TIMOTHY FERRIS A VÖRÖS HATÁR A VILÁGEGYETEM SZÉLÉNEK KUTATÁSA GONDOLAT BUDAPEST, 1985

Átírás

1 TIMOTHY FERRIS A VÖRÖS HATÁR A VILÁGEGYETEM SZÉLÉNEK KUTATÁSA GONDOLAT BUDAPEST, 1985 A fordítás az alábbi kiadás alapján készült: Timothy Ferris: The Red Limit The Search for the Edge of the Universe William Morrow and Company Inc. New York 1977

2 I. ELŐSZÓ AZ UNIVERZUM TÁGULÁSA 2. MIÉRT SÖTÉT AZ ÉGBOLT ÉJJEL? 3. AZ ÉSZ UNIVERZUMA: KOZMOLÓGIA 4. A VISSZATEKINTÉSI IDŐ" 5. A VILÁGEGYETEM KELETKEZÉSE 6. AZ ŐSROBBANÁS VISSZHANGJA 7. AZ ÖRÖK UNIVERZUM 8. A VÖRÖS HATÁR AZ UNIVERZUM SORSA 1 0. AZ ÉRTELEM TÁGULÓ UNIVERZUMA Kislexikon TARTALOM

3 Fordította: Szécsényi-Nagy Gábor A fordítást az eredetivel egybevetette: Szeidl Béla Szakmailag ellenőrizte: Illy József ISBN Timothy Ferris, 1977 Introduction Carl Sagan, 1977 Szécsényi-Nagy Gábor, Hungarian translation Anyámnak és Apámnak, valamint Bruce bátyám emlékének I. ELŐSZÓ Valamennyien ugyanabban az egyszobás házban lakunk: a világban, amelynek mennyezete a csillagos ég, és úgy suhanunk az űrben, hogy nem hagyunk nyomot. JOHN MUIR Annyi idő alatt, amennyi e mondat elolvasásához szükséges, a Föld 300 kilométert halad Nap körüli pályáján, a Nap mintegy 5000 kilométert tesz meg a Tejútrendszer forgása miatt, és a Tejútnak a Hydra csillagképben található galaxishalmaztól való távolsága körülbelül 600 ezer kilométerrel növekszik amiatt, hogy a Világmindenség tágul. Ki képes felfogni, mi is egymillió fényév vagy milliárd csillag? Bizonyos érthetetlen vakmerőséggel leírhatjuk a galaxis szót. Egy kutató papírra vethet egy rakás számot, ami neki a galaxist jelenti, és leírja annak méretét, tömegét, összetételét és így tovább. Mi azonosíthatjuk azt valamivel, aminek a közvetlen megértése valószínűleg megfosztana bennünket a józan eszünktől. E folyamatot nevezhetjük absztrakciónak. A tudomány határain járva, ez meglehetősen messze vezethet bennünket tapasztalatainktól; a mindennapi életben kevés dolog van, ami felkészítene bennünket a téridő-kontinuum a kvantumelv vagy a véges, de határtalan Világmindenség fogalmának megértésére. Mégis, bizonyos idő után mi is meg tudunk barátkozni e furcsa fogalmakkal. Ahogyan a fizikus John Wheeler mondotta a kvantumelméletről Gertrude Stein-nek az absztrakt művészetről tett kijelentését alkalmazva: Ön nézi, és különösnek találja, nézi, és furcsának találja, nézi és rendkívül furcsának látja, míg egyszer csak azt veszi észre, hogy semmi különös nincs az egészben." Tagadhatatlan, hogy sok-sok minden elvész, ha az egész világot néhány oldalnyi irományban akarjuk felvázolni. A galaxis szó nem igazi galaxis, az Univerzum szó nem a Világmindenség. A való világnak az a modellje, amelyet ily módon építünk fel gondolatban, sohasem lesz kielégítő, épp csak egy parányi kápolna a hegyekben. De ez is jobb, mint a semmi. És egy ilyen modellt megalkotni - ahogy azok a férfiak és nők segítettek benne, akikről a következő lapokon esik majd szó - annyit jelent, mint izgalmas életet élni. Számos fizikus és csillagász volt oly nagylelkű, hogy időt szakított az újságíróval való beszélgetésre. Hadd emeljem ki Ralph Alpher, Halton Arp, John Bahcall, William Baum, Geoffrey és Margaret Burbidge, Robert Dicke, Thomas Gold, Jesse Greenstein, Robert Her-man, Tom Kinman, Frank Low, C. Roger Lynds, Arno Penzias, Allan Sandage, Maarten Schmidt, John Wheeler és Robert Wilson nevét. Különös hálával tartozom Bruce Partridge-nak, a Haverford Col-lege munkatársának, aki a kéziratot szakmai szempontból lektorálta, és számos kiváló ötletet adott. Kollégája, Ralph Urban, ugyancsak sok értékes megjegyzést tett. Ha mindezek dacára bármilyen hiba maradt a szövegben, azért természetesen engem terhel a teljes felelősség. A 10. fejezetben található John Wheeler-idézetek közül több is abból a beszélgetésből származik, amelyet Laurence B. Chase folytatott vele. Ezeket Chase szíves engedelmével közöljük. A greenwichi Királyi Csillagvizsgálóban dolgozó David Allen ugyancsak volt szíves hozzájárulását adni ahhoz, hogy a világ néhány legnagyobb obszervatóriumának életéről készített beszámolóját beépíthessem könyvembe. A mű megírását megelőző kutatómunkához nagy segítséget nyújtottak a Hayden Planetárium és a Brooklyn College könyvtárának, a New York-i, a Miami, a Los Angeles-i városi könyvtárnak és a New York Egyetem könyvtárának dolgozói.

4 Sok barátom adott támogatást, bátorítást vagy tanácsot. Külön is megköszönöm ezt Cotton Broede-nek, Nora Ephronnak, Karen Hitzignek, Frederick Lunningnek, Thomas M. Powersnek, Paul Scanlonnak, Alex Shoumatoffnak, Erica Spellmannek és Jack Thi-beau-nak. Amivel pedig Ann Druyannek tartozom, az egyszerűen kifejezhetetlen. Az ember, aki uralja szülőbolygója földjét, vizét és levegőjét, és aki napjainkban, ha csupán tapogatózva is, de elindult más égitestek felé, rendkívül sikeres fajnak bizonyult, legalábbis eddig. Sikereink titka egészen bizonyosan tudásvágyunkban, intelligenciánkban, manipulációs képességünkben és felfedezői szenvedélyünkben rejlik - olyan tulajdonságokban, amelyeket a biológiai fejlődés több milliárd esztendeje alatt keservesen gyűjtöttünk össze. A kérdezés és a válaszolás az emberi természetben rejlik, eddigi sikereink folyománya, és minél súlyosabb a kérdés, annál jellemzőbben emberi a tevékenység. Napjainkban azt látjuk, hogy egy sereg olyan kérdés, amely valamikor kizárólag a filozófia és a teológia tárgykörébe tartozott, apránként enged a tudományos vizsgálódásnak, valamennyi emberi találmány közül a leginkább emberinek. Az anyag szerkezete, a tudat természete, az élet eredete és alapjai, a kontinensek vándorlása, az állatok értelmi képességei, az élet lehetősége más bolygókon, világok kialakulása és eltünése, mind-mind olyan témák, amelyeket most tár fel az emberi elme. Mindez persze nem azért van, mintha ma sokkal értelmesebbek volnánk, mint elődeink voltak néhány százezer évvel ezelőtt; hanem inkább azért, mert technikai vívmányaink - manipulációs képességünk ésszerű kiterjesztései -végre elérték azt a fejlettségi szintet, amellyel már mélyére hatolhatunk ezeknek az alapvető kérdéseknek. Valamennyi kérdés legsúlyosabbika azonban az, amelynek már a puszta fontolgatása is izgató: nem csupán a világok, hanem az univerzumok eredete, természete és sorsa. Legjobb tudásunk szerint, mióta csak ember él a Földön, mindig napirenden van ez a kérdés. A bolygónkon kialakult kultúrák legkorábbi mítoszainak és legendáinak jelentős része foglalkozik vele. E legendák közül sok, bár gyönyörű, annyira leegyszerűsítő, hogy végül nem magyaráz semmit, s a világot úgy képzeli el, hogy az űrből teremtette egy őslétező vagy őspár, akinek eredetén nem gondolkodik el. A görögök e létezőt Káosznak nevezték. Afrikai és ázsiai mítoszokban a világ kozmikus őstojásból alakul ki. Az ilyen elképzelések az ember mindennapi tapasztalatainak az egész Világmindenségre való kiterjesztéséből születtek. De semmi sem kezeskedik azért, hogy mindennapi tapasztalataink, amelyeket a végtelen térben egy parányi porszemcse felszínén és a szakadatlanul múló évezredek által körülölelt pillanatban szerzünk, bármilyen összefüggésben vannak valamely kozmológiai problémával. A környezet, amelyben kifejlődtünk, erélyesen rányomta bélyegét mind megértésünk mélységére, mind pedig meglátásaink minőségére. Amikor olyan területek felé fordítjuk figyelmünket, amelyeken nincsenek korábbról evolúciós tapasztalataink - ilyen például a kvantummechanika, a parányi méretek birodalma vagy a fekete lyukak, a roppant sűrűségek világa -, úgy találjuk, hogy a Világmindenség nincs összhangban a józan ész elképzeléseivel. Az Univerzum persze nem köteles alkalmazkodni egy kis bolygón szerezhető mindennapi tapasztalatokhoz. Mindazonáltal egyes ősi kozmológiai elképzelések megkapó finomságukkal tűnnek ki, például azok az alkalmi regék, amelyek az okok végtelenbe nyúló sorát állítják, vagy a Rig-véda 10. könyvében található nézet, miszerint lehet, hogy még az istenek sem tudnak semmit a Világmindenség eredetéről. Mi, emberek, nagyon távol vagyunk attól, hogy istenek legyünk. És mégis, a XX. század évtizedeiben abban a kiváltságban van részünk, hogy legalább néhányat fellebbenthetünk a tárgyat borító fátylak közül. A Világegyetem felfogásának új, nagy hatású módjait dolgoztuk ki, nagyrészt Albert Einstein általános relativitáselmélete kapcsán, az óriási optikai és érzékeny rádiótávcsövek pedig olyan új megfigyelési módszerek kidolgozását tették lehetővé, amelyek hozzásegítettek bennünket, hogy másként lássuk a Világmindenséget. Semmiképp sem állíthatjuk azonban, hogy valamennyi kozmológiai kérdésre választ adtunk. De lassanként kialakul egy kép, amely arányaiban, hatásában és bonyolultságában az emberi elme és kéz egyik nagy diadala. Mi nem puszta spekulációkat, hanem valóban szilárd érveket gyűjtöttünk egybe az Univerzum kiterjedéséről, formájáról, koráról, összetételéről és végső sorsáról; a spekuláció most olyan más, lehetséges univerzumokkal foglalkozik, amelyek más elvek alapján épülnek fel, más fizikai törvényeknek engedelmeskednek, mint amelyeket a mi világunkban érvényesülni látunk. Lehetséges, hogy a Föld felszínén eddig felállított optikai és rádióteleszkópok még jobb kihasználása és különösen nagy űrteleszkópok fellövése és működtetése révén meg tudjuk válaszolni az alapvető kozmológiai kérdések majd mindegyikét. Azok a kérdések, amelyek még soká ellenállnak vizsgálatainknak, bizonyos értelemben a legvégső kérdések:

5 miért olyanok a fizika törvényei, amilyenek, elsődlegesen" honnan származik az Univerzum anyaga; és mi volt a Világmindenség létrejötte előtt. Ezek a kérdések azonban nem biztos, hogy valódi kérdések, amelyeket operacionálisan (* Operacionális a meghatározás, ha egy fogalmat mérésének leírásával határozunk meg. - J.) meg lehet határozni. Lehet, hogy csak látszólagos kérdések, amelyek szóhasználatunkhoz kötődnek. Mert például ha az Univerzum végtelenül idős, fel sem merülhet eredetének kérdése. Ha valaha megtalálnánk azt a forrást a Világmindenségben, amelyből az Univerzum anyaga származik, rögtön a kérdésbe ütköznénk, honnan van ez a forrás, és igy az okok végtelenbe nyúló sorának örök problémájával találnánk magunkat szemben. Ha olyan Univerzum foglyai vagyunk, amelyben a fizikai törvényeknek csak egyetlen kategóriája létezik, rendkívül nehéz kísérleteket kiagyalni annak eldöntésére, hogy a fizikai törvényeknek még milyen kategóriái lehetségesek. A legutóbbi időben sokat tudtunk meg a kozmológiáról, és majdnem biztos, hogy a következő egy vagy két évtizedben is sokat megtudunk. De van valami vigasztaló abban a gondolatban, hogy mindent soha nem fogunk megismerni. Egy értelmes lénynek nagyon unalmas volna az a Világegyetem, amelyikben minden annyira fontos, hogy meg kell ismerni. Mivel a legutóbbi évek felfedezései oly gyors ütemben követték egymást, és e tudományág tárgya oly távol esik a mindennapi tapasztalattól, a modern kozmológiában rejlő izgalmat, vidámságot és az iránta érzett szenvedélyt mindmáig nem méltányolták kellően. Szükség van a kozmológia olyan átfogó, pontos és modern kifejtésére, amely nem kezeli le az intelligens, de nem szakember olvasót. Meg vagyok győződve, hogy Timothy Ferris A vörös határ című műve éppen ilyen. A kecsesen összeállított és költőien tiszta hasonlatokkal díszített könyv figyelemreméltóan közvetíti tárgyának egy-egy téma-körét, és rendkívül sikeres abban, ahogy a szükséges matematikai ismeretek lényegét és hangulatát szavakba önti. Elbűvölő történeti idézetei közül sokat a feledésből vagy a teljes ismeretlenségből emelt ki. Nem zárkózik el korunk vezető kozmológusai élénk vitáinak és erőteljes személyiségének bemutatásától. Nem tér ki a filozofikus eszmefuttatás elől. Nem szégyelli titoknak nevezni azt, amit még nem ismerünk. Sok olvasónak, aki korábban még nem találkozott modern kozmológiai elképzelésekkel, e könyv kétszeres felfedezést ad: az Univerzum szépségének és hatalmasságának felfedezését, és az emberi elme csillogásának és szívósságának felfedezését. Carl Sagan, a csillagászat és az űrtudományok David Duncan professzora, a Cornell Egyetem bolygókutató laboratóriumának igazgatója, Ithaca, New York Ha az emberek nem óvatosak a veszéllyel szemben, igen nagy veszélynek tehetik ki magukat. L A O - C E (Tao-tö-king, 72.) AZ UNIVERZUM TÁGULÁSA Habár a tengernyi dolog sok, a rendjük mégis egy." CSUANG-CE Éppen csak születőben levő, új és haldokló, öreg csillagok, párban, hármasban keringőző vagy ezres csoportba verődött csillagok, vákuumritkaságú és gyémántkeménységű csillagok, vörösek, fehérek, kékek és sárgák milliárd csillag gyülekezete alkotja a Tejút-rendszernek nevezett galaxist. Napunk, ez a sárga törpecsillag, amely körül kilenc bolygó kering, az Orion-kar egyik nyúlványában található, 30 ezer fényévnyire a Galaxis középpontjától és 20 ezer fényévnyire a peremétől. Ősi foszlányok, ragyogó lagúnák, gáz- és porfelhők fekete kuszasága az az anyag, amelyből az idők folyamán a Galaxis még több csillagot gyúr, mint amennyit most ölel magába. A Tejútrendszer harsogó elektromágneses sugárzásával, rádiózajával, fényével és mágneses mezejével ad hírt magáról, amint átsuhan téren és időn, 100 ezer fényév átmérőjű, és 200 millió esztendő alatt tesz meg egy-egy méltóságteljes fordulatot. Hosszan elnyúló, porból, gázból és csillagokból álló karjai, mint tengeri csiga tekervényei, a Napot egy keringés alig századrészéig vitték magukkal, mióta a homo sapiens megjelent a Földön. A Tejút egyike annak a mintegy kéttucatnyi galaxisnak, amely tagja a csillagászok által Lokális

6 Csoportnak nevezett halmaznak. Legközelebbi szomszédunk két kísérőgalaxis: a Nagy Magellán-felhő és a Kis Magellán-felhő, és még vagy fél tucat törpegalaxis. Tőlünk 2 millió fényévre helyezkedik el az Andromeda-köd, a Lokális Csoportot uraló spirálrendszer, Tejutunk túlméretezett hasonmása. A Lokális Csoport népessége legalább 500 milliárd csillag. Mögöttük milliárdnyi galaxis pazar bősége hátrál a mélyülő űrben. Legtöbbjükről még azt megelözően kellett elindulnia a ma szemünkbe jutó fénynek, hogy Földünkön megjelentek a tengeri sünök. A Világmindenségben legalább annyi galaxis található, mint ahány csillag a Tejútrendszerben. Nézzünk az égre! Az északi féltekén nagyon alkalmas erre egy holdtalan nyár végi este. Forduljunk pontosan kelet felé, ekkor éppen kitekintünk Galaxisunk szimmetriasíkjából; kifelé, néhány ezer előtércsillag mögött, már az intergalaktikus tér húzódik. A p Andromedae csillag fölött 7 fokkal megpillanthatjuk az Androme-da-köd halványan derengő fényét. Forduljunk meg, és tekintsünk épp nyugat felé, nagyjából arra, amerre a hajósok egyik vezércsillaga, az Arcturus tündököl. Arrafelé egészen jól ki lehet látni a Lokális Csoportból. Az előtércsillagok között szétterülő tintakék ég távoli csillagrendszerek egész felhőinek ad menedéket. Északkelettől délnyugatig a Tejút húzódik a fejünk fölött - Galaxisunk belülről nézve. Lassan - minél lassabban, annál jobb - pász-tázzuk végig egy turistalátcsővel az északkeleten fellelhető Cassiopeia csillagképtől kiindulva. Derengő gázfelhőkkel szaggatott csillagmezőket látunk. Egy óriási, sötét por- és gázfelhő szinte kettéhasítja a Tejutat a Cygnustól a déli horizontig, mintha megrepedt volna az égbolt. Közeledve a déli irányban található Sagittarius csillagképhez, látómezőnk megtelik csillagokkal. Galaxisunk szíve felé nézünk. Az a felfedezés, hogy egy csillagrendszer belsejében élünk, méretében bámulatosabb emberi tett volt, mintha mondjuk a Fülöp-szigetek egyik kis apálymedencéjében élő véglénycsapat feltérképezte volna a Csendes-óceánt. Mindez századunk elején, izgalmas felfedezések gyümölcseként derült ki, de tulajdonképpen az égbolt három évszázada tartó alapos és kimerítő vizsgálatán alapult. Amikor Galileo Galilei kicsiny távcsövét a XVII. századi Padova éjszakai égboltja felé fordította, észrevette, hogy a pitagoreusok által Időn Túlra Vivő Hídnak nevezett Tejút csillagok millióiból áll. Ekkor merült fel először, hogy egy hatalmas, de mégsem korlátlan, kifejezetten lapult csillagrendszerben lakunk. Ezen túlmenően Galilei az égen számos halványan derengő foltocskát is felfedezett, a ködöket, amelyek méretének és alakjának változatossága arra engedett következtetni, hogy kiismerésük bonyolult lesz. Charles Messier, a XVIII. századi üstökösvadász", összeállított egy katalógust 103 ködfoltról, hogy figyelmeztesse a többi üstökös-kutatót, nehogy összetévesszék őket jogos zsákmányukkal, az üstökösökkel. Ennél sokkal többet talált William Herschel angol csillagász, aki a technika fejlődését megelőzve szenvedélyesen gyártotta a hatalmas tükörteleszkópokat, és aki szívesen kérkedett azzal, hogy Messzebb tekintek az ürbe, mint bárki emberfia előttem." Herschel fia, John tovább folytatta apja észleléseit. Némelyik köd a csillagok közé gabalyodott krétaszínű pókhálónak tűnt. Mások spirál alakúak voltak, és a gyerekek szélkerekeihez hasonlítottak. A XIX. század folyamán a legtöbb csillagász afelé hajlott, hogy minden ködöt a mi csillagrendszerünkhöz tartozó gáz- vagy porfelhőnek tekintsen. Az egyedüli jelentős kivétel a filozófus Immanuel Kant volt, aki bár gyenge, de indokolt intuícióval megérezte, hogy a pompás szélkerék-ködök a Tejútrendszerhez hasonló galaxisok lehetnek. Kant, aki akkoriban tanár volt Königsbergben (* Ma Kalinyingrád. - A ford.,) 1751-ben egy újságcikkben olvasott Thomas Wright spekulativ kozmológiáiról. Wright istenfélö angol földmérő mérnök és amatőr természetbúvár volt, aki több elméletet is alkotott a kozmoszról. Modelljei némelykor ellentmondtak egymásnak - egyszer azt állította, hogy a Tejút-rendszer gömb alakú, máskor, hogy lapos, mint a malomkő, hogy a Naphoz hasonló csillagokból áll, vagy hogy az egész csak káprázat -, de úgy tűnik, hogy ezek az ellentmondások egyáltalán nem zavarták; úgy gyártotta kozmológiai elméleteit, mint a templomi karnagyok a kantátákat, áldozatul Isten nagyobb dicsőségére. Szerencsés véletlen volt, hogy az az újságbeszámoló, amelyet Kant olvasott, nagyon leegyszerűsítette Wright elképzeléseit, és azt a benyomást keltette Kantban, mintha angol kollégája csillagokból álló vékony korongnak látná a Tejutat. Ez azonban fel sem merült Wrightban, noha tényleg így van. Az elképzelés nagy hatással volt Kantra. Négyévi vizsgálódás után, harmincegy esztendős korában, névtelenül kiadott egy vékony könyvecskét, amelyben nagyon közel jutott az igazsághoz. A természet általános története és az égbolt elmélete című munkában helyesen azt állitotta, hogy míg azok a ködök, amelyek jól láthatóan kapcsolatban állnak

7 csillagokkal, a Tejútrendszeren belül helyezkednek el, addig mások, a spirál- vagy ovális ködök, óriási távolságra levő, önálló tejutak. Emiatt lett Kant az első, aki megsejtette a spirál- ködök" valódi természetét. A könyv azonban - részben, mert akkoriban semmilyen módszer nem volt Kant elméletének ellenőrzésére - nem hívta föl magára a figyelmet. Az elmélet helyességét csak a színképelemzés megszületése után lehetett bebizonyítani ben William Wollaston angol fizikus észrevette, hogy ha egy prizma elé keskeny rést helyez, akkor a napfényt egymástól jól elkülöníthető összetevőkre bonthatja, és a színképben sötét vonalak jelennek meg. Ezek arra vallanak, hogy a Nap külső rétegeiben levő elemek atomjai a rájuk jellemző rezgésszámú fényt elnyelik. Az, hogy a prizma a Nap fényét különböző szinekre bontja, már régóta ismert volt (Isaac Newton 1666-ban fedezte föl), de Wollaston újítása a spektroszkópiát szórakoztató időtöltésből tudományos módszer rangjára emelte. Egy bajor optikus, Joseph von Fraunhofer hamarosan még jobb színképelemző berendezést készített, és ennek segítségével megállapította, hogy a Nap színképét a mélyvöröstől az ibolya-szinig több száz sötét vonal szakítja meg, mint a zongorabillentyüket a köztük levő rések. John Herschel megfigyelte, hogy ha a kémiai elemeket hevíti, és fényüket valamelyik új laboratóriumi spektroszkóppal megvizsgálja, az egyes elemek a rájuk jellemző színképet adják. Robert Bunsen német vegyész és Gustav Kirchhoff német fizikus 1859-ben összehasonlította a Nap színképét a laboratóriumban felvett szinképekkel, s hidrogénre, vasra, nátriumra, magnéziumra, nikkelre és kalciumra jellemző vonalakat talált benne. Arra a kérdésre, amelyet valamikor a megismerhetetlenség mintaképének tartottak - vagyis hogy miből vannak a csillagok -, a spektroszkóp segítségével választ lehetett adni. Az első csillagász, aki szinképelemző műszerét más csillagok felé fordította, egy gazdag úriember, Sir William Huggins volt. A londoni Tulse Hillen álló házának tetején rendezett be egy kis obszervatóriumot. A vegyésznek tanult Huggins épített egy spektroszkópot, távcsövére szerelte, és belemerült élete legizgalmasabb munkájába. Színképelemző masinája előtt minden egyes távoli csillag előzékenyen feltárta, hogy milyen vegyi elemeket tartalmaz. Huggins boldogan írta ezekről az időkről: Majd minden éjszakai munkának volt valamilyen piros betűs fölfedezése." Miután már kellőképpen kiélvezte a csillagok fényét, 1864-ben figyelme a ködök felé fordult. E munkája olyan eredményeket hozott, amelyek alátámasztották Kant feltevését. Azt találta, hogy a kozmikus ködök színképét két erősen különböző osztályba lehet sorolni: egyeseké egészen nyilvánvalóan gázra vallott, míg másoké sokkal inkább a Nap fényének spektrumához hasonlított, arra utalva, hogy ezek csillagokból épülnek föl. Minden spirálköd, amelynek fényét Huggins megvizsgálta, csillagszerű színképet mutatott. A spirálködökkel kapcsolatban két elmélet uralkodott. Egyesek, Kant érvelését elfogadva, azon a véleményen voltak, hogy ezek távoli csillagrendszerek. A többség azonban afelé hajlott, hogy viszonylag közeli gázörvények, s új csillag születik bennük. Az örvénymodellt Pierre Simon Laplace hozta nyilvánosságra 1796-ban, az a matematikus, aki arról volt híres, hogy oly elegánsan elemezte, miként mozognak a bolygók pályájukon. Mig Kant könyvét szinte alig ismerték, addig Laplace idevágó műve, a Tanulmány a világ rendszeréről igen kelendő volt. Laplace modellje szinte kecses volt, ámbár tévesen alkalmazta a spirálködökre. Huggins spektroszkópja tüstént eldönthette volna a kérdést, de ehelyett az ügyet még zavarosabbá tette egy kétmillió évvel korábban lezajlott katasztrófa. Időszámításunk kezdete előtt kétmillió évvel az Andromeda-köd centrális vidékén egy csillag borzalmas erővel fölrobbant. Vannak csillagok, amelyek így pusztulnak el, ezek a nóvák, s vannak, amelyek még hatalmasabb robbanásban, ezek a szupernóvák; a mi csillagunk különlegesen nagy erejű szupernóva volt. Néhány nap alatt kiokádta energiáit, és hamuvá omlott össze. A körülötte levő térben terjedni kezdett egy néhány fénynap falvastagságú fénygömb. Hatvanezer év múlva a fény már elhagyta szülőgalaxisát. Százezer év elteltével végigsöpört az Andromeda-ködöt követő két kísérőga-laxison, az M 32-n és az NGC 205-ön, amelyek úgy úsznak a nagy spirálgalaxis körül, mint a kalauzhalak a cápák körül. A szupernóva fénye kétmillió éven át száguldott az intergalaktikus térben, míg elérte csillagrendszerünk előőrseit, körülbelül akkortájt, amikor Egyiptomban a piramisokat építették. A tudomány pillanatnyi szerencsétlenségére e fényréteg 1885-ben érte el a Földet, éppen időben ahhoz, hogy még jobban összekuszálja a ködökről folyó vitát. Egy Ernst Hartwig nevű csillagász az év augusztus 20-án vette észre az új" csillagot. Úgy tűnt, hogy a Laplace-féle elképzelést alátámasztja ez a megfigyelés. Íme egy új csillag", éppen ott, ahol

