Vasárnap - családi magazin, 1996. január-június (29. évfolyam, 1-26. szám)
1996-03-17 / 11. szám
üasarnap 1996. március 17. TUDOMÁNY Az egyre fejlettebb csillagászati technika itt a Föld felszínén és a Föld körüli pályán egyre távolabb enged betekinteni a világegyetem sötét rengetegébe és egyre részletesebben látjuk azt, amit néhány évvel ezelőtt csak sejtettünk vagy nem is láttunk. Az egyre szaporodó felfedezések között ott találhatóak azok is, amelyek egyre több csillagnál jelzik azt az érdekes jelenséget, amelyet csak egy ismeretlen és sok esetben sötét kísérővel lehet megmagyarázni. A csillagok nem csak a saját mozgásukban, hanem a fényükben is árulkodóknak tekinthetőit. Hogy megérthessük ezen sötét égitestek lehetséges mivoltát, röviden végig kell tekintenünk a csillagok keletkezésének bonyolult történetén. A téli égbolt gyönyörű csillagképében, az Orionban található az az óriási és sűrű porgázfelhő (szabad szemmel is nagyon jól látható), amelyben több protocsillag, ill. pro- toplanetáris korong („születésben” lévő csillag, ill. bolygórendszer) volt felfedezve. A Hubble űrtávcsővel készített fantasztikus felvételeken több keletkező csillag helyét és az azt körülvevő felhőrendszert lehet látni. Ilyen óriási és viszonylag sűrű, legnagyobb részt hidrogén gázból álló felhőkben keletkeznek a csillagok. A csillagok bölcsőjét képező porgázfelhők hőmérséklete -200 Celzius fok alatt van, több fényévnyi kiterjedésűek (tehát néhányszor 10 000 000 000 000 km) és eléggé sűrűek. A sűrűség alatt azt kell érteni, hogy a Földön tökéletes vákuumnak lehetne őket tekinteni, mivel csak néhány ezer részecskét tartalmaznak köb- centiméterenként. Az egész születési folyamat azzal kezdődik, hogy az óriási gázfelhő egyik részében, ahol véletlenszerűen picivel sűrűbb mint másutt, intenzív anyagsűrűsödés veszi kezdetét. Minél több anyag gyűlik itt össze, annál nagyobb tömegű „csomósodás” Szinte hihetelen, hogy a bő negyedszázada elhunyt Rényi Alfréd szerettei körében ünnepelhetné mostani születésnapját. Az pedig egyszerűen elképesztő, hogy számára ugyanennyi idő is elég volt arra, hogy alapjaiban változtassa meg a matematika több ágát. A kor legnagyobb matematikaprofesszora Fejér Lipót tanítványaként szerzi meg 1946-ban diplomáját a szegedi egyetemen. Ezzel egyidőben kezd számelmélettel foglalkozni, a matematika egyik legősibb, ennek ellenére napjainkig teljesen fel nem derített ágával. Figyelme a törzsszámok felé fordul; ezek jellemzője, hogy csujön létre. És minél nagyobb a tömege, annál nagyobb lesz a gravitációs vonzereje is és egyre több anyag esik rá. Az ilyen sűrűsödést sokféle hatás válthatja ki, de ezek részletezésére most nem térünk ki. A korai protocsillag tömege és mérete rohamosan nőni kezd, az anyag pedig egyre sűrűbbé válik, mígnem a nagy sűrűség felhevíti az objektum belsejét és a leendő protocsillag elkezd „pislákolni”. Persze még nem látható, hisz egy áthatolhatatlan felhőbe van beágyazva, amely a gyenge sugárzását csaknem teljesen elnyeli és csak egy kis részét, a szemmel nem látható infrapán 1-el és önmagukkal oszthatóak. Euklidész már kétezer háromszáz évvel ezelőtt igazolta, hogy végtelen mennyiségű törzsszám van, azt a kérdést viszont csak részlegesen lehetett megválaszolni, hogy hány ilyen, ún. prímszám szükséges az összes többi szám kifejezéséhez. Rényi Alfréd érdeme annak igazolása, hogy minden szám felbontható egy prímszám és egy „majdnem prímszám“ összegére. E tárgykörben írt tanulmányával egy- csapásra nemzetközi hírnevet szerzett