Leonardo da Vinci már 400 évvel Einstein előtt kezdett rájönni a gravitáció titkaira
Bár egészen 1604-ig kellett arra várni, hogy Galileo Galilei megalkossa az elméletet, miszerint a zuhanó tárgyak által megtett távolság arányos az eltelt idő négyzetével, majd a 17. század végéig arra, hogy Isaac Newton kidolgozza a gravitáció törvényét, a reneszánsz polihisztor, Leonardo da Vinci már jóval korábban fejtegetni kezdte az addig meg nem értett jelenséget.
Az 1452 és 1519 között élt da Vinci egyik jegyzetfüzetét most a Kaliforniai Műszaki Egyetem (Caltech) kutatói böngészték át, és ők figyeltek fel arra, hogy már az 1500-as évek legelején olyan kísérleteket dolgozott ki, amelyekkel azt igyekezett bizonyítani, hogy a gravitáció valójában a gyorsulás egy formája. A kutatók szerint da Vincinek 97 százalékos pontossággal sikerült modelleznie a gravitációs állandót, annak ellenére, hogy igencsak korlátozottak voltak a rendelkezésre álló eszközök – például azt sem tudta pontosan mérni, hogy mennyi idő telik el a tárgyak zuhanása közben.
Mory Gharib, az egyetem repüléstechnikai mérnöke 2017 elején fedezte fel da Vinci írásai között azokat a vázlatokat, amelyek egy edényből kiömlő homokszerű részecskék által generált háromszögeket ábrázolnak. A rajzokra a Codex Arundel nevű, da Vinci 1480 és 1518 közötti jegyzeteit magában foglaló gyűjteményben bukkant rá, amit a British Library tett ingyenesen is hozzáférhetővé.
„Az ragadta meg a figyelmemet, hogy az egyik felvázolt, egyenlő szárú derékszögű háromszög átfogójára azt írta, hogy Equatione di Moti. Érdekelni kezdett, mit értett Leonardo ezen a kifejezésen” – idézi Gharibot a Caltech közleménye.
Da Vinci jegyzeteiben egy olyan kísérletet írt le, amelyben egy kancsót mozgatnak a talajjal párhuzamos egyenes útvonalon, miközben valamilyen valamilyen szemcsés anyagot (például homokot) öntenek ki belőle. A feljegyzésekből egyértelműen kiderül, hogy da Vinci tisztában volt azzal, hogy a kiöntött anyag nem állandó sebességgel esik, hanem menet közben felgyorsul, valamint hogy az vízszintesen nem gyorsul tovább, mivel a kancsó már nincs rá hatással, és a gyorsulása kizárólag lefelé irányul a gravitáció miatt.
Amikor a kancsó állandó sebességgel mozog, akkor a zuhanó anyag által létrehozott vonal függőleges, és nem alakul ki háromszög, míg ha állandó ütemben gyorsul, akkor a zuhanó anyag egyvelege által létrehozott vonal egyenes, de ferde vonalat alkot, amely így háromszöget képez. Da Vinci arra is rájött, hogy ha a kancsó mozgása ugyanolyan ütemben gyorsul, mint ahogy a gravitáció gyorsítja a zuhanó anyagot, akkor egyenlő szárú hárömszög jön létre – ez volt a reneszánsz művész által leírt Equatione di Moti, vagyis mozgásegyenlet.
Mivel ezt matematikailag nem sikerült teljes pontossággal leírnia, a Caltech kutatói számítógépes modellezéssel alkották újra a da Vinci-féle kancsós kísérletet, hogy kiderüljön, hol hibázott a polihisztor.
„Azt láttuk, hogy Leonardo modelljében a zuhanó anyag távolsága 2t-vel arányos (ahol a t az időt jelöli), miközben valójában t2-tel arányos” – mondta a kutatásban részt vett Chris Roh, hozzátéve, hogy a rossz egyenletet végül mégis jól használta fel, így a gravitációs állandót viszonylag pontosan meg tudta állapítani.
Azt nem tudni, hogy da Vinci folytatta-e kísérleteit a témában, de a Caltech kutatói szerint mindenképpen figyelemre méltó, hogy jóval Galilei és Newton előtt, és körülbelül 400 évvel Albert Einstein speciális, majd általános relativitáselméletét megelőzve milyen nagy pontossággal modellezni tudta a gravitáció és a gyorsulás összefüggéseit.
Kapcsolódó cikkek a Qubiten: