Új Szó - Vasárnap, 1981. július-december (14. évfolyam, 26-52. szám)
1981-07-05 / 26. szám
TUDOMÁNY TECHNIKA A csillagászat rohamos fejlődését és az űrkutatás szenzációs eredményeit figyelemmel követő embernek az a benyomása, hogy a csillagászat egyes területein - mint például a Föld kialakulásának tudományos magyarázata - évtizedek óta nem történt lényeges haladás. Jogosan vetődik fel a kérdés: Mit tudunk ma a Föld és az egész Naprendszer keletkezéséről? A problémafelvetés annál is inkább időszerű, mert nemcsak a csillagászat, hanem az alkalmazott földtudományok is igénylik a megoldást. A Föld belső szerkezete a kialakulás körülményeivel függ össze, s ennek az ismeretében lényegesen többet tudnánk a Föld belsejéről, ami a nyersanyagok terveszerűbb felkutatását is elősegítené. Vajon mi az oka annak, hogy éppen a Földről s annak keletkezéséről tudunk ilyen keveset? Amíg távcsöveinkkel a csillagok százmillióit figyelhetjük meg, közvetlenül csak egyetlen egy bolygórendszert, a mi Naprendszerünket vizsgálhatjuk. A csillagok között vannak fiatalok, középkorúak és fejlődésük végén álló ,,élemedettek‘‘ is, és sorrendbe rakva azokat, végigkövethetjük fejlődésük folyamatát egészen a legvégső fázisig. Ez a módszer a Naprendszer kialakulásának és fejlődésének felderítésénél nem alkalmazható, pedig a feltételezések szerint a világegyetemben számtalan, a miénkhez hasonló bolygórendszerrel rendelkező csillag található. Ezek viszont a nagy távolság miatt a legnagyobb távcsövekkel sem láthatók. A csillagász munkája tehát egy régészéhez hasonlít, ki néhány kötöredék- ből szeretné egy ókori nép kultúráját rekonstruálni. Szerencsére ez a néhány „kőtöredék" a mi esetünkben 9 nagybolygót, ezek holdjait, többezer kisbolygót, A Naprendszer keletkezésének négy fő fázisa az ősködtől a bolygókká válásig (Archív felvétel) A NAPRENDSZER KELETKEZÉSE több millió üstököst és számtalan apróbb, 1 km-től a milliméter törtrészéig terjedő nagyságú égitestet jelent. Természetesen a Nap is idetartozik. Tömege képviseli a Naprendszer össztömegének 99,8 százalékát. Próbáljuk meg tehát összegezni bolygórendszerünknek azon sajátságait, melyek összefüggésben lehetnek keletkezésével és jelenlegi állapotával. Így például az összes nagy- és kisbolygó ugyanabban az irányban és közel ugyanabban a síkban (ekliptika) kering a Nap körül, s ugyanebben az irányban kering a Nap is tengelye körül. Rendkívül érdekes és fontos tény az is, hogy a Naprendszer impulzusnyomatékának 98 százaléka jut a bolygókra és mindössze a fennmaradt 2 százaléka a Napra. Ez annyit jelent, hogy a Nap túl lassan forog a tengelye körül (26 földi nap). Ha az impulzusnyomaték egyenletesen oszlana el, azaz Naprendszerünk minden grammnyi anyagára ugyanannyi jutna, akkor a Napnak 2-3 óra alatt kellene egyszer a tengelye körül megfordulnia. Az impulzusnyomaték egyenletlen eloszlása is nyilvánvalóan a Naprendszer történetével, esetleg keletkezésével lehet kapcsolatban. Arról is bizonyára sokan tudnak olvasóink közül, hogy a bolygók egymástól két teljesen eltérő osztályba sorolhatók. A Merkur, a Vé- nus, a Föld és a Mars a „földtípusú", a Jupiter, a Saturnus, az Uránus és a Neptunus pedig az óriásbolygók csoportjába tartozik. (A Plútó valószínűleg a Neptunus egyik „megszökött“ holdja.) A földtípusú bolygók viszonylag kisebbek, de nagyobb sűrü- ségüek, túlnyomó részt nehezebb elemekből tevődnek össze, míg az óriásbolygók csekély sűrűségüek, könnyebb elemekből, elsősorban hidrogénből és héliumból