8 Laplace is várta: egy őrvénylő köd" belsejében. A csillag ugyan gyorsan halványodott, de ezt talán magyarázni lehet azzal, hogy megnyugszik a nagy megrázkódtatást jelentő születést követően. Kantnak azt a helyes megérzését, hogy az Andromeda-spirálköd csillagrendszer, kétségbe von-ták. Mind a ködök, mind pedig a csillagok megértésének megoldhatatlan nehézsége az volt, hogy a csillagászok nem ismerték az általuk megfigyelt égitestek legtöbbjének tőlünk való távolságát. Egy csillagászati távcső látómezejében ékszerként tündöklő és kecsesen lebegő csillag éppúgy lehet száz fényévnyire, mint százezernyire, és ugyanez áll az Andromeda-spirálködre is. Néhány száz közeli csillag távolságát, fáradhatatlan munkával, már meghatározták, a trigonometrikus parallaxis módszerével. Ez arra épül, hogy a Föld Nap körüli keringése során folyamatosan változik a perspektívánk, s így a közeli csillagok kissé elmozdulni látszanak a háttércsillagokhoz képest. De ezt a módszert csak né-hány tucat fényévre levő csillagok esetében lehetett jól használni. A távolabbi objektumoknál a csillagászok csak azt tudták megállapítani, hogy milyen irányban láthatók tőlünk ezek az égitestek, de sejtelmük sem volt arról, hogy hol vannak a térben. Mindaddig, amíg a pontos helyzet megadásához szükséges harmadik adat nem állt rendelkezésre, minden vita arról, hogy léteznek-e galaxisok, vagy ha vannak, a Tejutunk palacsintához, szélkerékhez vagy füstkarikához hasonlít-e, csupán találgatás maradt. W. Herschel - ebben is megelőzve korát - megpróbálta megszerkeszteni a Tejút modelljét oly módon, hogy különböző irányban megszámolta a csillagokat, s egyszerűen feltételezte, hogy azok közel azonos valódi fényességűek. Ez azonban nem igaz, hiszen a csillagok valódi fényessége sokféle, s igy Herschel vállalkozása nem járt sikerrel. Végkövetkeztetése az volt, hogy a Tejútrendszer olyan, mint egy vastag, elfuserált palacsinta, majd mással kezdett foglalkozni. A XIX. század utolsó évtizedeiben a két dimenzió csapdájába esett csillagászok félretették a legtöbb lényeges kérdést, és kevésbé lelkesítő munkára adták a fejüket: csillagtérképeket rajzolgattak és vaskos katalógusokat állítottak össze, amelyekben felsorolták a csillagok nevét, színképét és színét. (* Koordinátáit és látszólagos fényességét is megadták. - A ford.) A XIX. század végének egyetemi csillagászati intézetei a korszak üzemeihez hasonlítottak, a zsúfolt termekben zsarnok főnökök ellenőrizték az alkalmazottak fárasztóan ismétlődő munkáját, amely szemük világát fenyegette. Ez a módszer azonban eredményre vezetett. A száraz számoszlopok a csillagok titkairól árulkodtak. A Harvard College obszervatóriumában az alantas munkákat elsősorban nők végezték. Edward Charles Pickering felfogadta őket, elnevezte őket számológépeknek ", és 25 cent óradíjat fizetett, hogy az üres katalóguslapokat parányi fekete számokkal töltsék meg - tévedni tilos! A rendkívül módszeres Pickering az M. I. T.-ről (* Massachusetts Institute of Technology, azaz Massachusettsi Műszaki Egyetem. I. J.) 1876-ban került a Harvardra, ahol egészen 1919-ben bekövetkezett haláláig dolgozott. Ideje legnagyobb részét a csillagok fényképezésé-vel és rendszerezésével töltötte. Öccse, William segítségével obszervatóriumot szervezett és épített az arizonai Flagstaff tiszta ege alatt, és egy másikat a perui Arequipában, abból a célból, hogy a két helyen mind az északi, mind pedig a déli égboltot módszeresen lefényképezze, ugyanolyan fotóanyagra és ugyanolyan expozíciós idővel. Eközben több ezer csillag színképét is fölvették a két csillagdában. Az exponált lemezeket Cambridge-be küldték.(** Az amerikai Cambridge-ről van szó. - J.) Az évek folyamán Pickering gyűjteménye negyedmillió felvételre, 225 ezer csillagszínképre és a Harvard Observatory Annals egy tucat kötetét megtöltő adatra nőtt. Mintegy negyven nő dolgozott Pickering számológépeként". Legtöbbjük csendben érkezett és távozott, de néhány makacsul próbálkozott vele, hogy valami értelmét lelje annak az adattengernek, amelyet kezébe adtak, hogy gyümölcsét betakarítsa. Közéjük tartozott Annie Jump Cannon is. Pickering támogatta, és megengedte neki, hogy beüljön az M. I. T.-ben tartott fizika-előadásaira, pedig oda nők nem tehették be a lábukat. Annie még egyetemi hallgató korában női fizikai laboratóriumot alapított, majd megszerezte a B. S. fokozatot (*** Bachelor of Science egyetemi végzettség, amely két-három évi egyetemi tanulás után érhető el. - A ford. (Wellesleyben, és díjtalan gyakornokként folytatta Pickeringnél a Harvard égboltfotóinak kiértékelését ra, harminchárom éves korára a csillagszínképek szakértője lett, és Pickering ezért csekély fizetést is adott neki. Negyvenkét esztendőt töltött el a Harvardon, miközben több mint 300 változócsillagot fedezett föl, 300 ezer színképet rendszerezett és osztályozott. Tizennégy évi szívós munkával kiérdemelte Pickering személyes elismerését, hogy főnöke csillagásznak tekintse, de hiába szerzett nemzetközi hírnevet és lett négy egyetem - köztük az oxfordi - tiszteletbeli doktora, nevét mégsem tüntették föl a Harvard-katalóguson. Az egyetem végül 1938-ban ismerte el őt hivatalosan, amikor már betöl-tötte 75. életévét.

9 Egy másik számológép", Henrietta Swan Leavitt, felfedezte azt, amit a cefeida változócsillagok periódusa és fényessége közti összefüggésnek neveznek, és így a csillagászatot megajándékozta a hiányzó harmadik koordinátával, hogy segítségével felfedezhessék az extragalaxisokat és a Világegyetem tágulását. Leavitt 1895-ben a később Radcliffe-nek nevezett Kollégiumközi Nőnevelő Intézettől került a Harvardra. Pickering egy rakás olyan fotólemezt tett eléje, amelyet a perui állomáson vettek föl, és azt az utasítást adta, hogy keressen rajtuk változócsillagokat. Párosával kellett átvizsgálnia az égbolt ugyanazon részletéről, de más-más időpontban készült felvételeket, s megnéznie, változott-e a látszólagos fényessége valamelyik csillagnak a sok ezer közül, mert ez árulkodik arról, hogy az illető csillag változó. Már több száz esztendeje megfigyeltek változócsillagokat, és tudták, hogy két csoportba oszthatók: a fedési változók és a valódi változók csoportjába. A fedési változócsillagok olyan, két vagy több csillagból álló rendszerek, amelyek véletlenül éppen úgy helyezkednek el a világűrben, hogy felőlünk nézve időről időre részben vagy egészen elfedik egymást. A valódi vagy fizikai változók olyan csillagok, amelyek lüktetnek, abszolút fényességük időben változik. Némelyikük évente, esetleg még ritkábban pulzál, míg mások, kevésbé komótosan, néhány óra és egy hónap között mutatnak egy-egy teljes periódust. E fürgébb változók közé tartoznak a cefeidák is, amelyeket azért hívnak így, mert a Cepheusról, Etiópia mitológiai királyáról, Andromeda apjáról elnevezett csillagképben találták az első ilyen változócsillagot. A cefeida változókból lettek azok a távolság-jelzők, amelyekre a csillagászoknak oly nagy szükségük volt.. Henrietta Leavitt több ezer cefeidát vizsgált meg a Harvard-felvételeken - egymaga több mint 2400-at fedezett -, és ahogy telt-múlt az idő, valamilyen szabályosságot kezdett felismerni. Minél fényesebb egy cefeida típusú csillag, annál hosszabb ideig tart egy teljes fényváltozási ciklus. Leavitt azért tudta e fontos felfedezést megtenni, mert a neki vizsgálatra kiadott cefeidák legtöbbje a Tejút-rendszer két, mintegy 165 ezer fényévnyire levő kísérőgalaxisában, a Nagy és a Kis Magellán-felhőben helyezkedett el. Pickering és számológépei" nem tudták, hogy mik is valójában ezek a ködök, de mindenesetre érvényesült egy igen fontos hatás: a bennük levő valamennyi cefeida lényegében azonos távolságra volt tőlünk, mint távoli palackba zárt szentjánosbogarak. Így a távolságkülönbségből származó látszólagos fényességkülönbség oly csekély volt, hogy nem okozott zavart a törvényszerűség felismerésében. A fényváltozási periódus hossza és az abszolút fényesség közötti összefüggés feltárult. Ha egy cefeida valódi - abszolút - fényességét is meg lehetne határozni, a kozmikus távolságok mérhetőkké válnának. Nehéz feladatnak bizonyult akár csak egyetlen cefeida távolságát is megmérni, mert a közelben egyáltalán nem találtak ilyet. Néhány csillagásznak azonban sikerült elég pontosan megbecsülnie néhány rövid periódusú cefeida távolságát olyan statisztikus módszer alkalmazásával, amely azon alapul, hogy a Nap csillagszomszédaihoz képest is vándorol. Ezek után úgy tűnt, hogy bármelyik cefeida tipusú változócsillag valóságos távolsága meghatározható látszólagos fényessége és fényváltozási periódusa ismeretében. A csillagászat megtalálta a hiányzó harmadik koordinátát. Ekkor lép színre Harlow Shapley, egy simán hátrafésült, fekete hajú, magabiztos nézésű, sötét szemű és hírnévre áhítozó fiatalember. Missouriban született, tizenöt éves korában riporter lett, s előbb a kansasi Chanute város Daily Sun, később a missouribeli Joplin Times című újságjánál verte gépén a sztorijait. (A Times egyik szerkesztője egyszer elküldte, hogy leplezzen le egy lovat, amely állítólag tud számolni, de nem azért, hogy cikket írjon róla, hanem hogy megzsarolja a vándorcirkuszt egy hirdetés erejéig.) Shapley úgy érez-te, hogy a szabályszerű képzés után előkelőbb beosztásba juthat, ezért 1907-ben a Missouri Egyetemre utazott, hogy újságirást tanuljon. Megérkezésekor azonban nyomban kiderült, hogy újságíró szak csak a következő esztendőben indul. Mivel mindenképp tanulni akart, a csillagászatot választotta. (Évekkel később is kitartott amellett, hogy azért döntött így, mert az Astronomy - csillagászat - a lista legelején volt.) Négy évet töltött Missouriban, majd elnyert egy ösztöndíjat, és Princetonba ment, ahol a csillagvizsgáló igazgatója, Henry Norris Russell éppen a fedési kettőscsillagok problémájával foglalkozott. Ezek a kettősrendszerek túl messze voltak ahhoz, hogy a távcső külön mutassa őket, s hogy kettősök, csak onnét látszott, hogy összfényességük változott, amint az egyik csillag részben vagy egészen eltakarta a másikat. A munka célja az volt, hogy a halványka fénysugárból kiderítsék minden kettőscsillag egész történetét: milyenek, miből épülnek fel, hogyan viselkednek. Ez épp olyan feladat volt, amelyre egy fiatal csillagász egész karrierjét felépíthette. Shapley belevetette magát. Előbb a Princetoni Egyetem műszereit fejlesztette a végletekig, majd bonyolult okfejtéssel megrajzolta a fogyatkozási kettősrendszer arcképét. Nemsokára már azzal büszkélkedett, hogy egyetlen távcsővel, színképelemző készülékkel és fotométerrel (fénymérő műszerrel) húsz különböző dolgot tud kideríteni egy-egy fedési kettősről, amely puszta ránézésre semmiben sem különbözött egy tűhegynyi fényponttól.

10 Meg tudta mondani, hány csillagból áll a rendszer, a tagok milyen távol vannak egymástól a térben, milyen gyorsan keringenek egymás körül, és még egy nagyon fontos dolgot: azt, hogy milyen messze vannak a Földtől. Shapley úttörő munkáját 135 dollár havi fizetésű állással jutalmazták a világ akkor legnagyobb csillagászati távcsövével felszerelt, kaliforniai Wilson-hegyi obszervatóriumban ben a Wilson-hegy zord hely volt 1800 méter magasságban, ahová 15 kilométeres ösvény vezetett. A hegyre mindent vagy háton vittek föl, vagy szamáron. Az éjszakák sötétek voltak, az égbolt tele kitartóan ragyogó csillagokkal. A csúcson állt egy csillagászati távcső, 60 hüvelyk átmérőjű főtükörrel: tőle nem messze építési terület volt, ahol az obszervatórium igazgatója, George Ellery Hale, egy 100 hüvelykes (* 1 hüvelyk 2,54 centiméter. - A ford.) reflektor felállitását tervezte. Shapley azzal érkezett ide, hogy figyelmét a kettőscsillagok helyett a továbbiakban a cefeidáknak szenteli. Két csillagász dolgozatait hozta magával: korábbi princetoni főnökének, Russellnek és a dán Ejnar Hertzsprungnak a munkáit, amelyekben megbecsülték néhány közelebbi cefeida abszolút fényességét. Ezek a cefeidák egészen gyors fényváltozást mutattak azokhoz képest, amelyeket Henrietta Leavitt talált a Magellán-felhőkben - nagyjából egynapos periódus-sal lüktettek, míg amazok periódusa legalább egy hét volt vagy még több -, mégis ésszerűnek látszott feltételezni, hogy valamennyien ugyanannak a csillagtípusnak a különböző képviselői. Shapley, újdonsült feleségével, Marthával házat bérelt Pasadenában, majd fölpakolt, és nekivágott a hegynek, hogy a cefeidákat irányfénynek használva föltérképezze az égbolt mélységeit. Amint később leírta: biztos voltam benne, hogy valami lényegeset tudok tenni a Wilson-hegyen, ha az ott dolgozók lehetőséget adnak rá... Óhajom, szinte kezdettől fogva, az volt, hogy távolságadatokat kapjak." Solomon Bailey a Harvardról már korábban azt tanácsolta a fiatal Shapleynek, hogy a gömbhalmazokban keressen cefeidákat. A gömbhalmazok, ezek az akár százezer csillagot is tartalmazó, látványos csillagvárosok már régóta elbűvölték a megfigyelőket tiszta szépségükkel. Bailey azt vette észre, hogy valamilyen oknál fogva tele vannak rövid periódusú cefeidákkal. Shapley a 60 hüvelykes teleszkóppal dolgozott, megmérte a cefeidák látszólagos fényességét és fényváltozásuk periódusát, majd összehasonlitva az eredményt Russell és Hertzsprung adataival, amelyek a cefeidák abszolút fényességéről szóltak, megbecsülte több gömbhalmaz tőlünk való távolságát. A Galaxisunkhoz tartozó gömbhalmazok közül mintegy százat figyelhetünk meg Földünkről. Shapley nagyjából tucatnyi közelebbiben tudta kiválasztani a cefeida típusú változócsillagokat. Ezután olyan módszert dolgozott ki a távolságmérés hatékonyságának megnövelésére, amely a XX. századi csillagászat jó néhány legfontosabb munkájának alapja lett. Mindegyik közeli halmazban megkereste a legfényesebb csillagokat, a vörös óriásokat és szuperóriásokat, és látszólagos fényességüket rendszeresen összehasonlította a cefeidákéval. Amikor már elég sokszor megtette ezt, úgy érezte, hogy meglehetősen jól ismeri az óriáscsillagok valódi fényességét (abszolút magnitúdóját). Ezután már nem törődött többé a viszonylag halvány cefeida változókkal, hanem az óriásokat használta irányfénynek vagy standard gyertyának", hogy az olyan, még távolabbi gömbhalmazok távolságát is megállapítsa, amelyekben már nem tudott megkülönböztetni cefeidákat. Az egész viharos gyorsasággal zajlott le. A Mount Wilson Contributions es számaiban közzétett húsz dolgozat felét Shap-ley írta. A 60 hüvelykes távcsővel szerzett friss adathegyek Shapley merész, de szigorú érvelésével összekapcsolódva új irányzat megszületéséhez vezettek a csillagászati kutatásban. Shapleynek a gömbhalmazok világáról készített háromdimenziós térképe megmutatta, hogy ezek a halmazok hatalmas, gömb alakú térrészben helyezkednek el, mintha maguk is valamilyen szuper-gömbhalmaz tagjai volnának. E gömb középpontja egyáltalán nem a Nap közelében volt, hanem tőle több tizezer fényévre, a Sagittarius csillagkép irányában. Shapley ekkor gondolt egy merészet, és kijelentette, hogy a gömb-halmazok világának tömegközéppontja egyben a mi csillagrendszerünknek, a Tejútnak is a középpontja. Kopernikusz megállapította, hogy a Föld nem az Univerzum középpontja, Shapley pedig rájött, hogy a Nap sem az. Úgy látta, hogy Galaxisunk egyik peremkerületében lakunk. Shapleynek igaza volt abban, ami a Tejúton belüli helyünket illeti, de rosszul becsülte meg a Tejút méretét. Ugy vélte, hogy csillagrend-szerünk 250 ezer fényév átmérőjű, s hogy a Nap a középponttól 50 ezer fényévnyire található. A valóságos érték ezzel szemben körülbelül 100 ezer fényév az átmérőre, a Nap pedig mintegy 30 ezer fényévre van a közepétől, a kifelé vezető út háromötödénél. Shapley nem vette figyelembe,

11 hogy a csillagközi gáz és por rontja a látási viszonyokat, (* Akkoriban még nem ismerték ezt a jelenséget. - A ford.) különösen a Galaxis szimmetriasíkja kőzelében, ahol a legtöbb vizsgálódását végezte. Amikor egy távoli, gömbhalmaz óriás-csillagát mérte, halványságát pusztán messzeségének tulajdonította, pedig azért részben a csillagközi térben úszó por és gáz is felelős volt. Igy azután túl messzire helyezte a gömbhalmazokat, következésképpen a Tejútrendszer középpontját is. A tévedés mindaddig nem volt bénító, amíg csak a saját Galaxisunk megértéséről volt szó, de Shapley bajba jutott, amikor előtérbe került az a kérdés, hogy léteznek-e más galaxisok is. Azok, akik - teljesen helyesen - úgy vélték, hogy a Magellán-felhők a Tejút kisérőgalaxisai, Shapley Tejútrendszerét oly óriási kiterjedésűnek találták, hogy az teljesen magába zárta e ködöket. Éppígy azt is nehéz volt belátni, hogy hogyan lehetnének a spirálködök különálló galaxisok, hacsak a miénk nem egy elhízott uralkodó, az összes többi pedig törpe. Shapley a Tejútrendszerről alkotott képét igen makacsul védelmezte, felfújta a számadatokat és minden egyebet. Tagadta, hogy a spirálködök távoli galaxisok lennének. Mivel az extragalaxisok szerepére éppen a spirálködök voltak a legjobb jelöltek, ezzel úgy tűnt, arra célzott, hogy csak a Tejútrendszer létezik az egész Világegyetemben. A San José közelében, a kaliforniai tengerpart északi részénél levő Lick Obszervatóriumban egy Heber Curtis nevű csillagász orvtámadást indított Shapley műve ellen. Ez azonban csak az első sortűz volt egy hosszú háborúban. A Lick Obszervatórium a Kaliforniai Egye-temmel, a Wilson-hegyi pedig a Carnegie-alapítvánnyal, később a Kaliforniai Műszaki Egyetemmel állt kapcsolatban, és e kettő még éveken át marakodott egymással. Curtis Shapley Tejútrendszer-modelljét nevetségesen túlméretezettnek tartotta. Azt vallotta, hogy a spirálködök éppen olyan galaxisok, mint a miénk. A Nemzeti Tudományos Akadémia vitát rendezett a két csillagász között Washingtonban. Shapley és Curtis együtt utazott keletre a Southern Pacific vasúton, de útközben csak tudománytalan fecsegéssel töltötték az időt, hogy a vitájuk kellően élénk legyen. Az össze-csapásra Albert Einstein jelenlétében, április 26-án került sor. Curtis Shapley érvelésének leggyengébb pontjára összpontosította támadását, arra a makacsul hangoztatott állításra, hogy a spirálködök kozmikus értelemben véve lokális objektumok. Shapley bekapta a csalit, és két gyanús érvet is előhozott. Előkotorta az 1885-ben az Andromeda-ködben megfigyelt szupernóvát, mondván, az is azt bizonyítja, hogy a spirálköd nem lehet galaxis, mert akkor egyetlen fölrobbanó csillag fénye fölérne százmillió közönséges csillagéval, ami nyílvánvaló abszurdumnak tűnt számára. A szupernóvák azonban valóban ilyen fényesen ragyognak. Ezt követően Shapley barátja és kollégája, Adrian van Maanen megfigyeléseit idézte, amelyek arra utaltak, hogy az Andromeda-köd oly gyorsan suhan át az égen, hogy ha valóban extragalaktikus távolságban lenne, akkor gyorsabban kellene haladnia, mint a fény, s ez - mint Einstein néhány évvel korábban kimutatta - lehetetlen. Van Maanen adatai azonban tévesek voltak. Utólag megállapítható, hogy Shapley érvei, bár pontatlanok voltak, mégis közelebb jártak az igazsághoz, mint Curtiséi. Shapley helyesen állította, hogy a Nap jó messze van a Galaxis középpontjától, míg Curtis ragaszkodott ahhoz a korábbi elképzeléshez, hogy benn ülünk a dolgok közepében. A gömbhalmazokkal kapcsolatban is Shapley elgondolása volt a kifinomultabb, jóllehet tévedett e halmazok csillagai valódi fényességének megítélésében. És végül, míg Shapley Tejút-modellje túlságosan nagy volt, addig Curtisé, még nagyobb tűréssel, túlságosan kicsiny. Mindketten egyetértettek abban, hogy a csillagközi gáz és por fényelnyelése elhanyagolható; e ponton mindketten tévedtek. Bárhogyan legyen is, általában az a nézet terjedt el, hogy Curtis legyőzte Shapleyt, akinek pedig azt kellett tapasztalnia, hogy Amerikában széles körben őt tartják egy olyan vita vesztesének, amelyet a Scopes-per (* Tennessee állam törvényhozása 1925-ben megtiltotta, hogy az iskolákban a bibliai teremtéstől eltérő elméletet taníthassanak. John Thomas Scopes tanárt azzal fogták perbe, hogy megszegte ezt a törvényt. Bár bűnösnek találták és elítélték, 1927-ben a fellebbviteli bíróság felmentette. Az ügy nagy port kavart Amerika-szerte. - I. J.) mellett a korszak legnagyobb közérdeklődést kiváltó tudományos vitájaként emlegettek. Ezt sohasem felejtette el. Még évtizedekkel később is dühöngött Curtis miatt, aki szerinte elterelte a figyelmet a tárgyról, és van Maanen miatt is, amiért rosszul végezte az Andromeda-észlelést. Emlékirataiban így ír erről: Csodálkoznak rajta, miért csinált ekkora baklövést Shapley. Az volt az oka, hogy van Maanen a barátja volt, és ő hitt a barátaiban!" Röviddel a vita után Shapley elhagyta a Wilson-hegyet. Elfogadta a Harvard College Obszervatórium igazgatói állását (Pickering még 1919-ben elhunyt). Barátai sürgették, hogy gondolja meg a dolgot; a Wilson-hegyhez képest, ahol minden éjszaka a világ legjobb távcsöveivel vizsgálták az égboltot, a Harvard csak egy könyvelőség. De Shapley mégis lement Cambridge-be.( A Harvard Egyetem az amerikai Cambridge-ben

12 van. - A ford.) Különleges tisztelet övezte alakját, elnöke lett nemcsak az Amerikai Művészeti és Tudományos Akadémiának, hanem a Tudományfejlesztés Amerikai Társaságá-nak is, fióknyi kitüntetést kapott, írt egy fél tucat csillagászati ismeretterjesztő könyvet, és hires rádiós személyiség lett. A politikába is belekóstolt, segédkezett az UNESCO megalapításánál, és támadás érte Joseph McCarthy szenátor részéről. Amikor a spirálködökről" végül is kiderült, hogy galaxisok, az obszervatórium a csillagok katalogizálásáról áttért a galaxisokéra, amelyeket ezrével kellett rendbe szedniük" női asszisztensek újabb nemzedékeinek segítségével, akiknek rabszolgamunkájára Shapley a lányórák" kifejezést találta ki. Míg Shapley szorgoskodott, a valódi áttörés a Wilson-hegyi obszervatóriumban következett be. Ha ez fájt is neki, soha nem beszélt róla, bár elismerte: Időnként arra gondoltam, hogy minden, amit azután csináltam [hogy eljöttem a Wilson-hegyről], középszerű volt." Shapley a műszaki lapokban olvasott róla, hogy odahaza, a Wilson-hegy huzatos csúcsán, Edwin Hubble - mindenki Hubble-ja, a hideg és erőszakos Hubble - az Univerzumot fedezi föl. Shapley idegenkedett Hubble-tól. Ez az ember udvariatlan volt; amikor elküldték neki Shapley egyik cikkét, hogy lektorálja, ráfirkálta keresztben a kéziratra: Jelentéktelen", és visszaküldte. A cikk végül gondatlanságból úgy jelent meg, hogy Shapley neve alatt olvasható volt e megjegyzés is. Hubble igazságtalan volt: Mindaz, amit Hubble a galaxisok körében elért, nagyon sokban az én módszereimre épült... - írta Shapley. - Soha nem ismerte el elsőbbségemet, de hát vannak ilyen emberek." Nagyon ritkán kért tanácsot. Hubble oxfordi kiejtéssel beszélt, ami különösen dühítette Shapleyt, aki, éppúgy, mint Hubble, Missouriból származott. Shapley erősen gyanította, hogy ha Hubble-t az éjszaka kellős közepén fölébresztenék, újra úgy beszélne, mint egy missouri őslakos. Hubble magas, erős állú, keskeny szájú és hideg tekintetű férfi volt, aki keveset tett azért, hogy elnyerje kollégái rokonszenvét. Jóllehet egy maréknyi barátja melegszívűnek, sőt elragadónak tartotta, mások szemében önteltnek és elfogultnak tűnt. Egy fényképe, amelyen pisztránghalászathoz öltőzve, kezében műlegyes horgászbottal a kamerára mered, a pisztráng iránt kelt együttérzést az emberben. Legtöbben elismerik, de csak kevesen önként, hogy ő volt az egyik legnagyobb csillagász, aki valaha élt a Földön. Hubble 1889-ben a Missouri állambeli Marshfieldben született egy hétgyermekes, szigorú atya ötödik gyermekeként. Verne Gyula könyveit olvasgatta, és már kisfiú korában megtanulta a csillagképeket. Ösztöndíjjal került a chicagói egyetemre, és ott kiemelkedett elevenségével, az egyetem atlétikai és kosárlabdacsapatának tagja lett, és öklözőnek is elég ügyes volt ahhoz, hogy bemutató mérkőzést vívjon az akkori félnehézsúlyú világbajnokkal, Georges Carpentier-vel. A néger Jack Johnson nehézsúlyú világbajnokkal való összecsapásra fehér reménységet" kereső szervezők megpróbálták rávenni Hubble-t, hogy legyen hivatásos ökölvívó, de ő inkább Oxfordba ment, hogy a Queens College-ben jogot tanuljon Rhodes-ösztöndíjasként ban Kentuckyba került a törvényszékre, és néhány hónapig Louisville-ben is dolgozott. A jog azonban untatta: Csak a csillagászat számít" - mondta. Hubble újra beiratkozott a chicagói egyetemre, amely a világ legnagyobb lencsés távcsövének otthont adó Yerkes Obszervatóriumot is fenntartotta. (A csillagászati távcső egyik legfőbb erénye, hogy összegyűjti a fényt. A lencsés távcsövek Galilei első műszerétől kezdve egészen a Yerkes Obszervatóríum refraktoráig objektívlencséjükkel érik ezt el. A 40 hüvelyknél (101, 6 centiméter) nagyobb átmérőjű lencsék azonban már olyan vastagok és súlyosak, hogy ilyen refraktort (lencsés csillagászatí távcsövet) már nem lehet készíteni. Ezért a XX. század nagyobb távcsövei reflektorok: ezekben egy homorú tükör gyűjti össze a fényt, és irányítja a gyújtópontba. A tükröt hátulról is meg lehet támasztani, hogy ne deformálódjék, ezenkívül kevesebb fényt nyel el, mint a nagy lencsék. Napjainkig már 200 hüvelyk (508 centiméter) átmérőjű, sőt nagyobb tükörteleszkóp is készült.) Ez a csillagvizsgáló Wisconsin államban, az illinois-i határ közelében fekvő Williams Bayben működött. A 40 hüvelykes refraktort 1897-ben Charles Tyson Yerkesnek, a chicagói villamosvasút börtönviselt tulajdonosának adományából építették meg. Ez az eszköz csúcsteljesítménye volt egy olyan korszak csillagászati műszertechnikájának, amikor a távcsövek óriási messzelátókhoz hasonlitottak. Lilliputi csillagászok küszködtek toronyként magasodó pillérje és 36 láb (11 méter) hosszú, szögecselt acélcsöve alatt, hogy megközelítsék a műszer szemlencséjét; hatalmas, fából készült futballlelátóhoz hasonló állványra kellett fölkaaszkodniuk, amelyet kisebb birkózás árán körbe is tudtak mozgatni a kupola padlóján, hogy kövessék vele az állandóan mozgó távcsövet, amely folyamatosan haladt a csillagok után. Néhány zavaró eset ellenére - egy nyáron hátba szúrta egy rablójelölt az erdőben, de nem sérült meg komolyabban, máskor meg belevetette magát a Williams-öbölbe, hogy kimentsen egy fuldokló nőt -, Hubble a Yerkes Obszervatóriumban megszerezte a doktori fokozatot csillagászatból. Az első világháború alatt

13 bevonult a gyalogsághoz, Franciaországban a jobb karján gránátszilánk sebesítette meg, és végül 1919-ben érkezett a Wilson-hegyre, az új, 100 hüvelykes (254 centi-méteres) teleszkóp csábítására. Hubble fő problémája kezdettől fogva a spirálködök mibenléte volt. Már diplomamunkáját is ebből a témából írta, s azt hangoztatta, hogy a csillagászoknak abból kellene kiindulniuk, hogy a spirálok galaxisok, hiszen ha ez a gondolat beigazolódnék, nagy dolgokhoz vezetne. (Elképzelhető, hogy Hubble ezt a gondolatmenetet Arthur Stanley Eddington angol csillagásztól kölcsönözte, aki egy két évvel korábban megjelent könyvében így írt: Ha a spirálködök a csillagrendszerünkön belül vannak, akkor semmiféle elképzelésünk sincs arról, hogy mik is lehetnek valójában. Ez a feltevés tehát zsákutcába vezet bennünket.... Ha azonban elfogadjuk, hogy ezek a ködök csillagrendszerünkön kívül fekszenek, hogy valójában egyenrangúak a Tejútrendszerrel, akkor legalább olyan feltevéshez jutunk, amelynek segítségével továbbhaladhatunk, és amely valamennyire megvilágíthatja az előttünk álló problémákat.") Az első bizonyíték arra, hogy jó úton halad, 1917 júliusában született meg, amikor a Wilson-hegyi obszervatórium kiváló optikusa, George Ritchey egy, a Cygnus csillagképben levő spirálködről készült régi felvételen rábukkant egy fénypontra, és - helyesen - arra a következtetésre jutott, hogy az nóvacsillag volt. Ezt követöen Ritchey és Curtis mind a Wilson-hegyi, mind pedig a Lick Obszerva-tórium archívumából kikereste az Andromeda-ködöt ábrázoló képeket, és átvizsgálta őket. Két, korábban észrevétlenül maradt nóvát is fölfedeztek azokon a lemezeken, amelyeket maga Ritchey készített. Szerencsére mindkettő több éjszakán át felvett képsorozatokon volt, s így mindkét robbanó csillag fénygörbéjét - felfénylésének és elhalványulásának időbeli lefutását - meg lehetett állapítani, és össze lehetett hasonlítani a Tejútban talált hasonló nóvák viselkedésével. Nyilvánvaló volt a hasonlóság, és az újonnan talált robbanó csillagok viszonylagos halványsága az addigi legjobb érvet szolgáltatta amellett, hogy az Andromeda-spirálnak nagyon messzire kell lennie tőlünk. Hubble először olyan ködöket vizsgált, amelyekről úgy vélte, hogy közeliek. Közülük jó néhányat, például a Fiastyúkot és a virághoz hasonló alakú Orion-ködöt, már gyermekkora óta ismerte. A többiek halványabbak voltak. A Wilson-hegyen fölállított távcsövekkel - a kis 10 hüvelykes (25,4 centiméteres) Cook-kamerától a 60 hüvelykes reflektorig minden műszérrel dolgozott - ötévi munkával a közeli vagy galaktikus" ködöket különálló osztályokba sorolta. Abban a 37 oldalas dolgozatban, amelyet 1922 májusában adott le a Hale szerkesztésében kiadott Astrophysical Journalnak, Hubble először tisztelettel adózott a ködök korábbi észlelőinek, egészen Herschelig, majd hozzákezdett saját felfedezéseinek ismertetéséhez. A köd, úgy tűnik, anyag, molekulák, por, esetleg nagyobb részecskék felhője, amely nem eléggé forró ahhoz, hogy saját fénnyel világítson, de látható, mert a benne vagy a közelében levő csillagok fényét tükrözi, vagy tőle gerjesztődik" - írta. Némelyik köd azért látszik ragyogni, mert a szomszédos csillagok fényét visszaveri. Mások, amelyek közelében elegendően forró csillag van, oly mértékben ki vannak téve a csillagfény gerjesztő hatásának, hogy molekuláik és atomjaik a rájuk jellemző színű sugárzást bocsátják ki, mint a reklámfénycsövek. Hubble kimutatta, hogy ha a szóban forgó csillag átlagos hőmérsékletű, akkor a köd színképe pontosan megegyezik a csillagéval: ilyenkor csupán a visszatükrözött csillagfényt látjuk. Ha a csillagok elegendően fényesek, akkor a köd gerjesztődik" (ahogyan ezt a spektroszkópusok mondják), és saját színképét sugározza. Az eredmény ilyenkor emissziós spektrum, hiszen maga a köd bocsátja ki a fényt, nemcsak egyszerűen visszaveri. Ez magyarázza meg tehát, hogy miért csillagszerű a Fiastyúkban levő köd színképe, mig az első ránézésre hasonlónak tűnő Orion-ködé emissziós spektrum. Hubble azt is kimutatta, hogy az Orion csillagképben találhatóhoz hasonló emissziós ködökben vagy a közvetlen közelükben mindig lehet néhány nagyon forró csillagot találni. Minthogy e csillagok minden bizonnyal Galaxisunkhoz tartoznak, a ködöknek is itt kell lenniük. Hubble ezért nevezte el ezeket galaktikus ködök"-nek. A spirálokat, a gömbhalmazokat és néhány elliptikus és szabályta-lan alakú ködöt pedig nem-galaktikusok"-nak. Jóllehet szinte minden kétséget kizáróan biztos volt benne, hogy nem-galaktikus" ködjei éppolyan galaxisok, mint a miénk, és hogy kutatásukkal minden korábbinál távolabbi térrészek felfedezésébe vágott bele, Hubble mégsem szólt erről, mert semmi értelmét nem látta, hogy belekeveredjék a Shapley és Curtis közti vitába. Úgy tűnik, hogy alapvető különbség van a galaktikus és a nem-galaktikus ködök között - írta. - Ez persze nem jelenti azt - tette hozzá gyorsan, Shapleynek szánt bókkal -, hogy az utóbbi osztályt Galaxisunkon»kívülinek«kellene tekintenünk." Évekkel később is, amikor már úgy beszéltek róla, hogy ő leplezte le előttünk a galaxisokat és tárta fel előttünk az Univerzumot, még mindig ragaszkodott régi elnevezéseihez. A köd kifejezés hordozza a hagyományban rejlő értéket, míg a galaxis szó az ábrándok báját."

14 Ha sikerülne egy spirálról megállapítani, hogy csillagok sokaságából áll, ez majdnem kétségtelenül bebizonyítaná róla, hogy galaxis; ez azonban túlságosan is nagy feladat volt a 60 hüvelykes teleszkóp számára. Ritchey elsőrendű fotói közül néhányon mintha felismerhetők lettek volna elszórt egyedi csillagok is egy-két spirálban, de maga Ritchey is óva intett attól, hogy ezt bizonyítéknak tekintsék, a legjobb esetben is csak tapogatózás. A spirálok közeli gázörvények is lehetnek, ahogyan Laplace sejtette, legfeljebb néhány új csillag ágyazódik beléjük. Amikor elkészült a 100 hüvelykes óriástávcső, Hubble olyan fényképeket készített, amelyek szívfájditóan közel jutottak a megoldáshoz. A spirálködök képét nagyítóval vizsgálgatva Hubble időnként úgy érezte, hogy csak egyenletes fénypászmák nyomát látja. Máskor viszont - mint mondta -, attól függően, hogy mit ettem reggelire", biztos volt benne, hogy a spirálok tejbedarájában látható milliónyi parányi szemcse nem fényképészeti hatás következménye vagy képzeletének szüleménye, hanem csillag, és hogy jómaga egy óriási csillagkontinensre bámul. Végül is később, a 100 hüvelykes távcső oldotta meg a spirálok rejtélyét, de ekkor még nem lehetett választ adni a kérdésre. Látnoki, bár nem eléggé meggyőző vizsgálatot végzett egy E. Oepik nevű csillagász, aki 1922-ben közölt cikkében amellett érvel, hogy az Andromeda-köd 1,5 millió fényévre van tőlünk. Ez a korához képest igen jó becslés (hiszen ma is 2 millió és 2,5 millió fényév közé teszik e távolságot), jobb még Hubble húsz esztendővel későbbi becslésénél is. De kevesen támogatták. Hubble, elhárítva magától - ahogyan mondta - minden bebizonyítatlan spekulációt", az alapos kutatáshoz ragaszkodott, egyszerre több nyomon is haladva. Shapleyhez hasonlóan ő is cefeida típusú változócsillagokat keresett, hogy megbecsülhesse a kozmikus távolságokat. Több nem-galaktikus ködben meg is találta őket. Hubble egy ideig az NGC 6822-es különös csillagcsoportra összpontositotta vizsgálatait. Ezt a csoportot először Edward E. Bernard, egy autodidakta amerikai csillagász figyelte meg még 1886-ban, majd Charles Perrine a Lick Obszervatórium angol veteránja vizsgálta meg részletesebben, aki Argentinában telepedett le, hogy a déli égboltot tanulmányozza. Minthogy e csoport közel fekszik a Sagittarius csillagkép gazdag csillagfelhőihez, a Tejút részének is lehetett volna nézni, de Perrine, aki igen ügyes megfigyelő volt, felismerte, hogy a ködfolt önálló egység, amelybe többféle bennszülött csillag csoportosul. Ha ez így van, gondolta Hubble, akkor ez galaxis is lehet, amely elég közel van ahhoz, hogy megvizsgáljuk. Két éven át fényképezte az NGC 6822-t, és ötven cefeidát talált benne. Lényegében Shapley módszerével megállapított fényességük alapján távolságukra több 100 ezer fényév adódott. Íme egy objektum, amely független Galaxisunktól! Az NGC 6822 oly megdöbbentően távolinak tűnt, hogy Hubble valósággal megkönnyebbült, amikor azonosítható csillagokat talált benne; hisz még abban sem volt biztos, hogy más galaxisok ugyanazoknak a fizikai törvényeknek engedelmeskednek, mint a miénk. A tény, hogy megtalálta a cefeidákat, megerősítette abban a meggyőződésében, hogy ha nehéz is a kozmosz mélységeibe való bepillantás, mégsem lehetetlen. A természet egységességének elve... -írta -, úgy tűnik, zavartalanul érvényesül az ür e távoli tartományában is." Miután képességeit már kipróbálta ezen a kozmikus szigetvilágon, Hubble a mély vízbe indult. Éveken át tanulmányozta a földi égbolton látható két legnagyobb spirálködöt. Az így összegyűlt több száz megfigyelés két hosszú cikkhez vezetett. Mindkettő tömérdek vizsgálat adataitól hemzseg. Az egyik 1926 februárjában jelent meg a Triangulum csillagképben levő, M 33 katalógusszámú ködről, a másik pedig 1928 decemberében az Andromeda-ködröl számolt be. Az M 33 pompás spirál, amely úgy helyezkedik el az űrben, hogy majdnem lapjával fordul felénk, és olyan szép, mint egy naphal. Újfajta, a korábbiaknál érzékenyebb fotoemulziót használva, Hubble újra és újra lefényképezte a 100 hüvelykes távcsővel, a legtisztább éjszakákon, és végül sikerült az égitestet minden kétséget kizáróan csillagokra bontania. Ezt követöen a csillagok közül harmincötről megállapította, hogy cefeida (korábban csak három volt ismert közülük, és ezek is csak feltételesen), majd belőlük kiindulva akkora távolságot kapott az M 33-ra, amely azt még az NGC 6822-nél is távolabbinak mutatta, bebizonyítva róla, hogy a Tejút-rendszertől külön álló, annak határain kívül fekvő spirálgalaxis. Hubble-nak az Andromeda-ködről írt cikke tulajdonképpen már csak a kegyelemdöfést adta meg a témának. Őt megelőzően több csillagász is tanulmányozta már ennek az elbűvölő spirálnak több tucatnyi

15 fényképét. Hubble háromszázötvenet vizsgált át igen alaposan, közülük több mint kétszázat maga vett föl a teleszkóppal. Ritchey két nóvát talált a ködben; Hubble hatvanhármat fedezett föl benne, és arra a figyelemre méltó következtetésre jutott, hogy az Andromeda olyan népes galaxis, hogy minden évben harminc csillaga robban föl. Megbecsülte méretét és tömegét, és igen helyesen azt is megsejtette, bár talán rossz érveléssel, hogy végül még nagyobbnak is bizonyulhat majd. E dolgozatok közzétételével bolygónk lakói felfedezték azt, amit a tiszta égbolt alatt kifejlődő legtöbb értelmes lény feltehetően előbb vagy utóbb kiderítene - azt, hogy a kozmosz galaxisokra tagolódik. E lassan megszülető felismerést azonnal követte az Univerzum tágulásának felfedezése. Hubble íróasztalán már ott voltak a tágulás bizonyítékai, amikor az Andromeda-ködről írt cikkének korrektúráját olvasta. Miközben több tucatnyi galaxis hozzávetőleges távolságát, méretét és fényességét igyekezett megállapítani, mindegyikük hozzánk viszonyított sebességét is megmérte. Eredeti szándéka az volt - igazán nem túl nagyravágyóan -, hogy meghatározza, milyen gyorsan mozog a Nap, miközben részt vesz Galaxisunk lassú forgásában; mint a körhintán ülőknek, nekünk is meg kellene tudnunk állapítani, hogy milyen gyorsan mozgunk, ha távoli, rögzített tárgyakat nézünk. Hubble föltette, hogy más galaxisok ilyen alkalmas összehasonlítási pontokként szolgálhatnának, akár rögzített helyzetűek, akár véletlenszerűen sodródnak erre-arra a térben. A Nap Galaxisunkon belüli mozgását le lehetne vezetni a többi galaxis látszólagos mozgásából; közülük egyesek bizonyára közeledni látszanának, ha éppen utunkba esnének, mások pedig távolodni. Hubble tényleg megtalálta e hatás nyomát, de közben felfedezett egy teljesen váratlan, egységes és különös dolgot, ami elnyomta a Nap mozgásából eredő látszólagos sebességkülönbséget. Csak néhány közeli galaxisnál mutatkozott meg a várt véletlenszerű mozgás. Az összes többi meglehetősen gyorsan távolodni látszott, és ami a legmegdöbbentőbb volt, minél messzebb volt, annál sebesebben. Két elég egyszerű módja is volt annak, hogy megmagyarázzák a dolgok ilyetén állását. Az egyik szerint Galaxisunk van a Világmindenség középpontjában, és az összes többi galaxis, valamilyen oknál fogva, távolodik tőle, méghozzá annál gyorsabban, minél messzebb van. Ez valószínűtlennek tűnt. A másik magyarázat az volt, hogy az Univerzum tágulóban van. Bármely egyenletesen duzzadó alakzat-ban - legyen az pöttyös léggömb, kelő mazsoláskalács vagy galaxisokból felépülő kozmosz - két tetszőlegesen kiválasztott pont távolsága növekedni fog az idő múlásával, méghozzá annál gyorsabban, minél nagyobb volt közöttük a távolság kezdetben. Eddington angol csillagász úgy tette szemléletessé ezt a jelenséget, hogy megkérte diákjait, képzeljék el, mi történnék akkor, ha azt a tantermet, amelyben ülnek (a Világmindenséget), kétszer akkorára akarnák növelni, magukkal vive a padokat és székeket (a galaxisokat). Mindenki azt venné észre, hogy a közeli hallgatóknak csak 0,5-1 méterre kellene elhúzniuk a padjukat a távolság megkétszerezéséhez, míg azoknak, akik a terem átellenes sarkaiban ülnek, sokkal messzebb kellene menniük egymástól, következésképpen tetszőleges idő alatt minél messzebbre tekintenének a teremben, annál gyorsabban látnák távolodni a padokat. Hubble oly módon becsülte meg a galaxisok sebességét, hogy fényüket spektrométerrel szétszórta, és megmérte, hogy a színképükben látható vonalak mennyire voltak elcsúszva megszokott helyzetükhöz képest. Ha egy galaxis közeledik, akkor színképében a vonalak kissé eltolódnak a magasabb rezgésszámú kék szín felé. Ha viszont távolodik tőlünk, akkor a fényhullámok megnyúlnak, s így a vonalak a színkép kisebb rezgésszámú, vörös vége felé tolódnak el. A Hubble által megfigyelt galaxisok színképében, a legközelebbiek kivételével, a vonalak a vörös felé tolódtak el. Meg lehetett állapitani a szabályt: minél távolabbi a galaxis, annál erősebb fényének vöröseltolódása. Hubble felfedezésének alapjai a XIX. század elejére nyúlnak vissza. Egy Bécsben tanító fizikus, Christian Doppler rájött arra, hogy ha egy fényforrás gyorsan közeledik a megfigyelőhöz, vagy távolodik tőle, akkor a forrás fényének színképében fellelhető vonalak hullámhosszának meg kell változnia; mint ahogyan az autókürt hangja is magasabb - rövidebb hullámhosszúságú -, ha a jármű közeledik, és mélyebb - nagyobb hullámhosszú -, ha távolodík. Azt mondjuk ilyenkor, hogy a színképben Doppler-eltolódás" lépett fel a sebesség miatt. A színképvonalakat igen nagy pontossággal lehetett meghatározni, s ez azt jelentette, hogy a távoli, fényes objektumok - például csillagok - sebességét is pontosan tudták mérni. A Lick Obszervatóriumban dolgozó James Keelernek hamarosan sikerült is Doppler-eltolódást találnia a fényes Arcturus csillag színképében: a vonalak a spektrum kék vége felé csúsztak el, azt jelezvén ezzel, hogy e csillag és a Nap egyre közelebb kerül egymáshoz, amint mindketten végigszáguldanak a Galaxisunkon. Ezt követően széles-körűen alkalmazták a Doppler-eltolódást a csillagok sebességének meghatározására.

