Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image
Lapozzon a lap tetejére

Lap tetejére

Poláros viking iránytű a szemben

Poláros viking iránytű a szemben
ELTE
  • 2017. 05. 24.

Az ELTE biológiai fizika tanszék környezetoptika laboratórium kutatói a Royal Society Open Science-ben közölték eredményüket, amely szerint a viking hajósok atlanti-óceáni útjaik során akár a szemükben rejlő polarizációs iránytűvel is navigálhattak.

Az ELTE Környezetoptika Laboratóriumának munkatársai a múlt években számos tanulmányt közöltek, melyekben Thorkild Ramskou dán régész 1967 óta széles körben elterjedt navigációs hipotézisének négy lépését, légköroptikai feltételeit és pontosságát vizsgálták laboratóriumi és planetáriumi pszichofizikai kísérletekben. A kutatást az „Égbolt-polarimetria a felhők felismerésére és a polarimetrikus viking-navigációnak kedvező meteorológiai viszonyok vizsgálatára” című OTKA-pályázat (K-105054) támogatta.

A viking kort máig számtalan legenda övezi, melyeket a különféle tudományterületek képviselői időről-időre újabb hipotézisekkel és bizonyítékokkal kívántak magyarázni vagy cáfolni. A legtöbb vita Thorkild Ramskou dán régész 1967 óta széles körben elterjedt teóriája körül alakult ki, amely szerint a viking hajósok napkő-kristályokat használva tájékozódtak a nyílt vízen még akkor is, ha a teljes égboltot sűrű köd vagy vastag felhőzet takarta. A környezetoptika-laboratórium munkatársai a múlt években e navigációs hipotézis négy lépésének légköroptikai feltételeit és pontosságát vizsgálták laboratóriumi és planetáriumi pszichofizikai kísérletekben.

Guy Ropars és munkatársai 2012-ben vetették fel, hogy a viking hajósok az emberi szemmel is érzékelhető, igen halvány, egymásra merőleges tengelyű, 8-as alakú kék és sárga Haidinger-féle pamacsok alapján is tájékozódhattak a nyílt vízen. Ez a máltai kereszthez hasonlító, kék-sárga alakzat akkor válik láthatóvá, ha az égbolt egy elegendően poláros, tetszőleges pontját fejünket jobbra-balra billegetve folyamatosan nézzük. Az így kialakuló vizuális illúzióért az emberi szem éleslátást biztosító foveáját ingerlő poláros fény tehető felelőssé.

E navigációs hipotézis alapját az adja, hogy a sárga nyolcas alakzat hossztengelye mindig a Nap felé mutat (1. ábra). Ráadásul e megállapítás a polarizációs iránymintázat Nap körüli érintő irányú jellegéből, vagyis a polarizációirány szórási síkra merőleges voltából adódóan a Rayleigh-féle egyszeres fényszórás következtében az égbolt bármelyik, elegendően poláros pontjára igaz.

A sárga Haidinger-pamacs hossztengelye mindig a Nap felé mutat

E tény pedig lehetőséget teremthet arra is, hogy a sárga Haidinger-pamacsot figyelve akkor is kikövetkeztessük a Nap égi helyét, mikor azt felhő, köd vagy horizont takarja előlünk, miközben az égbolt más pontjai kellően tiszták és polárosak.

Ez az elképzelés tehát tulajdonképpen megegyezik a Ramskou-hipotézissel, csupán a napkövet ebben az esetben a Haidinger-pamacsok illúziója helyettesíti. E hipotetikus módszer szerint tehát a viking navigátor tulajdonképpen szemében hordta a tájékozódásához szükséges poláros iránytűjét, így nem is kellett felkutatnia a kifogástalan minőségű napköveket. Az emberi szem anatómiai sajátosságai azonban személyenként eltérőek lehetnek, ami pedig erősen befolyásolja a Haidinger-pamacsok észlelésének valószínűségét, így pedig a navigáció pontosságát és sikerét is.

A környezetoptika-laboratórium munkatársai a Ropars-féle navigációs hipotézis légköroptikai feltételeit Shelby Temple és munkatársai azon eredménye alapján vizsgálták, hogy a legérzékenyebb szemű emberek d*min = 23% minimális polarizációfok esetén is észlelik a Haidinger-pamacsot, az átlagos érzékenységűek küszöbértéke d*átlag = 56%, a legkevésbé érzékenyeké pedig d*max = 87%. A navigációra használt égboltfény polarizációfokának az ELTE kutatói által vizsgált 1296 meteorológiai helyzetben e d* küszöbérték fölé kell esnie az égboltfény polarizációfokának a kiválasztott égi mérőpontokban, különben a viking módszerrel navigáló hajósok eltévednek.

Az égbolt két kellően poláros pontján észlelt sárga Haidinger-pamacson átmenő égi főkörök metszéspontja megadja a nem látható Nap égi helyét

Az ELTE-s eredmények szerint borult és teljesen ködös ég esetén egyáltalán nincs olyan égboltpont, ahol az égboltfény d polarizációfoka nagyobb lenne, mint a legérzékenyebb szeműekre vonatkozó d*min = 23% érzékelési küszöb, azaz ilyenkor még ők sem képesek észlelni a sárga Haidinger-pamacsot. Tiszta ég mellett azonban e légköroptikai feltétel akár az égbolt 78%-án is teljesülhet, sőt ilyenkor még az átlagemberekre vonatkozó d*átlag = 56% küszöbérték feletti égbolthányad is 35%. Derült égbolton azonban látható a Nap, tehát ilyenkor pusztán a napiránytű használatával is jól boldogulhattak a viking hajósok.

Az éles szemű viking navigátoroknak akkor azonban valóban segítségükre lehettek a Haidinger-pamacsok, mikor az égbolt teljesen tiszta volt, ugyanakkor a Nap még a horizont alatt járt: a sárga Haidinger-pamacs észlelésének feltétele ugyanis –5° és 0° közötti napmagasság mellett az égbolt háromnegyedén teljesül.

Az eredményekből az is kitűnik, hogy a legkevésbé polarizáció-érzékeny szeműek csak igen kevés meteorológiai helyzetben képesek észlelni a Haidinger-pamacsokat, így a viking navigátorok biztosan nem közülük kerülhettek ki.