Fizikai Szemle honlap

Tartalomjegyzék

A VILÁGŰRKÍSÉRLETEK JÖVŐJE

Bay Zoltán
Washington

A kísérletezés a világûrben 1946-ban kezdõdött az amerikai és a magyar holdradar kísérletekkel, de az azóta eltelt négy évtizedből csak mintegy három volt a hathatós világűrkísérletek ideje. Ez a három évtized több ismeretet hozott naprendszerünkről, a csillagközi térről és a csillagok sugárzásáról, mint a Galilei, Kepler, Newton óta eltelt három évszázad.

Mi a magyarázata ennek a rohamos fejlődésnek? Nyilvánvalóan az, hogy a világűr felfedezésébe be lehetett vezetni a kísérletezést.

A természettudományok azóta fejlődtek ki, amióta az ember az ismeretszerzésben elkezdte a kísérletezést.

A klasszikus görög kultúra magas fokra jutott el az irodalomban, a képzőművészetekben; az építészetben; a geometriában, de a természettudományokban a kísérletezés hiányában megmaradt a kezdeti tapogatózásoknál.

A kísérletezés akkor indult el, amikor Galilei éles elméje észrevette, hogy a templomban a légáram által megmozgatott függőlámpa mindig azonos idő alatt végez egy lengést, függetlenül a kilengés nagyságától.

Ezt nem tudták a régi görögök és az írásaikra épített szkolasztikai tudomány. Tehát Galilei azt mondta, ha többet akarunk tudni, kérdezzük meg magát a természetet!

A kísérletezés bevezetése után mindjárt megvilágosodott annak két nagy előnye: 1) a vizsgálandó folyamatot elkülönítjük a környezet zavaró hatásától, 2) a kísérletet annyiszor ismételhetjük, ahányszor akarjuk. A többszöri ismétlés vezet rá, hogy a természeti jelenségek lefolyásában törvényszerűség van. E törvények megismerése a természettudomány célja és feladata.

Galilei olyan folyamatot indított el, mely nem állott meg: azóta a természettudományok mind kísérletezésre épültek - egyetlen kivétellel.

A csillagászat a legújabb időkig nem tudta használni a kísérletezést, pusztán megfigyelésre volt utalva, mert a csillagászat tárgyai tőlünk messze vannak a világűrben. De nem lehetett kétséges, hogy, ha a kísérletezés egyszer kiterjeszthető lesz a világűrre, rohamos fejlődés várható.

A kísérletezésnek ezt a világűrre való kiterjesztését a radartechnika és a rakétatechnika fejlődése hozta meg.

Mikor a második világháború folyamán, akkori tudományos elszigeteltségünkben, nehéz körülmények között, de a magyar lakosság és a magyar városok védelmének gondolatával radartechnikánkat kifejlesztettük, elérkezettnek láttam az időt, hogy munkatársaimnak javasoljam: most, hogy egy új technika birtokába jutottunk, használjuk azt egy fundamentális fizikai feladat megoldására. Küldjünk mikrohullámú jeleket a Holdra és észleljük azok visszaverődését. Ez 1944 tavaszán történt s el is kezdtük mindjárt az elméleti vizsgálatokat s a szükséges műszerek megépítését. Az akkori idők viszontagságai és háborús pusztításai után végül is két év elteltével tudtunk sikeres kísérleteket végrehajtani.

Azóta sokan megkérdezték tőlem: mi indított engem erre a kísérletre, aki nem vagyok csillagász. Válaszom az volt, hogy bennem gyerekkoromtól fogva megvolt az érdeklődés a csillagos ég tüneményei iránt.

Érdekes megemlíteni, hogy ugyanabban az időben volt valaki Amerikában is, aki nem volt csillagász, de akit hasonló módon vonzottak mindig (mint később megtudtam) a csillagos ég látványai: J. H. De Witt műszaki ezredes, az amerikai radartechnika egy kitűnő munkása. (Persze, ellenséges államok polgárai lévén, egymásról nem tudtunk.) Az amerikaiak 1946 január közepén, mi február elején végeztük az első sikeres kísérleteket. Az amerikaiak mikrohullámú felkészültsége jobb volt, viszont mi a "szegénységünket" olyan elv alkalmazásával pótoltuk, amely azóta általánosan elfogadott és használt: a jelismétlés és jelösszegezés módszerével.

Az amerikai és a magyar holdradar kísérletek nyomán a csillagászatnak egy új ága fejlődött ki az Egyesült Államokban, Angliában, Ausztráliában, Kanadában és a Szovjetunióban, a radarcsillagászat. Előbb a naprendszer közeli bolygóit, utána a távoli bolygókat s azok holdjait ölelte fel a radarészlelés; sikeresen térképezte egyes bolygófelületeknek optikailag nem hozzáférhető részleteit. Addig el nem érhető pontossággal állapította meg a radarcsillagászat a bolygó- és a holdpályák méreteit. A Nap-Föld távolság (az ún. asztronómiai egység, mintegy 150 millió kilométer) ma egy kilométernél kisebb hibával ismeretes. A Föld és Hold között működő fényradar segítségével ma a Holdnak mindenkori tőlünk való távolsága (kb. 400 ezer kilométer) néhány centiméteres hibahatárral adható meg.

Nagy ugrásnak számítanak ezek és más hasonló eredmények a naprendszer ismeretében. De ezeken kívül a radarcsillagászat elkönyvelhet három olyan eredményt, amely már nem csupán csillagászati fontosságú, hanem alapeleme fizikai tudásunknak is.

