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

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.