Több mint 80 éve figyelik a csepegő kátrányt

A világ legrégebb óta folyó kísérletei arra emlékeztetnek, hogy a tudomány művelése sok esetben inkább maratonhoz, mint rövidtávfutáshoz hasonlítható. A Nature összeállítása a tudományos megfigyelés élő történelméről.

400 éve figyelik a napfoltokat

A csillagászok egészen a teleszkóp feltalálása, vagyis több mint 400 év óta feljegyzik a napfoltokkal kapcsolatos észleléseiket; maga Galilei (1564-1642) is számon tartotta a sajátjait. A korai megfigyelőknek persze fogalmuk sem lehetett ezeknek a Nap felszínén megjelenő sötét foltoknak a mibenlétéről, még kevésbé az őket létrehozó mágneses terekről. Az első tudós, aki módszeresen látott neki a napfoltok megfigyelésének, Rudolf Wolf svájci asztronómus volt: még ma is az általa kidolgozott képletet használják a naptevékenység időbeli változásának leírására alkalmas nemzetközi napfoltszám - más nevén a Wolf-szám - meghatározásához.

1700 óta több mint 500 tudós járult hozzá a Nap felszínéről készített rajzokkal és fotókkal a napfolttevékenység nyomon követéséhez. Az évszázadok során felhalmozott, felbecsülhetetlen tudományos értékű archívum ma a belga Királyi Obszervatóriumban működő adatelemző központ gondozása alatt áll. A történeti adatok ebben az esetben óriási jelentőséggel bírnak a jelen kutatói számára is, mivel nélkülözhetetlenek a jövőbeni napfolttevékenység megjóslásához - márpedig a napfoltok területéről elinduló, töltött részecskékből álló anyagáramlások hatást gyakorolnak nemcsak a műholdak, de a földfelszínen működő elektronikus berendezések működésére is. Az idősorok tanulmányozásával világossá vált, hogy a naptevékenység nagyjából 11 éves ciklusokat mutat. A részletes múltbeli megfigyelések segítenek a kutatóknak megérteni a ciklikus működés okait, és megkönnyítik a különösen nagy intenzitású események előrejelzését.

Galileo Galilei olasz csillagász rajzai a napfoltokról

Mivel a napfoltokkal kapcsolatos adatgyűjtést - bármennyire közérdekű információról van is szó - jelenleg semmilyen szervezet nem finanszírozza, a naptevékenység megfigyelésében ma is komoly szerep jut a műkedvelő csillagászoknak, akik gyakran ugyanolyan egyszerű optikai távcsövekkel kémlelik az eget, mint 200 évvel korábbi elődeik. A nagyjából 90 adatközlőtől befutó megfigyeléseket a belga központ hivatásosai összegzik és elemzik. Frédéric Clette, a központ igazgatója szerint az a legmegragadóbb, ahogy a több száz éve élt kollégákkal is "együtt dolgoznak". Bár elmondása szerint Galileinek a Napra vonatkozó észrevételei kicsit hézagosak, mert inkább "a bolygókkal és sok egyéb mással volt elfoglalva", rajzai mégis annyira precízek, hogy a napfoltcsoportok mágneses szerkezetére, illetve a csillag mágneses dipólusának méretére és dőlésszögére is következtetni lehet belőlük. "Galilei vázlatai tartalmazzák mindazt az információt, amit egy mai rajztól is elvárnánk" - szól elismerőleg a nagy elődről Clette. Jelenleg az aktuális, 2013-ban esedékes napfoltmaximum közvetlen közelében járunk.

170 éve kémlelik az ingerlékeny óriást

Bár szunnyadó aktivitásának időről időre jelét adja, a Vezúv csak pár ezer évenként produkál igazán látványos kitöréseket. Amikor legutoljára, Kr. u. 79-ben ilyennel jelentkezett, lángba borította és elnyelte Pompejit. Körülbelül 3800 évvel ezelőtt pedig a mai Nápoly teljes területét terítette be forró gázzal és sziklaesővel. A Vezúv-obszervatórium, a világ legrégibb vulkánmegfigyelő állomása 1841 óta őrködik a Nápolyt sakkban tartó kiszámíthatatlan gigász felett: kutatói a tűzhányó minden apró mordulását regisztrálják, hogy idejében felismerhessék a közelgő veszedelmet. Az állomást eredetileg 600 méter magasra, a hegy oldalába építették, viszonylag biztonságos távolságba a kráterből kilövellő törmeléktől és a vulkán lábát elöntő lávafolyásoktól is.

