13. Az űr felfedezése

A 13. SF Világkongresszus volt számomra mindeddig a legkellemesebb ilyen rendezvény, Clevelandban, 1955-ben. Kisebbfajta összejövetel volt, mindössze háromszáz résztvevővel, és nagyon barátságos, ráadásul én voltam a díszvendége, ami sokat lendített a helyzeten.

Az sem keveset nyomott a latban, hogy akkor jóval fiatalabb voltam, mint most, ott volt számos jóbarátom, akiknek jó része (valamely furcsa egybeesés folytán) sokkal fiatalabb és jóképűbb volt akkor, mint manapság, némelyek pedig, ó jaj! sokkal élőbbek voltak, mint ma.

Az egyik csodálatos ember, akivel ezen a kongresszuson ismerkedtem meg, a S and SF akkori szerkesztője, Anthony Boucher volt. Ő volt a rendezvény ceremóniamestere, kedves és udvarias ember, aki ma már nem él, de ott van mindazok szívének szentélyében, akik valaha ismerték.

Igencsak meglepődtem tehát, amikor a konferencia egyik résztvevőjét említvén neki, a lágyszívű Tony felcsattant:

– Azt ki nem állhatom!

Annál különösebb volt a dolog, mivel az említett igen rendes fickónak látszott, egyáltalán nem esett nehezemre megkedvelnem. (Persze általában nem esik nehezemre megkedvelnem bárkit). Megkérdeztem hát:

– Ugyan, mi bajod vele, Tony? Egész rendes alaknak látszik.

– Nem iszik! – csóválta meg a fejét barátom.

Rámeredtem. Nem is sejtettem, hogy az ivás Tony rokonszenvének záloga. Aggodalmas képpel jegyeztem hát meg:

– De Tony, hiszen én sem iszom!

– Az egészen más – vágta rá Tony. – Ő megjátssza, hogy nem iszik, te pedig azt játszod meg, hogy éppolyan spicces vagy, mint bárki más.

Valójában rendesen ittas voltam. Annak a kongresszusnak minden megrészegült résztvevője kijózanodik néhanap és akkor fogát vicsorgatja a világra, de én már sohasem józanodom ki egészen. Azért, mert én nem függök az alkoholtól, sem bármilyen kemikáliától, hogy az olajozza gépezetemet. Számomra az egész élet egyetlen hosszú mámor és például egy-egy ilyen tanulmány megírása éppen elég számomra, hogy még komisz helyzetekben is rózsaszínben lássam a világot. (Egyszer például három S and SF esszét írtam meg egyvégtében, amikor aranyos, szőketincsű, kékszemű kislányom eltörte a bokáját.)

Nos, akkor lássunk hozzá most is!

A mindennapi életben rendszerint úgy gondolunk a levegőre, mint valami teljesen semmis dologra. Ha mondjuk belenézünk valami edénybe, amiben semmi sincs, csak levegő, azt mondjuk: üres. Valamennyicske igazság még van is ebben, ha a levegőt a környezetünkben előforduló más tárgyakkal hasonlítjuk össze.

A legsűrűbb anyag, amelyet itt, a földfelszínen, átlagos körülmények között ismerünk, az ozmium. Egy köbcentiméter ozmium tömege 22,57 gramm, más szóval a sűrűsége 22,57 g/cm³. (Azok számára, akik nehezen boldogulnak a metrikus mértékegységekkel: 1 köbhüvelyk = 16,39 köbcentiméter, egy uncia pedig 28,349 g. Az ozmium eszerint 13,04 uncia /köbhüvelyk. De a továbbiakban a metrikus rendszerhez tartom magam.)

Összehasonlításképpen, a levegő sűrűsége körülbelül 0,00128 g/cm³, ami az ozmiuménak mintegy 1/17.600 része. Ilyen körülmények között csábító a gondolat, hogy a levegőt semmibe vegyük.

Az, hogy a levegőnek egyáltalán van tömege, következésképpen a Föld gravitációs mezeje vonzást gyakorol rá, és így a súlya meg is mérhető, csak 1643-ban derült ki véglegesen. Abban az évben Evangelista Torricelli, olasz fizikus (1608-1647) bebizonyította, hogy ha egy, egyik végén nyitott csövet megtöltünk higannyal, majd szintén higanyt tartalmazó edénybe merítjük, tartalmának nem folyik ki egésze. A csőben korlátlan ideig 76 cm magasságú higanyoszlop marad, amelyet az edényben a levegő higanyra gyakorolt nyomása tart a helyén.

A higany sűrűsége 13.546 g/cm³, ez pedig a levegő sűrűségének 10.538-szorosa. Ez azt jelenti, hogy a zárt csőben felfüggesztett higanyoszlop ellensúlyozásához 10.583-szor magasabb légoszlopra van szükség. És mivel a higanyoszlop magassága 76 cm, a légoszlopnak 8,04 km, (azaz csaknem pontosan 5 mérföld) magasnak kell lennie.

Ez forradalmi jelentőségű felismerés volt. Addig úgy vélték, hogy a levegő a végtelenségig terjed a magasba, legalábbis a Holdig mindenképpen, de talán egészen a csillagokig elér.

A legkorábbi fantasztikus történetekben ezért juthattak el a holdra emberek valami gigászi forgószél vagy különös járműveik elé fogott nagy madarak segítségével. Az ilyesmi azonban csak akkor történhetne meg, ha a levegő mindenütt jelen volna az univerzumban.

Ekkor értették meg először az emberek, hogy a levegő, vagyis a légkör szigorúan helyi jelenség, szorosan simul a földfelszínhez és rajta túl nincs semmi. El kellett fogadniuk a tényt, hogy a Föld és a Hold (vagy tágabb megfogalmazásban: bármely két égitest) között kisebb vagy nagyobb üres tér tátong. Az ilyen téren egyetlen ismert módon, az akció-reakció elvének alkalmazásával juthatunk keresztül, ahogyan a rakéta is. Ezt a tételt elsőként Isaac Newton (1642-1727), angol tudós dolgozta ki 1687-ben.

Torricelli kísérlete, bizonyos értelemben így vezetett el az űr felfedezéséig. Valójában az egész világmindenség, a Földet, önöket és jómagamat is beleértve, az űrben lebeg. E szóval általában azt a teret jelöljük, amely a földi légkörön kívül helyezkedik el, ahol lényegében semmi sincs, s amelyet a tértől általában a „külső tér” kifejezéssel különböztetünk meg.

Az „űr” tehát afféle alternatív kifejezés, olyasmi, mint a „vákuum”, lényegében az ürességet fejezi ki, s mivel a jelen esszé témájához a legjobban illik, a továbbiakban ezt használom. Torricelli kísérlete tehát ennek az űrnek a felismeréséhez vezetett el.

De mennyire üres az űr? Talán teljesen? Példának okáért a légkör nem csupán 5 mérföld magas. Ez csak akkor lehetne így, ha a levegő mindenütt egyforma sűrű volna, ám ez lehetetlen. Ezt már abból a tényből is levezethetjük, amelyet Robert Boyle, brit tudós (1627-1691) bizonyított be, s amely szerint a gázok nyomás hatására komprimálódnak és összesűrűsödnek.

A légkör alsó rétege, amelyben mozgunk, lélegzünk, létezünk, összenyomódik a fölötte lévő, több mérföldnyi levegő súlya alatt, tehát olyan gáztengerben tartózkodunk, amely sokkal sűrűbb, mintha ez a nyomás nem nehezedne rá. Ahogyan a légkörben egyre magasabbra emelkedünk, fokozatosan csökkenő súly helyezkedik el fölöttünk, ennélfogva a lefelé ható légnyomás is csökken. Következésképp a magasság növekedésének mértékében a levegő is mind ritkábbá válik. Amint sűrűsége csökken, kifelé és felfelé terjed, és sokkal nagyobb magasságokig eljut, mintha sűrűsége mindenütt egyenletes volna.

Így például a 8,8 km magas Mount Everest csúcsán a légnyomás csak mintegy 3/8-a a tengerszinten mérhetőnek. Ez már éppen csak elég, hogy az életünk fönntartásához szükséges oxigént tüdőnk a szervezetünkbe pumpálhassa. Ami tehát a számunkra és más élőlények számára még elviselhető légkört illeti, az csak 9-10 kilométerig terjed felfelé.

Az atmoszféra ettől függetlenül tovább emelkedik, ritkul, egyre kevésbé alkalmas aktív élet fenntartására (bár spórák és más szaporítósejtek életben maradhatnak benne.). Felfelé való kiterjedését követendő, tekintsük meg a légkört más oldalról is.

A tiszta, száraz levegő térfogategységének 78,084 százaléka két-két atomból összetevődő nitrogénmolekulákból (N₂) áll.

Újabb 20,947 százalék benne a kétatomos molekulájú oxigén (O₂). Ezután 0,934 százalék egyatomos argon (Ar) következik, végül 0,032 százalék széndioxid, amely egy szén és két oxigénatomból tevődik össze (CO₂).

A légkörnek e négy alkotórésze együttesen 99,997 százalékát teszi ki. A fennmaradó 0,003 százalékba ugyan belezsúfolódik még vagy tucatnyi, nyomokban előforduló anyag, de azokat nyugodtan figyelmen kívül hagyhatjuk.

Ismerjük az egyes argonatomok, nitrogén, oxigén és széndioxid-molekulák tömegét. Mivel egy köbcentiméternyi levegő tömege is ismeretes, kiszámíthatjuk, mennyi részecske (e szót használhatjuk mind az argonatomok, mind az említett gázok molekuláinak jelölésére) található egy köbcenti levegőben, normális körülmények között. Ez a szám 26.880.000.000.000.000.000, más szóval csaknem 27 milliárdszor milliárd.

A Mount Everest csúcsán ez a szám még mindig körülbelül 10 milliárdszor milliárd, de már éppen csak elég az életünk fenntartásához.

A tengerszint fölött 100 kilométerrel az atmoszféra már kevesebb mint egy milliomod sűrűségű, mint odalent, ami kiváló laboratóriumi vákuumnak tekinthető, de még mindig tízezer milliárd részecske van egy köbcentiméterben.

Háromezer kilométer magasságban ez a mutató már csupán a tengerszinti egymilliárdodrészének milliomodrésze, de ez még most is 10.000 részecskét jelent köbcentiméterenként. Még a tengerszinttől 30.000 kilométernyire, vagyis majdnem a Föld-Hold távolság tizenkettedrészén is 10 részecske található a tér egy köbcentiméterében.

Láthatjuk tehát, hogy a külső gázfoszlányok egyre ritkábbakká válnak, de mennyiségük még a távoli űrben sem szükségszerűen csökken zérusra. Lehet, hogy köbcentiméterenként, sőt köbméterenként már csupán egy-egy részecskét jelent, de mégsem nullát. Más szóval az űr sohasem teljesen üres.

De semmi értelme sincs e téren tökéletességre törekednünk. Megállapodhatunk egy tetszőleges sűrűségi határban és kijelenthetjük, hogy addig terjed a légkör, míg utána már az űr következik. Így a Föld légkörének legmagasabban megfigyelhető jelensége a sarki fény, amely némelykor 1.000 kilométerig is felnyúlhat, ahol már csak mintegy 300.000 részecske található köbcentiméterenként. Nevezzük tehát űrnek azt, ami ezen kívül helyezkedik el, de nem azért, mert teljesen, hanem mivel eléggé üres hozzá.

Ennek megfelelően az egész tér űrnek tekinthető, leszámítva a nagyobb égitestek körüli, szánalmasan vékony rétegeket.

Természetesen, a mi napunkhoz hasonlóan minden csillagnak és minden óriás gázbolygónak (amilyen a Jupiter, a Szaturnusz, az Uránusz és a Neptunusz) van légköre. Az óriás gázbolygóknál kisebb testeknek viszont ritkán. A mi naprendszerünkben csak négy, az óriásbolygóknál kisebb testről ismeretes, hogy légkörrel rendelkezik. Ezek a bolygók közül a Vénusz, a Föld és a Mars, valamint a Titán a holdak közül.

Miután Torricelli bebizonyította a földi légkör véges voltát, a tudósok hamarosan rájöttek, hogy a Holdnak például nincs atmoszférája.

Vizsgáljunk meg egy kérdést! Miért van jelen az argon önálló atomok formájában, míg a nitrogén és az oxigén kétatomos molekulákat alkot? Ne merüljünk el a kvantummechanika részleteiben, csak annyit szögezzünk le, hogy az argonatom elektronhéja rendkívül szilárd. Ez a stabilitás nem bontható meg azáltal, hogy az argonatom egyik elektronját megosztja egy másikkal vagy bármilyen egyéb atommal. Az argonatomok így tehát magányosak maradnak.

Az oxigén vagy a nitrogén atomjainak elektronszerkezete azonban nem ilyen szilárd. Stabilitásuk ugyanakkor jelentősen megnövekszik, ha két-két nitrogén vagy oxigénatom egyes elektronjait megosztja egymással.

Összekapcsolódásukkor ezek az atomok leadják azt a fölös energiát, amely instabil állapotuk fönntartásához volt szükséges. Az ilyen párok szétválasztásához ezt a plusz energiamennyiséget valahogy vissza kell juttatni a molekulába. Ez azonban nem könnyű feladat és valójában magától elő sem fordul a légkörben, miáltal az oxigén és nitrogénmolekulák korlátlan ideig változatlanul fönnmaradhatnak benne.

Ahhoz azonban, hogy önálló atomok megosztozhassanak elektronjaikon, nagyon közel kell lenniük egymáshoz, annyira közel, hogy szinte egymásba ütközzenek. Normális légköri viszonyok között ennek nincs is semmi akadálya.

Tegyük fel, hogy a légkör valamennyi nitrogén és oxigénatomja magányosan pompáznék. Akkor mi történne?

