Profesora Auziņa zinātnes sleja
Mārcis Auziņš: "Kādēļ lasīt manus tekstus? Man šķiet, ka dabaszinātnes mēs bieži mēdzam "ignorēt", sakot, ka tās ir formālas, sausas un neinteresantas. Gribētos ļaut lasītājam ieraudzīt, ka tās ir daļa no mūsu dzīves – krāsainas un interesantas."
Biogrāfijas pieturzīmes:
- Pēc profesijas fiziķis, šobrīd Latvijas Universitātes profesors, Eksperimentālās fizikas katedras un Lāzeru centra vadītājs.
- No 2007. gada līdz 2015. bijis Latvijas Universitātes rektors.
- Strādā kvantu fizikas jomā un ir vairāk nekā simts zinātnisko rakstu, kas publicēti pasaules vadošajos fizikas žurnālos, un vairāku simtu konferenču ziņojumu autors.
- Kopā ar kolēģiem no Rīgas un Bērklijas uzrakstījis divas monogrāfijas, kas izdotas "Cambridge University Press" un "Oxford University Press" izdevniecībās un abas ir piedzīvojušas atkārtotus izdevumus.
- Karjeras laikā dzīvojis un strādājis dažādās valstīs – Ķīnā un Taivānā, Amerikas Savienotajās Valstīs, Kanādā, Anglijā, Izraēlā un Vācijā.
Atbilde uz šo jautājumu ir viennozīmīga
Nē. Kādēļ tik kategoriski? Kristu sita krustā Lieldienu laikā. Bet Lieldienu laiks tiek noteikts pēc Mēness kalendāra. Tā ir pirmā svētdiena pēc pirmā pavasara pilnmēness. Pilnmēness! Tas ir laiks, kad Zeme savā kustībā atrodas pa vidu starp Sauli un Mēnesi. Saule pilnībā apspīd to Mēness pusi, kas ir pavērsta pret Zemi. Tādēļ mēs arī redzam skaistu pilnmēnesi. Turpretī Saules aptumsums notiek tad, kad Mēness ir jauns, jo tas atrodas starp Zemi un Sauli un Saule apspīd Mēness to pusi, kuru šajā brīdī no Zemes redzēt nav iespējams.
Bet te paveras interesanta iespēja. Varbūt tumšs kļuva ne tādēļ, ka Saule būtu aptumsusi? Runa taču ir par vakaru starp sešiem un deviņiem? Pavasara saulgriežu laikā Saule Jeruzalemē riet ap septiņiem vakarā. Tātad laikā, par kuru runā Jaunā Derība, iespējams, tā bija jau norietējusi. Un pilnmēness laikā ir iespējams Mēness aptumsums, kad Zeme, kas atrodas starp Sauli un Mēnesi, aizsedz Saules gaismu un tā neapspīd Mēness virsmu. Mēness kļūst blāvs un asinssarkans. Mēness aptumsums var ilgt vairākas stundas.
Rēķinot Mēness aptumsumus laikā atpakaļ, izrādās, ka Jeruzalemē mūsu ēras 33. gada 3. aprīlī bija novērojams Mēness aptumsums. Tā, lūk! Kā teica kāds zinātnes vēsturnieks, šo izlasot, skudriņas pa muguru pārskrien…
Saules un Mēness aptumsumus cilvēki ir novērojuši jau ļoti sen. Pirmās pierakstītās liecības atrodamas Senajā Ķīnā, kur apmēram pirms četriem tūkstošiem gadu, tātad divus tūkstošus gadu pirms mūsu ēras, tā laika astrologu pierakstos ir atrodamas ziņas, ka debesis satumsa, jo pūķis aprija Sauli. Arī arheologu atrastās māla plāksnītēs, kurās ķīļrakstā svarīgus notikumus fiksējuši Senās Babilonijas iedzīvotāji, Saules aptumsums tiek pieminēts apmēram tūkstoš trīssimt gadu pirms mūsu ēras. Visos šajos gadījumos Saules aptumsums ir ticis uzskatīts par veidu, kā dievi pauduši savu attieksmi, visbiežāk neapmierinātību, ar to, kā cilvēki dzīvo un ko viņi dara.