1) Bebizonyosodott, hogy a naptányér közelében elhaladó rádióhullámok az ottani erős gravitációs térben késnek. Igazolja ez az általános relativitáselméletnek azt az elgondolását, hogy a gravitáció a tér szerkezetének megváltozásával egyértelmű. Ha a gravitáció régi felfogása szerint azt mondanánk, hogy a fénynek tömege van és azt a Nap gravitációja gyorsítja, akkor a fénynek sietnie kellene, ellentétben a radar megfigyeléssel. Tehát: a tér a Nap nagy tömege közelében "nem euklideszi" (úgy is szokás mondani, hogy "görbült tér") és a fénynek ott hosszabb utat kell bejárnia. Ez a kísérlet, amelyet I. I. Shapiro amerikai fizikus végzett el a Mars bolygóra leszállott Viking űrhajó segítségével, igazolja Einstein általános relativitás elméletét, de igazolja a magyar Bolyai Jánost is, akinek egy több mint száz évvel ezelőtti kéziratában Toró Tibor temesvári elméleti fizikus a következő kijelentést fedezte fel: "... a nehézkedés törvénye szoros összeköttetésben mutatkozik az űr természetével." Bolyai János tehát nemcsak első volt a nem euklideszi geometria gondolatával, de megsejtette annak a természetben való jelentőségét is.

2) Bebizonyosodott, hogy a Föld és a Hold a Nap gravitációs terében egyforma gyorsulással esik. A Föld és Hold között működő fényradar említett igen pontos méréseit analizálva K. Nordtvett amerikai fizikus a két igen különböző test gyorsulásait megegyezőknek találta és rámutatott, hogy ez az eredmény Eötvös Loránd földi kísérleteinek egy celesztiális méretekre való kiterjesztését jelenti: a gravitációs és a tehetetlen tömeg azonos.

3) Bebizonyosodott, hogy annak ellenére, hogy naprendszerünk a Galaxisban igen nagy sebességgel (kb. 300 kilométerrel másodpercenként) mozog, a rendszer két pontja (bolygója) között mért egyirányú fénysebesség invariáns (független a rendszer sebességétől). Betetőzése ez azoknak a földi kísérleteknek, amelyek a fénysebesség állandóságának empirikus megalapozására szolgáltak, s amelyek alapján az új, a fénysebességre alapozott méterdefiníciót lehetett nemzetközileg bevezetni.

A radarkísérleteknek az űrre való kiterjesztése után rövidesen megindult az űrkísérletek másik faja: rakétáknak az űrbe való kibocsátása.

A nagyfokú technológiát, amely ehhez szükséges, csupán a két szuperhatalom tudta kifejleszteni: az Egyesült Államok és a Szovjetunió. Az Egyesült Államok rakétasorozatai az Apollo, Pioneer, Mariner, Viking, Voyager nevet viselték. A Szovjetunió rakétákat bocsátott ki a Hold, a Mars és a Vénusz felé, utóbbiak neve Venera és Vega.

Legismertebb az űrrakéták között az Apollo-sorozat, amelyen emberek jutottak a Holdra. (Az utasokat vivő rakéták költsége ötven-százszorosa a műszereket a világűrbe szállító űrhajóknak, mert az előbbiek sok óvintézkedést és igen bonyolult és biztos komputertechnikát igényelnek.) Mindkét nagyhatalom fenntart egy viszonylag nem nagy magasságban (néhány száz kilométer) keringő űrlaboratóriumot, főleg annak kikísérletezésére, hogy az emberi szervezet hogyan reagál a hosszú ideig tartó súlytalanságra. Fontos ez a későbbi emberi utazások szempontjából, ha bolygók meglátogatására kerül sor.

Az Apollo missziók keretében már összesen 12 ember járt a Holdon. Értékes holdanyagot hoztak vissza, amelynek laboratóriumi megvizsgálása még tart s információkat adhat a Hold geológiájának és a Naprendszer keletkezésének megértésére. Ezek a missziók az előkészítés, a tervezés és a kivitelezés diadalai voltak. Amikor a Holdra leszállott kisebb űrhajó visszatért a Hold körül keringő nagyobb egységhez (amely aztán az utasokat visszahozta), másodpercnyi pontossággal és a felemelkedés technikájának rendkívül szűk határok közötti alkalmazásával kellett elérnie, hogy a két jármű a Hold körüli térben találkozzék. Olyasmi volt ez, mint a cirkuszi trapézművészek mutatványai, hogy egymást a különböző kötélingák lengései közben elérjék. Az Apolló 13 járaton a Hold közelében egy nem várt robbanás meghiúsította a leszállást. Lenn a Földön technikusok és laikusok lélegzetvisszafojtva várták, mi fog történni? Végül is az ottani és a földi irányítók lélekjelenléte és gyors intézkedései megmentették a misszió három utasát: mind a hárman épen földre értek. Sokan mondtuk akkor, ez talán nagyobb teljesítmény volt, mint a Holdra való utazás.

Az Apollo-sorozat nagy tanulságaként említhetjük meg azt az általános érvényű igazságot is, hogy a természettudományok fejlődésében a valóság mindig fantasztikusabbnak bizonyul, mint az emberi fantázia. Verne Gyula el merte képzelni, hogy emberek valaha a Hold távolságáig jutnak el, de azt már nem tudta elképzelni, hogy oda leszállnak, a Földön maradt társaikkal beszélgetnek és a Föld lakói televizión láthatják minden lépésüket.

Az imént említett többi űrhajó-sorozat nem embereket, hanem műszereket vitt a Naprendszer bolygóihoz. A rádióval visszajelentett információk tömegének feldolgozása még folyik, de máris érdekes kép van kialakulóban a Naprendszer keletkezéséről.

Hogy Naprendszerünk (és mi magunk is) egy nóvák és szupernóvák robbanásai által a világűrbe kilövelt gáztömegből alakult ki, nem kétséges. Mialatt ez a gáztömeg a gravitáció következtében összehúzodott, felmelegedett. A gáztömeg közepén alakult ki a Nap s a napközelben levő melegebb gáztömegben kondenzáltak a nehéz fémek és fémvegyületek. Ezért a Naprendszer belső bolygóinak nagy a sűrűségük, míg a külső bolygók főképpen könnyebb elemeket tartalmaznak. A belső bolygók a könnyű elemeket, főképpen a hidrogént, még keletkezésük után is elvesztik, különösen, ha kis tömegük nem tudja azokat gravitációval visszatartani. A Merkurnak és a Holdnak nincs légköre.