magának. A. N. Kolmogorov aspiránsaként kezd foglalkozni a valószínűségszámívörös hősugárzást engedi át. Azonban ha elég nagy tömegű anyagot volt képes összeszedni (legnagyobb részt hidrogénből álló gázt), akkor a folyamat viharossá kezd válni. A protocsillag egyre erősödik, ami a sugárzás növekedését vonja maga után, mivel a belsejében keletkező és a felszín felé törő hő egyre nagyobb. Mikor a felszíni hőmérséklet eléri a 2500 Celzius fokot, egy rövid ideig meg is marad ezen az értéken és a protocsillag is úgymond megnyugszik. Ez azonban nem tart túl hosszú ideig. Ez egy természetes folyamat, mivel a protocsillag külső részei óriási nyomást gyakorolnak a tás kérdéseivel. A tizenkilencedik század folyamán alakult ki a mai matematika, amelynek lényege, hogy alaptételekre, axiómákra épül, amiket nem kell bizonyítani. Ez a forradalmi változás a valószínűségszámítást nem érintette. Elsőként Kolmogorov dolgozza ki az axiómarendszert, az ő munkásságát fejleszti tovább Rényi Alfréd. Egyike volt azon tudósoknak, akik vallották, a biológiai folyamatok is leírhatók matematikai eszközökkel. Szentágotai Jánossal közösen írt munkájukban az ingerátvitelt vizsgálták meg élő szervezetben; megállapításaik a mai napig helytállóak. centrális régióra, amely ezért folyamatosan sűrűsödik. Az egyre sűrűsödő magban a részecskék egyre többször ütköznek egymással és így mintegy „felkorbá- csolódnak”, ami azt jelenti, hogy a kaotikus „össze-vissza” mozgásuk felgyorsul. Ennek eredményeképp a protocsillag belső része tovább hévül és elkezd intenzíven sugározni. Hogy az óriási külső nyomás ne Toppanthassa össze a születendő csillagot, a sugárzásnak nagyon erősnek kell lenni. Egy „kész” csillagban a külső gázréteg nyomása egyenlő a belülről jövő sugárzással, tehát a csillag egyensúlyban van. Nem roppan össze, de széjjel sem szóródik. Amíg ez az egyensúly nem áll be, a csillag zsugorodik. A születéssel járó viharos és most már igencsak látványos folyamat egy „belső tisztáshoz” vezet a felhőben. Az ilyen stádiumban lévő csillagokat T Tauri változóknak nevezik, az egyik fő képviselőjük után, melyet a Bika csillagképben fedeztek fel és a fent leírt állapotban lévő protocsillagokról van valójában szó. Nagy fényváltozás és e változások rendszertelensége jellemzi őket, amelyet a fényükben megfigyelhető gázfelhő tágulása kísér. Ez a tágulás valójában a már említett „belső tisztulás” folyamata. Ez azt jelenti, hogy az erősödő, gyakran robbanás-, ill. kataklizmikus szerű sugárzás egyszerűen lesöpri a protocsillag legfelső rétegeit és kisöpri a körülötte keringő felhő részeit. Így mintegy szabaddá teszi magát és elszakad „az anyafelhőtől”. A világegyetem legelterjedtebb vegyi eleme a hidrogén, ezért természetes, hogy ez a felhő leggyakoribb eleme, továbbá kisebb mértékben héliumot és elenyésző mennyiségű egyéb elemet (szén, oxigén, stb.) és porrészecskéket tartalmaz. Az utóbbiak jelenlétének köszönhetjük létezésünket. A protocsillag „tisztítási” folyamata nézhet ki úgy is, hogy legkönnyebben a hidrogént és a héliumot tudja kijjebb söpörni, majd következnek a nehezebb elemek, így mintegy Hamupipőkét játszva, Tevékenységének csúcsát kétségkívül információelméletig felfedezései jelentik. Egyaránt foglalkoztatta a rádió-, a tévéadás és a számítógépes adatok átvitelének a kérdése. Sikerült bebizonyítania, hogy az információ olyan mérőszámmal fejezhető ki, ami az átalakítások folyamán se változik. Ezzel bizonyítani tudta, az információ ugyanolyan jelentőséggel bír, mint maga az energia. További