A GAMF Közleményei, Kecskemét, XVI. évfolyam (2001) Második típusú találkozás a Mátrában, avagy egy Dr. Bagány Mihály, Nagy Péter, Dr. Pintér István A földönkívüli intelligenciák után szaglászók második típusú találkozásnak nevezik azt az esetet, ha a látogatásnak közvetlen bizonyítékát vélik felfedezni. Egy téli napon a Mátrában kirándulva elpusztult fenyőfára bukkantunk. A mintegy 35 méteres fát valamilyen gigászi erő hat egyenlő darabra szagatta szét. Nehéz elképzelni olyan természeti jelenséget, ami erre és ilyen módon képes lehet. Nem csoda hát, ha elhatároztuk, hogy egyrészt nagyon pontosan rögzítjük megfigyeléseinket, másfelől megpróbálkozunk a dolog tudományos igényű magyarázatával. A téma arra is inspirált bennünket, hogy tanulmányunk megjelenési formájában is újszerű legyen, így a rövidebb nyomtatott formát az Internet lehetőségét kihasználva gazdag (és reméljük élvezetes) képi és animációs anyaggal tesszük teljessé. Kérjük tehát tisztelt Olvasóinkat, hogy ha lehetőségük engedi, látogassanak el a http://nap61.atw.hu/masodik címen található oldalunkra (megtekintését Mozilla FireFox böngészővel ajánljuk, de természetesen az Internet Explorer is előcsalja). Prológus Utolsó napjait élte az 1998-as esztendő. A szél estére széttépte a pocakos hófelhőket, melyek puha, fehér takaróval borították be szelíden a fenséges mátrai hegyeket, így az éjszaka szikrázóan tiszta és hideg volt, a holdról valósággal csurgott le a dermedés. Ám a szél még tovább akarta fitogtatni erejét: végigvágtatott a széles völgyön és vadul rohant neki a fenyőerdőnek. A harmincméteres fenyőóriások azonban összekapaszkodtak és halk zúgássá szűrték a szél ordítását. A meredek lejtő közepén, az erdő belsejében az egyik fa oldalához simulva állt E.T. és hallgatta a szél őrjöngését. Nyolc napja már, hogy elszakadt társaitól és a magány szinte fizika fájdalomként járta át. Mostanra azonban végre készen állt minden, szíve telve volt reménnyel, hogy hamarosan ismét együtt lehet az övéivel. Tudta, hogy az űrhajó a hold túlsó oldalán lapul, társai várják, hogy ő kapcsolatba lépjen velük. Szemei most már a tőle mintegy húsz méterre álló hatalmas fenyőfára tapadtak, amely jó öt méterrel magasodott ki szomszédai közül. E.T. számolni kezdte magában a másodperceket: hamarosan működésbe lép a fenyő derekára szerelt kicsatoló egység, a tér-idő rejtett energiáját juttatva a fa testébe, amely mint rezonátor a kiválasztott hullámhosszon hatalmas energiájú jelet E.T. segélykiáltását küldi majd a hold felé. És elérkezett a pillanat: a kicsatoló egységen keresztül szemvillanásnyira megnyílt és bezárult a világegyetemet átszövő energiacsatornák egyike, a fa hosszában ide-oda verődve egyetlen gigászi jellé rendezte a koherens rezonancia, hogy végül a fa csúcsán kilépve induljon útjára. Az impulzusmegmaradás egyetemes törvényének megfelelően ugyanekkor hatalmas mechanikai lökéshullám lódult a föld felé, amelyet a rezonancia állóhullámmá formált a fa törzsében. Az állóhullám 1
duzzadóhelyein fellépő minden emberi mértéket meghaladó mechanikai feszültség gyufaszálként tépte szabályos darabokra a faóriást, valósággal szétrobbantva E.T. ámuló tekintete előtt. E.T. némi lelki ismeretfurdalást érzett a gyönyörű fenyő pusztulása miatt, ám minden mást elnyomott lelkében az a mámorító tudat, hogy társai talán már el is indultak érte. Második típusú találkozás 1998 szilveszterét népes baráti társaságunk együtt töltötte a GAMF mátraszentlászlói üdülőházában. Újév napján rövid túrára indultunk a Piszkés-tetőt délről megkerülő túristaúton. Hamarosan egy gyönyörű fenyőerdőn keresztül haladt tovább az út. Egy-két perc múlva furcsa jelenségre figyeltünk fel. A Piszkés-tetőre iramodó meredek lejtőn a többi fenyőóriás között egy különös facsonk meredezett felkiáltójelként, körülötte egy hatalmas fenyő darabjai feküdtek (1. kép). 2 1. kép Közelebbről szemügyrevéve döbbentünk meg igazán. Egy fenyőfát valamilyen titokzatos erő hat egyenlő (hatméteres) darabra szakított szét: a szakítást tessék szó szerint érteni, az egyes darabok végei nem hasadás, vagy törés, hanem egyértelműen tépési felületet mutattak (a földben maradt csonk kivételével, amelyen hossz irányú hasadás is látszott). Emellett a darabok egymás mellett hevertek, azaz a fa álló helyzetben szakadt darabokra. Tél dereka lévén mindennapos hóesés közepette a villámcsapás igen valószínűtlen, nem is szólva arról, hogy a leggondosabb kutatással sem találtunk perzselődésnek még a legcsekélyebb nyomát sem. Maradt tehát a kérdés: mi, vagy ki volt erre képes? Mivel még fényképezőgép sem volt velünk, elhatároztuk, hogy a helyszín pontos és hiteles felmérése és rögzítése érdekében vissza fogunk térni. Január 15-ödikén Kecskemétről autóztunk föl, immár fényképezőgépekkel, videókamerával, mérőszalaggal és jegyzetfüzettel felszerelve. Részletes tapasztalatainkat láthatják és olvashatják a fent említett honlapunkon.
