Tudomány

Van a szemünkben egy iránytű, csak tudni kell használni

Bihari Dániel
Bihari Dániel

tud újságíró. 2017. 05. 28. 10:00

Magyar tudósok határozták meg, hogy milyen meteorológiai körülmények között tud az ember szabad szemmel is "navigálni", ahogyan a vikingek csinálhatták. Mondjuk hogyan!
Korábban a témában:

A polihisztorok ideje rég lejárt, korunkban már az is ember legyen a talpán, aki egyetlen tudományág apró szeletéről elmondhatja, hogy a kisujjában van. Egyetlen nagy felfedezéstől ma már aligha várhatjuk a világ megváltását, ám még soha nem voltunk hozzá közelebb, mint most.

A különböző tudományágak összefogása, kutatási területek összeadódó apró eredményei hihetetlen eredményeket produkálnak, akár társadalomtudományokról, akár a földönkívüli életről vagy gyógyászatról legyen szó.

És ebben nekünk is szerepünk van: magyar biofizikusok, egészen pontosan az ELTE Biológiai Fizika Tanszék Környezetoptikai Laboratóriumának kutatói a fizika, meteorológiai optika és biológia bevonásával adtak választ a régészet és a történettudomány által feltett kérdésre: hogyan és milyen eséllyel navigálhattak viking hajósok mágneses iránytű nélkül az Atlanti óceánon akkor is, ha a Napot és a csillagokat felhőzet vagy köd takarta?

Merre van észak?

Ma is bárki kipróbálhatja, mindössze a két szemére és egy viking napiránytűre van szüksége, hogy megbecsülhesse, merre van észak. Történetünk a légköroptika világába vezet, Horváth Gábort, az ELTE Biológiai Fizika Tanszék egyetemi docensét, a Környezetoptikai Laboratórium vezetőjét kértük, magyarázza el közérthető módon, miről is van szó.

Régóta köztudott, hogy a vikingek évszázadokig mágneses iránytű nélkül hajóztak a nyílt óceánon, mégis nagy biztonsággal jutottak el skandináv otthonuktól több száz vagy több ezer kilométerre Grönland vagy Észak-Amerika partjainál fekvő telepeikhez.

A Nap volt segítségükre: régészeti leletekből ismeretes a 61. szélességi fok környékén használt viking napiránytű.

Ez egy korong volt, aminek közepéből egy pálca állt ki merőlegesen. A pálca árnyékcsúcsának egy nap alatt bejárt hiperbolikus pályáját a korongba vésték a tavaszi és nyári hajózási hónapokban. Az adott hónapnak megfelelően a vízszintesen tartott korongot napsütésben úgy forgatták, hogy a pálca árnyékának csúcsa ráessen a megfelelő hiperbolára, aminek tükörszimmetriatengelye megadta a földrajzi északi irányt.

És ha nem látom a Napot?

De hogyan tájékozódtak, amikor a ködös vagy felhős égbolton akár napokig, hetekig nem láthatták csillagunkat? Itt jött a régészek segítségére a biológia: az 1940-es évek végén fedezték fel, hogy a méhek a Naphoz mérik repülésük irányát, amikor pedig az nem látszik, akkor az égbolt polarizációja alapján határozzák meg a Nap tájékozódásukhoz szükséges irányát.

Az égbolt polarizációs mintázatát a légkörben szóródó napfény alakítja ki úgy, hogy e mintázat tükörszimmetriatengelye a Nap irányába mutat. Aki tehát érzékelni és értelmezni tudja, az elvileg még felhős, ködös időben is képes megbecsülni a nem látható Nap irányát. A méhek és sok más polarizációérzékeny állatfaj képes erre.

A régészetet és a biológiát esetünkben pedig a történettudomány kötötte össze. A viking Sigurd-legenda utal egy navigációs eszközre, a napkőre, amelyen keresztül kémlelve az eget, meg lehet határozni a felhőktől takart Nap helyét. Ezen említésen túl többet nem tudunk a napkőről, régészeti anyagban eddig egy sem került elő.

Thorkild Ramskou dán régész 1967-ben vetette fel, hogy a viking szállásterületeken bőven található, polárszűrőként működő kalcit, turmalin és kordierit kristályok lehettek a vikingek napkövei.

A viking navigátor felhőmentes időben az eget nézve addig forgatta e napkőkristályt a szeme előtt, míg az ég vizsgált pontját a legvilágosabbnak nem látta. Ekkor egy nyilat karcolt a kristályra, ami a Nap felé mutatott. A napkő e legvilágosabb irányulását felhős égen megkeresve, a bekarcolt nyíl mindig a Nap felé mutatott.

Az ég két pontjában végzett ilyen méréssel adódó égi főkörök a felhők mögötti Nap helyén metszették egymást. Ezután egy másik viking fáklyát tartott a felhőtől takart Nap így megtalált irányában, miáltal hasznáhatóvá vált a napiránytű az északi irány becslésére

– magyarázza Horváth Gábor.

A szem helyettesíti a napkövet

A baj csak az, hogy mint említettük, az egész egy hipotézis, egyetlen viking napkövet sem találtunk még, ennek ellenére teljesen elfogadott, hogy ők márpedig így navigáltak és pont. Nagyon hiányzik itt a feltételes mód.

Ennek kiküszöbölésére a Környezetoptika Laboratórium munkatársai tíz éve vizsgálják e hipotézis légköroptikai feltételeit és az égboltpolarizációs viking navigáció négy fő lépésének pontosságát laboratóriumi és planetáriumi pszichofizikai kísérletekben.

