Meet the scientist – 2014 évindító
17 perc olvasás
Az Amerikai Egyesült Államok budapesti Nagykövetsége, ill. Külügyminisztériuma 2010-ben kísérleti jelleggel indította, a világon elsőként Magyarországon a „Meet the scientist" (Találkozás a tudóssal) programot. Együttműködő partnernek a Magyar Fulbright Bizottságot, a lebonyolításra pedig a Magyar Innovációs Szövetséget (MISZ) kérték fel. A program kitűzött célja; a műszaki és természettudományok, ill. az amerikai tanulmányi lehetőségek népszerűsítése magyar középiskolások körében.
Az Amerikai Egyesült Államok budapesti Nagykövetsége, ill. Külügyminisztériuma 2010-ben kísérleti jelleggel indította, a világon elsőként Magyarországon a „Meet the scientist" (Találkozás a tudóssal) programot. Együttműködő partnernek a Magyar Fulbright Bizottságot, a lebonyolításra pedig a Magyar Innovációs Szövetséget (MISZ) kérték fel. A program kitűzött célja; a műszaki és természettudományok, ill. az amerikai tanulmányi lehetőségek népszerűsítése magyar középiskolások körében.
A sikeres program a 2014-es tanévben immár az ötödik évfolyammal indul hazánkban, összesen 14 vidéki és fővárosi középiskolában, az USA budapesti Nagykövetség, a Magyar Fulbright Bizottság és a Magyar Innovációs Szövetség szervezésében.
A 2014. évi indító rendezvény január 22-én zajlott az óbudai Bláthy Ottó Titusz Informatikai Szakközépiskola és Gimnáziumban, ahol dr.Érdi Bálint csillagász, az Eötvös Loránd Tudományegyetem Csillagászati Tanszékének egyetemi tanára, az MTA tagja, korábbi Fulbright-ösztöndíjas tartott előadást.
Az előadás előtti sajtótájékoztatón megjelent Solymár László, az iskola igazgatója, Kelemen Viktória,
a III. kerület alpolgármestere, Dr. Greiner István, a MISZ alelnöke, Karyn A. Posner-Muller tanácsosnő, az USA Nagykövetségének public affairs igazgatója, Bíró Katalin, követségi munkatárs, dr. Jókay Károly, a Magyar Fulbright Bizottság ügyvezető igazgatója, az előadó Érdi Bálint, valamint dr. Antos László, a Magyar Innovációs Szövetség ügyvezető igazgatója.
Solymár László igazgató köszöntőjében, a program méltatása mellett, az iskola elkötelezettségét hangsúlyozta a program követelményeinek megfelelő oktatás mellett.
Kelemen Viktória alpolgármester az oktatás minőségének társadalmi fontosságát hangsúlyozva kiemelte, milyen fontos a diákok kíváncsiságának felkeltése, fenntartása az oktatás során, különös tekintettel a természettudományokra.
Dr. Greiner István (MISZ) emlékeztetett, a 23. évvel ezelőtt alakult Magyar Innovációs Szövetség folyamatosan az innováció-barát környezet megteremtésén és az innováció bátorításán fáradozik, döntő részben szellemi szervező tevékenységgel. Ezen tevékenység fontos részét képezi a tehetséggondozási program-csoport, benne a
Meet the scientist programmal. A MISZ foglalkozik az innovációs kedvű fiatalok versenyeztetésével is az Ifjúsági Tudományos és Tehetségkutató Verseny keretében, ami idén 23. alkalommal kerül megrendezésre.
Támogatják a magyar innovatív középiskolás és egyetemista fiatalok megjelenését, bemutatkozását különböző nemzetközi rendezvényeken. Szervezési munkával támogatják az Interbusiness Challange programot Magyarországon, résztvesznek a Harsányi István díj odaítélési munkájában.