Azt lehetne gondolni, hogy a Vénusz, Föld, Mars, amelyek nagyjából egyforma tömegűek s amelyek a Nap sugárzásában is egyforma módon részesülnek, hasonló klímával rendelkeznek. Mégis, a Szovjetunió Venera űrhajói és az amerikai Mariner 2 azt tanúsítják, hogy a Vénuszt forró, sűrű széndioxid légkör veszi körül (90-100 atmoszféra nyomáson és 450 Celsius fokú hőmérsékleten). Példája ez egy elszabadult "üvegház"-effektusnak: a szén-dioxid légkör átereszti a Nap látható sugárzását, de visszatartja a bolygó infravörös kisugárzását.

A Vénuszt a sok hasonlóság miatt szokás a Föld ikertestvérének nevezni, de ezek a legújabb űrvizsgálatok megmutatták, hogy a wagneri ária "édes alkonycsillaga" a földi ember "pokol" elképzeléséhez jár közelebb: a forró, sűrű szén-dioxid légkörben kénsav és fluorsav eső esik a bolygó felületére, amelynek hőmérsékletén megolvad az ólom. A Vénuszra ledobott Vega műszerpróbák egy-két óra hosszáig "éltek", de azalatt értékes információkat jelentettek vissza a Földre.

Mi a helyzet a Föld másik ikertestvérével, a Mars bolygóval?

Schiaparelli olasz csillagász múlt századi megfigyelései és látomásai óta az emberi képzeletet Mars-csatornák és Mars-lakók töltik meg.

Az Egyesült Államok két Viking missziót küldött a Marsra, főként azzal a céllal: keressenek ott életmegnyilvánulásokat. Mindkét misszió tökéletes volt technikailag; a Mars körüli keringésre beállított űrhajókról kisebb műszerhajók sikeresen leszálltak a bolygó felületére és ott kísérleteket végeztek a Földről kapott utasítások alapján. A műszerhajók fotográfiái bizony nem mutattak a gép körül ólálkodó Mars-lakókat, de még a talajból felvett anyagok kémiai vizsgálata sem árult el semmi olyan anyagcserét, amelyet a legegyszerűbb biológiai "élet"-nek lehetne nevezni.

A Marsnak igen ritka, főleg szén-dioxidot tartalmazó légköre van (a légnyomás mintegy fél százaléka a mi atmoszféránknak). A bolygófelület ma sivatag, de olyan hegyekkel és völgyekkel, amelyek arra mutatnak, hogy a múltban erőteljes vízfolyások alakították a felszínt. Ha a Marsnak a múltban tengerei és folyamai voltak, persze az sincs kizárva, hogy élet volt a bolygón, amelynek nyomai megtalálhatók lesznek további missziók révén. Az Egyesült Államok a kilencvenes évekre tervez egy Mars-megfigyelő és térképező missziót. Kiterjedtebb vállalkozást terveznek a Szovjetunióban. A 2000-ik évvel kezdődően 6 űrhajó megy a Marshoz. Ezek léggömbökkel műszereket juttatnak le a felületére.

A Mars geológiájának és esetleges múltbeli életjelenségeinek további megismerése arra az időre vár, amikor majd emberek utaznak oda és gyűjtenek adatokat.

A Naprendszer külső bolygóinak és azok holdjainak eddigi megismerése a Pioneer 10 és 11, főleg azonban a Voyager 1 és 2 misszióknak köszönhető.

A bolygórendszer kialakulása említett elméletének megfelelően a hideg világködben csupán a könnyű elemek tudtak kondenzálni, ezért a Naptól távoleső bolygók főleg hidrogént, héliumot, metánt, ammóniákot, széndioxidot tartalmaznak.

A hatalmas ismeretanyagból, amely az ember birtokába jutott, s amelynek részletei még feldolgozásra és megértésre várnak, említést érdemel, hogy: 1) a Jupiternek erős mágneses tere van, több mint tízszer erősebb s százszor messzebbre kiterjedő, mint a Földé; 2) a Jupiternek s az Uránusznak is vannak gyűrűi, nemcsak a Szaturnusznak, amelynek gyűrűi a Földről könnyen láthatók.

Érdekes megemlíteni, hogy a Voyager űrhajók hogyan kaptak addicionális sebességet, hogy elérjék a külső bolygókat. Ha a Földről való alkalmas irányítással az űrhajót a Jupiter erős gravitációs terében engedjük esni, az felgyorsul. Ha a Jupiter állna az űrben, az űrhajó ezt a sebességtöbbletét elvesztené, miközben a Jupitertől eltávozik. De ha közben a Jupiter mozdul el pályáján, a nyert sebesség nem vész el. (Nevezzük ezt magyarosan gravitációs parittyának.)

A Voyager 2 így érte el az Uránuszt 1986-ban s a Neptunuszt 1989-ben Utána kijut a csillagközi térbe s pályáját folytatja megszakítás nélkül, míg esetleg egy más csillag bolygói között értelmes lények elfogják.

A parittya-elvet a jövő világűrutasai is használhatják olyan gyorsításra, amelyben ők "súlytalanok" maradnak, tehát semmi olyan erős behatásnak nem lesznek kitéve, mint a rakétamotorral való gyorsítás esetén.

A közelmúlt űrkutatási eredményei között érdekes volt a Halley-üstökös megközelítése a Szovjetunió, Japán és az európai államok megfelelő műszerei által.