jelentős felismerése a kereséselmélethez kötődik: igazolta, milyen módon választható ki a legrövidebb úton egy keresett információ az adatok végtelen tömegéből. Tevékenységét kora fiatalságától zajos hazai és nemzetközi siker kísérte: huszonnyolc évesen Kossuth-díjas, ezt a kitüntetést öt év múltán újra megkapja, huszonkilenc évesen a Matematikai Kutatóintézet igazgatójává nevezik ki. Hamarosan az Eötvös Loránd Tudományegyetem valószínűségszámítási tanszékének a vezetőjévé válik. Alig van nemzetközi matematikai konferencia, ahol nem az elnöki vagy társelnöki tisztet tölti be. Négy éven keresztül a Nemzetközi kiszortírozza a felhő elemeit és a nehezebbeket hagyja a közelében és a könnyű részecskéket távolabb teszi. Ezt a Naprendszerünk bolygói is nagyon jól alátámasztják. A belső bolygók (Merkúr, Vénusz, föld Mars) nehezebbek és sűrűbbek, míg a külső bolygók (Jupiter, Szaturnusz, Uránusz, Neptunusz) könnyebbek és ritkábbak, főleg hidrogén vegyületekből tevődnek össze. Mikor a protocsillag belseje több millió fokos lesz, megkezdődik a hidrogénégés, az összehúzódás leáll és nagyon hosszú ideig beáll az egyensúly állapota. Tömegétől függően a csillag több milliárd évet fog egyenletes intenzitással világítani, egyforma felszíni hőmérséklet mellett. Minél nagyobb a csillag, annál rövidebb ideig lesz ebben a nyugodt állapotban, mivel arra, hogy az óriási tömegét egyensúlyban tartsa, igen intenzíven kell égetnie hidrogén anyagát. Ez fordítva is érvényes. A kisebb tömegű csillagoknál a kevésbé intenzív hidrogénégés is elegendő az egyensúly megtartásához, nem kell feleslegesen pazarolniuk tartalékukat. Például egy naptömegű csillag, amely igencsak törpecsillagnak számít, akár 10-12 milliárd (10 000 000 000) évig is képes változás nélkül világítani és így elég időt biztosít azoknak a folyamatoknak, amelyek az élet esetleges keletkezéséhez vezethetnek. Azok a csillagok, amelyek fele akkorák mint a Nap, 70 milliárd évig világítanak változatlanul, de amint a tömegét ötszörösére növeljük, már csak kb. 200 millió (200 000 000) évig fognak „élni”, ami csillagászati viszonylatban nagyon rövid idő (az élet a Földön milliárd éveken át formálódott). Az óriási porgázfelhő, amelyben egyszerre több csillag is keletkezhet, most már az újonnan született csillag körül mozog és nagyon sok hatásnak van kitéve. Űjabb csomó- sodások keletkeznek benne, amelyek egy teljesen másfajta égitestek elődei. MÉHES OTTÓ Statisztikai Intézet alelnöke. 1956-tól haláláig a Magyar Tudományos Akadémia tagja. Személyében a legkiválóbb magyar ismeretteijesztők egyikét tisztelhetjük. A Dialógusok a matematikáról című könyvét angolra, németre, franciára, olaszra és román nyelvre is lefordították. E művében a matematika legnagyobb alakjai folytatnak képzelt, a laikusok számára is rendkívül izgalmas párbeszédet a matematika egyes kérdéseiről. Hasonló sikert aratott a valószínűségszámítás megalapítóinak, Blaise Pascalnak és Pierre Fermatnak képzelt levelezése, a Levelek a valószínűségről című munkája, amely napjainkig a legizgalmasabb „szabadidőfoglalkozást“, a kocka- és a kártyajátékot veszi górcső alá. A nagy magyar matematikusgeneráció utolsó mohikánja negyvenkilenc éves korában, 1970. február 1-én hunyt el Budapesten. Emlékére a Magyar Tudományos Akadémia Kutató Intézete Rényi Alfréd-díjat alapított, amellyel minden évben az intézet legtehetségesebb kutatóját jutalmazzák. OZOGÁNY ERNŐ MAGYAR TUDÓSOK áMá tm BéM&í 75 éve, 1921. március 20-án született RÉNYI ALFRÉD Az Orion köd, a csillagok bölcsője
