Μάικλ Φαραντέι:Ο άνθρωπος, που θεμελίωσε τον ηλεκτρομαγνητισμό κι άνοιξε το δρόμο για την υψηλή τεχνολογία και την επικοινωνία με την ταχύτητα του φωτός
Μάικλ Φαραντέι:Ο άνθρωπος, που θεμελίωσε τον ηλεκτρομαγνητισμό κι άνοιξε το δρόμο για την υψηλή τεχνολογία και την επικοινωνία με την ταχύτητα του φωτός
Μπορεί ένα γεγονός να συμβαίνει οπουδήποτε στον κόσμο, αλλά η εικόνα και ο ήχος του να μεταφέρονται ακαριαία παντού, ώστε να μπορεί κάποιος να το παρακολουθεί από χιλιάδες χιλιόμετρα μακριά.
Πώς είναι δυνατόν;
Οι πρόγονοί μας θα το θεωρούσαν έργο μάγων. Η ταχύτητα της επικοινωνίας παλιότερα, οριζόταν από το πιο γρήγορο άλογο και πλοίο. Τα δικά μας μηνύματα όμως, ταξιδεύουν αθέατα με την ταχύτητα του φωτός. Πώς αποκτήσαμε τέτοιες μυθικές δυνάμεις;
Όλα ξεκίνησαν στο νου ενός ανθρώπου, ενός φτωχού παιδιού, από το οποίο δεν περίμεναν τίποτα. Αν δεν είχε ζήσει μάλιστα αυτός ο άνθρωπος ίσως να μην υπήρχε σήμερα ο κόσμος που ξέρουμε.
Αργά ή γρήγορα κάποιος ίσως να έβρισκε ορισμένα απ’ όσα εκείνος ανακάλυψε. Χωρίς τον Μάικλ Φαραντέι όμως, μπορεί να ζούσαμε όπως παλιά. Τον 17ο αιώνα. Να μην ξέραμε, ότι αόρατοι υπηρέτες περιμένουν εντολές μας. Αυτή είναι η ιστορία, για το πώς κάναμε τα ηλεκτρόνια να υπακούουν στις προσταγές μας.
Φαραντέι: Μια ιδιοφυία
ανάμεσα στο Νεύτωνα και τον Αϊνστάιν
Η ιστορία, κατά κάποιον τρόπο, ξεκινάει με τη μεγαλύτερη ίσως διάνοια, που έζησε ποτέ, τον Ισαάκ Νεύτωνα. (Διαβάστε στην «Ελεύθερη Έρευνα»: Ο τελευταίος των μάγων). Ο Νεύτωνας, που ανακάλυψε τον τύπο για την κίνηση των πλανητών γύρω από τον Ήλιο, ήθελε να μάθει πώς ο Ήλιος κάνει τους πλανήτες να κινούνται έτσι χωρίς να τους αγγίζει. Πώς γνωρίζουν όλα τα μήλα πώς να πέσουν;
Μια άλλη διάνοια απορούσε με άλλη πτυχή του ίδιου μυστηρίου. Πώς η βελόνα της πυξίδας στρέφεται και δείχνει πάντα προς την ίδια κατεύθυνση; Εκτός κι αν βάλεις έναν μαγνήτη κοντά της, οπότε στρέφεται προς αυτόν. Πίσω από τα πάντα, πίστευε ο Αϊνστάιν, υπήρχε κάτι καλά κρυμμένο.
Ανάμεσα στον Νεύτωνα και τον Αϊνστάιν έζησε μια άλλη ιδιοφυία ίσης σημασίας. Ο Φαραντέι. Εκείνος, που έλυσε το μυστήριο, που εμπόδιζε τον Νεύτωνα και θεμελίωσε την επαναστατική διορατικότητα του Αϊνστάιν και το σημερινό τρόπο ζωής μας.
Παιδικά χρόνια
1791. Σε μια τρισάθλια φτωχογειτονιά στα προάστια του Λονδίνου γεννιέται ο Μάικλ Φαραντέι. Δεν τα πήγαινε καλά στο σχολείο, όπως άλλωστε όλες οι ιδιοφυίες. Εξαιτίας της αδυναμίας του να προφέρει το ρο, προφέροντάς το ως γ και μετά από τις προσβλητικές πιέσεις της δασκάλας του να διορθώσει «το πρόβλημα», σταμάτησε το σχολείο. Όλα τα παιδιά της κοινωνικής του τάξης εκείνη την εποχή εξ άλλου, λάμβαναν ελάχιστη μόρφωση.
Οι γονείς του τον έστειλαν να δουλέψει σε εργαστήριο βιβλιοδεσίας στα δεκατρία του. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου μελέτησε αρκετά από τα βιβλία, που περνούσαν από τα χέρια του, κυρίως επιστημονικού περιεχομένου. Την ημέρα έκανε συρραφή των βιβλίων και το βράδυ τα διάβαζε. Με αυτό το τρόπο ενημερώθηκε εκτενώς για τις εξελίξεις της εποχής στους τομείς της Φυσικής και της Χημείας.
Η αρχή
ενός ισόβιου ενθουσιασμού
για τον ηλεκτρισμό
Μετά από χρόνια εργασίας στο εργαστήρι βιβλιοδεσίας ο Φαραντέι, τώρα 21 ετών, πάσχιζε να αποδράσει σ' έναν μεγαλύτερο κόσμο. Η ευκαιρία ήρθε, όταν κάποιος πελάτης του έδωσε ένα εισιτήριο για μία νέα μορφή ψυχαγωγίας, που έκανε θραύση εκείνο τον καιρό. Επιστήμη από το Βασιλικό Ίδρυμα Επιστημών του Λονδίνου, το οποίο διοργάνωνε επιστημονικές διαλέξεις ανοικτές για το κοινό. Ομιλητής ήταν ο Σερ Χάμφρι Ντέιβι, κορυφαίος χημικός της εποχής του. Είχε ανακαλύψει αρκετά χημικά στοιχεία, όπως το ασβέστιο και το νάτριο, αλλά ταυτόχρονα ήταν και δεινός σόουμαν. Οι πρώιμες επιδείξεις του ηλεκτρισμού ικανοποιούσαν πάντα το κοινό της εποχής.
Ενώ οι άλλοι θεατές παρακολουθούσαν τη διάλεξη και χειροκροτούσαν, ο Φαραντέι δεν μπορούσε να χειροκροτήσει. Κρατούσε σημειώσεις. Κατέγραψε έτσι ολόκληρη τη διάλεξη. Γύρισε στο σπίτι του και χρησιμοποιώντας τα όσα είχε μάθει ως βιβλιοδέτης έκανε τις σημειώσεις βιβλίο, που το πρόσφερε ως δώρο στον Ντέιβι. Ίσως ένα τέτοιο δώρο να τραβούσε την προσοχή του τρανού άντρα. Ίσως αυτή η χειρονομία να ήταν ο τρόπος διαφυγής προς κάτι πολύ μεγαλύτερο. Ήταν απίθανο ούτως ή άλλως, αλλά ο Φαραντέι ήλπιζε, ότι θα κατάφερνε κάτι. Και όντως κατάφερε.
| Ο Ντέιβι αρχικά δεν έδωσε σημασία κι ενδεχομένως να μην έδινε ποτέ, συνέβη όμως ένα θλιβερό γεγονός, ένα δυστύχημα, που πρόσφερε στο Φαραντέι την ευκαιρία που περίμενε. Κατά τη διάρκεια ενός χημικού πειράματος στο εργαστήριο του Ντέιβι σημειώθηκε μια έκρηξη, που έσκασε στο πρόσωπό του. Από τότε, ο Ντέιβι χρειαζόταν οπωσδήποτε έναν βοηθό. Τότε θυμήθηκε τον νεαρό, ο οποίος είχε μοχθήσει, για να καταγράψει και να βιβλιοδετήσει τη διάλεξή του. Τον κάλεσε και του ζήτησε να εργαστεί κοντά του ως βοηθός παρασκευαστής και γραμματέας. Ο Φάραντεϊ προσδοκούσε τόσο να υπηρετήσει την επιστήμη, που δέχτηκε αμέσως. Ήταν εύστροφος, μεθοδικός και εργατικός, οπότε σύντομα έγινε απαραίτητος βοηθός του Ντέιβι. |
Η προσωρινή δουλειά έγινε μόνιμη και το Βασιλικό Ίδρυμα Επιστημών έγινε το σπίτι του για την υπόλοιπη ζωή του. Την ημέρα βοηθούσε τον Ντέιβι στο εργαστήριο, ενώ το βράδυ, ανέβαινε τα σκαλιά στο διαμερισματάκι του, όπου τον περίμενε η αγαπημένη του σύζυγος, η Σάρα.
