Egy fiatal magyar feltaláló jött rá arra, hogyan tájékozódtak annak idején a vikingek borús időben - adta közre az örvendetes hírt egy hete a Magyar Távirati Iroda. A közlemény felkeltette a mi érdeklődésünket is, ezért megkérdeztük magát a kutatót, Hegedüs Ramónt, hogy mit is fedezett fel. E-mailben feltett kérdéseinkre témavezetőjével, Horváth Gábor docenssel együtt válaszoltak. Hegedüs és Horváth egyébként egyaránt az ELTE Biológia Fizika Tanszékének kutatói, s mindketten közreműködtek a kutatásban.

hvg.hu: Az MTI híradása szerint az Angol Királyi Tudományos Akadémia folyóiratában publikálta felfedezését Hegedüs úr. Mégis, melyik lapra kell gondolnunk? 

Hegedüs Ramón és Horváth Gábor: Ez pongyola megfogalmazás volt a hírben, hiszen a Royal Societynek, vagyis az Angol Királyi Tudományos Akadémiának nem csupán egy tudományos folyóirata van. Pontos úgy lett volna, hogy "az Angol Királyi Tudományos Akadémia egyik folyóiratában", a Proceedings-ben, annak is az A változatában, amely a matematikával, fizikával és mérnöki tudományokkal foglalkozik. Cikkünknek (teljes címe: Could Vikings have navigated under foggy and cloudy conditions by skylight polarization? On the atmospheric optical prerequisites of polarimetric Viking navigation under foggy and cloudy skies) egyébként is még csak a kefelevonata áll rendelkezésre, megjelenése áprilisban várható. Április előtt - tudomásunk szerint - csak a szájt előfizetői tudják majd elolvasni.

A kutatógárda

Hegedüs Ramón biofizikus, aki Horváth Gábor docens másodéves doktorandusza az ELTE Biológiai Fizika Tanszék Biooptika Laboratóriumában. Hegedüs már első éves fizikus hallgató kora óta aktívan bekapcsolódott a Biooptika Laborban folyó kutatásokba, ott írta a diplomamunkáját. Susanne Åkesson svéd professzor a Lundi Egyetem Állatökológia Tanszékén dolgozik, ahol a vándormadarak navigációját vizsgálja. Rüdiger Wehner svájci professzor a Zürichi Egyetem Állattani Intézetében kutatja többek között a rovarok (tücskök és sivatagi hangyák) polarizációlátását. A Biooptika Labor (aminek vezetője H. G.) fő kutatási területe az állatok polarizációlátásának és a természet polarizációs mintázatainak tanulmányozása.

hvg.hu: A hír szerint egy nemzetközi kutatócsoport, Hegedüs Ramón és munkatársainak  eredményeit publikálták, a többiekről azonban a továbbiakban nem esett szó. Kik ők?

H. R. és H. G.: A cikk szerzői a következők: Hegedüs Ramón, Susanne Åkesson, Rüdiger Wehner és Horváth Gábor. Közülünk Wehner és Horváth 1996-ban ismerték meg egymást, amikor a sivatagi hangyák polarizációlátását a tunéziai sivatagban vizsgáló Wehner professzor Gábort meghívta az expedícióra. Itt az égbolt polarizációját mérte, ami a szóban forgó hangyák térbeli tájékozódásának alapját képezi. Az 1996-os tunéziai expedíciónak volt tagja Susanne Åkesson is.

hvg.hu: Mi az újdonság a felfedezésükben? Meddig jutottak el a korábbi kutatások?

H. R. és H. G.: A régészeti és történelmi ismeretek szerint a vikingek nem ismerték a mágneses iránytűt, ennek ellenére évszázadokig uralták az Atlanti-óceán északi részeit és Európa tengereit. Hogy miként tudtak navigálni a nyílt óceánon, mindaddig rejtély volt, amíg régészek meg nem találták a vikingek speciális napórájának töredékeit. Ezek alapján rekonstruálták a viking napórát, és kísérletekkel bizonyították, hogy amikor sütött a Nap, ezzel a napórával meg tudták határozni a földrajzi északi irányt. Ezzel az eszközzel napsütésben majdnem olyan pontosan lehetett navigálni, mint egy mágneses iránytűvel. 

De az továbbra is rejtély maradt, hogy miként navigáltak ködös, vagy felhős időben, amikor a Nap nem látható. Ez ugyanis elég gyakori az Északi-sarkkör környékén. A feltételezések szerint ilyenkor az uralkodó szél és tengeráramlatok iránya segíthette a vikingeket a navigációban, éjjel pedig, amikor a Nap a horizont alá bukott, a láthatóvá váló Sarkcsillag lehetett az iránymutató. Viszont nyáron az Északi-sarkkörön túl még éjjel sem nyugszik le a Nap, ezért a Sarkcsillag sem látható. Thorkild Ramskou dán régész vetette föl az 1960-as években, hogy amikor a Napot felhők takarták vagy a horizont alatt tartózkodott, akkor a vikingek egy speciális kristállyal, az úgynevezett "napkővel" határozhatták meg az égbolt tiszta, felhőtlen részeiről jövő fény polarizációjának, azaz rezgéssíkjának irányát, amiből következtetni tudtak a nem látható Nap irányára. Az itthon megjelent hírrel szemben tehát a napkő elmélete már ekkortól ismert. 