állanak. Ezek az ismeretek támpontot adnak a Naprendszer múltjának a kinyomozásához, de mindezekhez még egy rendkívül fontos adat is szükséges: a kormeghatározás. Mikor is keletkezett a Naprendszer? A radioaktiv kormeghatározási módszerek alapján a Föld korát 4,6 milliárd évre becsülik a tudósok. Az űrkutatás lehetőséget adott arra, hogy a Hold kőzeteit is megvizsgálják ilyen szempontból. Kiderült, hogy a Hold kora is 4,6 milliárd év. Álljunk meg egy pillanatra és nézzük meg, hogyan is történik a radioaktiv elemek alapján történő kormeghatározás. A radioaktív elemekre jellemző, hogy önmagától, semmivel sem befolyásolható módon, a rá jellemző sugárzása révén mindig azonos ütemben bomlik fel másfajta radioaktív vagy stabil elemmé. Azt az időtartamot, amennyi idő alatt a radioaktív elem fele elbomlik, az illető anyag felezési idejének nevezik. A Föld története során ha egy kőzetben kikristályosodott az urán ásvány, a megszilárdulás pillanatától kezdődően a radioaktív „óra" működésbe lép. Évmilliók során az uránból keletkező ólom a kristályban marad és mennyisége egyre növekszik az urán rovására. Kormeghatározási vizsgálatok során elég a kristályban jelenlévő urán és ólom arányát összehasonlítani, s az ismert felezési idő segítségével megállapítani annak korát. Viszont a Földön található kőzetek kora - bolygónk geológiai aktivitásának megfelelően - széles határok között változik. Legősibb kőzeteinket a kontinensek magját alkotó pajzsokon találhatjuk. Ezek kora 1-2 milliárd év. Világos tehát, hogy a konkrét kőzetek korától meg kell különböztetnünk a Föld valódi korát, vagyis azt az időpontot, amikor a Föld tömege elkülönült a Naprendszer anyagától. Patterson, angol csillagász kísérleteket végzett olyan vas- meteoritokkal, melyekben nem volt urán, ezért ólom- tartalmuk sem radioaktív bomlás során keletkezett, hanem az ősi, kezdeti ólomtartalmat mutatják. Ha ezt az értéket összehasonlítjuk a földi kőzetekben található átlagos ólomtartalommal, megkaphatjuk azt az ólommennyiséget, amely már a Földön, radioaktív bomlás útján jött létre. Ebből, vagyis a bomlás ütemének az ismeretében azután kiszámíthatták a tudósok a Föld korát, a 4,55 milliárd évet. E kis kitérő után folytassuk elemzésünket a Naprendszer bolygóiról. Ismereteink vannak arra vonatkozólag is, hogy mi történhetett Naprendszerünkben 2-3 milliárd évvel ezelőtt. Az űrkutatás és a földi távcsövek kiderítették, hogy a bolygók többségének és szinte valamennyi holdjának a felszíne kráterekkel borított. Kétséget kizáróan tudjuk, hogy e kráterek egy része vulkanikus eredetű, más részük pedig becsapódások eredménye. A Hold, a Merkur és a Mars tanulmányozásából arra lehetett következtetni, hogy a meteorikus becsapódások néhány milliárd évvel ezelőtt sokkal nagyobbak és sűrűbbek lehettek. Ha még korábbi múltba szeretnénk visszatekinteni, akkor a jelenlegi megfigyeléseink már nagyon keveset árulnak el. Nincs más hátra, segítségül kell hívni a fantáziát és elméleteket, ún. hipotéziseket kell felállítanunk. Mindezeknek természetesen össze- egyeztethetőeknek kell lenniük a Naprendszer jelenlegi tulajdonságaival és nem szabad, hogy ellentmondásba kerüljenek a fizika törvényeivel. A Naprendszer keletkezésére vonatkozó első elméletet Kant dolgozta ki 1775-ben. Azóta több tucat hipotézis született, de ezeket a modern csillagászat és az űrkutatás sorra megcáfolta. Közlési “hely híján ezúttal csak a legmodernebb és a leginkább elfogadott, tudományosan kidolgozott elmélettel foglalkozunk. E