Ο πρώτος ηλεκτροκινητήρας
Ο Χάμφρι Ντέιβι και ο χημικός Γουίλιαμ Γουόλαστον πειραματίζονταν εκείνη την εποχή με ένα μυστηριώδες φαινόμενο, το οποίο ίσως να είχε πολύ ευρείες συνέπειες. Επρόκειτο για τη διάταξη του Έρστεντ. Ο Έρστεντ ήταν δανός φυσικός και μηχανικός, ο οποίος είχε παρατηρήσει την αλλαγή στον προσανατολισμό μιας μαγνητικής βελόνας, όταν αυτή πλησίαζε ευθύγραμμο ρευματοφόρο αγωγό.
Το ερώτημα ήταν τι ήταν αυτό, που έστρεφε τη βελόνα; Προφανώς, το ηλεκτρικό ρεύμα πρέπει να έκανε τον αγωγό να συμπεριφέρεται σαν μαγνήτης. Ο ηλεκτρισμός πρέπει να σχετίζεται κάπως με τον μαγνητισμό, σκέφτονταν ο Ντέιβι κι ο Γουόλαστον. Το θέμα ήταν να κατάφερναν να μπορούσαν να κάνουν αυτές τις δυνάμεις να συνεργαστούν, να έκαναν τη βελόνα να γυρνάει συνεχώς με τη βοήθεια του ηλεκτρισμού.
Ο Φαραντέι είχε πωρωθεί. Μέχρι τότε, ο ηλεκτρισμός ήταν απλώς ένα διασκεδαστικό παιχνίδι. Έκανε ένα φως να λάμπει στιγμιαία ή γυρνούσε τη βελόνα μια πυξίδας για λίγο, αλλά δεν είχε πρακτική εφαρμογή. Ξεκίνησε αμέσως τον σχεδιασμό του πειράματος αφιερώνοντας όλον τον ελεύθερο χρόνο του στο πρόβλημα. Αν τα κατάφερνε θα έθετε μια εκτεταμένη, αθέατη κι ως τότε άγνωστη στρατιά ηλεκτρονίων στην υπηρεσία του ανθρώπου.
Πώς ξεκινάει μια επανάσταση; Κάποιες φορές, δεν θέλει και πολλά πράγματα. Μια λεκάνη, ένα σύρμα, λίγο υδράργυρο, τέτοια πράγματα.Ο Φάραντέι έβαλε ένα μαγνήτη στο μέσο μιας λεκάνης με υδράργυρο. Από πάνω κρέμασε μια μεταλλική ράβδο με ελευθερία κίνησης, που βουτούσε μέσα στον υδράργυρο. Όταν σύνδεε μια μπαταρία, σχηματιζόταν κύκλωμα και η ράβδος περιστρεφόταν στη λεκάνη γύρο από τον μαγνήτη. Ήταν ο πρώτος κινητήρας (μοτέρ). Μετέτρεπε το ηλεκτρικό ρεύμα σε συνεχή μηχανική κίνηση.
Αυτή η περιστρεφόμενη ράβδος ήταν η αρχή μιας επανάστασης. Έκτοτε, ο τρόπος ζωής των ανθρώπων θα άλλαζε για πάντα Προσπαθήστε να φανταστείτε πόσες βιομηχανίες και τεχνολογίες, πόσες μεταμορφώσεις στη ζωή μας έχουν τις ρίζες τους στη στιγμή, που ο Φαραντέι κατάφερε να κάνει τη ράβδο να περιστρέφεται στο εργαστήριό του.
Τα νέα για την εφεύρεση του Φαραντέι διαδόθηκαν γρήγορα. Ο απλός βοηθός ενός πασίγνωστου επιστήμονα έγινε το νέο αστέρι του Λονδίνου. Ο Ντέιβι ζήλεψε τη δόξα του βοηθού του. Όλοι έλεγαν ότι η μεγαλύτερη ανακάλυψή του ήταν ο ίδιος ο Μάικλ Φαραντέι. Για να τον αποπροσανατολίσει εμποδίζοντας την εξέλιξή του, του ανέθεσε μία εργασία επάνω στα οπτικά. Ζήτησε από τον Φαραντέι να βελτιώσει τα βρετανικά οπτικά ξεπερνώντας σε ποιότητα τα βαυαρικά.
Ο Φαραντέι πάλευε για τέσσερα χρόνια χωρίς επιτυχία. Από όλη αυτή την ιστορία το μόνο που κράτησε ήταν ένα μικρό υαλότουβλο ως ενθύμιο της αποτυχίας του. Ύστερα από χρόνια όμως, αυτό το υαλότουβλο θα άλλαζε την πορεία της ζωής του. Και της δικής μας.
Ο Μάικλ Φαραντέι στο εργαστήριό του (περίπου 1850).
Διευθυντής του εργαστηρίου
Με τον θάνατο του Ντέιβι, ο Φαραντέι σταμάτησε αυτή την ανόητη ενασχόλησή του με τα οπτικά. Το αγόρι από τις φτωχογειτονιές τον διαδέχτηκε ως διευθυντής του εργαστηρίου.
Ο Φαραντέι έκανε κάτι πρωτόγνωρο με την εξουσία, την οποία απέκτησε. Θέσπισε μία σειρά ετήσιων χριστουγεννιάτικων επιστημονικών διαλέξεων για παιδιά, οι οποίες άρχισαν το 1825 και συνεχίζουν μέχρι σήμερα!
1855 - Μάικλ Φαραντέι
1900 - Ρόμπερτ Στόουελ Μπολ
1937 - Τζούλιαν Χάξλεϊ
1964 - Ντέσμοντ Μόρις
1973 - Ντέιβιντ Ατένμπορο
1977 - Καρλ Σάγκαν
1991 - Ρίτσαρντ Ντόκινς
1994 - Σούζαν Γκρίνφιλντ
Σε κάποια απ' τις πρώτες διαλέξεις του, ο Φαραντέι μάγεψε το κοινό επιδεικνύοντας τις καινούριες δυνάμεις που διέθετε. Πυροδότησε μια ποσότητα πυρίτιδας με τη δύναμη του ηλεκτρισμού. Ανεβασμένος σε μια καρέκλα, που του παρείχε μόνωση από το έδαφος άναψε με το δάκτυλό του τη φλόγα αερίου γκαζιού, ενώ στο άλλο του χέρι κρατούσε ένα καλώδιο με ηλεκτρισμό. Το νεανικό κοινό ενθουσιάστηκε βλέποντας ζωντανά πώς αυτή η αόρατη δύναμη του ηλεκτρισμού μπορούσε να υπηρετήσει στόχους εντελώς απρόσιτους με τις τότε δυνάμεις του ανθρώπου.
Ο Μάικλ Φαραντέι σε διάλεξή του
στο θέατρο του Βασιλικού Ιδρύματος Επιστημών του Λονδίνου (1856).
Η εφεύρεση κινητήρα, που λειτουργεί διαρκώς κι εξαλείφει χιλιάδες ώρες ανθρώπινου μόχθου, σίγουρα έφτανε για να πλουτίσεις και να μείνεις στην ιστορία. Ο Φαραντέι όμως, δεν το έβλεπε έτσι. Δεν τον ενδιέφερε να κατοχυρώσει τις ιδέες του ή να τις εξαργυρώσει.
Η πρώτη γεννήτριαΌσο για την ιστορία, είχε γράψει μόνο την πρώτη πρόταση ενός λήμματος, που θα καταλάμβανε πολλές σελίδες. Ένα από τα πειράματά του ήταν να παράγει ηλεκτρικό ρεύμα κινώντας απλά ένα μαγνήτη. Όταν κινούσε τον μαγνήτη μέσα στο πηνίο, τότε έρρεε ρεύμα στο κύκλωμα. Αυτή είναι η μετατροπή της κίνησης σε ηλεκτρισμό.
Αυτή ήταν η πρώτη γεννήτρια. Στο εξής ο ηλεκτρισμός θα ήταν διαθέσιμος ανά πάσα στιγμή. Ο Φαραντέι εξακολουθούσε να αλλάζει τον κόσμο και τον τρόπο ζωής μας.
Και τότε, ξαφνικά μια ασθένεια πρόσβαλε τον ασύγκριτο νου του. Όταν ήταν 49 ετών εμφάνισε απώλεια μνήμης και κατάθλιψη. Το έργο του βάλτωσε. Αν και δεν ανέρρωσε ποτέ πλήρως τα μεγαλύτερα επιτεύγματα ήρθαν μετά.
Μαγνητικό πεδίοΟ Φαραντέι είχει εντρυφήσει τόσο πολύ στον ηλεκτρισμό και στον μαγνητισμό, που οραματιζόταν, ότι ο χώρος γύρω από το μαγνήτη ήταν γεμάτος με αόρατες δυναμικές γραμμές. Ο μαγνήτης δεν ήταν απλώς η μαγνητισμένη ράβδος που βλέπαμε, αλλά και κάτι αόρατο στο χώρο που την περιέβαλλε. Αυτό το ονόμασε πεδίο. Μαγνητικό πεδίο.
Ο Φαραντέι πίστευε στο αδιάσπαστο
της φύσης. Αφού απέδειξε τη σχέση
του ηλεκτρισμού με το μαγνητισμό
αναρωτήθηκε αν αυτές οι δύο δυνάμεις συνδέονταν και με μία τρίτη. Το φως. Αν μπορούσε ν’ αποδείξει σχέση ανάμεσα στα τρία αόρατα φαινόμενα θα φανερωνόταν επιτέλους ένα από τα πιο μεγάλα μυστικά της φύσης.
Στρεβλώνει ο μαγνήτης το φως;
Τι έκανε λοιπόν; Σχεδίασε πείραμα. Ήξερε, ότι το φως ταξιδεύει ως κύμα. Τα κύματά του διαδίδονται τυχαία προς κάθε κατεύθυνση. Υπάρχει όμως τρόπος ν’ απομονωθεί ένα κύμα φωτός και λέγεται πόλωση. Όταν αντανακλάται το φως σε επιφάνεια, όπως ο καθρέπτης, πολώνεται. Ο Φαραντέι ήθελε να δει αν μπορεί να χειριστεί τη μεμονωμένη ακτίνα μεσω μαγνητικού πεδίου.
Ο προσοφθάλμιος φακός είχε κρύσταλλο, που δρούσε ως φράχτης για το φως. Το φως θα τον διαπερνούσε μόνο εάν το κινούσε κάπως ο μαγνήτης. Τοποθέτησε λάμπα μπροστά από καθρέπτη. Θα την έβλεπε μέσα από το φακό αν περνούσε το είδωλό της μέσα από το φράχτη. Αν σας δυσκολεύει αυτό, μη νιώθετε άσχημα. Οι επιστήμονες δεν μπορούσαν να το εξηγήσουν τα επόμενα εκατό χρόνια.
Η διάταξη του πειράματος, κατά το οποίο, προκειμένου να διαπιστώσει ο Φαραντέι
εάν ο μαγνητισμός επηρέαζε το φως, δοκίμαζε αλλάζοντας διάφορα μέσα διάδοσης.
Ο Φαραντέι ήξερε, ότι ο μαγνητισμός δεν επηρέαζε το φως στον αέρα. Τι συνέβαινε όμως, αν διαδιδόταν σε άλλα μέσα; Με τι μπορούσε να βοηθήσει το μαγνήτη να κινήσει το φως; Δοκίμασε εκατοντάδες διαφανή χημικά και αντικείμενα. Δεν είδε όμως τίποτα στον προσοφθάλμιο φακό. Ο μαγνήτης δεν διαστρέβλωνε το φως. Δοκίμασε με κρυστάλλους ασβεστίτη, με ανθρακικό νάτριο, θειικό ασβέστιο. Κι όμως δεν έβλεπε τίποτα. Δοκίμασε με οξέα. Με θειικό οξύ, με υδροχλωρικό οξύ, με ανθρακικό οξύ. Δοκίμασε με αέρια. Οξυγόνο, άζωτο, υδρογόνο. Χωρίς επιτυχία. Το μαγνητικό πεδίο, που εισήγαγε στις ουσίες αυτές, δεν στρέβλωνε το φως της λάμπας, ώστε να το ξαναδεί.
Στην απελπισία του αποφάσισε να δοκιμάσει το γυάλινο τουβλάκι. Το ενθύμιό του από τα χρόνια υποδούλωσης στον Ντέιβι. Πέτυχε το κόλπο. Η δύναμη του μαγνήτη στρέβλωσε το φως, ώστε να διαπεράσει τον κρύσταλλο.