Halley angol csillagász Newton kortársa volt. A múltbeli feljegyzéseket visszakövetve az időben észrevette, hogy a Földet 76 évenként látványos üstökös látogatta meg. A pályaelemeket is egybevetve rájött, hogy egyazon égitestnek hosszúra nyúlt ellipszis pályájáról van szó, amely a földközeltől a Neptunusz távolságáig terjed. Megjósolta a következő visszatérés idejét, amit ugyan ő - mint mondta - már nem fog megérni, de ami tényleg be is következett. Utána ez a visszatérő üstökös a Halley nevet kapta.

Az üstökösök megjelenését az emberi babona mindig félelemmel fogadta. Minket, magyarokat érdekelhet, hogy a Halley-üstökös megjelent Nándorfehérvár híres ostroma idején, 1456-ban. Szerencsére, nem Hunyadi harcosaira, hanem a török seregre hozott "katasztrófát" .

Nagyon látványos volt ez üstökös 1910-es megjelenése, mert akkor a földközelben haladt el. Én visszaemlékszem, hogy egy májusi hajnalon az üstökös farka a fél eget beborította. Mivel csillagászok megállapították, hogy május 19-én a Föld áthalad a üstökös farkán, amely cián vegyületeket is tartalmaz, megszületett a jóslat: elpusztul a világ. Gyulaváriban ezen csak mosolyogtunk, mert a magyar sajtó a témát értelmesen kezelte, mondva, hogy az üstökös igen ritka sűrűségű gázai ellen a Föld légköre teljes védelmet nyújt. Nem volt ilyen egyértelmű az amerikai közönség reakciója. Voltak, akik befüggönyözték ablakaikat, ajtóikat; voltak, akik pirulákat árultak a mérges gázok ellen; egy túlfűtött képzeletű közép-nyugati szekta szűzlányt akart feláldozni, hogy az üstökös gonosz szellemét kiengesztelje, de ennek szerencsére véget vetett a seriff megjelenése.

Az üstökös 1986-os visszatérése nem volt olyan látványos, mint az 1910-es. Én magam, aki ugyan büszke lehettem volna, hogy az üstököst másodszor is megélem, inkább kiábrándítónak éreztem, hogy a washingtoni csillagdába kellett elmennem, hogy lássam.

De annál érdekesebbek voltak az űrvizsgálati eredmények: az üstökös magja mintegy 15 kilométer hosszú és 8 kilométer széles krumpli alakú test.

A nyert tapasztalatok alapján megállapítható, hogy az üstökös magja "szennyes hógolyó". A "hó" megfagyott vizet, széndioxidot és ammóniákot jelent a "szenny" pedig igen kis koncentrációban azokat a nehéz elemeket, amelyek a világködben, amiből alakultunk, jelen vannak. Az üstökösök megismerése ennél fogva fontos adatokat szolgáltat a világköd összetételére és a Naprendszer keletkezésére vonatkozóan.

Ha a szennyes hógolyó a Nap közelébe jut, a felülete anyagot veszít párolgás által. Az elpárolgott atomokat és molekulákat a Nap sugárnyomása és a Napból kiáramló ion-szél a napközelből kifelé fújja. Így képződik az üstökös farka, amely mindig a Naptól számítva ellentétes irányba mutat.

*

Nem kell optimistának lennünk, hogy az eddigi sikerek után a világűrkísérletek hathatós folytatását reméljük. De részletek tekintetében csak olyan jóslást tehetünk, mint amikor valaki azt mondja áprilisban: hogy milyen idő lesz holnap, azt nem tudom, de abban biztos vagyok, hogy néhány hónapnyi meleg időjárás jön.

Biztosabbak lehetünk a kísérletek nyomán felvetíthető perspektívában: az ember olyan lépés megtételéhez jutott el, amely a földi életben eddig csak egyszer történt, amikor az élet a tengervízből, ahol megszületett, kijött a szárazföldre. Ez mintegy fél milliárd évvel ezelőtt történt. John Platt bostoni biofizikus jóbarátom mutatott rá arra, hogy az ember most hasonló elhatározó lépés előtt áll.

A biológusok túlnyomó többsége egyetért abban, hogy a földi élet a tengervízben keletkezett. Bennünk vannak mai napig ennek emlékei. Szemünket még ma is sós ízű könnyekkel, tengervízzel, mossuk. Sejtjeink fiziológiás oldata lényegében tengervíz.

A világűrbe kilépve az ember most is magával viszi földi környezetét, atmoszféráját, táplálékait, amelyek lassú változásnak, az űrhöz való alkalmazkodásnak lesznek alávetve. Miért gondoljuk, hogy ez így lesz? Miért lesz az így kialakuló élet fejlődésképesebb, szabadabb?

A mi életünk a szárazföldön magasabbrendűvé fejlődött, mint a vízben maradt élet, amely csupán a halak értelmi fejlettségéig jutott el. A szárazföld azt adta nekünk, hogy kiszabadultunk a tengervíz "börtönéből", nagyobb mozgékonyságra, könnyebb energiafelvételre tettünk szert.

Könnyű a párhuzamot követni. Amikor Kopernikusz a Földet a többi bolygó közé sorolta, az ember önérzetében ütött csorbát: bezárta a teremtés koronáját a kis földbolygó "börtönébe". Galilei elmélyítette a képet, miáltal szorosabbra zárta a börtönajtót; azért kellett visszavonnia tanait. Az akkori ember számára könnyebb volt elhesegetni, mellőzni a tudást, nem hinni el a bizonyítékokat, mint örökre bezárva lenni.

De mi mért örökre? Az akkori ember nem tudta elképzelni, hogy a börtönajtó valaha is kinyitható lesz. S ez az, amihez ma elérkeztünk.

A Holdra való menetel után már tervek, elgondolások születtek a bolygókhoz való utazásra. Az ember a világűrben sokkal nagyobb mozgékonyságra tesz szert, mint a Földön. Tanúi voltunk, hogy az űrhajóból az asztronauták kiléptek és tápvezeték, "köldökzsinór", nélkül tudtak a közelben sétálni és az űrhajóba visszatérni, miközben csupán egy gyönge nitrogén gázsugárra volt szükségük az ide-oda való mozgáshoz. Nemrégiben kozmonauták hárítottak el egy technológiai akadályt a Mir szovjet űrállomás és a felküldött, utánpótlást vivő űrhajó között, négy órai munkával az űrben:

A napsugárzást az ember az űrben könnyű energia felvételre használhatja, a Föld fellegei és éjszakái nélkül. De használhatja a mozgás meggyorsítására is. A Nap sugárnyomásával vitorlázni lehet az űrben. Használhatók gyorsításra az említett gravitációs parittyák is. Leghatásosabbak lesznek a nukleáris energiával hajtott rakétamotorok.

A nukleáris energia úgyszólván korlátlan bősége (amelynek felhasználása nem fizikai, hanem technológiai kérdés) lehetővé teszi a Holdnak és a Marsnak lakhatóvá tételét is, ha a jövő embere az ott levő kőzetekből nitrogént és oxigént tartalmazó légkört hoz létre. Még a kis tömegű (tehát gyönge gravitációs erejű) Holdon is az egyszer létrehozott légkör sok ezer éven át megmarad, mert mindig csak az igen nagy sebességű, de kis számban jelenlevő molekulák tudnak onnan elszabadulni.

Az ember tehát teremthet magának lakóhelyet a Naprendszer bolygóin vagy holdjain, de a világűrbe való kitelepedésnél az csak ideiglenes segítség lenne az ember ma tapasztalt exponenciális (hatványozott) túlszaporodása ellen.

*

Visszaemlékezem ezzel kapcsolatban néhány beszélgetésemre Szent-Györgyi Alberttel.

A társadalmi problémákra fogékony Albertet két téma állandóan és visszatérően foglalkoztatta. Egyik, persze, az atomveszély. A 60-as és 70-es években erről több előadást tartott, legtöbbször arra a végkövetkeztetésre jutva, és azt meg is mondva, hogy nem tudunk végleges és biztos módot találni a veszély elhárítására. Mikor azt kérdeztem tőle, miért nem megoldás az atomfegyverek közmegegyezéssel és nemzetközi ellenőrzéssel való kiküszöbölése, válasz az volt, hogy ilyen megegyezés lehetősége reménytelen. A Föld népei között mindig akadnak olyanok, akik önmagukat a többiek fölött állóknak képzelik. Igaz, a német "Herrenvolk" már elvesztette a háborút s egyelőre visszaszorult, de lesznek mindig, akik a többi népek fölött uralkodni akarnak, a többieket arra igyekeznek kényszeríteni, hogy nekik dolgozzanak. Természetesen, a többiek ellenszegülnek s így keletkeznek a háborúk.

Sokszor elmondta: sovány vigasz, ha azt mondjuk, hogy a Világegyetemnek mindössze egy kicsiny bolygójáról van szó, ahol az fog történni, hogy a kialakult élet megszűnik, de alig várhatunk mást.

Mikor a 70-es évek folyamán egy technológiai elgondolásokban gazdag és ötletes terv került nyilvánosságra, amelynek tárgya volt: kolóniák létesítése a világűrben, elmondtam Albertnek, hogy ez a terv reménysugarat nyújthat arra, hogy az emberi nem mégis meg tudja menteni önmagát.

A terv abból állott, hogy az űrben hatalmas lakóhelyek építhetők fel, amelyeket akár világvárosoknak is nevezhetünk. Hogy a Földnek nemcsak a légkörét, de mezőit, hegyeit is átvigyük az űrbe, hatalmas, néhány kilométer átmérőjű és sok kilométer hosszú henger belső felületén létesülne az űrkolónia. A henger tengely körüli forgása centrifugális (azaz gravitációs) erőt létesít s természetesen a henger atmoszféra nyomású levegővel volna megtöltve. Ez a terv a mai ember biológiájához van szabva, mégcsak súlytalanságot sem kíván, s kivitelezése nem tenné szükségessé semmiféle új természettörvény felfedezését. Technológiai felkészültséget igényelne s azt, hogy ezt a hatalmas méretű lakóhelyet, persze, kinn az űrben kellene felépíteni. Az anyagát nem szükséges a Földről vinni; ki lehetne azt termelni a kisbolygókból, amelyeknél könnyű volna megküzdeni azok gyönge gravitációjával.

Szent-Györgyi Albertnek a tervet elmondva rámutattam, hogy ez segíthet egy olyan kérdésben, amely eddig megoldhatatlannak látszott: az emberiség exponenciális szaporodásában.

Ez volt a második téma, amelyről az imént mondottam, hogy Albertet tartósan foglalkoztatta. Egyszer kongresszusi hívásra el is ment Washingtonba, hogy a témával kapcsolatos kérdésekre válaszoljon.

A téma félelmes volta abban áll, hogy az exponenciális függvény növekedése a már elért számmal arányos. Az emberek száma napjainkban érte el az 5 milliárdot s az évi szaporodás ennek a számnak felel meg, tehát most 25 százalékkal nagyobb, mint körülbelül 12 évvel ezelőtt volt, mikor a Földön 4 milliárd ember élt. Tehát ha ezen a számnövekedésen úgy próbálnánk segíteni, hogy 1 milliárd embert elhelyezünk (mondjuk) a Holdon, ez csak 12 évre segítene. (Itt most nem térünk ki az egyéb segítségekre, mint például a népszaporodás korlátozása, ami ismét politikába torkollik.) Az exponenciális függvénnyel csak egy másik exponenciálisfüggvény veheti fel a versenyt s ez az, amire akkor rámutattam. Azt mondtam Albertnek: ha kolóniák létesülnek az űrben, azok létesíthetnek új kolóniákat, amelyeknek száma arányos lehet a már létesült kolóniákkal. Tehát itt az új exponenciális törvény, amelynek korlátja csak a végtelen űr volna. Reméljünk tehát az emberiségnek csak annyi időt a túlélésre, míg elkezdheti a tér meghódítását s akkor megmaradhat.

Nem tagadom, az én optimizmusom erősebb volt, mint az övé. Szent-Györgyi Albert a világűr meghódítását csak a nagyon távoli jövőben remélte. Én közelebbinek láttam, mert manapság a "gyorsuló idő" korszakában élünk. Ennek a megnevezésnek magyarázata az, hogy a fejlődés törvénye is exponenciális: a további fejlődés irama arányos a már eddig elért fejlődéssel. Századunk kezdetén nem volt rádió, nem volt repülés s íme, már a Holdra leszállott emberekkel beszélhettünk, azokat televízión láttuk.

Az űrvárosok létesítéséhez nem kell új fizika, csak új technológia. Adjunk neki még 100 évet? Ebben a "gyorsuló időben" nagyon hosszú időtartam!

*

A világűrkísérletek által felvetített jövő egyik legérdekesebb s talán legfontosabb kérdése: van-e a világban a Földön kívül másutt is élet? Van-e a miénken kívül más civilizáció? A Naprendszerünkben ilyet eddig hiába kerestünk, de Naprendszerünk elenyésző kicsiny része a Világegyetemnek. Jobb ezt a kérdést egy másik, elvi kérdésre visszavezetni: keletkezhetik-e élet az élettelenből újabb beavatkozás (teremtés) nélkül? Mai felfogásunk az, hogy igen.

Érdekes megemlíteni, hogy a múlt században Louis Pasteur végzett egy híressé vált kísérletet, amelyből azt a választ nyerte: nem. Két kémcsőbe azonos tápanyagokkal ellátott folyadékot tett; egyiket elzárta a külső levegőtől, másikat nyitva hagyta. Egy idő eltelte után a nyitott csőben baktériumokat észlelt, a zárt cső élettelen maradt.

Jelen századunk kísérletezői másképpen nyúltak e témához. Stanley Millner és Harold Urey Chicagóban, Melvin Calvin Berkeleyben, vízgőz, széndioxid, metán és ammoniák keverékét (a Föld feltehetően primordiális atmoszféráját utánozva) zárták üvegedénybe, amelyben elektromos kisüléseket, vagy energikus elektronsugárzást létesítettek. Néhány nap elteltével a gázokat megvizsgálták és meglepetésükre a kezdetieknél bonyolultabb molekulákat észleltek a keverékben, többek között aminosavakat. Az aminosav a proteinnek, az élet organizációjának egy téglája. Későbbi kísérletekben nukleotidok is előállottak, amelyek a manapság sokat emlegetett DNS molekula téglái. Igen érdekesek a "polimerizáció" kísérletei. A mérsékelten nagy molekuláknak megvan a tendenciájuk, hogy egymáshoz való rendezés útján molekulaláncokba fejlődjenek.

Tehát mintán a primordiális atmoszférában villámok (vagy rádioaktivitás) létrehozták az élő szervezet alaptégláit, polimerizáció által bonyolultabb molekulák épültek fel. Minél bonyolultabb egy óriás molekula, annál kisebb a valószínűsége, hogy felépül. De, ha a kis valószínűséget egy nagy időtartammal szorozzuk, akkor már nagy valószínűséggel mondhatjuk, hogy a polimer molekula előáll, sőt, végül olyan molekula áll elő, amely önmagát reprodukálni képes. Az időtartamok, amelyek ehhez szükségesek, milliárd évekre rúgnak, de a Föld négy és fél milliárd évnyi életkorából telik erre idő.

Tehát a mai kísérletek alapján azt mondhatjuk: Pasteur híres kísérletéből hiányzott a több milliárd év, amit ma úgy is szokás mondani, hiányzott a történelmi momentum. De a Földön létrejött az élet.

Szemléltetés céljából szeretem ezt a folyamatot egy nap időtartamára összehúzni.

Ha a földbolygó éjfélkor keletkezett, a hajnali órákban megindult egy kémiai evolúció. Tart ez még a reggeli, déli órákban is. Délután 5-6 óra körül kezdődik egy értelmesebb folyamat, létrejönnek az egysejtűek, majd a flóra és fauna hierarchiájában megkezdődik a darwini evolúció, megjelennek a magasabbrendű, egyre életképesebb lények, utoljára a vertebraták s legvégül az ember. Az ember kialakulására a valóságban néhány millió év kellett, de ebben a képben az ember éjfél előtt tíz másodperccel jelenik meg, az ember írásos történelme pedig, a fáraóktól mostanáig, mindössze egy tized másodperc.

Ilyenek az arányok. A természet nemcsak térben, időben is óriási méretekkel dolgozik!

Tegyük fel most már ismét a kérdést: van-e máshol is élet a világban?

Fentiek alapján azt kell mondanunk, élet minden olyan bolygón kialakulhatott, amelynek a világködből való kifejlődése a mi bolygónkéhoz hasonló s amely napjának (csillagjának) úgynevezett "életzónájában" van, nem túl erős és nem túl gyönge sugárzásban. Mennyi ezeknek száma a mi Galaxisunkban, amely száz milliárd csillagot tartalmaz?

A kérdésre közelebbi ismeretek hiányában csupán valószínűségi becsléseket adhatunk. A csillagevolúció elmélete szerint bolygórendszerek kialakulása nem kivételes, a mi Napunk is átlagos csillag; talán a mi létünk sem kivételes, ha nem is átlagos eredménye a csillagképződésnek. A valószínűségi becsléseket a Drake-egyenlet egyesíti magában, Frank Drake amerikai csillagász kezdeményezése alapján, aki e kérdések buzgó kutatója. Az egyenlet valószínűségek szorzatát tartalmazza, s aszerint, hogy a valószínűségekre milyen becsléseket adunk, nagyon különböző végeredményhez juthatunk. Valóban, vannak becslések, amelyek szerint a Tejút- rendszerben egyedül vagyunk, de vannak olyanok is, amelyek a hozzánk hasonló civilizációk számát ezrekre, sőt százezrekre teszik. Szerintem nehezebb elfogadni azt, hogy egyedül vagyunk, mert ezáltal magunknak nagy kivételezettséget tulajdonítanánk.