A rejtély kulcsa: a rezonancia Bármennyit is törtük a fejünket, a villámcsapáson kívül együnknek sem jutott eszébe semmilyen más természeti jelenség, amely lokálisan és pillanatszerűen akkora energiával rendelkezne, hogy ezt legyen képes művelni egy harminchat méteres fenyőfával. Kivezető útnak az mutatkozott, hogy adjuk fel az energiabevitel pillanatszerű és lokális jellegét! A fizikában ismert az a lehetőség, hogy egy rendszerbe folyamatosan és globálisan betáplált energia a rendszer egy adott (relatíve kis méretű) tartományában gyűljön össze és akár pillanatszerű effektus révén csatolódjék ki. Ez pedig a rezonancia jelensége. Rezonancián azt értjük, hogy egy periódikus belső mozgásállapotokkal (is) bíró rendszerben (kvázi)periódikus külső gerjesztés hatására bizonyos meghatározó paraméterek (pl. energia) óriási mértékben megnövekedhetnek, amennyiben a gerjesztés frekvenciái a rendszer által meghatározott kritikus értékek közelébe esnek. (Részletesebb leírás található pl. [1]-ben és ajánljuk figyelmükbe a fenti honlapon található képgaléria 27.-28. képét, a videotéka levelke.avi, kreta.avi és a Tacoma-híd katasztrófáját bemutató mozgókép fájlokat, valamint a letölthető szimulációs programocskát!) Magunk számára elfogadott magyarázat tehát a következő: az erős, lökésszerűen fújó szél adta a (kvázi)periódikus külső gerjesztést az egymással csatolt, rugalmas elemekből álló rendszert képező fenyőerdő számára. A fákban állóhullámok alakultak ki, melyek nagysága az adott fa hosszától függött. A kérdéses fának a környezetében levő fáktól szignifikánsan eltérő hossza megfelelt a gerjesztés egy kritikus hullámhossz valamely egész számú többszörösének, így a rezonancia révén rohamos mértékban csatolt ki energiát a környezetéből, míg végül pillanatszerűen lezajlott a katasztrófa-jelenség: az állóhullám duzzadóhelyeinél fellépő hihetetlen mértékű mechanikai feszültség darabokra tépte szét. Ez a gondolatmenet felidézte bennünk egy évekkel korábbi közös munkánk emlékét és arra ösztönzött bennünket, hogy a fizika laborban próbálkozzunk a modellezésével. A rezonancia jelenségének kimutatása fémrúdban elektromágneses elven A rezonancia jelenségét mind a longitudinális, mind a transzverzális hullámok esetében meg lehet mutatni egy lényegében azonos elvű mérési elrendezéssel. A mérési elrendezés fő elemei a gerjesztő, a rezonanciára képes rúd, a rezgésérzékelő és egy erősítő a pozitív visszacsatolás megvalósításához. Egyszerűen megvalósítható ez akkor, ha alkalmas elektronikus eszközöket használunk a vizsgálathoz. Például megfelelő hosszúságú fémrúd esetében különösen szemléletes a rezonancia fellépte, ha a rezonanciafrekvencia a hangfrekvenciás tartományba esik, mert ekkor hallható hang keletkezik. Ha emellett a fémrúd lágy mágneses anyagból készült, mind a gerjesztés, mind a rúd rezgésállapotának érzékelése megoldható elektromágneses elven. A rögzített helyzetű gerjesztő elektromágnes légrésében a bemeneti villamos jel változásaitól függő mágneses tér jön létre, ami a fémrúd vonzását, taszítását eredményezi épp e jelváltozás ütemében. Emiatt longitudinális hullám indul meg a fémben, ami akkor lesz a legnagyobb amplitúdójú, ha a gerjesztés épp rezonancia frekvenciájú. Ám a betáplált energia egy része elveszik, azt pótolni kell. Erre szolgál az érzékelő tekercs: a rúd végén jelentkező kis amplitúdójú longitudinális rezgést feszültségváltozássá alakítja, amit egy hangfrekvenciás teljesítményerősítő felerősít, majd ezzel az erősített, visszacsatolt jellel tápláljuk a gerjesztő tekercset. 3
