Miklós
-7 °C
2 °C

Gravitációs anomália vagy érzékcsalódás?

2004.06.04. 16:53
Szerte a világban ismertek olyan helyek, ahol különös gravitációs jelenséget tapasztalhat az utazó. A hagyományos magyarázat szerint érzékcsalódásról van szó, és a lejtőt nézik emelkedőnek a bámész turisták. Viszont a "rolling uphill" (hegynek felfelé gurulás) jelenségét saját bőrükön tapasztalók esküsznek arra, hogy a nehézségi gyorsulást módosítja valami.
A gravitációról szóló előző írásunkban a múlt század elejének tudományos életét felforgató ingakísérletről számoltunk be. A világ akkori legmélyebb tárnájának számító Tamarack bányába leengedett nehéz ónok terhe alatt ugyanis a huzalok nem voltak hajlandóak a Föld középpontjába mutatni.

Rómától 60 kilométerre délre fekszik a vulkáni eredetű Albán tó (Lago Albano). A déli oldalon futó főúton nem sokkal Rocca di Papa helyiség után következik a szakasz, ahol a különös anomáliát bárki ingyen kipróbálhatja.

Az úttestre helyezett üres üvegek és más tárgyak a bukkanó csúcsa (és kissé az úttest közepe) felé gurulnak, minden látható külső erőhatás nélkül. Az autók üresbe kapcsolva szintén felfelé látszanak gurulni az emelkedőn.

Elmentek megmérni

A jelenségre sokáig az "optikai csalódás" volt a tudományos magyarázat. Ezért 1998-ban egy fizikusokból, mérnökökből és építészekből álló német kutatócsoport felkereste a helyszínt és részletes méréseket végzett.

Beszámolójuk szerint a helyszínen körültekintő személő első szubjektív benyomása az, hogy a jelenségnek valódinak kell lennie. A kérdéses emelkedő egy kis lejtő után következik, és 200 méteren keresztül, a következő bukkanóig tart.

A futót is szívja

Ha valaki gyalog indul neki az útnak, különös gyorsító erőhatásról számolhat be. Olyan érzés, mintha nem emelkedőn, hanem lejtőn futna. Az üresbe kapcsolt autó szintén a bukkanó teteje felé gurul. Ez tömött turistabuszokkal is működik, a külföldi csoportok körutazásába is sokszor beiktatják az útvonalat.

Bár ezzel együtt még mindig lehet szó optikai csalódásról, néhány jellegzetesség ez ellen szól. Így például a teljes útszakasz mentén minden fának azonos szögben ferdén kellett volna nőnie, hogy emelkedőt imitáljanak.

Valódi a bukkanó

A kis domb tetején valóban lejtő következik, az erre tartó autók eltűnnek a bukkanó mögött. A gravitációs húzás ráadásul nem hat a teljes útszakaszon, hanem a bukkanó előtt hirtelen véget ér. Az üresben guruló autók ezen a ponton megállnak, pedig optikai csalódás esetén folytatniuk kellene a mozgást.

A legfurcsább mégis az, hogy a jelenség pulzálni látszik. Ahol néhány perce vígan elgurult egy flakon, hirtelen nem akar beindulni a mozgás, viszont néhány méterrel arrébb sokkal jobban produkálja magát.

Az időben változó nehézkedési mező tisztán matematikailag lehetséges volna, a mai fizika szemszögéből viszont soha nem tapasztalt képtelenség. A német kutatók ezért egy sor tudományos mérést végeztek a Via dei Laghi mentén.

A vízmérték nem segít

Az útra helyezett precíziós vízmérték az emelkedőnek tűnő irányban 5 százalékos lejtőt mutatott, de ez még nem cáfol meg semmit, mivel ha valódi az anomália, az az autók, emberek és palackok mellett a vízmértékre is hat.

A követlező méréssorozatban Geiger-számlálóval és mágneses mérőeszközzel ellenőrizték az útszakasz mentén létező esetleges szokatlan sugárzási formákat. Ilyenekre azonban nem bukkantak.

Így egyetlen közvetlen bizonyítékként a nehézségi gyorsulás helyszíni közvetlen megmérése maradt. Bár a geofizikusok ma már a gravitáció pontos mérésére szupravezető anyagot használó rendkívül érzékeny berendezéseket alkalmaznak, a terepen való munkánál gyakran mégis a klasszikus mérési módszerhez folyamodnak.

Egyszerű mint a faék

Már Galileo idejében ismert volt, hogy adott összeállítású inga lengési idejéből viszonylag egyszerűen kiszámítható a testre ható gyorsulás. Az egyetlen probléma az a módszerrel, hogy a helyes érték megállapításához néhány állandót, például az inga súlyát és a zsinór hosszát rendkívül pontosan kell ismerni.

Ezt a problémát a geofizikusok úgy kerülik meg, hogy adott ingát ismert gravitációjú helyszínen hitelesítenek, vagyis megmérik és feljegyzik a lengési időt. Ha máshol ugyanezzel a felszereléssel mérnek, a gravitációs eltérés a lengésidők különbsége alapján megfelelő pontossággal meghatározható.

A német kutatók az utazásuk előtt egy berlini lakásban "hitelesítették" az ingájukat. Méréseik szerint az olaszországi útszakasz mentén 100 lengésre több mint 1,5 másodperccel több időre volt szükség. Míg a német fővárosban egy-egy lengés átlagosan 0,9629 másodperc alatt történt, a Via dei Laghi-n 0,9788 másodpercig tartott ugyanez.

Túl nagy eltérés

Beszámolójukban a kutatók hangsúlyozzák, hogy az alkalmazott eljárásban a mérési hiba legfeljebb 0,002 másodperc lehetett, vagyis Olaszországban 3,2 százalékkal mutatkozott gyengébbnek a gravitáció.

A gravitáció helyi anomáliáját mutatja ki például az Eötvös-inga is, utalva például a hatalmas földalatti érckészletek létezésére. Hasonló eltéséseket okozhatnak kontinentális lemezek széleinél jelentkező tektonikus mozgások illetve a földköpeny olvadt rétegeinek konvenciós áramlása.

A tudomány által ismert legnagyobb hasonló eltérés a normális gravitációs értéktől viszont alig egy ezrelék, vagyis kevesebb mint századrésze az Lago Albano mentén kimutatni vélt anomáliának, állítják a méréseket végző kutatók.

A GPS mást mond

A lengyelországi Karpacz Gorny hasonló gravitációs anomáliával büszkélkedik. A lejtőnek tűnő szakaszon felfelé gurulnak a palackok, és rossz irányban folyik a kiöntött víz. A gravitációs kutatására szakosodott német GÖDE alapítvány kutatói precíziós Leica GPS műszerrel indultak az anomália nyomába.

A bázisállomásból és guruló szerkezetből álló műszer valós időben 1-2 cm pontosságú helymeghatározást, és 3-5 cm pontos magassági mérést tesz lehetővé. Ha lehetőség van megállni egy-egy mérési ponton, a mérési eredmény tovább finomítható. A GPS előnye, hogy az "anomálián" kívül eső referenciapontokkal dolgozik.

A vizsgálat szerint a lengyel útszakaszt szintén magas fák határolják, vagyis a horizont megbecslése itt is nehézkes. A GPS alapú mérések szerint viszont a néhány száz méteres útszakaszon a vélt emelkedő irányába valójában 6 métert lejt az út.

Mindenhol eltérő

Alapvetően nem meglepő, hogy a Föld különböző pontjain eltérő a nehézségi gyorsulás. Léteznek műholdas világtérképek is ennek ábrázolására. Ismert például hogy a legmagasabb érték a magashegységek, így az Andok és a Himalája mentén jelentkezik, ezek hatalmas tömege miatt.

Ugyanígy az Atlanti óceán északi részén és Közép-Európában is erősebb a gravitáció az átlagosnál. Ellenkező előjellel viszont Dél-India partvidéke a csúcstartó: itt az átlagosnál néhány ezrelékkel gyengébb a nehézkedési erő.

Gurulhat, de nem azért

Valóban van elvi lehetősége annak, hogy egy pusztán geometriai értelemben "alacsonyabban" levő pontból a magasabban levő pontba guruljon egy tárgy, vagy folyjon a víz. Hiszen a mozgás szempontjából a két pont közötti nehézségi potenciál különbség előjele számít és nem az, hogy milyen messze vannak a tekintett pontok a Föld középpontjától, jelentette ki az Index kérdésére Papp Gábor, az MTA Geodéziai és Geofizikai Kutatóintézetének munkatársa.

A kutató azonban még soha nem hallott se Magyarországon, se külföldön arról, hogy valaki ténylegesen kimutatott volna ilyen jellegű rendellenességeket. Véleménye szerint ennek oka az, hogy nagyon extrém geológiai szerkezet tudna csak ilyen jelenséget produkálni.

Benyeli az Alföld

Például ha egy óriási vasmeteorit szétrobbanás nélkül csapódna az Alföldre úgy, hogy a becsapódás után a felszín visszanyerné eredeti, közel sík állapotát. Ilyen felszínen járva talán kimérhető lenne a jelenség, fejtegette Papp Gábor.

Azonban a felszíni formák rendszerint kapcsolatban vannak a felszín alatti szerkezetekkel, így a geometriailag definiált magasság szoros összefüggésben van a fizikai magassággal illetve magasságkülönbséggel.

Ehhez kapcsolódóan viszont van egy másik rendellenesség, ami kimutatható. Ez pedig az erőtér szintfelületeinek nem párhuzamos volta. Ez annyit jelent, hogy például két kiválasztott szintfelület geometriai értelemben vett távolsága pontról-pontra változik, bár a potenciál különbségük állandó, emlékeztetett a magyar kutató.

Másik mérőszámmal együtt

Ezért van az, hogy a nagy pontosságú magasság meghatározásoknál nem csak a szintfelületek geometriai távolságát mérik, hanem a nehézségi gyorsulást is, mivel a kétféle mérésből vezethető le az úgynevezett geopotenciális mérőszám.

Ez a mennyiség elvi szempontból teljesen egyértelműen mutatja két pont magassági viszonyát. Persze minden mérést hibák terhelik, így bármely paraméter értéke csak valamilyen valószínűséggel állapítható meg, és sokszor a kimutatható rendellenességek a hibahatárokon belül vannak. A természet ugyanis a jelek szerint nem szereti az anomáliákat, saját maga minimalizálja azokat, mondta Papp Gábor.