A Nap kapujában

A Nap mint az égi világ kapuja az ókorban és a középkorban

„A Nap az égi világ kapuja. A tudónak kitárul, a tudatlannak bezárul”. Az idézet nem tőlem vagy más mai napfizikustól származik. A hindu filozófia két és félezer éves alapvetése, az Upanisadok egyik passzusából idéztem. Előadásommal arra szeretnék rámutatni, hogy a fenti szavak ma is, számunkra is érvényesek – ha másként értelmezzük is őket, mint a régiek. Mindenekelőtt azonban idézzük fel röviden, mit jelentettek az ókoriak számára. A csillagászok szívesen büszkélkednek azzal, hogy a csillagászat a legrégibb egzakt, azaz matematikai formába öntött természettudomány. Ez nemcsak annak tulajdonítható, hogy az emberi szellemet kezdettől vonzották az olyan alapkérdések, mint a világ szerkezete és keletkezése. Inkább arról van szó, hogy a minket körülvevő földi világban látszatra az esetlegesség uralkodik, míg a csillagos égre tekintve rögtön egyszerű, szabályos matematikai formákat – pontokat, köröket – látunk, melyek világában állandóság és rend uralkodik. E rend vezetett először arra a felismerésre, hogy a természetet, legalábbis odafent az égben, matematikai jellegű törvények irányítják.

Az ókorban még úgy tűnt, hogy e törvények hatálya nem terjed ki az alsó, földi világra, sőt még az alakját folytonosan változtató Hold sem a változatlan égi birodalom része. Ezen égi világ alsó határa, kapuja tehát a Nap – a legősibb Föld-központú elképzelés szerint a Holdnál eggyel távolabbi égitest. Ebben az időben Indián kívül is széltében elterjedt volt a lélekvándorlásba vetett hit, például a pitagoreusok körében, s úgy képzelték, hogy a halál után a lelkek a Holdba jutnak, s onnét szállnak alá újra, hogy testet öltsenek. A lélek akkor törhetett ki az újjászületések köréből, ha a Nap kapuján áthaladt az örökkévaló égi világba, amihez misztikus tudásra volt szükség.

A 17. század tudományos forradalma szétzúzta az égi és földi világ ilyenszerű elkülönülésébe vetett hitet, megmutatva, hogy a földi jelenségek látszólagos esetlegessége mögött ugyanazon fizikai törvények húzódnak meg, amelyek az égi mozgásokat is irányítják. A legenda szerint Newton fejére pottyant alma, vagy a Galilei által a ferde toronyból leejtett golyók esését ugyanaz a gravitáció mozgatja, amely a bolygómozgás Kepler-féle törvényeit is magyarázza. Az örök, változatlan, szabályos égi és az esetleges földi világ kettőssége helyébe így egy másik kettősség lépett: az örök és általános érvényű fizikai törvények és az általuk vezérelt, örökös változásban, fejlődésben levő világegyetem kettőssége.

A Nap: kapu a csillagok világára

Tekintsük most át, amit a Nap életéről tudunk. Napunk születésekor a világegyetem már nem volt fiatal. Kilencmilliárd év telt el az ősrobbanás óta. Régen lezárult a galaxisok kialakulási folyamata, melynek során az Univerzumot kitöltő gáz összecsomósodott, és a csomók anyaga jórészt csillagokba tömörült tovább. Ezt követően a galaxisok nagyobb rendszerekbe, halmazokba rendeződtek, ami heves mozgásokkal, a galaxisok gyakori ütközésével, kölcsönhatásával járt együtt. Az ennek folytán a galaxisok magjába behulló anyag óriási, millió-százmillió naptömegnyi fekete lyukakat hozott létre, melyek körül a további anyagbehullás látványos, viharos jelenségeket idézett elő. A kölcsönhatások során egyes galaxisok anyagot vesztettek, vagy teljesen el is tűntek, míg mások kisebb társaik elfogyasztásával óriási méretűvé híztak. Ez az időszak, az ún. kvazárkorszak már hosszabban eltartott, de a Nap születésekor már ez a folyamat is mintegy hárommilliárd éve lezajlott. Az azóta eltelt időben a galaxisok kölcsönhatásai annyira megritkultak, hogy többségük nyugodt, szabályos szerkezetet vett fel.