A 60-as évek óta sok vitának tárgya, hogy, ha vannak rajtunk kívül intelligens lények a világban, hogyan juthatunk azokkal kapcsolatba? Két eset lehetséges, oda menni, vagy jelekkel érintkezni.

Oda menni a fizika törvényei szerint lehetséges, de ha nem akarjuk az utazást végnélkülire kinyújtani, akkor a fénnyel összemérhető sebességre kell felgyorsulni, amihez még atomi mértékekben is óriási energiára volna szükség. Ilyesmitől mai felkészültségünk igen távol áll.

Ellenben itt van a rádió. De még ebben is erőtlen a mai technológiánk arra, hogy "jelentkezzünk" a világba kiküldött jeladásunkkal. Tehát Frank Drake javaslatára, kezdjünk el "hallgatózni" a világból jövő értelmes jelekre. Ha nem kis számmal vannak más civilizációk, azok már egy, "klub"-ot szervezhettek. Próbáljunk a jelközléseikbe bekapcsolódni. Így jött létre a SETI (Search for Extra Terrestrial Intelligence) program. Persze, itt sok kérdés vetődik fel. Milyen csillag felé irányítsuk vevő antennánkat, milyen hullámhosszon keressünk, miről ismerjük fel az "értelmes" adást, stb.?

A SETI mintegy 50 egyéni próbálkozásából, ami sok ezer órára terjedő hallgatózásból állott, eddig egy sem vezetett eredményre. De a keresést nem szabad feladnunk a megtalálás említett nehéz volta miatt. A keresést segíteni fogja az irányított rádióvételnek egy újabban kifejlett formája: a fázisegyeztetés. A mai komputer világban sok egymástól távoleső rádióantennát, amelyek mindegyike nagy parabola tányér, lehet így fázisban összehangolni, s ez megfelel egyetlen, de sokszoros méretű tányérnak. Kitűnő eszköz ez a rádióasztronómiában, de a SETI kereséseiben is.

A 60-as évek tudományos vitái a Földön kívüli civilizációkról átkerültek a köztudatba is és megindult a fantázia a világlakókkal való találkozás felé. A képzelet szüleménye volt a sok UFO (Unidentified Flying Objects) látomás. Mai napig olvassuk őket. Vizsgálat alá vette azokat egy tudományos bizottság a Colorado egyetemen, s kiderült, hogy egyetlen evidencia sincs közöttük. Érthető, hogy nincs, mert ezek a látomások rendkívül naivak voltak. Ha valaki annyira előrehaladott a civilizációjában, hogy át tudja hidalni a csillagok közötti távolságokat, az nem azért jön ide, hogy néhány látványos mutatvány után elmenjen.

De komolyan is kérdezhetjük: miért nincs mindezideig egy Kolumbuszunk? Erre két esélyes választ adhatunk. Egyik, hogy mi a Tejút szélén vagyunk, sok ezer fényévnyire a csillagokban népes középtől. Másik, hogy mindössze alig több, mint fél századdal ezelőtt a Föld embere még rádiócsöndben élt. Ki tudhatta, hogy élünk?

Persze, izgató kérdés: ha nem vagyunk egyedül, mit várhatunk a világ többi lakóitól?

A kérdés akadémikus, a válasz sem lehet más.

A pesszimista ebben is rémeket lát. A fejlettebb képességű lények ellen nem tudnánk védekezni, tehát jobb lenne létezésünket titkolni: nem jelentkezni. De eltekintve attól, hogy mai rádiónk, kommunikációnk és televíziónk akarva, nem akarva jeleket küld ki a világba, mi ellen kellene védekeznünk? Az idegen nem akarhat tőlünk sem helyet, sem energiát kapni, mindenből elege van. S, ha sok fényévnyi távolságban van tőlünk, sok-sok évig tartana, míg jelentkezésünk után ide jön. Másik félelem, hogy az idegen civilizáció fölényes tudásának birtokába jutva megbénulna a mi további igyekezetünk a fejlődésre. De miért következnék ez be? Hiszen eddig is fejlődési igyekezetünk annál erőteljesebb lett, minél magasabb szintre jutottunk. Olyan félelem is felmerült, hogy ha Földünk valamelyik népe először jut főlényes tudás birtokába, azt fölhasználhatja, hogy a többi népet legyőzze. A bizalmatlanságnak ilyen foka csak igazolja azt a félelmünket, hogy mi földi lények talán mégsem vagyunk túlélésre teremtve.

De nézzük meg az aggodalmak ellentétét: mit nyerhetünk? Én itt arra szeretnék felelni, mit nyerhetünk tudományban?

A válaszom, persze, egyéni: én a nálunk fejlettebb idegentől azt várnám, tanítson meg minket a pszichológiai és fizikai jelenségek összefüggésének megértésére.

Fogalmazzunk világosabban. Van a Világegyetemnek minden eddig megismertnél bonyolultabb képződménye, az emberi agy. Valóban, agyunk bonyolultabb, mint a csillagok, bolygók, galaxisok rendszere, összes asztrofizikai történéseikkel együtt. Most nemcsak arra a ma már általánosan ismert tényre gondolok, hogy emberi agyunk tartalmaz 10-100 milliárd neuron sejtet (hasonló, vagy nagyobb szám, mint ahány csillag van Tejút rendszerünkben), amelyek mindegyike mintegy száz más sejttel van fonalakkal (telefonvezetékekkel) összekapcsolva. E vezetékek összes hossza, ha egymás után raknánk őket, túlmenne a Hold távolságán.

Nem erre az anatómiai bonyodalomra gondolok, hanem arra a régóta felismert, de meg nem értett talányra, melynek neve pszichofizikai parallelizmus. Agyunk és érzékszerveink történései fizikaiak; lelki világunk velük párhuzamosan folyik. Hogyan jön létre közöttük a kapcsolat? A kérdés megítélése nagy mértékben függ attól, hogyan gondoljuk a természeti jelenségek lefolyását? E tekintetben jelen századunk mélyreható változást hozott. Századunk fizikájának legnagyobb élménye a kvantumelmélet, amelynek gyümölcsei még megérlelésre várnak. A Heisenberg féle határozatlansági relációk megszüntették az addigi fizika kauzális voltát.

Emmanuel Kant filozófiájában a kauzalitás az emberi gondolkodásnak a priori kategóriája. Ma kijavíthatjuk ezt a nézetet: a kauzalitás a klasszikus fizika alapposztulátuma, ami az égimechanika átütő sikerei alapján átment a természettudományos gondolkodásba. Igy jött létre a természetfilozófiában a materialista determinizmus.

E filozófia szerint a világ bonyolult gép, amelynek minden történése (az élőlényeké is, az emberé is) előre meg van határozva. Laplace mondotta, hogyha tudnánk minden atom helyzetét és sebességét egy idő pillanatban, meg tudnánk mondani a teljes jövőt. Mint, ahogy a bolygórendszerben ki tudjuk számítani, hogy 2000 évvel előre-hátra mikor kerül sor egy napfogyatkozásra.

Az ilyen filozófia mellett minden, ami lelki jelenség, illúzió. Spinoza mondta szellemesen, hogy, ha a feldobott kőnek öntudata volna, azt gondolná, hogy a saját szabad akaratából esik vissza. Szabad akarat és az összes egyéb pszichikai jelenségek csupán illúziók a materialista determinizmusban.

A természettudományok determinizmusa a múlt század végén lett teljes és érdekes megemlíteni, hogy több jeles fizikus próbált megszabadulni annak kényszerítő voltától. A fizika determinista jellegét nem tudták megváltoztatni, de a lelki jelenségekben kerestek valami újat, ami később az ESP (Extra Sensory Perception) elnevezést kapta. Közéjük tartoztak J. W. Strutt (a későbbi Lord Rayleigh) és J.J. Thomson, de más kitűnő fizikusok is. Az ESP kutatói azt keresték, vannak-e olyan lelki jelenségek, amelyek nem az érzékszerveken keresztül nyilvánulnak meg, például telepátia vagy pszichokinezis (az akarat beavatkozása a természet jelenségeibe). Az említett fizikusok tagjai lettek annak a kutató csoportnak (Parapszichológiai Társaság), amely 1882-ben alakult. Azóta ilyen társaságok a világ sok államában gombamódra elszaporodtak. Száz év óta sok folyóirat és könyv közli a legkülönbözőbb kísérleteket. Ezek sokszor a spiritizmus, sokszor az ügyes bűvészet, csalás határain mozognak. E vizsgálatokat összegező és bíráló irodalom általában hiányolja a természettudományokban megkívánt objektív realizmust. Gyakori konklúzió, hogy a bűvészek be tudják csapni az elméleti fizikusokat, de nem a bűvészeket; és hogy eddig nem látható olyan eredmény, amely az objektív tudományos világ érdeklődésére számíthat.

E kérdések nagy népszerűsége mutatja, hogy a ma emberében él a vágy, hogy a lelki jelenségekben valami többet lásson, mint illúziót. Eszünkbe juttatják az ilyen törekvések az alkimisták igyekezetét, hogy aranyat csináljanak, ma tudjuk, hogy próbálkozásaik sikertelenek maradtak, mert vegykonyháikban nem rendelkeztek elegendő energiákkal. Azt is biztosan állíthatjuk, hogy az alkimista, aki sikert mutatott fel, csalt. És mégis: van elemátalakítás; ma tudunk aranyat csinálni (igaz, hogy többe kerül, mint aranyat bányászni), az elvi akadály elhárul. Lehetséges, hogy az ESP sikertelensége hasonló: nem elvi, hanem gyakorlati? Példánl pszichokinezist a makroszkópikus történések helyett az atomok világában kellene keresni!

A kvantumelmélet akauzális volta most más megvilágításba helyezi a pszichofizika parallelizmusról való felfogásunkat. Laplace mégoly kiváló matematikusa sem tudná kiszámítani a teljes jövőt, mert nincs teljesen meghatározott kezdő helyzet, amelynek összes koordinátái adottak. A fizikai jelenségek lefolyására csak valószínűségi törvények vannak, ami azt jelenti, hogy azokban szerepe van a véletlennek.

Kérdés: ad-e ez az indeterminizmus lehetőséget arra, hogy a lelki jelenségek lefolyásában valamilyen szabadságot lássunk?

Századunk egyik legkiválóbb csillagásza és kitűnő elméleti fizikusa, Arthur Stanley Eddington próbálkozott, hogy az akarat szabadságára (amit intuitive érzünk) lehetőséget találjon a kvantummechanika indeterminizmusa alapján. Kihívta ezzel Bertrand Russell elutasító bírálatát.

Én Eddington pártjára állok, már csak azért is, mert úgy gondolom, hogy a természetben nincs olyan lehetőség, amely ne volna kihasználva. Ezért mondtam: örömmel nyúlnék az emberiség számára e tekintetben előrehaladottabb tudáshoz, ha az idejében jön. Hogy magunk értsük meg e kérdés rendkívüli bonyodalmát, az talán még a "gyorsuló" időben is hosszan elnyúló kutatásra vár!

*

Agyunknak, az észlelt világ eme legbonyolultabb képződményének folyománya, hogy van értelmünk, szeretjük a szépet és ki tudunk alakítani életfilozófiát, világnézetet, erkölcsöt.

A világűrbe kilépő ember annyi életteret, boldogulást talál majd magának, amennyire az agyában felhalmozott tudása, művészete és erkölcse képessé teszi.

________________________