Ha ismerjük a rezonancia-frekvenciát (ez a fémrúd hosszának, anyagának és alakjának ismeretében kiszámítható), akkor annak megfelelő középfrekvenciájú keskeny sávú teljesítményerősítő szükséges a kísérlet során a rezonancia jelensége hamar bekövetkezik. Amennyiben az erősítő kimeneti feszültségének amplitúdója egy érték fölé nem növelhető ugyan, de szinuszos marad, a bevitt így adódó legnagyobb gerjesztési energiának megfelelő amplitúdójú longitudinális rezgés jön létre, ami a hangfrekvenciás tartomány miatt hallható (a kísérlet közben azt tapasztaljuk, hogy a fémrúd a gerjesztés hatására megszólal ). Ezen persze nem csodálkozunk, hiszen előre ismertük a rezonanciafrekvenciát, a mérést épp így állítottuk össze ezt vártuk. (Egyszerűbb kivitelű keskenysávú erősítőt alkalmazva a pozitív visszacsatolás miatt annak kimenő fokozata telítésbe jut: már nem szinuszos jellel, hanem sok felharmonikusú vágott szinuszjellel gerjesztjük a fémrudat előfordulhat ekkor, hogy a rúd nem a kiszámított (elvárt) alapharmonikus frekvencián, hanem annak valamely egész számú többszörösének megfelelő felharmonikus frekvencián fog megszólalni például épp egy oktávval magasabban.) A meglepően érdekes jelenség az, amikor nem tudjuk előre a rúd rezonancia frekvenciájának értékét, így nem tudunk keskenysávú erősítővel kísérletezni. Ám ekkor is megmutatható a jelenség szélessávú hangfrekvenciás erősítőt alkalmazva. Sőt, ekkor külön gerjesztő jelforrás sem szükséges! A kísérleti elrendezés (2. kép) ebben az esetben szélessávú, hangfrekvenciás teljesítményerősítőből, a gerjesztő vasmagos tekercsből, a rezonanciára képes, mágnesezhető rúdból, a rúd másik végénél elhelyezett érzékelő tekercsből áll: ennek jelét pozitívan visszacsatoljuk a teljesítményerősítő bementére. (Természetesen sem a gerjesztő tekercs, sem az érzékelő tekercs nem érintkezik a fémrúddal, attól kicsiny távolságra helyezkednek el). 4 2. kép (1: a fémrúd rögzítési pontja; 2: érzékelő tekercs; 3: oszcilloszkóp; 4: pozitív visszacsatolású teljesítményerősítő; 5: gerjesztő tekercs)
A kísérlet során azt tapasztalhatjuk, hogy a fémrúd hamarosan magától megszólal. Mi ennek az oka? A fémrúd a környezetéből óhatatlanul átvesz kis amplitúdójú rezgéseket, ami az érzékelő tekercsben feszültséggé alakul, az erősítő pedig felerősíti. Ez a kis jel, ha oszcilloszkópon megnézzük, sokféle frekvenciájú és amplitúdójú összetevő együttesének, zajnak mutatkozik. Ám ezek között ott van a rezonancia frekvenciának megfelelő komponens is. A szélessávú erősítő a többivel együtt ezt is felerősítve adja a gerjesztő tekercsre vagyis igenis kap a fémrúd rezonanciafrekvenciás ütéseket is. A rezonanciafrekvenciás gerjesztésre a fémrúd nagyobb amplitúdójú mozgással válaszol, ez nagyobb amplitúdójú jelet jelent az érzékelő tekercs kimenetén a rezonanciafrekvencián - ám a többi komponens felerősödése messze kisebb mértékű. A pozitív visszacsatolás miatt így a visszacsatolt körben a rezonanciafrekvenciájú jel válik ki és erősödik fel oly mértékben, hogy a rúd rezgései által okozott longitudinális levegősűrűsödés és ritkulás már elég nagy amplitúdójú lesz ahhoz is, hogy meghalljuk a fémrúd látszólag magától megszólal. A mérési elrendezés képét, az elvégzett kísérlet alatt lefényképezett oszcilloszkóp ábrát a dolgozat elektronikus mellékletében tekinthetjük meg (029.JPG 036.JPG nyolc fénykép és a REZONATOR.AVI film). Hogy miért nem csupán egyetlen szinuszjelet látunk az ernyőn (3. kép)? Ennek megválaszolását most már az érdeklődő Olvasóra bízzuk, hiszen a telítésbe jutó erősítőre vonatkozó iménti okoskodás alapján tud e kérdésre felelni. 3. kép A fenti leírt vizsgálatok előzménye épp 10 évvel ezelőtti. Egy kutatás-fejlesztési megbízás alapján tanulmányozta munkacsoportunk a jelenséget transzverzális hullámok esetén [3]. A rezonancia- 5