170 éves története során az obszervatórium tudományos munkája nagyban hozzájárult nemcsak a vulkanológia, de általában a geológia fejlődéséhez. Az intézet első igazgatója, Macedonio Melloni úttörő munkát végzett a láva mágneses tulajdonságainak feltárása terén, amivel megalapozta a paleomagnetizmus vizsgálatát - e módszer a Föld mágneses pólusainak múltbeli irányváltásait használja fel a kőzetrétegek korának meghatározásához. A soron következő direktor, Luigi Palmeri 1856-ban feltalálta az elektromágneses szeizmográfot, amely a korábbi berendezéseknél jóval érzékenyebben detektálta a föld mélyéből jövő rezgéseket, s így a kitörések pontosabb jóslását tette lehetővé. Itt dolgozott a 20. század elején az a Giuseppe Mercalli is, akinek a nevét a földrengések erősségének egyik skálája őrzi.

Turisták a füstölgő Vezúv mellett, 1936 Forrás: AFP/Roger-Viollet

Az intézetnek egykor helyet adó épületet időközben múzeummá alakították: a modern rezgésészlelő berendezések mellett nincs szükség arra, hogy a megfigyelők ilyen közel merészkedjenek a tűzhöz. Ma már a földbe helyezett detektorok a Nemzeti Geofizikai és Vulkanológiai Intézet nápolyi laboratóriumába továbbítják jeleiket, ahol a kutatók 24 órás ügyeletben őrködnek a lakosság biztonsága felett. 1944-ben például az intézet munkatársai sikeresen jelezték előre a Vezúv kitörését, amely mind ez idáig az utolsó volt a sorban, és valószínűleg a vulkán tartósabb nyugvó állapotának beköszöntét jelezte. Mindazonáltal fő az óvatosság: az ingerlékeny óriáson kívül az obszervatórium rajta tartja a szemét a Szicíliától északra, saját kis szigetén magasodó Stromboli vulkánon, valamint a Nápolytól nyugatra fekvő Campi Flegrei kalderán és Ischia szigetén is.

90 éve követik nyomon a tehetségek sorsát

Lewis Terman, a kaliforniai Stanford Egyetem pszichológusa 1921-ben indította útjára azt a megfigyelést, amely az általa kidolgozott Stanford-Binet IQ-tesztben kimagaslóan teljesítő több mint 1500 tehetséges gyerek sorsát volt hivatott nyomon követni. A kísérletbe, amely a világ egyik eső úgynevezett longitudinális - egyéni sorsokat nagy időtávon át figyelemmel kísérő - tanulmánya volt, az 1900 és 1925 között született korosztályokból válogattak be kiemelkedően tehetséges alanyokat. A kilenc évtizede folyó kísérletnek az emberi fejlődés eddigi leghosszabb időtávú részletes megfigyelését köszönhetjük, amely a kiválasztott alanyok magánéletére, tanulására, érdeklődésére, képességeire és személyiségének alakulására egyaránt kiterjed.

Terman egyik fő célja annak a közhiedelemnek az eloszlatása volt, mely szerint a különösen tehetséges gyerekek egyébiránt betegeskedő különcök, akik képtelenek beilleszkedni a társadalomba. Sajnálatos módon a kísérleti felállás már az akkori kor tudományos elvárásainak sem igazán felelt meg. A gyerekek kiválasztása meglehetősen ötletszerűen, illetve a tanárok szubjektív ajánlásai alapján történt, arról nem is beszélve, hogy a minta távolról sem képezte le a társadalom egészét (az alanyok több mint 90 százaléka közép- vagy felsőosztálybeli fehér családból került ki, és Terman a saját gyerekeit is bevonta). Ráadásul Terman maga is jelentősen befolyásolta a kísérlet kimenetelét azzal, hogy kis kiválasztottjait - "Termeszeit", ahogy nevezte őket - ajánlólevelekkel támogatta, és többüknek a Stanfordra való felvételét is hathatósan előmozdította.