Γιατί ήταν τόσο σημαντικό; Ο Φαραντέι απέδειξε την ύπαρξη του υλικού μας περιβάλλοντος, που κανείς δεν είχε ανιχεύσει. Ήταν τόσο σπουδαίο όσο το να δούμε πρώτη φορά το σύμπαν με τηλεσκόπιο. Αποδεικνύοντας, ότι η ηλεκτρομαγνητική δύναμη μπορεί να επηρεάσει το φως, ο Φαραντέι ανακάλυψε τον ενιαίο χαρακτήρα της φύσης. Χάρη σε αυτόν είδαν ο Αϊνστάιν και κάθε φυσικός που τον ακολούθησε την αλληλεπίδραση των κρυμμένων πρωταρχικών δυνάμεων του σύμπαντος.
|
Ακόμα κι όταν πλησίαζε το απόγειό του τον βασάνιζε η κατάθλιψη και η αμφιβολία για την ικανότητά του να συγκρατήσει απλές σκέψεις.
Ο Φαραντέι ξέφυγε νεαρός από την ανέχεια σε μια από τις πιο πιστές στη διάκριση των τάξεων κοινωνίες κι έγινε ο διαπρεπέστερος επιστήμονας της εποχής του.
Στα σαράντα του είχε εφεύρει τον ηλεκτρικό κινητήρα, το μετασχηματιστή, την γεννήτρια, μηχανήματα, που θα άλλαζαν τα πάντα στο σπίτι, στις φάρμες, στο εργοστάσιο.Στα εξήντα του πια, πολλές δεκαετίες μετά τη γόνιμη περίοδο, κυριευμένος από απώλεια μνήμης και μελαγχολία βυθίστηκε άφοβα ακόμη πιο πολύ στις μυστηριώδεις αόρατες δυνάμεις.
Ο κόσμος θεωρούσε πια ξεπεσμένο τον Μάικλ Φαραντέι. Παρά την κατάθλιψή του εξακολουθούσε ν’ αναρωτιέται με πάθος για τα πάντα. Αφού ανακάλυψε το αδιάσπαστο ηλεκτρισμού, μαγνητισμού και φωτός, ήθελε να μάθει πώς συνεργαζόταν αυτή η τριάδα των φυσικών δυνάμεων.Τα παιδιά έπαιζαν από πολύ παλιά μεμαγνήτες και ρινίσματα σιδήρου για αιώνες. Κι όλοι τους υπέθεταν, ότι αυτό το όμορφο σχέδιο ήταν απλώς προϊόν του σιδήρου. Ο Φάραντεϊ ήξερε, ότι το ρεύμα μετατρέπει το καλώδιο σε μαγνήτη. Περίμενε
αντίστοιχα σχέδια στα ρινίσματα
σιδήρου γύρω από ηλεκτροφόρο καλώδιο. Εκεί όπου οι άλλοι έβλεπαν απλώς όμορφα σχήματα ο Φάραντεϊ είδε κάτι πιο βαθύ.
Τα σχέδια δεν ήταν μια ιδιαιτερότητα των ρινισμάτων. Υπήρχαν στο χώρο γύρω από το μαγνήτη, στο ηλεκτρικό ρεύμα, ακόμη κι όταν δεν υπήρχαν ρινίσματα σιδήρου. Τα σχέδια ήταν ίχνη, αποτυπώματα αόρατων δυναμικών πεδίων, που εκτείνονταν στο χώρο γύρω από ο,τιδήποτε μαγνητικό.
Το μαγνητικό πεδίο της Γης
Η βελόνα της πυξίδας, για την οποία απορούσαμε χίλια χρόνια οι άνθρωποι, δεν αντιδρούσε σε μακρινό μαγνητικό Βόρειο Πόλο. Ανίχνευε ένα συνεχές δυναμικό πεδίο, που εκτεινόταν μέχρι εκεί.
Η ίδια η Γη είναι ένας τεράστιος μαγνήτης. Και όπως σε κάθε μαγνήτη, οι γραμμές του πεδίου απλώνονται στο γύρω χώρο. Βρίσκονται παντού γύρω μας. Ανέκαθεν βρίσκονταν. Κανείς όμως, δεν τις είχε προσέξει.Κανένας άνθρωπος, δηλαδή. Τα πτηνά είναι οι τελευταίοι απόγονοι των δεινόσαυρων.
Τα περιστέρια κι άλλα πουλιά προσανατολίζονται εκπληκτικά εύκολα. Αποδημούν και διανύουν χιλιάδες χιλιόμετρα χωρίς να χαθούν. Πώς; Εν μέρει, αναγνωρίζοντας οικεία τοπία, γνώριμα ορόσημα, όπως ποτάμια, βουνά, αστέρια. Ακόμα και ορισμένες οσμές μπορεί να οδηγήσουν τα αποδημητικά πτηνά.
Τα πουλιά όμως, έχουν και μια εσωτερική πυξίδα. Αισθάνονται το μαγνητικό πεδίο της Γης. Ο εγκέφαλός τους επεξεργάζεται μαγνητικά δεδομένα, όπως ο δικός μας τα οπτικά. Αισθάνονται τη διεύθυνση του πεδίου και ξεχωρίζουν το βορρά από το νότο. Να πώς ξέρουν τα πτηνά της Β. Αμερικής πού να πάνε το χειμώνα. Το πεδίο είναι ισχυρότερο στους πόλους, απ' ό,τι στον Ισημερινό. Αυτό το αξιοποιούν, για να βρουν το γεωγραφικό πλάτος τους. Υπάρχουν επίσης, κάποιες ανωμαλίες στο πεδίο. Σημεία, όπου είναι λίγο πιο αδύναμο ή δυνατό. Ακριβώς, όπως ένα χαρακτηριστικό βουνό, αυτές οι μαγνητικές ανωμαλίες μπορούν να γίνουν σημεία αναφοράς.
Χρησιμοποιούσαμε επί χιλιετίες ταχυδρομικά περιστέρια για να στείλουμε μήνυμα σε μακρινά μέρη. Ζωτικής σημασίας μέσο επικοινωνίας μέχρι και τον Β’ Παγκόσμιο Πόλεμο. Αν το καλοσκεφτούμε επικοινωνούμε πολύ καιρό μέσω μαγνητικών πεδιών. Μόνο, που δεν το ξέραμε.
Γιατί έχει μαγνητικό πεδίο ο πλανήτης μας; Τι το προκαλεί; Η απάντηση βρίσκεται στα έγκατα της Γης. Ο ρευστός σίδηρος, που γυρίζει γύρω από το στερεό τμήμα του πυρήνα, λειτουργεί ως καλώδιο, που μεταφέρει ηλεκτρικό ρεύμα. Κι όπως μας έδειξε ο Φαραντέι, το ρεύμα παράγει μαγνητικό πεδίο. Πάλι καλά, γιατί το μαγνητικό πεδίο μας προστατεύει από το ακτινοβολίες, που θα έκαναν μεγάλη ζημιά στη βιόσφαιρά μας. Η κοσμική ακτινοβολία σκίζει το DNA. Αν δεν υπήρχε μαγνητικό πεδίο θα είχαμε πολύ περισσότερες μεταλλάξεις. Ευτυχώς, αυτά τα κοσμικά βλήματα παγιδεύονται στις ζώνες Βαν Άλεν.
Γνωρίζοντας, ότι η ίδια η Γη είναι σαν ένας τεράστιος μαγνήτης
κατανοούμε μια από τις πιο όμορφες εικόνες του ουρανού. Το σέλας.Φορτισμένα ηλιακά σωματίδια, ο ηλιακός άνεμος, μας βομβαρδίζουν συνεχώς.
Φανταστείτε τον ηλιακό άνεμο σαν ηλεκτρικό ρεύμα. Το μαγνητικό πεδίο της Γης,
το διοχετεύει στους πόλους. Μόλις πέσει στην ατμόσφαιρα λάμπουν τα μόρια
οξυγόνου κι αζώτου σαν τεράστιοι φωσφορίζοντες λαμπτήρες.
κατανοούμε μια από τις πιο όμορφες εικόνες του ουρανού. Το σέλας.Φορτισμένα ηλιακά σωματίδια, ο ηλιακός άνεμος, μας βομβαρδίζουν συνεχώς.
Φανταστείτε τον ηλιακό άνεμο σαν ηλεκτρικό ρεύμα. Το μαγνητικό πεδίο της Γης,
το διοχετεύει στους πόλους. Μόλις πέσει στην ατμόσφαιρα λάμπουν τα μόρια
οξυγόνου κι αζώτου σαν τεράστιοι φωσφορίζοντες λαμπτήρες.
Τζέιμς Κλαρκ Μάξγουελ
Όταν ασχολήθηκε ο Φαραντέι με τη σημαντικότερη ανακάλυψή του, η ανέχεια των παιδικών του χρόνων έγινε ανυπέρβλητο εμπόδιο. Χρειαζόταν βοήθεια και τη βρήκε σε κάποιον, που ανήκε σε άλλο κόσμο.