jelenséget a longitudinális hullámok esetén sokkal nehezebb kimutatni, mivel a rezgés amplitúdója lényegesen kisebb, mint a transzverzális esetben, még a rezonanciafrekvencián is - ám a mátraszentlászlói kirándulásunkon felfedezett különös törési jelenség bennünk is erős rezonanciát váltott ki, aminek eredményeképp sikerült a nehezebb feladatot is megoldani. Epilógus A rendőr éjszakai járőrözése közben észreveszi, hogy egy részeg ember a lámpa alatt mászkál négykézláb. Mit csinál itt jóember?- kérdi. A kulccsomómat keresem! feleli akadozó nyelvvel a részeg. És biztos benne, hogy itt veszítette el? Dehogyis, viszont csak itt a lámpa alatt tudom megtalálni! Ezen vicc azt kívánja illusztrálni, hogy egy adott probléma megoldására mindenki valamely számára ismert (vagy ismerni vélt) paradigma-rendszer talajáról indul el. Az ufológus minden fényjelenség, vagy feldobott kalap mögött kis zöld emberkét sejt, a fizikus, vagy mérnök pedig ismert fizikai törvényszerűséget igyekszik adaptálni az adott problémára. Hogy kinek mely megközelítés kedvesebb az Olvasó maga döntheti el. IRODALOM [1] Budó Ágoston: Mechanika, Tankönyvkiadó, Budapest, 1965, 19. [2] Nagy P.: Második típusú találkozás a Mátrában, Főiskolai Matematika-, Fizika- és Informatikaoktatók XXIV. Országos Konferenciája, KE CsVM PFK, Kaposvár, 2000 [3] dr. Bagány M., dr. Kodácsy J., Nagy P., Pintér I.: Kötési erősséget vizsgáló módszer minőségtanúsítási célokra. Tanulmány a MIKROMATIKA Robot- és Automatika kft. részére, 1991. 6
Close encounters of the second kind in Mátra Hill or natural history of a strange phenomenon Mihály Bagány, Péter Nagy, István Pintér Summary The seekers of the traces of extraterrestrial intelligence term close encounters of the second kind the case when direct evidence of the visit seems to be discovered. Walking in a snowy day in Mátra hill we found a destroyed pine-tree torn by a mysterious force into six equal-length pieces (six metres of each). Two weeks later we travelled back by car from Kecskemét equipped with cameras, video cameras, measuring tape and a notebook. Recent paper discusses our detailed observations, it explains our resonance-based interpretation of the phenomenon and an interesting laboratory experiment can also be found. As supplement to this article many photos, videos and simulation programs can be found at URL: http://nap61.atw.hu/masodik. Begegnung zweiten Typs im Mátra Gebirge, oder Naturkunde einer merkwürdigen Erscheinung Mihály Bagány, Péter Nagy, István Pintér Zusammenfassung Die Forscher, die die Spure der ET-s suchen, nennen eine Erscheinung Begegnung zweiten Typ wenn sie in diesem Phänomen den Beweisgrund ihrer Idee sehen. Als wir mit den Kollegen im Mátra Gebirge einen Winterausflug gemacht haben, haben wir plötzlich ein sechs gleiche Teile zerstörte Lächelholz gefunden. Nach einer Woche fuhren wir mit Fotoapparat, Videorekorder, Messband und Notizblock zurück. In dieser Publikation werden unsere Erfahrungen und Erklärungen auf dem Resonanz-Phänomen mit einem Labormodell grundieren präsentiert. In unserem Homepage http://nap61.atw.hu/masodik findet man Ergänzungen mit Fotos und Animationsmaterial. A cikk szerzői: 7
Dr. Bagány Mihály, Nagy Péter, Dr. Pintér István: Második típusú találkozás a Mátrában, - avagy egy Dr. Bagány Mihály főiskolai docens Kecskeméti Főiskola GAMF Kar E-mail: bagany.mihaly@kefo.hu Nagy Péter főiskolai docens Kecskeméti Főiskola GAMF Kar E-mail: nagy.peter@kefo.hu Dr. Pintér István főiskolai tanár Kecskeméti Főiskola GAMF Kar E-mail: pinter.istvan@kefo.hu 8 A lektor neve: dr. Hári József Beosztása: főiskolai docens Munkahelye: Kecskeméti Főiskola Tanítóképző Főiskolai Kar