Ugrás a tartalomhoz

A tudományos gondolkodás története - Előadások a természettudományok és a matematika történetéből az ókortól a XIX. századig

dr. Kiss János, Kiss Olga, dr. Ropolyi László, P. Szabó Sándor, dr. Székely László, dr. Szegedi Péter, dr. Varga Miklós (2012)

Eötvös Loránd Tudományegyetem

D. A Bruno-féle világegyetem és a XIX. századi természettudomány

D. A Bruno-féle világegyetem és a XIX. századi természettudomány

(Székely László)

1. A Bruno-féle kozmológiai modell

A XVII–XIX. századi csillagászat fejlődését egyik oldalról a megfigyelési eszközök – elsősorban a távcsövek – dinamikus fejlődése, s a segítségükkel összegyűjtött empirikus ismeretanyag állandó gyarapodása, másik oldalról a newtoni gravitációelmélet nyomán fokozatosan kialakuló „égi mechanika” (Laplace kifejezése) jellemezte. Azt a fogalmi-teoretikus keretet, amely döntő módon befolyásolta ennek az empirikus adattömegnek a földolgozását és értelmezését, a bolygórendszer vonatkozásában a newtoni mechanika és az általános tömegvonzás newtoni elmélete, a kozmológia dimenziójában pedig Giordano Bruno végtelen terű, homogén világegyetem-modellje határozta meg, amelyet – mint a korábbi fejezetben láttuk – a görög atomisták hasonló szerkezetű világegyetemével szemben a csillagok természetére vonatkozó, és a „másik világ” fogalmát a napoknak tekintett csillagokkal azonosító (s ezáltal a kozmológiai értelemben vett másik világokat empirikus horizontunkon belülre helyező) nevezetes brunói hipotézis különböztetett meg.

Bruno állítása a világegyetem végtelenségéről és a világok végtelen sokaságáról szenvedélyes vitákat váltott ki[321], de ezekből győztesen kikerülve a XIX. századi csillagászat számára mint evidencia jelenik meg. Győzelmében döntő fontossága volt a brunói világegyetem végtelenségének és homogenitásának, mely az ember kozmikus kitüntetettségét a kopernikuszi rendszernél is következetesebben szünteti meg, s amely ezért összhangban volt az európai gondolkodás – és különösen a kibontakozóban lévő újkori természettudomány – akkori fejlődésének alaptendenciájával.

2. A Bruno-féle modell természettudományos formájának kialakulása: Descartes és Newton

A természettudomány – ezen belül elsősorban a mechanika és a megfigyelő csillagászat – fejlődése nem annyira a végtelen, homogén kozmológiai modell elfogadásában, hanem inkább a Brunónál még határozottan spekulatív és biomorf mozzanatainak kiküszöbölésében játszott szerepet. E transzformáció első lépése a modell biomorf mozzanatának eltüntetése volt, amely először két ágon – a pillanatnyi távolbahatást a modern természettudományos szemléletnek megfelelően tagadó karteziánus örvényelmélet és a távolbahatást bevezető newtoni gravitációelmélettel párosított newtoni mechanika vonalán – haladt előre, hogy azután Newton elmélete kerüljön ki győztesen közülük.[322] Az örvényelméletet magába foglaló karteziánus kozmológia és a gravitációt távolbahatásként értelmező newtoni elmélet ugyanis a közöttük fennálló meghatározó ellentét ellenére közös volt abban, hogy a világegyetemet Brunóhoz hasonlóan végtelennek és homogénnek, a csillagokat pedig napoknak tekintették, miközben a kialakulóban lévő újkori természettudományos gondolkodás szellemében az égitesteket Brunóntól eltérően csupán lelketlen, mechanikus anyagtömegeknek tartották. Bruno kozmológiája animisztikus-panteista vonása miatt egyszerűen a csillagászat számára avíttá vált, miközben az általa bevezetett végtelen, homogén kozmosz ideája, vagy a csillagokkal kapcsolatos hipotézise – Bruno nevének említése nélkül – fokozatosan evidenciaként jelent meg.

E folyamat részként meg kell említenünk ugyanakkor azt is, hogy Descartes és Newton kozmológiája nem csupán örvényelméletének és a távolbahatás elméletének szembenállásában különbözött. Descartes szerint a természet rendszere az oksági törvények és az ezeket matematikai formában leíró szabályok alapján maradéktalanul megérthetőek: bár e törvények isteni eredetűek, a világegyetem – attól kezdődően, hogy isten anyagát megteremtette és e törvényeket hozzárendelte – már szigorúan öntörvényei szerint működik, s nincs sehol sem olyan rés, ahol a természeti törvények nyújtanának magyarázatot, hanem külső transzcendens tényező bevonására volna szükség. Ebben az értelemben Descartes kozmosza a természeti törvények rendszere szempontjából zárt és immanens.

