Saulės užtemimo stebėjimas Elektronikos rūmų kiemelyje

Kuo ypatingas šis reiškinys? Saulės užtemimai Žemėje vyksta nuo 2 iki 5 kartų, tačiau konkrečioje Žemės vietoje, kai Saulė, Mėnulis ir ta vieta, iš kurios stebima, išsirikiuotų vienoje tiesėje, būna gana retai. Lietuvoje taip pat tokio masto užtemimai (arti 80 %) vyksta kas keliolika metų. Paskutinis panašus Saulės užtemimas vyko 1999 m., o kitas bus 2026 m. Saulės užtemimai yra natūralūs reiškiniai ir, žvelgiant iš fizikos pusės, nieko juose ypatingo nėra. Vis dėlto ypatingumo esama. Nors ir keista, tačiau šio reiškinio dėka buvo padaryta nemažai mokslinių ir net pseudomokslinių (bent jau hipotetinių) atradimų. 

Žymus Rusijos mokslininkas M. Lomonosovas 1761 m. pirmas pasaulyje Saulės užtemimo metu pastebėjo, kad Veneros planeta turi atmosferą. Prancūzų astronomas Pjeras Žansenas Indijoje Saulės užtemimo metu, stebėdamas Saulės chromosferą, 1868 metais pirmą kartą atrado Helio elementą. Beje, nuo tada Helio elementas ir vadinamas Saulės garbei (graikiškų kalba Helios reiškia Saulę). Egipte 1882 metais Saulės užtemimo metu buvo atrasta arti Saulės skriejanti kometa, o 1919 metais Saulės užtemimo metu pirmą kartą buvo patvirtinta Einšteino bendroji reliatyvumo teorija (BRT). Pagal šią revoliucinę teoriją bet kokios masės kūnas iškreivina erdvėlaikį kaip guminę membraną taip, kad net šviesos spinduliai, praskriedami arti masyvių objektų, užlinksta taip pat, kaip keliaudami pro stiklinį lęšį. Šiais laikais šios teorijos taikymas nieko nestebina – net GPS (Global Positioning System) palydovų duomenys yra kalibruojami pagal Einšteino specialiąją reliatyvumo teoriją (SRT) ir BRT teoriją, kitaip GPS rodomi duomenys būtų neteisingi.

Kas ypatingo vyko 1919 metais? Ir kuo čia dėtas Saulės užtemimas? Esmė ta, kad 1919 metais matomų žvaigždžių padėtys buvo jau labai gerai žinomos ir nekintančios per trumpą laiką. Tačiau, pagal BRT, žvaigždžių šviesa, keliaudama arti tokio masyvaus objekto kaip Saulė, turėtų užlinkti ir žvaigždžių padėtys turėtų pasislinkti Saulės  link. Akivaizdu, kad dėl Saulės ryškios šviesos mes negalime stebėti žvaigždžių aplink Saulės diską, tačiau tai galima atlikti esant visiškam Saulės užtemimui. Tą ir padarė anglų astronomas ir fizikas Artūras Stenlis Edingtonas – 1919 metais – saloje netoli Vakarų Afrikos. Jis anksčiau, naktį, nufotografavo dangaus vietą, kurioje turėtų vykti visiškas Saulės užtemimas ir tą pačią vietą nufotografavo užtemimo metu. Užtemimo metu aplink Saulės diską matėsi žvaigždės, tačiau jų padėtys buvo arčiau Saulės centro, negu fotografuojant naktį. Ir kuo arčiau Saulės disko buvo žvaigždės, tuo jų padėtys buvo labiau pakitusios. Vadinasi, šių žvaigždžių šviesa, keliaudama arti Saulės, užlinko. Vėliau fotografuojant, kai Saulės nebuvo toje dangaus skliauto vietoje,  „žvaigždės grižo į savo padėtį“. Tokiu būdu, bendroji reliatyvumo teorija patyrė triumfą. Vėliau šis efektas buvo stebimas daug kartų.

Įdomu tai, kad Saulės užtemimo reiškinys kelia diskusijas mokslinėse erdvėse kitais klausimais. Norėčiau paminėti Allais efektu vadinamą reiškinį, kuris pavadintas Nobelio premijos laureato Maurice Allais garbei (tik ne už šį efektą, bet už ekonomiką jam buvo suteikta premija). Efekto esmė – gravitacijos anomalijos vykstant Saulės užtemimui. Tyrimai buvo vykdomi atliekant labai tikslius švytuoklės matavimus, kurių metu, matuojant svyravimo periodą, buvo galima išmatuoti laisvo kritimo pagreitį. Vykstant Saulės užtemimui M. Allais ir po to kiti tyrėjai gavo anomaliją, kuomet jų švytuoklės patyrė precesiją. Švytuoklės svyravimo plokštuma per Saulės užtemimą, nors ir labai nedaug, bet pradėjo keistis. Nuo 1954 metų šio efekto tikrinimo eksperimentai buvo vykdomi ne kartą, tačiau rezultatai buvo nepatikimi – beveik 50/50. Įdomiausia tai, kad yra net mokslinių straipsnių, publikuotų prestižiniuose fizikos leidiniuose, tokiuose kaip „Physical Review D“ – apie modelius, aiškinančius Allais efektą gravitacinio ekranavimo principu. Gravitacinio ekranavimo idėja yra tokia pati, kaip šviesos ekranavimo faktas Saulės užtemimo metu. T. y., jei šviesa mažiau prasiskverbia iki Žemės Saulės užtemimo metu, tai gal ir gravitacijos poveikis taip pat mažiau prasiskverbia? Deja, gravitacinio ekranavimo teorija niekaip nesuderinama su pagrindinėmis gravitacijos lauko savybėmis. 

O ir šiaip galime pamąstyti! Jei mes atrastume bent menkiausią gravitacinio ekranavimo reiškinio pasireiškimą, jo tyrimams jau seniai būtų skirti milijardai eurų, nes tai yra viena iš žmonijos svajonių. Gravitacijos ekranavimo pagalba galėtume be pastangų sklaidyti savo automobiliais, skraidytume taip pamėgtais fantastų rašytojų ir kinematografų levituojančiais įrenginiais – visiškai nereiktų raketų-nešiklių ir t. t. Tačiau šiuo metu mokslininkų simpoziumo gravitacinio ekranavimo teorija pripažinta tik kaip hipoteze.

KTU Fizikos katedros docentas, ARCTURUS klubo vadovas Vytautas Stankus