Karyn A. Posner-Muller tanácsos asszony rámutatott, világszerte ismert, hogy Magyarország milyen sok világhírű tudóst és Nobel díjast adott a világnak, akik közül nagyon sokan az Egyesült Államokban telepedtek le. Ezért is van az, hogy az amerikaiak Magyarországgal valamifajta rokonságot éreznek. Az Egyesült Államok budapesti nagykövetsége az elmúlt három és fél évben több mint 50 ezer dollárral támogatta ezt a kiemelkedő programot, amelyet maguk is a legnagyobb presztizsűnek tartanak. Az amerikai képviselet hálás a Fullbright Egyesület tagjainak, akik szabadidejük feláldozásával tudták növelni a magyar fiatalok érdeklődését a természettudományok iránt és segítették ezen program megvalósítását. A nagykövetség élén a közeljövőben ugyan változás lesz, de a program támogatása további hosszú évekre biztosított, mondta a tanácsos asszony.
Dr.Érdi Bálint professzor utalt rá, maga is Fullbrigth ösztöndíjas volt egykoron, s erre az időszakra mindig szívesen emlékezik vissza, nagyon sokat tanult akkor. Ezért, s a vállalkozással rokonszenvezve, szívesen vállalta az előadás megtartását a Fulbrigth éves indításán. Rendkívül fontosnak tartja az ismeretterjesztést, a tudomány olyan mértékben fejlődik, napról napra annyi új eredmény születik, amit szinte képtelenség követni. Egy kutató még a saját területén sem tudhat mindenről. A sok új ismeret nagy része nem kerül be a tananyagba, a diákok tanuláskor a már letisztult eredményekkel ismerkednek. Egy ismeretterjesztő előadásnak a célja, hogy a legújabb eredményeket mutassa be, másrészt nagyon fontos, hogy a fiatalok megismerkedjenek a tudományos kutatás érdekességeivel, szépségével, ez akár olyan indíttatást is adhat valamelyikük számára, amelyet később valamilyen formában fel is használja. Harminc évvel ezelőtti előadása után beszélgetett egy érdeklődő diákkal, akiből mára az MTA doktora lett… Ha csak egy valakiben szikrát csihol az előadás, már nem volt hiába való, mondta.
dr. Jókay Károly, (Magyar Fulbright Bizottság) elmondta, több mint 900 egykori Fulbrigth ösztöndíjas van Magyarországon, s mintegy 900, volt amerikai Fulbright-osról tudunk, aki Magyarországról hazatérve Amerikában Magyarország barátjának tekinthető. Naponta jelentkeznek ezek a személyek, felajánlva segítségüket a magyar programhoz. Ezzel együtt, a magyarországi Fulbrightosok is közzé teszik tudásukat, szabadidejük terhére.
dr. Antos László (MISZ) elmondta, az elmúlt három évben nem csak az Amerikában járt magyar Fulbrightosok szerepeltek előadóként, de négy olyan amerikai Fulbrithos is akadt, aki Magyarországon tanult, dolgozott, vagy látogatóként értesült az itteni programról és indíttatást érzett előadás tartására.
Dr.Érdi Bálint „Keplertől Keplerig" c. előadása a csillagászat egyik résztudományáról, az égi mechanikáról szólt.
A tudományág tárgya; hogyan mozognak a bolygók a Naprendszerben, s miként viselkedik a Mars és a Jupiter pályája között keringő több százezer aszteroida ebben a közegben. A vonatkozó jelenségeket szeretnénk kiszámítani, s róluk pontos adatokat kapni.
Miért érdekes mindez számunkra?
Régen, 3-400 évvel ezelőtt, nagy gondot jelentett a hajók helyzetének megállapítása a tengeren. A földrajzi szélességet viszonylag könnyű meghatározni, csak meg kell mérni éjszaka, hogy milyen magasan helyezkedik el a Sarkcsillag a látóhatár (horizont) fölött, ez megadja a földrajzi szélességet. A földrajzi hosszúságot azonban, hogy pl. Európa felől haladva, az amerikai földrészhez közelebb, vagy távolabb vagyok-e éppen, nehéz volt megmondani.
Itt jön segítségül az égi mechanika, ugyanis rájöttek, ha tudjuk, hogyan mozog a Hold, akkor a Hold helyzetének ismeretében meg tudjuk mondani, mekkora a hajó helyzetének földrajzi hosszúsága. Kellett hozzá egy pontos óra, amely mindig a londoni időt mutatta, s egy olyan táblázat, amelyben le volt írva, hogy londoni idő szerint a nap egyes időszakaiban a Hold hol tartózkodik az égen. Megnézték a hajón, hogy hol kellene lennie londoni idő szerint a Holdnak, és megmérték, hol van a hajóról nézve, a kettő különbsége megadta a földrajzi hosszúságot.
Ez olyan fontos feladat volt, hogy a nagy flottával rendelkező országok komoly díjakat tűztek ki az égi mechanikusok számára a Hold mozgás-problémájának megoldására. Ez rendkívül nehéz matematikai feladatot jelentett abban a korban. Manapság erre a feladatra a GPS-t használjuk, a műholdakat hívjuk segítségül, s természetesnek vesszük a megoldást. A mesterséges holdak rendszerét jelenti ez, amelyek meghatározott pályán keringenek a Föld körül. Ezek mozgását az égi mechanika adja meg, egyik legfőbb feladata a mesterséges holdak mozgásának pontos kiszámítása.
Már az ókorban észrevették az emberek hogy vannak csillagok, amelyek nem állnak egyhelyben, elmozdulnak.
Ebben az időben már észleltek öt bolygót. Történetileg Kepler volt az, aki matematikai formában leírta a bolygómozgások törvényeit, ez a leírás ma is használható. Lényege, amikor a Nap közelében van a bolygó, akkor gyorsabban mozog, attól távolodóban pedig lelassul. A pályát jellemző, a mozgás során a bolygótól a Naphoz húzott un. vezérsugár egyenlő idők alatt mindig azonos méretű területeteket súrol a pályára vetítve. A bolygók, így a Föld is, Nap fókuszpontú ellipszis pályán mozognak, tehát nem-egyenletes mozgást végeznek.
Kepler ezen törvénye lehetővé tette, hogy a bolygók mozgását az akkori időkben lehető legnagyobb pontossággal leírják. Ez nagyon nagy lépés volt, s Kepler törvényei segítették hozzá Newtont, hogy felfedezze, mi az az erő, ami meghatározza az égitestek mozgását (leeső alma esete…). Rájött, az alma azért esik le a földre, mert ugyanaz az erő mozgatja, mint a Holdat. No de miért nem esik a Hold a Földre, ha ugyanaz az erő mozgatja? Rájött, a testek vonzzák egymást, akkora erővel, ami egyenesen arányos a testek tömegével, s fordítottan arányos a köztük lévő távolság négyzetével. Ez a fizika egyik alaptörvénye, ennek segítségével ki lehet számítani az égitestek mozgását, de önmagában nem elég, kellenek hozzá más szabályok is és sok-sok számítás, amelyet az égi mechanikusok végeznek.
Voltak nagyon híres magyar égi mechanikusok. Egyikük, az 1921-ben Budapesten született Szebehely Győző professzor, († 1997.) aki a Budapesti Műszaki Egyetemen szerzett doktori címet, majd Amerikában működött különböző egyetemeken. Részt vett az Apolló programban, nevéhez fűződik azoknak a pályáknak kiszámítása, amelyen az űrhajó eljutott a Holdig. Ez az un. három-test probléma egyik megoldását jelenti, hogyan mozognak azok, ha rájuk csak a kölcsönös, Newton féle gravitációs erő hat. A három test: a Föld, a Hold és az űrhajó, amelynek mozgását ki kell számolni. Nagyon nehéz probléma, mert végtelen számú megoldása van, amelyeket teljességben ma sem ismerjük. Ezek közül kellett kiszámítani, melyik lesz a feladathoz a legalkalmasabb.
http://hu.wikipedia.org/wiki/H%C3%A1romtest-probl%C3%A9ma
Szebehely professzor élete utolsó szakaszában, az 1970-es években a texasi Austin egyetemi központjában dolgozott az Űrmérnöki Intézetben. Ez az intézet abban az időben az égi mechanika első számú meghatározója volt a világon. Itt dolgozott a jelen előadás szerzője, Érdi Bálint is ebben az időben Fulbright ösztöndíjasként.