Newton viszont e tekintetben a természettudományos-fizikai kozmológiával szemben szkeptikus: ő nem hitt abban, hogy a világegyetem működése pusztán az isteni előrelátást tükröző természettörvények alapján megérthető. Kozmológiájában szüksége van a folytonos isteni beavatkozásra. Ebben az értelemben Newton kozmológiája a racionális világmagyarázat szempontjából nyitott, réseket tartalmaz, ahol transzcendens beavatkozásra van szükség.

Bár Newton gravitációelmélete legyőzte Descartes örvényelméletét, paradox módon a modern természettudomány – többek között Newton gravitációelméletének köszönhetőleg – a descartes-i zárt kozmológiai séma jegyében és irányában fejlődött. Így csillagászattörténeti jelentőségén túl természetfilozófiai jelentősége is van azoknak a francia matematikus-fizikusok (így pl. D`Alambert és Laplace) számításainak, akik bebizonyították, hogy ott, ahol a bolygórendszer működésében Newton az isteni beavatkozáshoz fordult, valójában Newton gravitációelmélete is megoldást nyújt.[323] A newtoni alapokon nyugvó égi mechanika történeti jelentősége éppen az, hogy – többek között a kifinomult perturbációszámítással – bebizonyítja, hogy kidolgozható a Naprendszernek pusztán a newtoni törvényeken alapuló, de ugyanakkor a descartes-i értelemben vett zárt rendszere, s ezáltal a pusztán természetfilozófiai sémát nyújtó Descartes-tal szemben Newton törvényeire alapozva természettudományosan is kidolgozza a Naprendszer fölépítésének és “működésének” racionálisan zárt és immanens rendszerét.

Finomabb elemzéssel kimutatható az is, hogy Descartes örvényelmélete a csillagvilág, illetve a bolygórendszerek vonatkozásában nem a platóni–arisztotelészi–kopernikuszi–kepleri matematikai, hanem inkább az atomista és Cusanus-féle „pontatlan” kozmosz örököse. Newton távolbaható ereje viszont a csillagászati dimenzióban is a „matematikai” kozmosz ideáját képviseli. Ennyiben Newton győzelme Descartes felett egyben a matematikai kozmosz győzelmét is jelentette.

3. A Bruno-féle modell természettudományos formájának kialakulása: a XVII–XIX. századi empirikus csillagászat

A mechanikus kozmosz ideájának kialakulásával párhuzamosan ugyancsak meghatározó szerepet játszott a Bruno-féle modell természettudományos formájának kialakításában a megfigyelő csillagászat.

Bár Bruno kozmológiája spekulatív-természetfilozófiai kozmológia volt, empirikus konzekvenciái implicit módon csillagászati kutatási programot definiáltak. Persze a csillagászok nem Bruno implicit programját követték: amiképpen utaltunk rá, Brunónak mint a csillagászat szempontjából is lényegeset mondó kozmológusnak nevét gyakorlatilag elfelejtették. Ám Bruno állításai a csillagok napszerű voltáról, térbeli mélységben történő elhelyezkedéséről és a világok sokaságáról a csillagászok számára fokozatosan evidenciaként jelentek meg. Bruno kozmosza ezért egyre inkább a csillagászati megfigyelések fogalmi keretévé vált, s már olyan empirikus megfigyelési eszköz vonatkozásában is integrálódott a kor csillagászatába, mint a távcső: míg a Kopernikusz által még megőrzött csillagszféra-hipotézis alapján a távcső valójában csupán mikroszkópként működött – azaz egy állandó távolságban lévő felület mind apróbb és apróbb részleteit nagyította föl és tette az ember számára láthatóvá – addig Bruno nyomán a tér mélységeibe való behatolás eszközeként jelent meg, melynek segítségével, hatékonyságának növekedésével az ember egyre messzebbre és messzebbre lát el a kozmikus térben. (Kepler pl. még úgy gondolta, hogy a Galilei távcsövében föltáruló csillagsokaságot nem azért nem látjuk szabad szemmel, mert messzebb vannak a látható csillagoknál, hanem mert túlságosan kicsinyek.[324])

Az empirikus csillagászat fejlődésének egyik vonulata a mind hatékonyabb távcsövekkel és megfigyelési eszközökkel ezen evidenciák fokozatos alátámasztásával szolgált. Az első jelentős eredmény e tekintetben még a XVIII. század elején született meg, amikor is Edmund Halley a régi görög csillagkatalógusok és a modern csillagpozíciók összevetésével fölfedezte a csillagok saját mozgását, s ezáltal empirikus oldalról is megrendítette a mozdulatlanságukra vonatkozó dogmát.[325]

A megfigyelő csillagászat igazi nagy korszaka azonban csak a XVIII. század végén, William Herschel munkásságával kezdődött. Herschel az első, aki a bolygóktól kifejezetten és határozottan a csillagok felé fordul, s megkezdi a csillagok régiójának szisztematikus földerítését. Ha a csillagvilág közelítőleg homogén eloszlása korábban csupán spekulatív tétel volt, Herschel kozmikus környezetünk csillagainak eloszlását az empirikus kutatás tárgyává tette, amikor megkezdve szisztematikus vizsgálódásait az “egek szerkezeté”-nek (the construction of heavens) földerítésére.[326] Herschel csillagászati munkássága szorosan összefüggött távcsőépítő tevékenységével, amely a távcsövek hatékonysága szempontjából jelentős előrelépést hozott Halley korának csillagászati műszereihez képest.[327] Ha Halley még megelégedett azzal, hogy az új távcsövekbe tekintve egyre haloványabb és haloványabb csillagok tárulnak minden irányból a szeme elé[328], Herschel már nem állt meg ennél a kvalitatív benyomásnál, s fáradságos munkával hozzákezdett a különböző irányokban egységnyi területen látható csillagok összeszámlálásához. Tekintettel arra, hogy még nem állt rendelkezésére megfelelő eljárás a csillagok távolságának meghatározására, ahhoz, hogy a síkbeli eloszlásból térbeli eloszlást konstruálhasson, Herschelnek szüksége volt egy igen erős előföltevésre, amely a csillagok valódi fényességére vonatkozott. Ez az előföltevés a csillagok fényerejének kvantitatív homogenitását állította; konkrétan azt, hogy azok valódi – azaz: “abszolút” – fényességük tekintetében megközelítőleg azonosak. Azt, hogy ez a hipotézis helytelen, már Herschel kortársai is tudták, s magát Herschelt is figyelmezették erre, ő azonban ennek ellenére kitartott ezen föltevése mellett – minden bizonnyal azért, mert azt olyan munkahipotézisnek tekintette, melynek hiányában a csillagok térbeli eloszlására irányuló vizsgálódásairól is le kellett volna mondania.[329] Ebből a szempontból kortársaival szemben mégiscsak neki volt igaza, mert ez a téves előföltevés csak a Naprendszer szűkebb környezetében vezet szükségképpen torz eredményre, míg nagyobb dimenziók esetében a csillagok fényességkülönbségei véletlenszerű eloszlásuk miatt bizonyos mértékig kiegyenlítődnek. A Tejútrendszer dimenziójában ezért Herschel vizsgálódásainak legfontosabb eredményei már alapvetően helyesnek bizonyultak: ezek szerint a távcsövek segítségével látható csillagok eloszlása nem egyenletes, hanem azok a térnek a Tejút gyűrűje által kitüntetett síkjában tömörülnek.[330]

Herschel kutatásainak eredményeképpen a homogenitás-probléma empirikus dimenziója átalakult: a kérdés többé már nem az volt, hogy miképpen oszlanak el a csillagok környezetünkben, hanem az, hogy az a csillagrendszer, amelyben élünk, s amely a Herschel által fölvázolt, s a későbbi kutatások által megerősített és finomított csillageloszlást mutatja, az egyetlen-e a világegyetemben, vagy pedig végtelen sok ilyen csillagrendszer egyike-e csupán? Az első esetet elfogadva a Föld, a földi élet és a Naprendszer kitüntetettségének az a “lerombolódása”, amelyet a Bruno-féle modell hozott magával homogenitásával, s az a tendencia, amely ezzel szorosan összekapcsolódva a világegyetem kitüntetett, egyedi pontjainak megszűnését eredményezte, megfordul, hiszen ekkor – legalábbis az akkori csillagászat fogalmi keretében mozogva, amely még nem ismerte a nem-euklideszi geometriák kozmológiai alkalmazásának lehetőségeit – vagy véges csillagvilágot kapunk, vagy egy olyan világegyetemet, amely a térnek a Tejút gyűrűje által definiált síkját kitünteti. Ám egy ilyen elképzelés elfogadása nem volt szükségszerű: a homogenitás megőrzésére is adva volt a fogalmi keret: ha a német csillagász, Olbers által fölvetett lehetőségnek megfelelően a világszigeteket tekintjük a teret kitöltő kozmikus anyag legnagyobb egységeinek – mint ahogyan ez például Wrightnál, Kantnál és Lambertnél[331] szerepel – a világegyetem térbeli dimenzióit Herschel eredményeivel összhangban is homogénként kaphatjuk meg.

A világegyetem térbeli homogenitásának empirikus dimenziója Herschel munkássága nyomán tehát a következő két kérdéssel fonódott össze:

a) vajon tényleg világszigetek-e a Kant és Lambert által ilyennek föltételezett objektumok, vagy pedig ellenkezőleg: ezek is a mi csillagrendszerünkhöz tartoznak;

b) amennyiben világszigetek – azaz Kantnak és Lambertnek e tekintetben igaza van – eloszlásuk vajon a Kant és Lambert által föltételezett hierarchikus eloszlással szemben homogén-e?

Herschel munkásságának ugyancsak jelentős részét képezte a csillagvilág nem csillagszerű objektumainak (ködök, csillagcsoportok) szisztematikus vizsgálata.

Amíg a Messier katalógus 103 különleges égi objektumot tartalmazott[332], addig Herschel 1802-ben már 2508 ilyet ismert.[333] Herschel több ízben is megpróbálta osztályozni ezeket, s ennek során egyre inkább arra törekedett, hogy a különböző típusokat – a különböző formájú sötét és világító ködfoltokat és csillaghalmazokat, csillag-csoportulásokat – a csillagászati objektumok fejlődésének különböző fázisaiként azonosíthassuk. Ezáltal a karteziánusoknál és különösképpen Kantnál megfogalmazódó fejlődésgondolat Herschelnél közvetlenül összekapcsolódott az égbolt empirikus képével, melynek következtében az égbolton megfigyelhető, konkrét kozmikus objektumok térbeli egymásmellettiségéhez hozzárendelődött az idődimenzióbeli egymásutániság fogalma.[334] Az, hogy közvetlenül milyen hatások ösztönözték Herschelt erre a szemléletmódra, határozottan nem állapítható meg, de mindenképpen indokolt a háttérben a világok körforgásszerű keletkezésére és elmúlására vonatkozó tradicionális elképzelést sejteni. Annál is inkább, mert Herschel válogatott tanulmányainak 1791-ben megjelenő német nyelvű kiadásához a kiadó függelékként egy rövid kivonatot kapcsolt Kant kozmológiájából.[335] (Igaz, ez a kivonat éppen a kozmogóniai részekkel bánik mostohán!)

1796-ban jelent meg Laplace Kanttól függetlenül, de Herschel által befolyásoltan kidolgozott ködhipotézise, amely a naprendszerünkhöz hasonló kozmikus rendszerek kifejlődésére kísérel meg elméleti magyarázatot nyújtani a newtoni fizika alapján.[336] Ez az elmélet így szintén támpontot és ösztönzést adhatott ahhoz, hogy a csillagászati-kozmológiai objektumok térbeli sokféleségében a kozmikus testek fejlődési folyamatának különböző fázisait lássuk. Laplace elmélete különösen alkalmasnak bizonyult a Herschel által fölfedezett planetáris ködök értelmezésére: e ködök képe ugyanis megfelel az általa föltételezett gáz-gyűrűs állapotnak, s így kézenfekvő volt ezeket a kialakulás stádiumában lévő naprendszerekkel azonosítani. Akik ezen elmélet fogalmi keretében gondolkodva végezték empirikus csillagászati vizsgálódásaikat, abban a csodában részesülhettek, hogy saját, szűkebb kozmikus környezetüknek, a Naprendszernek múltjában is gyönyörködhettek a csillagok világának kutatása közben. (Ma már tudjuk, hogy a planetáris ködök nem keletkező bolygórendszerek, ám érthető, hogy akkor ez az első pillanatban kézenfekvőnek tűnő értelmezés sokak számára vonzó volt.)

Herschel kapcsán megemlítendő még, hogy szintén ő az első olyan bolygó – az Uránusz fölfedezője –, mely a klasszikus kor számára ismeretlen volt.

Mind a kopernikuszi, mind a brunói, mind a descartes-i és a newtoni kozmoszkép akut problémája volt a csillagok parallaxisának hiánya. A XIX. század második harmadának elejére megszülettek e tekintetben is a régóta vár eredmények (Bessel, Sztruve és Henderson, 1838–1839)[337]. Ezzel végre sikerrel járt az a Kopernikusz nyomán kibontakozó közel három évszázados törekvés, amely arra irányult, hogy a Föld föltételezett Nap körüli keringésének a csillagok látszólagos pozíciójának változásában megmutatkozó tükröződését ezek távolságának a meghatározására használják föl. S csak most – azáltal, hogy a különböző csillagok esetében különböző parallaxisokat mértek – történt meg Bruno azon állításának empirikus konfirmációja, amely szerint a csillagok elhelyezkedése nem szféraszerű, mint Arisztotelész állította, hanem térbeli mélységgel rendelkezik. Ám attól, hogy az első sikeres parallaxismérések ilyen sokáig várattak magukra, csak megnőtt jelentőségük, hiszen egy olyan szilárd meggyőződés empirikus alátámasztását jelentették, amelyet a megelőző sok eredménytelen próbálkozás ellenére sem adtak föl. Ez pedig megerősítette azt a hitet, hogy az empirikus csillagászati kutatásoknak azok az előföltevései, amelyek az elmúlt két évszázad folyamán alakultak ki, helyesek.

A XIX. század hatvanas éveitől elkezdődött a színképelemzés módszerének sikeres alkalmazása a Nap után a csillagok és a ködök világára. E téren Donati, Huggins, Secchi, Rutherford, majd később Vogel érte el az első jelentős eredményeket.[338] A színképelemzés segítségével bebizonyosodott, hogy a csillagok kémiai összetétele hasonló a Napéhoz, s a ködök sem tartalmaznak a naprendszerünkben ismertekhez képest idegen elemeket. Így a csillagok természetéről kialakított korábbi meggyőződést sem kellett módosítani, s a világegyetem materiális egységének eszméje az empíria oldaláról is megerősítést nyert. De a csillagok természetével kapcsolatos ezen – immár nem csupán spekulatív – eredmény azt is jelentette, hogy a Nap-kutatás kozmológiai jelentőséget kapott, hiszen a Nap a végtelen sok csillag leginkább vizsgálható paradigmájaként jelenhetett meg. Ez az az időszak, amikor kialakul a Napnak – s ezáltal a csillagoknak – az a termodinamikai-kémiai modellje, mely majd megalapozza a XX. századi magfizikai napmodellt, s a XX. századi asztrofizikát

Az előbbiekben ismertetett fejlődés eredményeképpen a Bruno-féle modellben megfogalmazott kozmológiai állítások jelentős része empirikus alátámasztást kapott. A világegyetem végtelensége és homogenitása, a világok végtelen sokasága immár leválva a filozófiai és természetfilozófiai spekulációról, természettudományos formában, a megfigyelő csillagászat által szállított gazdag adatbázisra alapozottan fogalmazódhatott meg. Ezt a változást szimbolikus módon úgy jellemezhetjük, hogy a Bruno-féle modell természettudományos köntöst öltött magára, amely elfedte eredetét: azt, hogy egy spekulatív filozófiai elmélet részelméleteként született meg. A csillagászaton belül egyfajta diadalérzés uralkodott, amely szorosan összefonódott a XIX. századi természettudomány egyéb területein elért sikerekkel, s a természettudományos megismerés töretlen haladásába vetett általános hittel – amely utóbbit a társadalom oldaláról a század utolsó harmadában alátámasztott a szabadversenyes kapitalizmus dinamikus fejlődése.

4. Az anyag végtelen, örök körforgása és a végtelen világegyetem

A XIX. század elejére nyilvánvalóvá vált, hogy a csillagok energiája egyszer kimerül, s azok nem sugároznak a végtelenségig. Természetszerűleg vetődött fel a kérdés: mi történik a kihűlt csillagokkal? Végül minden csillag kialszik majd, s elsötétül a világegyetem? Az e kérdésre adott „igen” válaszból az következett volna, hogy a csillagok által jellemzett korszak csupán rendkívüli, véges idejű korszaka a világegyetemnek, míg az elsötétülő világegyetem képe a bibliai világvége fogalmát idézte. A fölvilágosodás gondolkodásától azonban teljesen idegen volt ez a gondolat, s így a természetfilozófiában teret nyert az az elképzelés, hogy a kihűlt csillagok anyaga az új, születő csillagokban újból életre kel, s ismét sugárzóvá válik. (Fontenelle[339], Kant stb.)

A XIX. században ez az eszme természettudományos formát kapott részben Herschel időrendbe állított kozmikus objektumai, részben Laplace ködhipotézise és a gyűrűsködök ennek alapján adódó első értelmezése nyomán. A világegyetemen belüli körfogásszerű fejlődésről így kialakult hipotetikus kép a következő fázisokból állt:

1. A forró gázfelhő. A gázfelhőből fokozatosan kialakulnak azok az izzó és forgó gázgömbök, amelyek a laplace-i elméletben leírt folyamat kiindulási pontját képezik.

2. A laplace-i ködökből leválnak a gyűrűk; a gáztömeg középponti része fokozatosan csillaggá alakul. Ez a fázis felel meg az empirikusan megfigyelhető gyűrűsködöknek.

3. A ködgyűrűk bolygókká alakulnak, s fokozatosan kihűlve keringenek a középponti csillag körül. Ott, ahol erre kedvezőek a föltételek, megindul az élet evolúciója, amely statisztikus valószínűséggel elvezet az intelligens életig, s ennek történelméig.

4. A rendszer központi csillaga kihűl, a bolygók hideggé válnak, s egy idő után belezuhannak a már kihűlt központi testbe.

5. A kihűlt naprendszerek holt anyaga és a csillagok által korábban kisugárzott energia újból találkozik egymással, s így a kihűlt anyag aktivizálódhat, megteremtve ily módon újabb világok kialakulásának laplace-i előföltételeit.

Az elképzelés szerint a kozmoszban statisztikailag szórtan, egyenlő arányban találhatóak a különböző fázisban lévő naprendszerek, s így bár a csillagvilágot lokális fejlődés – az atomisták világaihoz hasonló keletkezés, virágzás és elmúlás – jellemzi, a kozmosznak mint egésznek az állapota nem változik: az nemcsak térben, hanem időben is homogén.

A XIX. századot uraló – s immár nem természetfilozófiai, hanem természettudományos formában is megfogalmazódó – kozmológiai sémát ennek nyomán úgy jellemezhetjük, mint a térben és időben végtelen, homogén Bruno-féle modellnek Descartes és Newton nyomán mechanizálódott változatát, mely kiegészült a csillagok folyamatos körforgásszerű keletkezésének, virágzásának és elmúlásának, s a kihűlt anyag újraéledésének hipotézisével.

5. A XIX. századot uraló csillagászati–kozmológiai séma problémái:

A XIX. századot jellemző természettudományos diadalérzet részeként a csillagászatot is jellemző optimizmus ellenére már kirajzolódtak e fenti kozmológiai séma problematikus mozzanatai is.

1. Az előbb ismertetett körforgáselmélet utolsó fázisát teoretikusan nem sikerült kidolgozni, s empirikusan sem sikerült meglelni.

Empirikus oldalról a XX. század elejére kiderült, hogy a planetáris ködök nem keletkező naprendszerek, hanem egészen más természetű jelenségek, míg teoretikus oldalról megfogalmazódott a termodinamika II. fő tétele, mely szerint a világegyetem a sötét, hideg állapot – a „hőhalál” – irányába halad (Clausius, Boltzman).

2. A világegyetem végtelenségével kapcsolatos megfogalmazódott a Neumann[340]–Seeliger[341]–féle gravitációs paradoxon, mely szerint végtelen, homogén világegyetemben a newtoni gravitációs potenciál a világegyetem mindegyik pontján végtelenné és ennek következtében maga a gravitációs erő meghatározatlanná válik.

3. A megfigyelések révén készített csillageloszlási statisztikákból kiderült, hogy a környezetünkben lévő csillagok eloszlása – Herschel ezzel kapcsolatos első eredményeivel összhangban – nem homogén. Igaz, a csillagvilág galaxisok („világszigetek”) sokságába történő tömörülésének hipotézisével (Wright, Lambert, Kant) és a galaxisok homogén eloszlásának föltételezésével a homogenitás megmenthető volt. Ám ezt a hipotézist sokan vitatták, s a csillagászok között a századfordulóra a Kapteyn-féle elmélet uralkodott, mely szerint a Tejútrendszer az egyetlen csillagsziget s így a világegyetem anyagának térbeli eloszlása nem homogén, hanem egy véges térrégióba tömörül.

Bár századunk 20-as éveire mégiscsak a világsziget elmélete győzedelmeskedett, ekkorra már a relativisztikus kozmológia és a táguló világegyeteme került az előtérbe, azaz a XIX. század jellegzetes kozmológiai sémáját egy új séma váltotta fel.