Forrás: AFP

Ezzel együtt a halmozódó adatok ragyogóan bizonyították, hogy a tehetséges gyerekek épp olyan egészségesek és kiegyensúlyozottak, mint átlagos társaik, s az évek múltával rendszerint boldog és sikeres felnőtté cseperednek. Amúgy pedig a kísérlet kezdeti hibái közül többet is eredményesen kiküszöböltek Terman szakmai utódai, akik idővel átvették tőle a megfigyelés irányítását, és egészen újszerű felfedezések irányába terelték a kísérlet hajóját. Az 1980-as években például George Vaillant, a bostoni Harvard Medical School pszichológusa a Terman-kísérlet adataival támasztotta alá saját hosszú távú tanulmányának felnőttkori személyiségfejlődésről szóló feltételezéseit. Ő kezdte el összegyűjteni a "Termeszek" halotti bizonyítványait, és a Kaliforniai Egyetemen dolgozó Howard Friedman az ő nyilvántartására támaszkodva állt elő a Terman-kísérlet egyik legfontosabb tanulságával. Friedman kimutatta, hogy a körültekintő tervezésben és kitartásban megnyilvánuló, már gyerekkorban tetten érhető és felnőttként is megőrzött lelkiismeretes magatartás a hosszú élet egyik pszichológiai kulcstényezője, amely hat-hét évvel is hozzájárulhat a teljes élettartamhoz. A teljes életpályákat végigkövető Terman-kísérlet adatai nélkül aligha lehetett volna ilyen jellegű következtetésre jutni.

85 éve várnak a lecseppenő kátrányra

A Queensland Egyetemen (Brisbane, Ausztrália) töltött második munkanapján bukkant rá John Mainstone fizikus egy furcsa kísérleti összeállításra, amely 34 éve csendesen járta a maga útját egy bezárt szekrény homályában. Azóta ötven év telt el, de Mainstone-nak eddig nem sikerült a kísérlet legizgalmasabb pillanatait nyakon csípnie.

A kátránycsepp-kísérletet Thomas Parnell, az egyetem első fizikaprofesszora indította el, aki azt szerette volna vele illusztrálni a növendékeinek, hogy a kátrány, amely hidegen olyan kemény, hogy kalapáccsal darabokra törhető, valójában folyadékként viselkedik, csak időt kell neki hagyni. Meggyőződése volt, hogy az apró tölcsérbe töltött kátránynak idővel le kell cseppennie. És lám: 6-12 évenként egy-egy csepp csakugyan leválik a tölcsér aljáról. Mainstone várakozásai szerint a következő cseppnek ez év vége felé kellene lehullania.

John Mainstone, a Queenslandi Egyetem professzora a kátránycsepp-kísérlettel Forrás: Queensland Egyeteme

A kátránycsepp-kísérlet mindeddig nem sok új tudományos ideának adott életet: 86 év alatt összesen egy tudományos publikációt eredményezett, amelyben a szerzők kiszámították, hogy a kátrány 230 milliárdszor viszkózusabb a víznél. Igaz, a kísérlet 2005-ben kiérdemelte a Nobel-díj paródiájaként elhíresült, a legértelmetlenebb tudományos eredményeknek kijáró IgNobel elismerést.

Pedig Mainstone szerint a csepegő kátrány igenis tartogat érdekességeket a tudomány számára. Például a lecseppenés pillanatát eddig soha senkinek sem sikerült tetten érni: a legutóbbi alkalommal, 2000 novemberében a beállított webkamera épp felmondta a szolgálatot a jeles esemény bekövetkeztekor. Ahhoz is szükségeltetik még pár évtized, míg kiderül, hogy az időjárás viszontagságai, a légkondicionálás bevezetése és az épület felújítási munkálatait kísérő rezgések hogyan befolyásolják a csepegés ütemét.