Izsák Imre a másik neves magyar tudós ezen a szakterületen, aki Zalaegerszegen született, s Párizsban halt meg nagyon fiatalon. http://csillagaszattortenet.csillagaszat.hu/magyar_19-20._sz._csillagaszata/20050104_izsak.html
Rövid élete alatt nagyon fontos eredményeket ért el, ő határozta meg először a Föld gravitációs erőterét, mesterséges holdak mérései alapján. Az ELTE hallgatója volt, nagy tehetségű matematikus. 1957-ben Svájcba, majd Amerikába ment, ahol olyan intézetbe került, ahol az akkori amerikai mesterséges holdak megfigyeléseit dolgozták fel. Az intézet vezetője lett, nagyon fiatalon, 30 éves korában. Az általa feldolgozott műhold adatok alapján meg tudta mondani, hogyan néz ki a valójában narancs alakú Föld gravitációs erőtere. Ez az erőtér rendkívül szabálytalan, kiszámítása is nagyon nehéz, nagyon hosszú, több tízezer ismeretlent tartalmazó egyenletekkel. Először kiszámítják, hogy elméletileg hol kell lennie egy műholdnak, ezt összevetik a megfigyelésekkel, s a kettő további összevetéséből a több tízezer ismeretlent kiszámítják, ennek az eredményeként lesz ábrázolható a Föld gravitációs erőtere. Ennek a szakterületnek volt megalapozója Izsák Imre.
Egyik fontos égi mechanikai probléma, amivel foglalkozni szükséges, a Földre veszélyes aszteroidák kérdésköre.
A közelmúltból ismeretes az oroszországi meteor esete, amely komoly károkat okozott becsapódásakor, pedig nem is lakott területre zuhant. A Földet elég gyakran érik ilyen csapások, jelenleg 184 nagy meteor kráter ismert, amely ilyen becsapódás nyomát őrzi. Az utóbbi néhány millió évben nem voltak ilyen becsapódások, a legutóbbi a mai Ghana területén található. Néhány milliárd évvel ezelőtt volt az az időszak, amikor ezek a becsapódások gyakoriak voltak.
Kérdés, honnan jönnek ezek az égitestek? A Jupiter pályáján túl kezdődő aszteroida övezet a Mars pályájáig terjed, ezen belül van egy tömött övezet, amelyben nagy számban keringenek. Mintegy fél milliónak ismerik a pályáját. Ebből az övezetből jönnek be a Naprendszer belső térségébe, akár a Föld pályájának közelébe is.
Miért jönnek a kisbolygó övezetből az aszteroidák? A kisbolygók és a Jupiter között fellépő gravitációs rezonancia jelensége hajtja őket a belső övezet felé. Pl. egy, a Jupiterhez képest háromszor gyorsabban haladó kisbolygó és a bolygó között 3:1 arányú rezonanciáról beszélhetünk. A rendszeresen ismétlődő találkozásokkor ez a gravitációs jelenség ismétlődő módon egyre erősödik, mint ahogy ez ismert a klasszikus, a hídon lépést tartó katonák esetében, ahol a rezonancia hatására a híd saját rezgése egyre nagyobb kitérésű (amplitudójú) lesz, amit a hídszerkezet egy ponton túl már nem képes elviselni és összeomlik. Az űrbéli esetben ez a gravitációs „rángatás", rezonancia lesz egyre nagyobb, a kezdetben kicsi zavarhatások annyira felerősödnek, a kisbolygó pályája annyira ellaposodik, hogy az a kisbolygó övezetből bejön a Naprendszer belseje felé és eléri a Föld pályáját. Tehát rezonanciák terelik a Föld felé az aszteroidákat. Ez nagyon veszélyes jelenség. Jelenleg 1.451, a Földre potenciális veszélyt jelentő aszteroida pályáját ismerjük. Potenciálisan a Földre akkor veszélyes egy aszteroida, amikor pályája a Föld pályájától való legkisebb távolsága 2,5 millió kilométer. Ilyen közelség esetén a két pálya előbb utóbb metszeni fogja egymást, mert a kisbolygók pályája nem állandó, az forog a térben. Amikor egy kisbolygó pályája metszi a Földét, az értelemszerűen akkor jelent gondot, ha egyszerre érnek a találkozási pontba. A régmúltban ilyen találkozás nagyon sok volt, reméljük hogy egyhamar ilyen nem lesz, de valamikor biztosan be fog következni.
Hogyan lehet védekezni ilyen találkozás ellen? Megpróbálják felderíteni a veszélyt jelentő égitesteket, ezt folyamatosan figyelik különböző programok, mint amilyen a NASA programja is. A jelenleg ismert számú veszélyes égitest további háromszorosa lehet még az űrben. A 100 méteres, vagy azt meghaladó átmérőjű aszteroidákról van szó. Ilyen méretű égitest Földbe való becsapódása globális katasztrófát okozna, egy 10 méteres egy várost lenne képes elpusztítani.
Nagyon fontos ismerni az ilyen testek mozgását. Elképzelések szerint, néhány éven belül 90%-ukat már ismerni fogjuk. Amennyiben ismerjük, akkor ki tudjuk számítani a veszélyes találkozást, s remélhetőleg néhány éven belül megoldást tudunk találni a veszélyt hordozó égitestek eltérítésére is. Jelenleg még nincs megoldás, nagy erőkkel dolgoznak rajta. Felrobbantani nem érdemes, a legbiztosabb módszernek az tűnik, ha odaküldenek egy űrszondát egy kicsit „meglökni" az aszteroidát, így az más pályára kerül. Amennyiben időben észrevesznek egy ilyen égitestet, s egy-két évvel korábban felküldenek egy ilyen űrszondát, akkor a lökéssel egy-két év alatt másik pályára lehet küldeni az aszteroidát. A megoldás kidolgozásáig csak remélni lehet, hogy nem jönnek ilyen becsapódások…
A Földet folyamatosan bombázzák kozmikus testek, sok meteor hullik a Földre, ezek nagy részét nem is látjuk.
Másik aktuális téma az exobolygók kérdésköre. Ez az elnevezés a Naprendszeren kívüli, más csillagok körül keringő bolygókat fedi. Az első idevágó megfigyelés 1995-ben történt, amikor a genfi obszervatórium két csillagásza
felfedezte, hogy egy, a Naphoz hasonló csillag körül bolygó kering. A felfedezés közvetett módon történt, fizikai hatások, a Doppler effektus alapján. Amennyiben egy csillag körül kering egy bolygó, akkor a kettőjük által alkotott rendszer egy közös tömeg-középpont körül kering. A közös tömeg-középpont körül kering maga a csillag is, tehát hozzánk képest a csillag hol közelebb lesz, hol távolabb lesz, egyszer közeledik hozzánk, egyszer távolodik.
Amikor a csillag közeledik hozzánk, akkor a csillagból jövő fénysugarak gyorsabban jönnek, a fénysugár színképvonalai a kék felé tolódnak el, amikor távolodik, akkor ritkulnak a fénysugarak és a vörös felé tolódik el az összegük. Meg kell néznünk a csillag színképét, s ha találunk ilyen színképvonal eltolódást, akkor arra következtetünk, hogy a csillag mozog, mégpedig azért, mert van egy másik test, egy bolygó, ami őt rángatja.
A csillagászat idevágó területe nagy léptekkel fejlődött, jelenleg 810 bolygórendszert ismerünk, ezekben több mint 1.070 bolygó ismert, mert vannak olyan rendszerek, szám szerint 177, amelyekben több bolygó is található.