Az időben és térben homogén és végtelen, körforgásos modell teoretikus betetőzését egy chicagói csillagász, McMillan kozmológiájában érte el. McMillan bevezet egy hipotetikus kozmikus folyamatot, mely a termodinamika II. fő tételével ellentétes irányban hatva újrakoncentrálja a csillagok által korábban kisugárzott energiát, s amely mint ilyen a körforgáselmélet 5. fázisának felel meg. McMillan ennek segítségével bebizonyítja, hogy a világegyetemnek olyan koherens elmélete alakítható ki, melyben kozmikus méretekben nem érvényes a II. fő tétel, s így nem lép föl a hőhalál. Modellje azonban már csak érdekes hipotézis maradhatott, mely mintegy lezárja a végtelen, homogén modell történetét, hiszen a szóban forgó energia-újrakoncentrálódási folyamatot a természettudománynak nem sikerült fölfedeznie. Elméletének mégis van egy jelentős érdeme: megmutatja azt, hogy a fenti föltételek esetén a hőhalál kiküszöbölésével együtt a Cheseaux–Olbers-paradoxon (az éjszakai fényes égbolt paradoxona) sem lép föl; – azaz azt, hogy a hőhalál-elmélet és az Cheseaux–Olbers-paradoxon nem független egymástól, s ezért a paradoxonokhoz vezető két effektus elvben semlegesítheti egymást.

McMillan ily módon egységbe ötvözte a kozmológiai és a kozmogóniai mozzanatot, s ezzel a térben és időben homogén, végtelen, statikus (“állandó állapotú”) modell logikai szempontból legkonzekvensebb változatát nyújtotta, melyben

“... az univerzum mint egész lényegében nem változik. A szinguláris pontok változtathatják pozíciójukat és fényességüket, de egyáltalában nem szükséges föltennünk azt, hogy valaha is lényegesen különbözött vagy különbözni fog attól, amilyen ma.”[342]

A csillagvilággal kapcsolatos XX. elképzelésekre azonban McMillan már mint egy merész, de érdekes hipotézis megfogalmazója sem hathatott. Kozmológiai modelljét 1918-ban megjelent tanulmánya tartalmazza: egy gyökeresen új kozmológiai vízió formálódásának, a kozmológiai vöröseltolódás fölfedezésének és a relativisztikus kozmológia megszületésének időszaka ez.



[321] P. Rossi: “Az ember nemessége és a világok sokasága”. in: uő.: A filozófusok és a gépek : (Kossuth, Budapest, 1975) 259–294. o.

[322] Vö.: Koyré: From the Closed World to the Infinite Universe (John Hopkins Press, Baltimore, 1957); Simonyi Károly: A fizika kulturtöténete (Gondolat, Budapest, 1978); Fehér Márta: “Utószó Fontenelle 'Beszélgetések a világok sokaságáról' című művéhez.” in: Fontenelle: Beszélgetések a világok sokaságáról. (Magyar Helikon, Budapest, 1979) 244–260. o.

[323] Vö. pl.: R. Taton and C. Wilson (eds.): Planetary Astronomy from the Renaissance to the Rise of Astrophysics . Part B: The eighteenth and nineteenth centuries. (Cambridge University Press, Cambridge, 1995), különösen: 87–150. és 209–248 o.

[324] Koyré, id. mű: 75–76. o.

[325] Clerke, A. M.: Geschichte der Astronomie , (Springer, Berlin, 1889) 12. o.; North, J.: The Fontana History of Astronomy and Cosmology (Fontana Press, London, 1994) 394–398 o.

[326] Vö.: Hoskin, M. A.: William Herschel and the Construction of Heavens. (Oldbuorne, London 1963); Hermann, D.B.: Die Geschichte der Astronomie von Herschel bis Hertzsprung . 22–26. o.

[327] Vö.: J. A. Bennett: On the Power Pnetrating into Space: the Telescope of William Herschel. The Journal for the History of Astronomy Vol 7. Part 2. 75–108. o. Kong, H. C.: The History of the Telescope (New York, Dover, 1979) 48–66. o., valamint Hermann: id. mű: 22–26. o.

[328] Halley, Edmond: Of the Infinity of the Sphere of the Fix'd Stars. in: Philosophical Transactions, 31. London: 1726. 22–23. o. A tanulmány kópiája megtalálható Stanislaw Jaki már idézett könyvének végén. (251–253. o.)

[329] Vö.: Hermann, D. B.: id. mű: 27. o.

[330] Vö.: Herschel: Account of some Observation tending to investigate the Construction of the Heavens. (1784) in: Hoskin: id. mű: 71–106. o.