Közben, 2012-ben felvetődött, hogy az egészhez nincs is szükség napkőre, mert az emberi szem érzékeli az úgynevezett Haidinger-féle pamacsokat: ez egy halvány sárga és egy halvány kék, 8-as alakú tünemény, a tengelyük egymásra merőleges, mint egy máltai kereszt.

Akkor válnak láthatóvá, ha az égbolt egy elegendően poláros pontját nézve fejünket jobbra-balra billegetjük vagy sűrűn pislogunk, különben néhány másodperc múlva eltűnik retinánk adaptációja miatt. A kék pamacsot az égbolt kékje miatt csak nagyon nehezen, vagy egyáltalán nem látni, a sárgát viszont igen, és ez a lényeg, mert ennek hossztengelye mindig a Nap felé mutat.

Forrás: ELTE Biológiai Fizika Tanszék

A viking navigátornak tehát a hipotézis szerint elég volt felnéznie az égre, egyik hüvelykujját a sárga Haidinger-pamacs hossztengelye irányában tartani, majd ugyanezt elvégezni az égbolt egy másik pontján, s ahol a két hüvelykujjon átmenő képzeletbeli égi főkör metszette egymást, ott volt a Nap, még ha felhő vagy köd is takarta.

Mint a napkőkristályokról szóló feltételezés esetén, csak napkő nélkül.

Forrás: ELTE Biológiai Fizika Tanszék

Bárki kipróbálhatja élesben is, de nem biztos, hogy menni fog, mert nagyon sok múlik az égboltfény polarizációfokán és a szem egyéni érzékenységén.

A Haidinger-pamacsok érzékelését vizsgáló angol tudósok szerint a legérzékenyebb szemű emberek 23 százalékos minimális polarizációfok esetén is észlelik e pamacsokat, az átlagos érzékenységűek csak 56, míg a legkevésbé érzékenyek csak 87 százaléknál.

A Haidinger-pamacsokkal való megismerkedéshez Horváth Gábor azt tanácsolja, fogjunk inkább egy fehér fényű LCD-kijelzőt, és nézzük mereven. Rövid idő után szemünk éleslátási zónájában, a foveán megjelenik az 5 fok látószögű halvány sárga és a rá merőleges halvány kék pamacs, de 3-4 másodperc múlva el is tűnnek. Ha pislantunk egyet, vagy kissé elforgatjuk szemünket, ismét felbukkannak egy rövid időre.

Van, hogy a nagy semmibe megyünk

No, de visszatérve az ELTE-s kutatáshoz, a tudósok 1300 meteorológiai szituációban mérték az égbolt polarizációfokának mintázatát számos napmagasság és felhőzöttségi százalék esetén, és meghatározták ezen egek azon hányadát, amelyen a polarizációfok nagyobb, mint a Haidinger-pamacsok fönt említett érzékelhetőségi küszöbei.

Más szóval meghatározták annak valószínűségét, hogy egy tetszőlegesen felhős ég esetén mi a valószínűsége annak, hogy a szabad szemmel, a Haidinger-pamacsok segítségével meg lehessen határozni az északi irányt az égboltpolariációs viking módszerrel. Eredményeiket a rangos Royal Society Open Science folyóiratban közölték.

Ezek szerint teljesen borult ég esetén nincs olyan égboltpont, ahol a polarizációfok meghaladná a Haidinger-pamacsok 23 százalékos érzékelési küszöbét, vagyis itt a határ: nincs olyan ember, nem volt az a viking, aki mindig, minden körülmények között célba talált.

Ha viszont az ég csak kevésbé felhős és a Nap a horizont fölött, de annak közelében tartózkodik, vagy tiszta az ég, de a Nap a horizont alatt van maximum –5 fokkal, a Haidinger-pamacsok igen nagy valószínűséggel láthatók, így még az “átlagos szeműek” is jól tudnának viking módon szabad szemmel navigálni.

Nem egy életbiztosítás

Kiderült az is, hogy az emberek legfeljebb 5-10 százaléka képes megbízhatóan navigálni a Nap helyzete alapján a nyílt óceánon, és még ők is csak egészen komolyan lehatárolt körülmények között.

Egy szó, mint száz: a viking hajókat megbízhatóan irányító navigátorok klubja tudását és képességeit tekintve is szűk, elit társaság lehetett. De az első ezredfordulón még az ő rátermettségük sem jelentett semmit, sok viking expedíció a tengeren ért szörnyű véget.

Az ELTE kutatói folytatják vizsgálataikat és publikációikat a témában, amelyek megjelenítik majd a vikingek tengeri utazásait, tengerbe vesző és célba érő küldetéseiket. Áttörés lesz a témában, Horváth Gábor pedig akkor is beavat minket.

(Kiemelt kép: Europress Fotóügynökség)

vissza a címlapra

Kommentek

Legfrissebb videó mutasd mind

People gather next to flowers, candles and other items set up on the Las Ramblas boulevard in Barcelona as they pay tribute to the victims of the Barcelona attack, a day after a van ploughed into the crowd, killing 13 persons and injuring over 100 on August 18, 2017.
Police hunted for the driver who rammed a van into pedestrians on an avenue crowded with tourists in Barcelona, leaving 13 people dead and  more than 100 injured, just hours before a second assault in a resort along the coast. / AFP PHOTO / PASCAL GUYOT
Nézd meg a legfrissebb cikkeinket a címlapon!
24-logo

Engedélyezi, hogy a 24.hu értesítéseket
küldjön Önnek a kiemelt hírekről?
Az értesítések bármikor kikapcsolhatók
a böngésző beállításaiban.