16 A galaxisok fényében jelentkező Doppler-eltolódás megállapítására az első kitartó próbálkozást - még Hubble-t megelőzően - egy különc csillagász, Percival Lowell ösztönzésére tették. Lowell előkelő bostoni családból származott, John nevű ükapja a Kontinentális Kongresszus (* Kontinentális Kongresszusnak hívták az amerikai angol gyarmatok 1774-ben összehívott, s 1788-ig több ülést tartó gyűlését, amelyik 1776-ban a függetlenséget is kimondta től az új alkotmány szerint megalakult Kongresszus vette át a helyét. - I. J.) tagja volt, Abbott fivére a Harvard Egyetem elnöke, nővére, Árny pedig költő és John Keats életrajzírója. Lowell a csillagászat iránti szenvedélyét vagyonával párosította, hogy valamit tegyen e tudományért. Az arizonai Flagstaff közelében, egy fenyvesekkel benőtt csúcson építette fel a Lowell Obszervatóriumot, s a tudo-mány mezejére lépett, legalább annyira költői, mint amennyire tudományos indítékból. Meg volt győződve róla, hogy az azóta optikai csalódásnak bizonyult Mars-csatornák a szomjúságtól fenyegetett marsi civilizáció által épített vízi utak, és kitartott a mellett az elképzelés mellett, hogy a spirálködök születőben levő naprendszerek - éppen akkor, amikor a legtöbb szakcsillagász már kezdte elvetni ezt a gondolatot. Ez az idejétmúlt elmélet iránti hűség, egy kis kitérővel, olyan fontos munkához vezetett, amely előfutára volt Hubble vizsgálatainak. Lowell, talán éppen azzal a szándékkal, hogy saját sokszínűségét ellensúlyozza, felfogadott egy Vesto Slipher nevű megfigyelőt. Később kinevezte a csillagvizsgáló igazgatójává. Amennyire könnyen lelkesedett Lowell, annyira türelmes és pedáns volt Slipher, aki soha nem röviditette le a vizsgálatok útját, soha nem tett közzé eredményt mindaddig, amíg biztosan nem tudta, hogy helyes-e. Még akkor is öltönyt viselt és szorosan megkötött nyakkendőt, ha egész éjszaka egyedül dolgozott a távcsőnél. Lowell arra biztatta, hogy készítsen szinképfelvételeket a spirálokról, és hogy vizsgálja meg, van-e bennük nyoma a Doppler-eltolódásnak - abban reménykedve, hogy az eredmények majd alátámasztják a régi, Laplace-féle elméletet. Bár maga Slipher ezt valószínűtlennek tartotta, és úgy gondolta, hogy a spirálokról előbb-utóbb kiderül, hogy galaxisok, kötelességtudóan hozzálátott e ködök színképének elkészítéséhez és színképvonalaik Doppler-eltolódásának kiméréséhez. A nehéz megfigyeléseket többször is megismételte, hogy kellően pontos legyen. Több mint egy évtizedig teljesen egyedül munkálkodott a csillagászat e területén (Lowell csak azért bonyolódott ebbe a kérdésbe, mert hibás alapfeltevésből indult ki, mások pedig egyáltalán nem kívántak vele foglalkozni), és 1925-re már negyvenöt spirál színképvonalainak Doppler-eltolódását ismerte. Slipher nem volt meglepve, amikor látta, hogy eredményei nem támasztják alá Lowell feltevését. Meglepődött viszont azon, hogy a ködök nem véletlenszerűen mozognak az űrben, hanem szinte valamennyien nagy sebességgel távolodnak tőlünk. A jegyzékén szereplő galaxisok átlagos sebességére a színképvonalak vöröseltolódása alapján 650 km/s értéket kapott. De voltak olyan galaxisok is, amelyek 1600 kilométert távolodtak tőlünk másodpercenként. Néhány csillagász, elsősorban Carl Wirtz Németországban, aki látta ezeket az adatokat, valamilyen összefüggést sejtett a spirálködök távolsága és távolodási sebessége között, mivel azonban nem volt több távolságadatuk, az egész elgondolás csak tapogatózás maradt. Az egyetlen ember, aki ismerte ezeket a távolságokat, Hubble volt ben végre eléggé pontosan sikerült megmérni a Nap Galaxisunkon belüli keringési sebességét, és így Hubble-nak lehetősége nyilt arra, hogy teljesen világosan lássa: a galaxisok egy nagyszabású és megdöbbentő szabály szerint viselkednek: minél messzebb vannak, annál nagyobb a vöröseltolódás spektrumukban. Hubble, rá jellemzően, igen óvatosan kezelte e felfedezését. Egy szerény kis cikkben látott napvilágot a beszámolója arról, amit egy csillagász később a XX. század legmegdöbbentőbb tényének" nevezett; nem esett benne szó a Világegyetem tágulásáról, sőt ami azt illeti, magáról a Világegyetemről sem. A Kapcsolat az extragalaktikus ködök távolsága és radiális sebessége között című cikk az egész ügyet eredeti, nagyon is földi alkalmazása szempontjából közelítette meg: mint olyan nehézséget, amely a Nap Galaxisunkon belüli sebességének pontosabb meghatározásánál lép fel. A közeljövőben várható újabb adatok megváltoztathatják a jelen vizsgálat jelentőségét, vagy - amennyiben megerősítenék - egy sokkal fontosabb következtetésre vezetnének." Ez éppolyan sejtelmesen hangzott, mintha Hubble azt mondotta volna, hogy az ősidők óta állandó bágyadtságban nyugvónak vélt Univerzum keletkezésétől végzete beteljesedéséig tágulásban van. Minden óvatossága ellenére Hubble kezdettől fogva tisztában volt vele, hogy a sebesség és a távolság közti összefüggés, ha megállja helyét, igen hatékony, új eszközt nyújt neki a világűr mélységeinek feltérképezésére. A cefeida típusú változócsillagok már több galaxis távolságát megadták. Hubble, megvizsgálva e galaxisok legfényesebb óriáscsillagait - mint ahogyan Shapley a gömbhalmazokét meg tudta mérni olyan csillagrendszerek távolságát, amelyeknek cefeidái már túl halványak voltak ahhoz,

17 hogy meg lehessen öket figyelni. Ezenfelül néhány távolságot úgy kapott meg, hogy a galaxisok teljes abszolút fényességét tekintette mércének, de e módszer durva volt. A radiális sebesség és a távolság közötti összefüggés a nagyobb távolságok méréséhez ígért méterrudat". Ha ugyanis ez az összefüggés igaz, akkor olyan galaxisok esetében, amelyek már túl messze vannak ahhoz, hogy távolságuk egyszerű fényképfelvételükből meghatározható legyen, az kikövetkeztethető vöröseltolódásuk-ból. Távolodási sebességük tájékoztatja a csillagászt távolságukról tól kezdve Hubble mindinkább Milton Humasonra, egy különös emberre bízta e még fel nem térképezett távoli világ kutatásának éjszakáról éjszakára ismétlődő feladatát. Humason akkor tűnt fel a Wilson-hegyen, amikor munkát keresve körutazást tett Kaliforniában. Először öszvérhajcsárnak vették fel, majd kisegítő pincérfiú lett a hegycsúcson levő ebédlőben, még később az obszervatórium portása. Allandóan kérdezősködött. Shapleynek és még néhány csillagásznak feltűnt kíváncsisága és intelligenciája, előléptették éjszakai kisegítőnek az egyik kisebb távcsőhöz. Humason értelmesen és szivvel-lélekkel végezte munkáját, és azt is kiügyeskedte magának, hogy néhány rutinszerű észlelést egyedül végezhessen el, előbb a kis, 6 hüvelykes, majd a 10 hüvelykes teleszkóppal. Hubble végül a 100 hüvelykes óriástávcsőnél is kipróbálta, és meg volt elégedve az eredménnyel. Minthogy azonban Humasonnak csupán nyolcosztályos végzettsége volt, Hale sokáig elzárkózott a további előléptetés elől. Végül is megadta magát, és teljes jogú munkatárssá tette. A dolgokat könnyen vevő és természetes Humason ugyanolyan szerénységgel pókerezett az éjszakai kisegítőkkel, mint ahogy Einsteinnel tréfálkozott. Ő lett az összekötő az olümposzi Hubble és a többi csillagász között; Hubble segédjeként dolgozott a távcsőnél, vállára véve az észlelés oroszlánrészét, mialatt főnöke pipázgatott, és az eredményeken elmélkedett. Először a 100 hüvelykes távcső szemlencséje helyére egy erre a célra tervezett, gyors" lencsét szerelt. (* A fotósok méltányolni fogják, hogy e lencse nyílásviszonya F/0,6 volt.) Miután a már korábban is észlelt galaxisokon kipróbálta, a világűr még távolabbi vidékei felé fordította a távcsövet, oda, ahol Hubble elgondolása szerint egész galaxishalmazok vártak átvizsgálásra, mint az aranyász próbaserpenyőjén a talajszemcsék. A távcsövet egymás után a Pegasus, a Perseus, a Coma Berenices és a Bootes halmazra szegezték; és az a tudomány, amely néhány évvel korábban még abban sem volt biztos, hogy a kozmosz véget ér-e a Tejútrendszerrel, most százmillió fényévekre fekvő területeket kezdett föltérképezni. Derült, holdtalan éjszakákon Humason egy kis acélállványon gubbasztott, 15 méterre a kupola padlója fölött, míg a teleszkóp tubusának sötét sziluettje a kupola rése, a csillagok és az égbolt előtt kirajzolódott. Egy éjszakai kisegitő, aki Humason korábbi munkakörét töltötte be, ült az irányítópult előtt, arcát a vörös fényü éjszakai lámpa alig világította meg. Munkájukat a hegyi szelek zenéje és a távcsövet vezérlő rézsúlyos ingaóra megfontolt ketyegése kísérte. Szaggatott berregés jelezte, hogy Humason magasan a sötétben meg-megnyom egy gombot, hogy a távcső sebességén változtatva a kívánt helyen tartsa a vezetőcsillagot a látómezőben. Ha a vezérlő mechanizmus felmondta a szolgálatot - és ez gyakorta meg-esett -, Humasonnak nem volt más választása, mint nekifeszülni a súlyos távcsőnek, vagy éppenséggel rácsimpaszkodni, hogy a csillag képét a megfelelő helyen tartsa; ő megtette, bármilyen akrobatikus mutatványra is volt szüksége, hogy a látómező változatlan maradjon, mialatt a fotoemulziót átitatta a galaxisok ősi fénye. Ezek az éjszakák Humasont fizikailag éppúgy próbára tették, mint szellemileg. A csillagda kupoláját nem lehet elzárni az elemek kénye-kedve elől. A távcső elé helyezett üvegablak csak gyengítené az amúgy is csak pislákoló fényeket; füteni nem lehet, mert a melegebb levegő felfelé száll, légáramokat keltve, amelyek tönkretennék a nagy távcsőben keletkező képet. Télen a megfigyelő összekuporodik a szemlencsénél, miközben arcán csorog a könny, mélyeket lélegez, hogy visszaverje a reszketés rohamait, és mereven bámulja a vezető-csillagot, egy pillanatra sem veheti le a szemét róla, ha nem akarja, hogy hosszú expoziciójú felvétele vagy spektrogramja tönkremenjen. Amint a távcső nyomon követi az égitesteket az égbolton, a szemlencse ördögi helyzetekbe tud kerülni; erről Shapley és diákjainak az ideális csillagászról szóló dala jut az eszembe, amelyet a Harvardon komponáltak Gilbert és Sullivan (* Arthur Seymour Sullivan angol zeneszerző a múlt század második felében sok operettet komponált William Schi, enck Gilbert szövegkönyve alapján. - I. J.) stílusában: Kifordul a térd és reccsen a nyak, A hát hétrét s a tekintet vad. Bandzsít a jobb szem, gúvad a bal, És ebben a pózban él és hal. A köztiszteletben álló Rudolph Minkowskival esett meg egy ízben, hogy öt egymást követő éjszakán át végigszenvedte mindezt, hogy egyetlen felvételt kapjon egy rendkívül halvány galaxisról. Az ötödik éjszakát követő hajnalon kimerülten a csillagda sötétkamrájába ment, hogy előhívja a lemezt. De véletlenül nem az előhívóba, hanem a rögzitőoldatba merítette, és ezzel egy pillanat alatt tönkretette az egészet. Mégis megmaradt

18 csillagásznak. 2. MIÉRT SÖTÉT AZ ÉGBOLT ÉJJEL? Rendkívül szokatlan észjárás kell ahhoz, hogy valaki vállalkozzék a kézenfekvő elemzésére." ALFRED NORTH WHITEHEAD Amikorra Humason elérte a Bootes és az Ursa Maior csillagképben levő galaxishalmazokat, már olyan csillagrendszerekkel foglalkozott, amelyek túl halványak voltak ahhoz, hogy a 100 hüvelykes távcsövön át látni lehessen őket. Módszere a következő volt: először az égbolt egy-egy nagyobb területéről készített hosszú expozíciós idejű felvételeket, ezeken megkereste a megfigyelendő galaxisokat, majd becélozta őket az óriásteleszkóppal oly módon, hogy azt a megfelelő égi koordinátákra állitotta, remélve, hogy az égitestek ott vannak a teljesen sötétnek tűnő látómezőben. A beállításra használt osztott körök jó magasan voltak elrejtve a távcső mechanikájában úgy, hogy az éjszakai kisegítő az irányítópultról csak két, külön erre a célra készült kis teleszkóppal tudta leolvasni őket. Humasonnak minden alkalommal meg kellett várnia, amíg a felvételt előhívták, és csak ekkor tudta meg, hogy sikerült-e lefényképeznie valamit. Ezzel a módszerrel olyan galaxisokra bukkant, amelyek másodpercenként több mint 40 ezer kilométerrel, a fénysebesség hetedrészével távolodnak tőlünk. Az új, nagyobb érzékenységű fotoemulziók révén lehetővé vált, hogy még távolabbi galaxisokat is megörökítsenek ugyanekkora expozíciós idővel, és Humason új képein már a galaxisok úgy hemzsegtek, mint egysejtűek a mikroszkóp alatt. Hubble elhatározta, hogy kedvtelésből készít egy olyan felvételt, amelyen ugyanannyi galaxis látszik, mint ahány előtércsillag. Ez március 8-án sikerült. A látvány olyan volt, mintha papírlapra parti homokot hintettek volna. A foltocskák mintegy fele a Galaxishoz tartozó csillag volt, míg a többiek olyan galaxisok, amelyek milliárdnyi saját csillagnak adtak otthont. Hubble a felvételt a távcső messzelátó képessége látványos bizonyítékának" nevezte. Hogy emellett még valami mást is érzett-e, arról nem szólt. Wilhelm Olbers német orvos szeretett azzal szórakozni, hogy az éjszakai égboltot pásztázza kis távcsövével, üstökösökre és kisbolygókra vadászva. Ezt a nyugalmas időtöltést az égi mechanika szívós tanulásával egészítette ki. Ő volt az, aki elsőként számította ki egy üstökös pontos pályáját, felfedezve ezzel, hogy az üstökösök Nap-rendszerünknek a bolygók pályáján túli, külvárosi szeméttelepéről származnak. Azt is megállapította, hogy a kisbolygók - ezek a labdányi kődarabok vagy városoknál nagyobb átmérőjű alaktalan sziklatömbök - olyan törmelékövből kerülnek ki, amelyik a Mars és a Jupiter pályája között húzódik. E felfedezései hírnevet hoztak Olbersnek, de ő mégis megmaradt az orvostudomány mellett, és a csillagokat csak időtöltésből tanulmányozta ban, hatvannyolc éves korában Olbers rövid cikket írt, amelyben fölvetette a tudomány történetének egyik nyugtalanító kérdését: miért sötét az égbolt éjjel? A XVIII. és a XIX. század folyamán a Világmindenséget általában végtelennek tartották. Ez a nézet elodázta azt a dilemmát, hogy a háromdimenziós világ hogyan lehetne véges (ha volna határa, mi volna azon túl), és Sir Isaac Newton jóváhagyását is bírta. Ha az a tér, amelyben ez az anyag eloszlik, véges lenne - írta Newton 1692-ben -, akkor az anyag e tér külső részeiből gravitációja folytán a tér belsejében elhelyezkedő anyag felé törekednék; következésképpen bezuhanna a tér közepébe, s ott egyetlen nagy, gömb alakú tömeget alkotna." Ennek az egyáltalán nem lelkesítő állapotnak az alternatíváját Newton egy végtelen Univerzumban látta, amelyet végtelen sok csillag népesít be. Ha azonban az anyag végtelen térben oszlanék el egyenletesen, akkor sohasem sűrűsödhetnék egyetlen tömeggé - írta -, hanem különböző részei különböző tömegekké sűrűsödnének oly módon, hogy végtelenül sok nagy tömeg állna elő, melyek egymástól nagy távolságokra szóródnának szét a végtelen térben." (* Levél Richard Bentleyhez. Ford.: Fehér Márta. Newton: A világ rendszeréről. Magyar Helikon, Bp., o.) És valóban, Newton nagy tömegű anyagcsomóin akár galaxisokat is érthetünk. Elmélkedései során Newton az euklideszi geometriára, az akkortájt ismert egyetlen használható geometriára támaszkodott; húsz évszázad földmérési, hajózási, építési és tanítási tapasztalatai bizonyították Euklidész lángelméjét, és egész rendszerét széles körben szinte kinyilatkoztatott igazságnak tartották. Az euklideszi geometria magával hozza a végtelen teret, hiszen például a párhuzamos egyeneseket a végtelenbe kell kiterjeszteni, mielőtt találkoznának, és így, amikor Newton euklideszi fogalmakkal

19 gondolkodott a kozmoszról, természetszerűleg hajlott arra, hogy végtelennek gondolja. Ez a kép szinte mindenkit kielégített egészen Olbersig. Miért is sötét az égbolt éjjel? Ha valóban végtelen sok csillag van, akkor az égbolt minden zugában csillagokat kellene látnunk összezsúfolódva. Tegyük fel, hogy egy kis látcső két csillagot mutat egy bizonyos területen. Erősebb távcsővel már olyan csillagokat is meg kell látni, amelyek közöttük vannak, és ha még erősebb a teleszkóp, még ezek között is újabb és újabb csillagokat találnánk, egészen addig, míg végül már egyáltalában nem látnánk az égboltot, hanem csak a csillagokat. Más szavakkal, ha Newton világmodellje helytálló, akkor bármilyen irányba is tekintsünk, mindenképpen kell csillagot látnunk. Olbers előtt úgy vélték, hogy a végtelen sok csillag legtöbbjét egyszerűen azért nem látjuk, mert túlságosan messze vannak ahhoz, hogy észre-vehessük őket. (A csillag látszólagos fényessége távolságának négyzetével forditottan arányos, tehát ha a csillag 100 fényévre van tőlünk, egy vele azonos csillag pedíg 200 fényévre, akkor a második csak negyedolyan fényesnek fog tűnni, mint az első.) Olbers kritikusabban vizsgálta meg az egész ügyet, és úgy találta, hogy a korábbi feltevésekkel szemben végtelen sok csillag együttes fényességének le kell gyűrnie hatalmas távolságuk gyengítő hatását. Felismerte, hogy ha valóban statikus, homogén és végtelen Világmindenségben élünk, ahogyan Newton állította, akkor az égboltnak vakítóan fényesnek kellene lennie, mint amilyen fényes a Nap felszíne. És mégis sötét. Ezt nevezik Olbers-paradoxonnak. Korábban, 1744-ben lényegében ugyanezt bizonygatta egy csillagász, a svájci J. P. L. de Chéseaux. Olbers könyvtárában is megvolt Chéseaux könyvének egy példánya, de a jelek szerint sohasem olvasta; így azután a legtöbb tudós elfogadja, hogy magától jutott ugyanarra a gondolatra, mint Chéseaux. Edmund Halley, akit a róla elnevezett fényes üstökösről ismerünk, már Chéseaux előtt fennakadt a paradoxon egy másik változatán, de úgy tűnik, nem ismerte föl annak jelentőségét. Olbers két kiutat is megvizsgált, de mindkettőt el is vetette. Az egyik az volt, hogy kimondjuk: a Naptól távoli csillagok valójában is halványabbakká válnak, de ezzel éppen bizonyítottnak vettük a kérdést. A másik az, hogy az Univerzum végtelen, de a csillagok száma véges. Talán az egész kozmosz nem áll másból, mint a Tejút-ból és az üres térből. Olbers ezt a lehetőséget is elvetette, mert ha a dolog így állana, akkor Newton szerint a Tejútnak össze kellene omlania. (A későbbi vizsgálat bebizonyította, hogy ebben a kérdésben Newton tévedett, de mivel azóta már tudjuk, hogy a Tejútrendszer nem az egyetlen galaxis - korántsem -, így a paradoxon tovább-ra is fönnáll.) Olbers végül is úgy döntött, hogy valószínűleg a csillagközi anyag nyeli el a távoli csillagok fényét. Ez elég ügyes magyarázat volt - Shapley jól járt volna vele, ha komolyabban veszi a csillagközi anyagot -, de nem bizonyult kielégitőnek. Végtelen hosszú idő alatt ugyanis a csillagok fénye fölmelegiti a csillagközi gázt és port, míg éppoly fényesen nem fog ragyogni, s ezzel az egész világ úgy fényleni, mint a Nap. Az Olbers halála után felismert termodinamikai alaptörvények mindezt világossá tették, és így újjáélesztették a paradoxont. Az Olbers-paradoxont mindaddig nem oldották meg, amig Hubble fel nem fedezte a Világegyetem tágulását. Ma úgy véljük, hogy az égbolt azért sötét, mert az Univerzum tágul. Newton kérdésére válaszolva, a világ nem omlik össze, mert tágul. Olbers kérdésére válaszolva, a Világegyetem azért nem kápráztatóan fényes, mert energiakészletének jó részét másra - nevezetesen saját tágítására - kell használnia. A távoli galaxisok fényük oly nagy részét pazarolják el a vöröseltolódás révén, energiájuk oly nagy részét szórják szét a táguló térben és időben, hogy az égbolt sötétnek tűnik. A legutóbbi években néhány elméleti fizikus a Világmindenség tágulását olyan távoli problémákkal is kapcsolatba hozta, mint az idő iránya, vagy hogy miért kell melegítenünk egy teáskanna hideg vizet ahhoz, hogy forrni kezdjen; véleményük szerint ugyanis a termodinamika alaptörvényei a Világegyetem tágulásának követ-kezményei. Ezek a hipotézisek, ha érvényeseknek bizonyulnak, tovább gazdagítják azt az Olbers nevével fémjelzett felismerést, hogy az Univerzum éppúgy az otthonunkba ér, mint amilyen távoli, és hogy az oly megszokott tény, mint az éjszakai égbolt sötétsége, olyan hatalmas dolog következménye, mint a galaxisok egymástól való távolságának állandó növekedése. 3. AZ ÉSZ UNIVERZUMA: KOZMOLÓGIA

20 Nyilvánvaló, hogy vagy olyannak kell tekintenünk a Világmindenséget, amely végtelenül, mindörökké és minden irányban terjed, vagy pedig olyannak, amely nem tágul. Mindkét lehetőség beláthatatlan számunkra." Vezércikk a Scientific American március 13-i számából Az égi jelenségeket tanulmányozó tudósok Lucretiustól Newtonig, akik a kozmoszt végtelennek vélték, úgy tűnik, nem azért tartottak ki e nézet mellett, mert lelkesedtek érte, hanem azért, mert az ellenkezője még rosszabbnak látszott: a véges, háromdimenziós világnak valahol véget kell érnie, s ez elképzelhetetlen. Ahogyan kétezer évvel ezelőtt egy kínai filozófus, Vang Csung ismerőse kérdezte, majdnem ugyanazokkal a szavakkal, ahogyan még ma is hallható: Ha a Mennynek is van határa, akkor miféle dolgok lehetnek rajta kívül?" A véges Univerzum gondolatát Lucretius nevetségesnek tartotta. Tedd fel mégis, hogy valahol van vége a térnek! Nos, ha akadna, ki eljuthatna a leg-legutolsó Szélire annak, s ott egy dárdát messzehajítna, Mit gondolsz, hogy nagy-nagy erővel szállva a fegyver Célhoz jutna-e vagy tán még messzebbre repülne, Vagy fenntarthatná valamely gát, ellene állva?" (* Lucretius: A természetről. I. könyv, sor. Ford.: Tóth Béla. Alföldi Magvető, Debrecen, o.) A véges Világegyetemmel szemben fölhozott legerősebb érvek az olyan képtelenségre vezető gondolatmenetek, mint amilyet Lucretiusnál olvashatunk. De az a gondolat is éppoly paradox, hogy az Univerzum végtelen. Ha ugyanis feltesszük, hogy végtelen sok csillag és galaxis van, akkor szembe kell néznünk Carl Neumann-nak és Hugo Seeligernek azzal a megállapításával, amely szerint ilyen világ-ban nem működhetne" az általunk ismert gravitáció; a távoli, végtelen tömegek vonzása, ahogyan a két matematikus kimutatta, a kozmosz minden pontjában elnyomná a helyi gravitációt. Ráadásul bármilyen dolog végtelen mennyisége belső szemléleti problémákat is fölvet. Nagy Sándor állítólag sírva fakadt, amikor azt mondták neki, hogy végtelen sok világ létezik, hiszen, ahogy panaszosan mondta, oly óriási mennyiség van belőlük", és ő eddig csak egyet hódított meg. Persze megvigasztalódhatott volna azzal a gondolattal, hogy a végtelen sok világból álló kozmoszban bizonyára végtelen sok Sándor is van, akik szintén azzal vannak elfoglalva, hogy meghódítsák a végtelen sok Földet. Mégis, minden győzelmük csak végtelenül kicsiny töredéke az egésznek, így talán mégis okkal zokogott a mi helyi Sándorunk. Ebben a gondolatmenetben van valami ésszerűtlen. Ha ehelyett azt javasoljuk, hogy csak a tér végtelen - hogy a csillagok és a galaxisok egy bizonyos távolságon túl már nem népesítik be az űrt, és ezen a határon túl már üres tér húzódik -, akkor nehéz lesz megmagyaráznunk, mit is jelent a tér" az anyagon túli végtelenben. A tárgyak nélküli tér, ha jól meggondoljuk, megkülönböztethetetlen a térnélküliségtől; erre a következtetésre jutott Newton, Arisztotelész és George Berkeley is. A végtelen és a véges Világegyetem egyaránt zavarja gondolkodásunkat. Most szeretném elmondani, hogy ez az ókori probléma talán megoldódik századunkban. Mindig gyanúsan hangzik, ha azt állitják, hogy régi, fogas kérdésekre mostanában megtalálták a választ. Mégis, valóban feltűnik néhány új dolog is a Nap alatt, és a véges, de határtalan Univerzum gondolata is ilyen. A XIX. században indult meg az a fejlődési folyamat, amely a XX. században hozta meg gyümölcsét, az általános relativitáselméletet. Ez a gondolat szabadította ki a kozmológiát, a Világegyetem egészének fizikai tulajdonságaival foglalkozó tudományt a véges és a végtelen dilemmájából. Két széles eszmeáramlat vezetett hozzá, Ernst Mach tudományos pozitivizmusa és Karl Gauss, Bolyai János, valamint Nyikolaj Ivanovics Lobacsevszkij nemeuklideszi geometriája. A két eszme Einsteinnél találkozott. Kezdjük Machhal. A morvaországi Turasban született 1838-ban. Szegény diákként néhány évet egy osztrák bencés akadémián küszködött végig, majd kilépve egy műbútorasztalosnál tanonckodott. Azután egy morvaországi gimnáziumban folytatta tanulmányait, ahol bár gyűlölte a tanórákat, mégis kitartott, és végül fölvették a főiskolára. Ahogyan Einstein írta róla: egy gyermek kíváncsi szemével tekintett a világra"; úgy tűnik, a dolgok relativitásának gondolata vezette el őt rendkívüli meglátásaihoz. Egy hidról az alatta áramló vízbe bámulva, beleszédült a gondolatba, hogy a híd az, ami mozog. Amikor az Elbán egy gőzösön hajózott, az szédítette meg, hogy úgy érezte, nem a hajó, hanem a part siklik tova. Egy alkalommal, amikor vonaton utazott, rosszalló tekintettel nézte egy férfi kopottas ruháját, mígnem rájött, hogy önmagát látja egy tükörben. Ezek a serdülőkorban még zavaró érzékcsalódások Machot felnőttként jól szolgálták. Pszichológusként