Ο Μάικλ Φαραντέι είχε λύσει το γρίφο, που ταλαιπωρούσε τον Ισαάκ Νεύτωνα. Να, πώς έλεγε ο Ήλιος στους πλανήτες πώς να κινηθούν χωρίς να τους αγγίζει. Ο Ήλιος τους αγγίζει τους πλανήτες. Με το βαρυτικό πεδίο του. Και το βαρυτικό πεδίο της Γης λέει στα μήλα πώς να πέσουν.
Δυστυχώς, οι υπόλοιποι επιστήμονες πίστευαν, ότι ο Φαραντέι ονειρευόταν. Θαύμαζαν την επινοητικότητα και τα πειράματά του, θεωρούσαν όμως τις αόρατες δυναμικές γραμμές και τις ιδέες του για το φως και τη βαρύτητα θεατρινίστικες και χωρίς αδιάσειστα στοιχεία, που να τις στηρίζουν. Ορισμένοι χλεύαζαν απροκάλυπτα τις θεωρίες του. Ήθελαν να τις δουν να εκφράζονται στη γλώσσα της σύγχρονης Φυσικής: Με εξισώσεις. Εκεί όμως, η ένδεια των παιδικών του χρόνων και η ελλιπής εκπαίδευση ανέκοπταν την πορεία του. Δεν μπορούσε να κάνει τις πράξεις. Ο Φαραντέι είχε πέσει σε εμπόδιο, που δεν μπορούσε να υπερπηδήσει.
Τότε, εμφανίστηκε ο σπουδαιότερος θεωρητικός φυσικός του 19ου αιώνα. ΟΤζέιμς Κλαρκ Μάξγουελ γεννήθηκε στα πλούτη και τα προνόμια. Μοναχοπαίδι στοργικών μεσήλικων γονιών. Σε ηλικία είκοσι ετών ήταν ήδη καταξιωμένος μαθηματικός. Ενώ θεωρούσαν οι υπόλοιποι ξεπερασμένο τον Φαραντέι, σπουδαία μορφή του παρελθόντος, αλλά παρωχημένο, χωρίς θέση στο μέλλον, ο Μάξγουελ είχε καλύτερη κρίση.
|
Ξεκίνησε διαβάζοντας ό,τι είχε γράψει ο Φαραντέι σχετικά με τον ηλεκτρισμό. Πείστηκε, ότι τα δυναμικά πεδία του Φαραντέι υπήρχαν στ’ αλήθεια και βάλθηκε να τους δώσει ακριβή μαθηματική διατύπωση. Ήταν πλέον η σειρά του Φαραντέι να λάβει δέμα με βιβλιοδετημένες σημειώσεις: «Οι δυναμικές γραμμές του Φαραντέι από τον Τζ. Κλαρκ Μάξγουελ».
Στη Φυσική η εξίσωση είναι σύντομη περιγραφή ενός πράγματος, που μπορεί να αναπαρασταθεί στο χώρο και τον χρόνο. Η εξίσωση του τόξου ενός εκκρεμούς λόγου χάρη δείχνει, ότι το εκκρεμές δεν μπορεί ποτέ να ξεπεράσει το αρχικό του ύψος. Ο Μάξγουελ μετέφρασε σε εξισώσεις τις παρατηρήσεις του Φαραντέι κι ανακάλυψε μια ασυμμετρία. Σαν σπουδαίος μαθηματικός πρόσθεσε μόνο έναν όρο ως αντιστάθμισμα. Η μεταβολή αυτή μετέτρεψε το στατικό πεδίο του Φαραντέι σε κύματα, που απλώνονταν με την ταχύτητα του φωτός. Βρήκαμε σύντομα τρόπο να μεταμορφώσουμε τα κύματα αυτά σε αγγελιαφόρους των μηνυμάτων μας.
Επίλογος
Η τεχνολογία αυτή μεταμόρφωσε τον πολιτισμό μας από συνονθύλευμα κωμοπόλεων και χωριών σε οργανισμό με ενδοεπικοινωνία. Μας συνδέει με την ταχύτητα του φωτός. Μας συνδέει και με το Διάστημα.
Τίποτα δεν είναι τόσο θαυμαστό, που αποκλείεται να υπάρχει, αν συμβαδίζει με τους νόμους της φύσης
freeinquiry.gr
®1Greek Σκέψου....δεν είναι παράνομο ακόμη
COMMENTS