elmélet szerint a Naprendszer helyén valamikor egy gázból és porból álló csillagközi felhő helyezkedett el. Ez a felhő viszonylag magas hőmérsékletű volt és forgott a tengelye körül. A felhő forgása az egyre nagyobb mérvű összehúzódás során mindjobban felgyorsult. Amikor a felhő mintegy 100 millió kilométer átmérőjűre zsugorodott össze, forgása olyan gyorssá vált, hogy egyenlítője mentén folyamatosan anyagot dobott ki magából. Mivel a forró gáz (többezer fokos) vezeti az áramot, a levált gázfelhőkben olyan mágneses tér lépett fel, amely kölcsönhatásba került a központi felhő, vagyis a Nap mágneses terével. A két mágneses tér úgy hatott egymásra, hogy a Nap forgása nem gyorsult tovább, másrészt, ennek ellensúlyozásképp a levált gázfelhő fokozatosan eltávolodott a Naptól. Ez az ún. mágneses csatolás tette lehetővé, hogy a Nap forgási energiája a bolygókba menjen át. Az elmélet kidolgozója, Hoyle, feltételezi, hogy a levált felhőben voltak szilárd testecskék is, amelyek ellipszis pályán keringtek, a kialakulóban lévő Nap körül. A kisebbeket azonban a központi, forróbb felhő, vagyis az ősnapból kiáramló gáz magával seperte. A Nap közelében így a nagyobb, nagy fajsúlyú testecskék maradtak meg és ezeknek a sorozatos összeütközése és összetapadása során jöttek létre a föltípusú bolygók. A könnyebb elemekből álló óriásbolygók viszont úgy keletkeztek, hogy a Napból kiáramló, főként hidrogénből és héliumból álló gáz a Jupiter jelenlegi távolságára juthatott, ahol annyira lehűlt, hogy szilárd testekké fagyott össze, s hasonló módon mint a földtípusú bolygók, bolygókká tömörültek. Van természetesen egy-két olyan tény, amelyekre ez az elmélet sem ad választ. Ilyen például a Hold felénk forduló és a Földről sosem látható oldala közti különbség. A Hoyle-féle elmélet még további finomításra szorul. Egy azonban már biztos: a bolygórendszer keletkezésének magyarázatához vezető utat már megtaláltuk. BÖDÖK ZSIGMOND SZÁMÍTÓGÉP SEGÍT a darukezelőnek A jövőben a rakodóhajók darukezelöinek munkáját jelentősen leegyszerűsítik a számítógépek. A nehéz és nagy berendezések ’ kirakodása sok vesződségbe kerül, azonban a jövő darukezelője 5 kényelmesen hátradőlhet székében és csak a képernyőt kell figyelnie. Az epsomi Atkins kutató-fejlesztőintézet mérnökei egy olyan számítógépes monitorrendszert terveztek, amely a darushajó mozgását a kezelőfülkében levő képernyőn jeleníti meg. A látott képnek megfelelően a rakodás felügyelője - a megfelelő kezelö- ■ szervek segítségével - az ellensúlyt optimális helyzetbe állíthatja f be, és kiküszöbölheti a szél és a hullámverés okozta problémákat. A rakodás így igen biztonságos, és nem kell számolnia a daru túlterhelésével sem. A partmenti olajkutató helyekre berendezéseket szállító hajók elméletileg 3000 tonnás terhek mozgatására is képesek lennének, ha a daruk teljesítőképességét egyéb ténye- ; zök nem korlátoznák. Ezek legfontosabbika a hullámzás. Már egy kis hullámverés is előidézheti a hajó hánykolódását - márpedig : az Északi-tengeren nem ritkák a tekintélyes méretű hullámok -, és ez jelentősen megnöveli a daru szerkezetére ható terhelést. A hullámok ilyen hatását a hajó olyan helyzetváltoztatásával lehet csökkenteni, hogy a hullámverés a hajó mozgását a lehető legkisebb mértékben befolyásolja. A kezelő önmaga azonban nem képes a hajó meghatározására, mert általában legalább kétféle hullámtípussal kell megbirkózni, miután a hullámok különböző irányból és gyakorisággal érkeznek. Emiatt a hagyományos felszerelésű darushajóknál nem használhatják ki a legnagyobb megengedhető terhelést. A kényes és bonyolult rakodási műveletek megkönnyítésére a cég egy hatékony számítógépes rendszert fejlesztett ki, amely í lényegében egy PDP-11/34 típusú miniszámítógépböl és egy Sigma Electronic TS670 grafikus display-ből áll. A rakodás megkezdése előtt egy nappal a daru kezelőjének be kell szereznie a másnapi időjárásjelentést, aminek alapján a hajó nehezékét a várható szél- és hullámviszonyoknak megfelelően állíthatja be néhány utasítás bebillentyűzésével. A rakodás helyszínén jelzőbójákat helyeznek el a hajó körül, amelyek a közelendő hullámok nagyságáról és irányáról továbbítanak információt a számítógépnek. A grafikus display-en megjelenő képet a bóják jelei úgy vátoztatják meg, hogy az a hajó valószínű helyzetét mutassa a hullámverés után. Ennek az információnak a birtokában a felügyelő személy a megfelelő kezelőszervek működtetésével : a nehezéket a kívánt optimális helyzetbe hozhatja. A tervezők ; véleménye szerint a rendszer kezelése igen egyszerű és nem igényel számítástechnikai ismereteket. Lehetőség van arra is, hogy igen erős hullámzásban a kezelő I a daru terhelt állapotában is áthelyezhesse az ellensúlyt. A ten- germozgás-szimulátornak nevezett rendszert egy évig tartó kutatómunka során fejlesztették ki. A tervezők szerint a szimulátor hasznos lehet minden olyan vízbe merülő szerkezet fedélzetén, ahol szükség van a hullámviszonyok valószínű alakulásának ’ azonnali jelzésére. M. É. ZAJ ÖLŐ „ANTIHANG“ Egy új angol találmány „anti- hanggal“ öli meg a zajt: a zaj azonos, de ellentétes fázisú mását táplálja be a zajforrás körzetébe, például egy gép közelébe. Az anti- hangot mikroprocesszorral vezérelt hanggenerátor kelti, pontosan a zajforráséval ellentétes hullámformában. Ezt a hanghullámot felerősítik és betáplálják a védett területen elhelyezett hangszóróba. A zajforrás közvetlen környezetében elhelyezett mikrofon árama kapcsolja be a hanggenerátort, így az antihangot szinkronizálja a tulajdonképpeni zajjal. Az antihangot kissé késleltetik, hogy azonos időben érkezzék a védett területre. A mikroprocesszor memóriájába a legkülönbözőbb anti- hang hullámformákat táplálják be. Amikor megkapja a mikrofon hangáramát, először elemzi a zajt és kiválasztja a „megöléséhez" legalkalmasabb antihang-hullám- formát. Amikor a mikrofon csendet észlel, a mikroprocesszor is felfüggeszti a keresést. Közismert, hogy a Bratislavai Állami Faipari Kutatóintézet a fa komplex hasznosítására irányuló kutatási-fejlesztési munkákat koordinálja a KGST-tagországokon belül. A kutatóintézetben állami kutatási feladat a dolgozók számára olyan berendezés és technológia kifejlesztése, amely lehetővé teszi a fa lézerrel történő megmunkálását. Az NDK-val közösen kell kifejlesztenünk egy lézeres berendezést, s gyártásához a koordináta-asztalt hazánknak kell biztosítania. Ennek modelljét a Nővé Mesto nad Váhom-i Gépesítési és Automatizálási Kutatóintézetben fejlesztették ki, s úgy szerkesztették meg, hogy bármilyen súlyú és nagyságú lézer ráerősíthető, mert a lézersugár átvitelét a megmunkálandó tárgyra állítható tükörrendszerrel oldották meg. A lézeres megmunkálás előnye, hogy teljesen automatikusan, zajtalanul megy végbe, miközben a munkatermelékenység a hagyományos módszerhez viszonyítva 10-17-szeresére növekedik. A felvételen Miroslava Kleskenová, a lézeres berendezés modelljének kezelése közben (Felvétel: ŐSTK - Peter Simoncík) 1981. VII. 5. 16 X 4ÚJ SZÚ