Egy meglehetősen átlagos galaxis-szuperhalmaz peremvidékén, egy meglehetősen átlagos óriásspirálgalaxis korongjának egy semmivel sem kitüntetett pontján kilencmilliárd évvel az ősrobbanás után fellángolt egy szupernóva. Ez a robbanás, amely egy csillag életének végét jelezte, nagy mennyiségű nehézelemet szórt szét a környező csillagközi térbe. A kidobott anyag hűlése során jórészt porszemekké kondenzálódott, melyek elkeveredtek egy közeli csillagközi gáz- és porfelhő anyagával. A felhő egyes részeiben, talán éppen a szupernóva-robbanás lökésfrontjának torló hatására, a sűrűség olyan magas értékeket ért el, hogy nem tudott többé ellenállni saját gravitációjának, és tömörülni kezdett. Ezzel megindult az a csillagképződési folyamat, melynek során Napunk is kialakult. Mindezt onnét tudjuk, hogy egyes ősi, a Naprendszerrel egyidős meteoritok anyagában olyan radioaktív izotópok bomlástermékeit találtuk meg, melyek csak szupernóva-robbanás útján kerülhettek bolygórendszerünk alapanyagába. Rövid életüknél fogva legfeljebb néhány millió évvel a Naprendszer születése előtt keletkezhettek, vagyis a robbanásnak közvetlenül meg kellett előznie a Nap létrejöttét. A szülő felhő anyaga gyors, néhány százezer évig tartó tömörülése során addig hevült, míg végül belső nyomása elég magas lett ahhoz, hogy ellenálljon a további gravitációs összehúzódásnak. Az így létrejött ős-Nap már igen fényesen világított, de ez még nem „saját” fénye volt, csak a korábbi gyors összehúzódás keltette hő, melynek többé nem volt utánpótlása. Ezért az ős-Nap lassan halványodott és zsugorodott, míg végre több millió év elteltével magjában kialakultak a feltételek a hidrogénatommagok héliummagokká történő összeállásához, fúziójához. Ez a reakció azután már elég energiát szolgáltatott ahhoz, hogy pótolja a sugárzással elveszített energiát, így a Nap végre állandó állapotba jutott. Ma 4,5 milliárd éve tart ez az állapot, s várhatóan még kb. ugyanennyi ideig folytatódni fog.

A Nap állapota ugyanakkor e 4,5 milliárd év során sem maradt teljesen változatlan. Ahogyan magjában lassan fogy nukleáris tüzelőanyaga, a hidrogén, szerkezete fokozatosan átalakul. A számítások szerint eddigi élete során a Nap fényessége jelentősen nőtt, s évmilliárdokkal ezelőtt csupán a jelenlegi hetven százaléka volt. Ez kissé zavarba ejtő. Ha a Nap fényessége ma ennyire kicsi lenne, a földi óceánok fenékig befagynának. Ez azonban a földtörténeti múltban nem lehetett így, hiszen éppen a folyékony világtengerekben született az élet, legalább három és fél milliárd éve. E látszólagos ellentmondás feloldható, ha figyelembe vesszük, hogy a kőzetmintákba zárt ősi légkörmaradványok és a planetológiai számítások szerint a földi légkör összetétele a régmúltban erősen különbözött a maitól: főként szén-dioxidból állt. A szén-dioxid-atmoszféra üvegházhatása – ugyanaz a hatás, melyet ma az utóbbi évtizedek éghajlatváltozásáért felelőssé teszünk – kompenzálhatta egykor a Nap alacsonyabb fényerejét, lehetővé téve a folyékony víz fennmaradását a Földön. Csupán az érdekesség kedvéért tegyük hozzá, hogy ez a vízkészlet bolygónknak nem eredeti tulajdona. Az ős-Föld még száraz világ volt, de a keletkezését követő első néhány tíz- és százmillió évben sok-sok kisebb égitest, meteor, kisbolygó, üstökös csapódott belé, melyek közül sok jégből állt, vagy jelentős mennyiségű jeget is tartalmazott. Amikor tehát a tengerben vagy a Balatonban lubickolunk, eszünkbe juthat, hogy üstökösök és törpe jégbolygók olvadékában úszkálunk, melyet a földi őslégkör üvegházhatása tartott az élőlények számára kedvező, folyékony állapotban. A Nap tehát az újkori ember számára már nem a változó földi világ fölött álló örök, változatlan égitest. Szellemi értelemben mégis kapu maradt számunkra. Egyfelől olyan kapu, amely új, a Földön is hasznosítható fizikai felfedezésekhez vezet. Másfelől pedig kapu a fejlődő, változó, dinamikus világegyetem sokkalta távolibb csillagaira, melyeken sok tekintetben hasonló folyamatok zajlanak, mint amiket a Napon közvetlen közelről tanulmányozhatunk. A világegyetemben a Nap objektív értelemben nincs többé kitüntetett helyzetben, s maga is változásoknak van kitéve. Született, fejlődik, egy napon pedig majd elpusztul.

Petrovay Kristóf

A Mindentudás Egyetemén elhangzott előadás részlete/szerkesztett változata.