Taču, sākot ar Senās Grieķijas domātājiem, apmēram 500 gadu pirms mūsu ēras Saules un Mēness aptumsumi jau tika uzskatīti par dabas parādībām, ko var paredzēt un izskaidrot ar debess ķermeņu kustību. Tas Aristotelim, vērojot Mēness aptumsumus, ļāva izdarīt secinājumu, ka Zemei vajadzētu būt apaļai sfērai.
Laikam ejot, aptumsumu novērojumi kļuva arvien precīzāki, un, kā mūsu ēras 4. gadsimtā raksta Augustīns, runājot par vienu no tā laika reliģiskajiem virzieniem, ar kuru kādā brīdī viņš aizrāvās, manihejiešiem: "Viņi pierakstīja uzietos likumus, un tos var lasīt arī šodien: pēc tiem pavēsta, kurā gadā, kurā gada mēnesī, kurā mēneša dienā, kurā dienas stundā un cik liela mēness vai saules gaismas daļa aptumšosies." (Atzīšanās 5.4.3.)
Kā šos aptumsumus paredzēt?
Tā ir noticis, ka Zemes griešanās ap Sauli un Mēness griešanās ap Zemi notiek pa orbītām, kas atrodas gandrīz vienā plaknē. Ja plaknes pilnībā sakristu, tad gan Saules, gan Mēness aptumsumi notiktu regulāri katru mēnesi – Saules aptumsums jaunā mēnesī, kad Mēness būtu starp Sauli un Zemi, bet Mēness aptumsums pilnmēnesī, kad Zeme būtu starp Sauli un Mēnesi. Taču plaknes, kurās atrodas Zemes un Mēness orbītas, tomēr ir nedaudz noliektas viena pret otru. Leņķis starp tām ir apmēram pieci grādi. Tādēļ, piemēram, Mēnesim atrodoties starp Zemi un Sauli, tas visbiežāk Sauli neaizsedz, bet pie debesjuma atrodas nedaudz virs vai zem Saules.
Tādēļ tikai dažreiz, vidēji reizi pusotrā gadā, Saules un Mēness kustība attiecībā pret Zemi sakrīt tā, ka Mēness pilnībā aizsedz Sauli, skatoties no noteiktām vietām uz Zemes. Te kāda interesanta sakritība. Mēness diametrs ir apmēram četrsimt reižu mazāks par Saules diametru. Vienlaikus Mēness atrodas apmēram četrsimt reižu tuvāk Zemei nekā Saule. Tādēļ arī Saules aptumsuma laikā pie debesīm redzamais Mēness disks tik precīzi nosedz Sauli. Taču tas nosaka, ka Saules aptumsumu var redzēt tikai ļoti ierobežotās vietās uz Zemes. Tās zonas platums uz Zemes, kur var novērot pilnu Saules aptumsumu, ir tikai daži simti kilometru. Tādēļ, lai redzētu pilnu aptumsumu, jums jābūt īstajā laikā, īstajā vietā un jācer, ka laimēsies un debesis aptumsuma laikā nebūs apmākušās. Ir cilvēki, kuri sevi sauc par Saules aptumsumu medniekiem un regulāri ceļo uz vietām, kur gaidāms Saules aptumsums.
Vienkāršāk ir ar Mēness aptumsumu. Tas var notikt pat pāris reižu gadā un ir redzams uz Zemes visur, kur tajā laikā ir nakts. Taču arī tie ir ļoti skaisti un, ja ne visiem gadījies piedzīvot pilnu Saules aptumsumu, tad Mēness aptumsumu gan ir redzējuši visi, kam par to bijusi interese.
Taču aptumsumi ir ne tikai interesanti, bet tie var būt praktiski noderīgi.
