Magyarok kutatják a viking hajósok titkát

Hogyan volt lehetőséged a vikingek navigációs módszereit kutatni?

A témavezetőmnek, dr. Horváth Gábornak köszönhetően. Ő az ELTE Biológiai Fizika Tanszékének docense, és a vikingeknek az égbolt polarizációja alapján történő feltételezett tengeri tájékozódása az egyik kedvenc témája, aminek már régóta szeretett volna utánajárni. A Biooptika Laboratóriumban főleg a fénypolarizáció légköroptikai és biológiai alkalmazásaival foglalkozunk, és a viking napkövek rejtélye passzolt ehhez. A vikingek legendáiban szerepelnek ezek a kitüntetett jelentőségű kristályok, és több mint 40 éve tartja magát az a hipotézis, hogy amikor a Napot felhő takarta, de foltokban azért még látható volt a kék ég, akkor a vikingek polárszűrőként használhatták a napköveket. A feltételezés szerint a kristályok segítségével következtethettek a nem látható Nap helyére, ami tengeri navigációjuk legfőbb alapja volt.

Akkoriban még nem volt iránytű?

A vikingeknek nem volt mágneses iránytűjük, helyette egy napórához hasonló eszközt használtak. Ez egy olyan vízszintesen tartandó fatárcsa volt, aminek közepéből egy apró rúd állt ki. Ahogy a rúd árnyéka változott a Nap mozgásával, úgy rajzoltak különböző görbéket a tárcsára, amelyek azt mutatták, hogy egy adott földrajzi szélességen egy adott nyári hónapban napkeltétől napnyugtáig milyen görbét írt le a rúdárnyék végpontja a tárcsán. Ezt egyszer kellett megcsinálni egy adott földrajzi szélességen, és utána már tudták navigációra használni a tárcsát a nyílt tengeren.

Mai tudósok ki is próbálták ezt az eszközt, és tényleg működött: az árnyékból mindig meg lehetett határozni a földrajzi északi irányt. Bizonyítottnak tűnik, hogy a vikingek napsütésben így tájékozódtak a nyílt vizeken. Ugyanakkor a napiránytű csak napos időben működött, és a vikingekről lehet tudni, hogy hosszú tengeri utakat tettek meg, elérték Grönlandot és Észak-Amerikát. Az Északi-sarkkör környékén sokszor felhős vagy ködös az idő, gyakran hetekig nem süt ki a Nap. Ezért a napiránytű önmagában nem magyarázza a vikingek kiváló navigációját, valószínűleg volt valami más eszközük is, amivel ködben vagy felhős időben tájékozódtak.

viking napiránytűlelet és a napiránytű rekonstrukciója

Hogy jön ehhez a polarizáció?

A vikingek polarimetrikus navigációjának elméletét bizonyos állatok égboltpolarizáción alapuló tájékozódása ihlette. A fény mint elektromágneses hullám terjed, és van egy úgynevezett rezgési síkja. Akkor beszélünk teljes polarizációról, ha a fény egyetlen síkban rezeg. Ha össze-vissza rezeg mindenféle síkban, nem poláros a fény – ilyen például a napfény. A mi szemünk nem érzékeny a fénypolarizációra, csak színt és fényintenzitást érzékelünk. A rovarok, számos hal, kétéltű, hüllő és madár szeme viszont hasonlóan működik, mint az autós szemüvegekben vagy a fotózásnál is használt polárszűrők: meg tudják különböztetni a poláros és a polarizálatlan fényt.

Sok vízirovar például ezt a képességét használja fel, hogy a vízről visszaverődő vízszintesen poláros fény alapján találja meg a vizet. Az égboltnak is van polarizációs mintázata, és több állat képes arra, hogy ez alapján navigáljon. A vikingeknek segédeszköz nélkül nem volt lehetőségük erre. A teória lényege az, hogy a napköveket – valójában polárszűrőként működő kristályokat – használhatták arra, amire egyes állatok a polarizációérzékeny szemüket.

Ezt a polarizációs mintázatot borús időben is lehet látni?

Igen, megfelelő eszközökkel. Mi egy forgatható polárszűrővel ellátott halszemoptikás fényképezővel lefényképeztük a teljes égboltot a polárszűrő eltérő irányai mellett. Ezek után a fényképekből számítógéppel meghatároztuk az égboltfény polarizációfokát és -irányát, amiből végül megkaptuk a teljes ég polarizációs mintázatait. A tiszta ég polarizációirányának mintázatán egy jól felismerhető nyolcas alakzat van, aminek a szimmetriatengelye pontosan átmegy a Napon.

A felhőtlen égnek ezt a sajátságát már évtizedekkel ezelőtt felfedezték, és az is kiderült, hogy a méhektől a madarakig rengeteg állat képes ez alapján tájékozódni, mikor a Napot felhő takarja. Azt azonban mi mutattuk ki először, hogy az égbolt e jól felismerhető mintázata olyan stabil, hogy még akkor is látszik, ha felhős vagy teljesen borult az ég. Ha még csak megközelítőleg sem lehet kitalálni, hol a vastag felhő vagy köd által takart Nap, akkor is kialakul az égbolt jellegzetes polarizációirány mintázata, még füstös vagy ködös körülmények között is. Sőt, a legújabb kutatásaink azt igazolják, hogy még sűrű, lombos erdőben is létrejön a mintázat, ha a lombokat napfény éri.

az égbolt polarizációs mintázata különböző időjárási viszonyok között
Kattintson a nagyításhoz! (forrás: ELTE)

A vikingek is ismerték ezt a polarizációs mintázatot?

Az említett elmélet kiagyalója szerint rájöhettek az égboltnak erre a sajátságára. Az 1960-as években Thorkild Ramskou dán régész vetette fel, hogy a méhekhez hasonlóan a vikingek is használhatták ezt az információt navigációra a napkövek segítségével. A napköveket Skandináviában nagyon elterjedt ásványokkal azonosítják, például kalcittal, turmalinnal vagy kordierittel. Ezek a kristályszerkezetüknek köszönhetően polárszűrőként működnek, vagyis ha egy ilyen megfelelően hasított kristályt a szemünk előtt forgatunk és rajta keresztül nézzük az eget, akkor periodikusan hol elsötétül, hol pedig kivilágosodik az égbolt vizsgált része, ha az onnan jövő fény poláros.

A hipotézis szerint legalább két kristály (napkő) kell ahhoz, hogy meg tudjuk mondani, merre van a felhő miatt nem látható Nap. Az égboltnak egy-egy eltérő pontját kell nézni a két kristályon át, és mindegyiknél meg kell találni azt az irányt, ahol a legkevesebb fényt eresztik át. A két kristály hossztengelye így beáll valamilyen irányokba. Ezekkel az irányokkal párhuzamosan a kristályokon átmenő főköröket kell elképzelni az égbolton – ahol a két főkör metszi egymást, ott található a Nap. Nem egyszerű módszer, és a teória azért is áll gyenge lábakon, mert a régészek eddig még nem találtak napköveket, csak a legendák említik ezeket. Mi annyival járultunk hozzá az elmélet alátámasztásához, hogy egy svéd szervezésű északi-sarki expedíción a témavezetőm által mért égboltpolarizációs mintázatok számítógépes kiértékelésével bizonyítottuk: a polarimetrikus viking-navigáció légköroptikai feltételei szinte minden időjárási körülmény között adottak.

Ezek szerint még nincs megfejtve a titok?

Nincs, és ezúton szeretnék helyesbíteni minden ellentétes bulvársajtó-értesülést. Az angol tudományos akadémia egyik lapjában, a Proceedings of the Royal Society of London A-ban írtunk egy tudományos közleményt a felfedezésünkről, ami idén áprilisban fog megjelenni, de egy tudományos kivonat már februárban kikerült az internetre. Ezt értették félre a szakmában járatlan külföldi újságírók, és szenzációhajhász stílusban kezdték el terjeszteni, hogy „magyarok fejtették meg a viking hajósok titkát”. Aztán ez a hazai sajtóban is így terjedt el. A mi eredményeink nem a napkőre vonatkoznak, és nem tőlünk származik a hipotézis sem. Mi azt bizonyítottuk be, hogy ködben és felhős időben is adva vannak a polarimetrikus viking-navigáció légköroptikai feltételei.

napkövek is lehetnének: kalcit (balra fent), kordierit (balra lent) és turmalin (jobbra)

Mit kell még igazolni?

A fizikai feltételek adottak, de nem szabad elfeledkezni az emberi tényezőről. A polarizációnak az erőssége is számít, nem csak az iránya, és minél gyengébb a polarizáció, annál kisebb fényváltozást látni a kristályokon (napköveken) keresztül. Nem tudjuk még, hogy mi az a polarizációfok, mi az a küszöbérték, ami fölött az emberi szem még képes érzékelni a kristályon át nézett poláros fény intenzitásváltozásait. Most egyrészt ezt fogjuk megvizsgálni egy pszichofizikai kísérletben, másrészt pedig azt, hogy az ember laboratóriumi körülmények között képes-e elvégezni azt, amit a feltételezés szerint a viking hajósok tettek. Vagyis arra vagyunk kíváncsiak, hogy a kísérleti alanyok egy szimulált égbolton (egy műanyag félgömbön) képesek-e a napkövekhez hasonló kristályokkal megtalálni egy szimulált Napot. A képzeletbeli főkörök égboltra vetítése ugyanis pontatlan és bonyolult módszernek tűnik, és gyakorlatban még senki nem próbálta ki.

Mennyire piacképes ez a kétségtelenül érdekes kutatás?

Nem nagyon. Magyarországon kutatói szférában eleve nehéz állást találnia egy pályakezdőnek, de itthon nincs is olyan intézet, ahol azokkal a témákkal foglalkoznak, amikkel mi az ELTE Biooptika Laboratóriumában. A polarizáció biológiai vonatkozásait célzó alapkutatásoknak eléggé korlátozottak az alkalmazási lehetőségei, eleve nagyon kevesen foglalkoznak vele a világon. Néhány százan lehetünk csak. Ennek ellenére ez egy érdekes téma, az pedig a tudományos életben általában igaz, hogy sokszor nem lehet előre látni, melyek azok az alapkutatásban elért eredmények, amelyekből végül alkalmazás is lesz.

forrás: index.hu