Van olyan is, amelyben öt bolygó található, ez hasonlít leginkább a mi Naprendszerünkhöz.
A vonatkozó kutatások segítenek kikövetkeztetni, mikor keletkezett saját naprendszerünk, s esetleg találunk életnyomokat is az űrben. Az élethez bolygók kellenek, de nem tudjuk, hogy az esetleges űrbéli élet milyen formájú, nem biztos, hogy a földihez hasonló. Sokféle életet lehet elképzelni, a csillagászok hajlanak rá, hogy esetleg a Földhöz hasonló bolygókat, ilyen nyomokat kellene keresni.
Ebben az esetben beszélünk az un. lakhatósági zóna fogalmáról; minden csillag körül van egy olyan tartomány, amelyben elképzelhető az élet kifejlődése, ha van bolygója a csillagnak. A lakhatósági zóna az a csillagtól mért távolság, amelyen belül a víz folyékony halmazállapotban létezhet. Különböző csillagok különböző hőmérsékletűek. A Napnál sokkal forróbb csillagoknál sokkal távolabb van a lakhatósági zóna, az un. vörös törpe csillagoknál pedig közelebb van. Saját Napunktól 1 csillagászati egységnyi távolságra helyezkedik el a lakhatósági zóna. (http://hu.wikipedia.org/wiki/Csillag%C3%A1szati_egys%C3%A9g ) A definíciónak megfelelően, Földünk éppen a lakhatósági zónában van, a Mars pedig épp a zóna szélén helyezkedik el. Az élet további feltétele, hogy a pálya, amelyen a bolygó mozog, nagyon hosszú ideig, évmilliókig, esetleg milliárdokig stabil maradjon, mert ez biztosítja az éghajlat stabilitását. Az égi mechanika foglalkozik bolygórendszerek tájainak stabilitásával, azt vizsgálja, hány millió évig stabil egy rendszer.
A Kepler űrtávcső a NASA projektje, működését 2009. márciusában kezdte, s a tényleges, aktív megfigyeléseket 2013-ban fejezte be, de remélhetőleg még néhány évig csökkentett üzemmódban működésre képes lesz. Működtetésének célja volt, hogy Földhöz hasonló méretű bolygókat találjon a Tejúton. A távcső 140 ezer csillagot figyelt, sikere; 3.568 bolygójelöltet talált, ezek közül 134 ténylegesen bolygónak bizonyult. Azt figyelte, van-e olyan csillag, amelynek változik a fényessége, ezt a vizsgálódást szolgálja az un. átvonulási kontrametria. Lényege; van egy csillag, amely előtt átvonul egy nála kisebb égitest, pl. bolygó, ilyenkor a csillag fényessége egy kicsit lecsökken.
Ez nagyon kis változás, de a Kepler űrtávcső érzékelője a fényességváltozás milliomod részét is felfogta.
Az ilyesfajta érzékelés hatékonysága azonban behatárolt; a megfigyelt objektumok keringési síkjának egybe kell esni a távcső fizikai helyzetével, látósíkjával, csak akkor tűnik fel. Az is követelmény, hogy ez az átvonulás a csillag távcső felőli oldalán jöjjön létre, ez utóbbira azonban hosszabb idejű megfigyeléskor mindenképpen van esély.
A megfigyelési eredmények azt mutatják, hogy a Tejútban 25 milliárd, a Földhöz hasonló bolygó lehet.
A Kepler program nagy eredménye, hogy 647 Föld méretű bolygót talált, ebből 10 ténylegesen az adott csillag lakhatósági zónájában található. Ez a program volt a NASA egyik legsikeresebb műveletsora.
http://hu.wikipedia.org/wiki/Kepler-probl%C3%A9ma
http://www.blathy-bp.sulinet.hu/tortenet.php
http://www.innovacio.hu/3e_hu.php
Harmat Lajos