A rejtélyes napkőre való utalás egyébként a vikingek legendáiban, az úgynevezett sagákban felbukkant ugyan, de mivel régészek napkövet, vagy annak töredékeit még nem találtak, ezért senki sem tudja pontosan, hogy miből is állhatott. Régészek és fizikusok feltételezik, hogy a skandináv térségben gyakran előforduló olyan kristály lehetett, amely a fényt kettősen töri, és lineáris polárszűrőként használható az égboltfény polarizációirányának meghatározására. Ilyen kristály például a turmalin, a kordierit és a kalcit. (Egy szép darab kalcitot láthat itt, turmailból ezt, kordieritből ezt találtuk a legkifejezőbbnek - a szerk.)

hvg.hu: Hogyan zajlott maga a kutatás?

Részlet a Proceeding A-ben megjelenő tanulmányból

H. R. és H. G.: Az ugye eddig tisztázatlan volt, hogy ködben vagy felhős időben működhet-e a polarimetrikus viking navigáció. Ennek egyik légköroptikai feltétele, hogy a ködös vagy felhős égbolt polarizációirány mintázata hasonló legyen a tiszta kék ég polarizációirány mintázatához, a másik feltétel pedig az, hogy a ködös vagy felhős égbolt fényének polarizációja megfelelően erős legyen, szaknyelven szólva elegendően nagy legyen a lineáris polarizációfoka. Eddig mindezt még senki sem vizsgálta. Mi ennek tanulmányozására vállalkoztunk, amire jó alkalmat nyújtott a "Beringia 2005" fedőnevű expedíció az Északi-sarkvidéken. Magyarországon azért nem sikerült elvégezni a méréseket, mert amikor nálunk volt a polariméter, akkor nem volt köd, amikor köd volt, nem volt kéznél a mérőeszköz. Az északi-sarki expedíció kiváló lehetőséget nyújtott, mert ott szinte minden nap volt köd, és persze a mérőeszköz is nálunk volt. Így sikerült végül a Jeges-tengeren számos alkalommal mérni a ködös vagy felhős ég polarizációját, ami alapján megválaszolhattuk azt a kérdést, hogy ködben vagy felhők alatt meg lehet-e az égbolt polarizációja segítségével határozni a nem látható Nap irányát. Ezzel egy régóta tisztázatlan légköroptikai kérdést sikerült megválaszolnunk, ami a vikingek feltételezett polarimetrikus navigációjával is szoros kapcsolatban van.

hvg.hu: Most már azt is elárulhatják, hogy konkrétan mit sikerült felfedezniük.

H. R. és H. G.: A mi legfontosabb eredményünk az, hogy polarizációs mérésekkel bizonyítottuk, hogy a ködös vagy felhős ég polarizációirány-mintázata a tiszta égboltéhoz hasonló, az eltérés mértéke a köd- és felhőréteg vastagságától függ. Ezzel lényegében azt sikerült igazolnunk, hogy a polarimetrikus viking navigáció egyik légköroptikai feltétele biztosan teljesül ködben és felhős időben egyaránt. A másik feltétel az, hogy az égboltfény polarizációjának megfelelően erősnek kell lennie a polarimetrikus viking navigációhoz. Ez ködben vagy felhős időben már nem mindig teljesül. Mindenesetre, vizsgálataink szerint a vikingek polarimetrikus tájékozódásában gyakran működhetett ködös vagy felhős égbolt esetén is, amivel egy régi elméleti sejtést, konkrét alapok nélküli spekulációt igazoltunk kísérletileg olyan magas északi szélességeken, amelyeket egykor a vikingek is megközelítettek.

Méréseinkkel azt is megmutattuk, hogy lehetnek olyan meteorológiai viszonyok, amikor olyan vastag a köd- vagy felhőréteg, hogy szabad szemmel már nem látható a napkorong, de még elég erős az égboltfény polarizációja ahhoz, hogy egy polárszűrőként működő kristállyal (napkővel) meg lehessen határozni a nem látható nap irányát az égboltfény polarizációja segítségével.

Hegedüs Ramón és Horváth Gábor © Forrás: Horváth Gábor

hvg.hu: Mivel foglalkoznak egyébként, amikor nem a vikingek tájékozódását kutatják?

H. R. és H. G.: Hegedüs Ramón szakterülete mege-gyezik az ELTE Biooptika Labor fő kutatási területével: az állatok polarizációlátásának és a természet polarizációs mintázatainak tanulmányozása. Ezeket mi emberek nem érzékeljük, ellentétben számos állattal, amelyek például az égbolt polarizációja alapján is képesek navigálni. A szakirodalomból régóta ismertük Ramskou azon hipotézisét, hogy a vikingek a polarizációlátású állatokhoz hasonlóan az égbolt polarizációját használhatták föl navigálás céljából, amikor a Napot felhő vagy köd takarta. Ehhez volt szükségük az említett napkövekre.

Esetünkben tehát a körülmények és az érdeklődés szerencsés együttállásáról van szó: minket is régóta foglalkoztatott a szóban forgó probléma, volt megfelelő mérőeszközünk a kérdés kísérleti vizsgálatához, és egy északi-sarki expedíción alkalmunk volt a ködös égbolt polarizációját mérni. Hogy e problémát éppen két magyar, egy svéd és egy svájci kutatóból álló csapat oldotta meg, az a véletlen műve. Elvileg a nemzeti hovatartozás szempontjából a vikingek ködbeli polarimetrikus navigációjának kérdéséhez a svéd Susanne Åkessonnak lehetne a legtöbb köze, hiszen a vikingek mai leszármazottjai közé tartoznak a svédek is. De éppen a mi esetünk is mutatja, hogy egy tudományos problémát általában a nemzetiségtől függetlenül szinte bárki megoldhat.