[331] V.ö.: Wright, Thomas: An Original Theory or New Hypothesis of the Universe (London, 1750). A mű rövídített változatának német nyelvű fordítása megtalálható a következő gyűjteményes kötetben: Jackisch, G. (ed.): Lamberts Cosmologische Briefe . (Akademie Verlag, Berlin, 1979) 203–227. o. Kant: Allgemeine Naturgeschichte und Theorie Des Himmels .in: Kants Werke, Band I . (Walter de Gruyter, Berlin, 1968) 241–258., 306–330. o.

[332] Mallas, J. H., Kreimer, E.: A Messier-Album (Gondolat, Budapest, 1985).

[333] Vö.: Serio, Indorato and Nastasi: Nebulae in the 17th Century. The Journal for the History of Astronomy Vol 16. Part 1. (1985) 1–36.. o ; Hermann, D. B.: Geschichte der Astronomie von Herschel bis Hertzsprung. (Akademie-Verlag, Berlin, 1975) 31. o.

[334] Hoskin, M. A.: William Herschell and the Construction of the Heavens. (Oldbourne, London, 1963) 65–70. o.; Hermann. D. B.: id mű: 31. o.

[335] Vö.: Jackisch: id. mű: 235–245. o.

[336] Laplace hipotézise a világ rendszeréről írt művének első két kiadásában még csak rövid utalás formájában szerepel. A harmadik kiadásban már egy ezzel kapcsolatos hosszabb fejtegetéssel is találkozhatunk, ám részletesebb kifejtése csupán a negyedik kiadásban jelenik meg először, ahol azt Laplace a főszövegtől elkülönítve, a műhöz csatolt VII. megjegyzésként közli. E formában jelenik meg azután a hipotézis a Laplace életében megjelent utolsó, ötödik kiadásban is. Vö.: Laplace, P., Exposition du Systeme du Monde. (Cinquieme Édition , Paris, Bachelier, 1824) 395. o., valamint Note VII. et dernière: 409–418. o.; illetve uő., Oeuveres completes de Laplace.Tome Sixieme: Exposition du Systeme du Monde. (Gauthier–Villars, Paris, 1884) 482., 498–509. o. Hipotézisének megfogalmazásában Laplace-ra Herschel mellett jelentős hatást gyakorolt még Buffon kozmogóniája. Hipotézisének teoretikus előzményeiről, s ennek részeként Buffon hatásáról, valamint Laplace és Herschel kapcsolatáról vö. pl.: Numbers, R. L., Creation by Natural Law: Laplace’s Nebular Hypothesis in American Thought (University of Washington Press, Seattle, 1977) 3–13, o. Laplace tevékenységének filozófiai és kozmológiatörténeti jelentőségéről ugyancsak lásd: Hahn, R., Laplace and the Mechanistic Universe. in: Lindberg, C. L., Numbers, R. L., God and Nature (University of Califronia Press, Berkeley, 1986) 256–276. o. Magyar nyelven vö. még: Whitney, Ch. A: Tejútrendszer fölfedezése (Gondolat, Budapest, 1979) 125–129. o.

[337] Vö. pl.: Plavec, Miroslav: Csillagok világa (Gondolat, Budapest, 1965) 231–243. o.: Newcomb–Engelmann: Populaere Astronomie 5. (Auflage von Paul Kempf, Leipzig, 1911) 193–205. o.; North, J. id. mű: 414–420. o.

[338] Vö.: Hermann, D. G.: Az égbolt fölfedezői ( Gondolat, Budapest, 1981) 130–137. o.; Newcomb–Engelmann: id mü: 512–526. o.; Hearnshow, J. B.: The Analysis of Stralight. One Hundred Fifty Years in Astronomical Spectroscopy (Cambridge University Press, Cambridge, 1986) 51–103. o.

[339] Vö. : Fontenelle: Beszélgetések a világok sokaságáról (Magyar Helikon, Budapest, 1979). 129–135. o.; Kant: id. mű.

[340] Neumann, C.: Allgemeine Untersuchungen über das Newton'sche Prinzip der Fernwirkung (Teubner, Leipzig, 1896).

[341] Seeliger, H.: Über das Newton'sche Gravitationsgesetz. Astronomische Nachrichten , 137. (1984) 129–136. o.; Seeliger: Über das Newton'sche Gravitationsgesetz. Sitzungsberichte der mat.-phys. Classe der Akademie der Wissenschaften zu München, 26. 373–400.

[342] MacMillan, W. D.: On Stellar Evolution. The Astrophysical Journal, 48. (1918) 35–49. o. (Az idézett sorok: 49. o.)