kiadó 1999

Ashpole, Edward: A Földön kívüli értelem kutatása, Akadémiai 1992

Däniken, Erich von: Idegen civilizációk nyomában Merényi Könyvkiadó, 1995

Däniken, Erich von: Idegenek a világûrbôl LAP-ICS Könyvkiadó, 1995

Dorschner, Johann: Van-e élet a Földön kívül?, Gondolat 1975

Dr. Pintér Ferenc- Dr. Szûcs József: Anyagszerkezet Nemzeti Tankönyvkiadó, 1993

Fercsik János: A relativitáselmélet szemlélete Magvetô Kiadó, Bp. 1977.

Goldsmith, Donald: Nemezis A halálcsillag Háttér Lap- és Könyvkiadó, Bp. 1990

Hawking, Stephen W.: Az idô rövid története. Mecenas Kiadó. Bp. 1995

Herrmann, Joachim: Csillagászat, SH atlasz Springer-Verlag, Bp. 1992

Kereszturi Ákos-Sárneczky Krisztián: Célpont a Föld Meteor (Csillagászati Évkönyv 2000, Magyar Csillagászati Egyesület, Bp. 1999)

Kereszturi Ákos-Sárneczky Krisztián: Kisbolygók a Naprendszer peremén (Csillagászati Évkönyv 1999, Magyar Csillagászati Egyesület, Bp. 1998)

Lukács Béla: Utazások térben, idôben és téridôben Akadémiai Kiadó, Bp. 1990

Trethon Judit: A szelenitáktól az Enterprise ûrhajóig (História, 2000/7. XXII. Évfolyam 7. Szám)

Interneten elérhetô dokumentumok:

http://jedlik.phy.bme.hu/physducation/
http://www.mozaik.info.hu/mozaweb/feny/p1425.htm
http://www.omikk.hu/omikk/tudomany/gaborden/tudomany/holograf.htm
http://www.supernova.hu/htema/marcius/htema.html
http://www.omikk.hu/omikk/haromt/hirek/astro/ngc1097.htm
http://emc.elte.hu/~ve/95p/veidouta.html
http://supernova.akg.hu/htema/htema.html
http://www.jate.u-szeged.hu/obs/ismeret/exoboly1.html
http://www.jate.u-szeged.hu/obs/ismeret/exo/extrasol.html
http://supernova.akg.hu/ujhirek/aprilis/3planet/index.htm
http://www.sulinet.hu/cgi-bin/db2www/lm/et_tart/
http://www.pharmachip.hu/zyx/ido/corvus006.htm
http://www.origo.hu/tudomany/technika/000614star.html