Tā grieķu astronoms Ptolemajs mūsu ēras otrajā gadsimtā pēc Mēness aptumsuma noteica Vidusjūras platumu austrumu-rietumu virzienā. Kā viņš to darīja? Samērā vienkārši. Mēness aptumsums notiek noteiktā brīdī, bet, tā ka Zeme rotē ap savu asi, tad vietējais laiks katrā Mēness aptumsuma vietā ir cits. Mūsdienās mēs teiktu, ka katra vieta uz Zemes atrodas savā laika zonā. Pēc tā, kurā brīdī pēc vietējā laika notiek Mēness aptumsums, var noteikt, cik tālu uz austrumiem vieta atrodas.
Tādējādi Ptolemajs noteica Vidusjūras platumu. Tomēr Mēness aptumsuma fāzes, piemēram, sākumu un beigas, noteikt precīzi ir grūtāk. Tādēļ Ptolemajs arī nonāca pie secinājuma, ka Vidusjūra ir par tūkstoš kilometriem platāka, nekā tā ir patiesībā. Izrādījās, ka tas nospēlēja noteiktu lomu Amerikas kontinenta atklāšanā. Šī kļūda daudzus gadsimtus vēlāk ļāva Kolumbam cerēt, ka, izbraucot caur Gibraltāru un turpinot kuģot rietumu virzienā, viņš drīz vien sasniegs Ķīnas krastus. Šī cerība nepiepildījās, kā bija plānots, bet Amerikas kontinents gan tika atklāts.
Vēl pēc dažiem simtiem gadu Saules aptumsums padarīja Albertu Einšteinu vienā naktī par slavenību ne tikai zinātnieku vidū, kur viņa nopelni bija novērtēti, bet sabiedrībā kopumā. 1919. gada 29. maijā britu astronoms Artūrs Edingtons vadīja ekspedīciju, kas novēroja pilnu Saules aptumsumu Āfrikā un Dienvidamerikā, lai pie viena rastu pierādījumus fizikas teorijai par gravitācijas ietekmi uz gaismu. Kad Mēness aizsedz Sauli, var novērot zvaigznes, kas ir redzamas pie pašas Saules malas. Tātad gaisma no tām ir izplatījusies ļoti tuvu Saulei. Saules masas pievilkšanas spēks, Saules gravitācija pievelk arī gaismu. Īpaši stipri tas manāms, ja gaismas stars iet tuvu Saules virsmai. Tādēļ šādas zvaigznes var novērot tikai Saules aptumsumā. Šī gaismas pievilkšana notiek gan saskaņā ar "veco labo" Ņūtona mehāniku, gan arī saskaņā ar Einšteina vispārīgo relativitātes teoriju. Tomēr Einšteina teorija paredz divas reizes lielāku gaismas stara noliekšanos nekā Ņūtona teorija. Tātad Edingtona mērījums spēlēja šķīrējtiesneša lomu, lai noteiktu, kam taisnība – Einšteinam vai Ņūtonam. Tajā laikā pat zinātnieku vidē viedokļi dalījās un ne visi ticēja Einšteina teorijai.
Leģenda vēsta, ka žurnālisti iepriekšējā vakarā esot intervējuši Einšteinu: "Profesor, jums šī droši vien būs satraukta nakts. Rīt izšķiras jūsu teorijas liktenis…" Uz ko Alberts Einšteins esot mierīgi atbildējis:
"Nē, man nemaz nav satraukuma un es gulēšu mierīgi. Es taču zinu, ka mana teorija ir patiesa."
Viņam izrādījās taisnība. Saules aptumsuma laikā veiktie mērījumi to apstiprināja.
Nobeigumā varu tikai teikt – visi, kas redzējuši Saules un arī Mēness aptumsumus, var apliecināt, ka tie ir ne tikai zinātniskas izpētes vērti, bet rada arī patiesu un skaistu pārdzīvojumu. Ne velti saka, ka Saules aptumsuma laikā dzejnieki kļūst par zinātniekiem, bet zinātnieki – par dzejniekiem.
Nākamais pilnais Saules aptumsums būs novērojams jau pavisam drīz – 2024. gada 8. aprīlī. Tas būs redzams Ziemeļamerikā – Amerikas Savienotajās Valstīs un Kanādā, kā arī Centrālamerikā – Meksikā. Vēl var paspēt rezervēt lidmašīnas biļetes.
Profesora Auziņa zinātnes sleja
