A meleg ellenére oly távol az éltető csillagtól

Csillagvizsgáló Svábhegyi

Az ókori görög filozófusok igen nagy arányban vallották, – és nyomukban a teljes középkori Európa – hogy a „Hold feletti világ” vagyis az ég a tökéletesség és változatlanság világa. Tehát nem csak az állócsillagoknak, de a vándorlóknak is a tökéletesség állapotában kellett lenniük. Hogyan lehetséges, hogy tökéletes legyen, ami változik? A görög filozófia egyik sarkalatos pontja volt, hogy a tökéletes dolgoknak állandónak kell lennie, hiszen bármely irányba változik valami, azzal vagy jobbá, vagy rosszabbá lesz. Hogy mozoghatnak hát a tökéletes bolygók (mely kategóriába ekkor a Nap és a Hold is beletartozott)?

Egyetlen lehetséges választ tudtak elképzelni a kor filozófiai korlátjain belül. Az egyenletes körmozgás tökéletessé kikiáltása bizonyult a kiútnak az ellentmondásból. Ha egy test ilyen mozgást végez, akkor adott időközönként ugyanoda kerül vissza az örökkévalóságtól kezdve és az örökkévalóság végéig. Tulajdonképpen a mozgás egy „tökéletes” formáját vélték felfedezni eme jelenségben a görög filozófusok. Így válhatott az egyenletes körmozgás a bolygók alapvető tulajdonságává (igaz, kisebb-nagyobb kibúvók akadtak a későbbiekben, lásd a Ptolemaiosz által bevezetett ekváns pont fogalmát). A középkor folyamán ezen elképzelés továbbra is dogma maradt, melyet nem kérdőjeleztek meg.

Az éjszakai égbolt. Nem nehéz elképzelni, hogy a görögök miért képzelték el a tökéletesség világának. Kép forrása: nasa.gov

A közgondolkodásba oly mélyen beépült az elképzelés, hogy a kora újkor nagy alakjai közül többen nem is szakadtak el ettől. Magában Kopernikuszban –a napközéppontú világegyetem újkori felvetőjében- sem merült fel, hogy a bolygók pályája ne a tökéletes kör lenne. Ezt elsőként Johannes Kepler kérdőjelezte meg az 1610-es évek folyamán. Ám ne képzeljük, hogy az új gondolat futótűzként terjedt volna el a világban, miközben a csillagászok a fejükre csaptak a megdöbbenéstől, hogy erre miért nem gondoltak korábban. A Keplerben felmerült elliptikus pálya elfogadása az ég tökéletes voltának feladását jelentette, így csillagászok nemzedékei figyelték gyanakvással az új meglátást. Maga Galileo Galilei sem fogadta el Kepler tanítását. Kizárólagos egyetértést csupán Newton munkássága hozott 1687 után (mikor is fő munkája, a Principia megjelent, melyben lefektette a fizika alapjait).

Láthatjuk mily hosszú vajjódás volt a bolygók ellipszis pályán való mozgásának felismerése a világ számára. Mit is jelent az ellipszis és milyen következményekkel jár a bevezetése a bolygómozgásba?

Az ellipszis egy matematikai fogalom, mely a definíció szerint:

„A matematikában az ellipszis görbe azon pontok mértani helye egy síkon, ahol a pontok két rögzített ponttól mért távolságának összege a két pont távolságánál nagyobb állandó”

Mit jelent ez a bonyolult matematikai definíció és hogyan lehet elképzelni egy ilyen objektumot? Gyakorlatban egy egyszerű lapított körről beszélünk, melyet az alábbi képen is láthatunk.

Az ellipszis két nevezetes (a képen pirossal jelölt) ponttal rendelkezik, melyeket fókuszpontoknak nevezünk. Kepler sejtése szerint a Nap az egyik ilyen pontban helyezkedik el, a bolygók pedig a feketével jelölt pályákon mozognak. A fent látható ábrán könnyen észrevehető, hogy ebben az esetben a bolygók időnként távolabb, időnként közelebb helyezkednek el a Naphoz (vagyis az egyik piros ponthoz). Gondolhatnánk, hogy a Naptól való távolság erős változása, hozza létre az évszakokat. Ám a képen látható ellipszis sokkal laposabb, mint mondjuk a Föld pályája, mely sokkal közelebb van a körhöz. Ennek következtében a Nap besugárzása nem változik annyit a Föld keringése során (olyan 6-7% a változás).

A Nap átmérője a napközel (perihelion) és a naptávoli (aphelion) pontból. A különbség jól láthatóan kicsi. Kép forrása: www.universetoday.com

Mi hozza hát létre az évszakokat? A Föld tengelyferdesége miatt a Nap periodikusan hosszabb vagy rövidebb ideig van fent az égen az év során, ahogy azt a nyárköszöntő cikkünkben kifejtettük. 

A tengelyferdeség megmagyarázza, hogy miért van tél a déli féltekén, amikor az északin nyár és fordítva. Hiszen, amikor az egyik félteke közelebb hajlik a Naphoz, addig a másiknak többet kell elfordulnia.

Vigasztaljuk hát magunkat a melegben azzal a tudattal, hogy Földünk oly távol van a Naptól amennyire csak a pályáján képes!

Szerző: Soós Benjamin, Tudományos segédmunkatárs / Bemutató csillagász 
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet / Svábhegyi Csillagvizsgáló

📸 A borítóképen: a Nap látható napközelben és naptávolban egymás mellett ábrázolva. Kép forrása: apod.nasa.gov