Nos, ha az oxigén és nitrogénmolekulák önálló atomokra hasadnának, a légkör egy köbcentiméterében körülbelül 53 milliárdszor milliárd részecske volna, egyedi atomok formájában. Ha ezek az atomok mozognának, mindegyiküknek csupán (átlagban) 3,5 milliomod centimétert kellene megtennie egy másik atommal történő összeütközésig. Mivel az atomok mozgása másodpercenként mintegy 6.500 centiméteres sebességgel (óránként csaknem 100 mérfölddel) történne, közel 200 millió ütközésre kerülne sor másodpercenként. Ez azt jelenti, hogy a másodperc egy csekély törtrésze alatt minden egyes atom párjára találhatna. Az oxigén- és nitrogénatomok oxigén- és nitrogénmolekulákká alakulnának, az ezáltal felszabaduló energia pedig az egész légkört izzóvá hevítené.

Felfelé haladva a légkör azonban egyre ritkábbá válik. Köbcentiméterenként kevesebb részecske van benne, következésképpen egymástól nagyobb távolságra. Az egyes részecskéknek ezért némileg hosszabb utat kellene megtenniük, ami kicsit tovább tartana, mielőtt összeütközhetnének egymással.

A tengerszint fölött 85 kilométerrel egy-egy részecskének már átlagosan egy teljes centimétert kellene megtennie, hogy az ütközés létrejöjjön. Hatszáz kilométeres magasságban ez a távolság már tízmillió centiméterre (62 mérföldre!) növekedne minden ütközés között. Az űrben lévő részecskék tehát aligha ütköznének egymáshoz valaha is.

A bolygó felszínétől tekintélyes távolságra a Nap energiasugárzása (az ibolyántúli fény és röntgensugarak) már biztosíthatják a szükséges energiát az oxigén és nitrogénmolekulák önálló atomokra történő felbontásához. (Ez a sugárzás szerencsére jóval előbb elnyelődik, semhogy elérné a légkör alsóbb rétegeit és ott példátlan felfordulást okozna.) A ritkább térben az egyes atomok nem könnyen ütközhetnek össze, más szóval, minél magasabbra jutunk, annál valószínűbb, hogy mind több önálló atommal találkozunk.

Igen nagy magasságokban az oxigén és a nitrogén rendszerint teljesen eltűnik, hogy a hidrogénnek és a héliumnak adja át a helyét. E két elem a légkör alsóbb rétegeiben csak elenyésző mértékben fordulhat elő. Minden millió részecske között csak öt héliumatom (He) akad, amely mellesleg az ismert atomok között a legstabilabb elektronhéjjal rendelkezik. És minden tízmillió részecske között található öt, két hidrogén atomból álló hidrogénmolekula (H₂).

Valamennyi gáz közül a hidrogén és a hélium a legritkább, s ezért általában az egyéb gázok fölött lebegne, ha a hőmérséklet különbségei nem kevernék össze a légkört. Ezek a részecskék egyben a legkisebb és legkönnyebb atomok, ezért a leggyorsabban mozognak, és a legkevésbé valószínű, hogy valamely gravitációs mező fogva tarthatja őket. E két tulajdonságuk amellett szól, hogy minden más gáznál könnyebben találjanak utat a légkör magasabb rétegeibe és „szökjenek” ki az űrbe.

Mellesleg a hidrogén és a hélium az univerzum két legközönségesebb eleme. Minden ismert atom közül megközelítőleg 90 százalék hidrogén és 9 százalék hélium, míg az összes többi létező elem alkotja a maradék egy százalékot.

Ez talán hihetetlenül hangzik, hisz a Föld maga, a Hold, a Mars, a Vénusz, a Merkúr és a többi égitest csupa más elemből épül fel. Viszont a Nap és az óriás gázbolygók főként, vagy csaknem teljesen, hidrogénből és héliumból állnak, s mivel ez az öt égitest teszi ki a naprendszer tömegének mintegy 99,9999 százalékát, a többi égitest, köztük a mi Földünk kémiai összetétele egy maréknyi tollpihét sem jelent.

Amikor az ókori görög filozófus, Démokritosz (kb. Kr. e. 460-370) kidolgozta atomelméletét, úgy vélte, hogy az anyag kizárólag atomokból áll. Úgy fogalmazott, hogy csak atomok léteznek és közöttük az űr.

Miután Torricelli sorsdöntő kísérletét felfogták, és kiderült, hogy a levegő mégsem tölti ki az univerzumot, sor kerülhetett Démokritosz elméletének nagyobb lélegzetű átalakítására. Úgy találták, hogy az űrben nem létezik más, csak az űr és a csillagok.

Szabad szemmel ez valóban igaznak tűnik. Látjuk a csillagokat, de rajtuk kívül csak a fekete égboltot, amely látszólag nem tartalmaz semmit. Távcsővel nézve az űr szemre puszta szelvényeiről is kiderül, hogy tele vannak szabad szemmel nem látható csillagokkal, de közöttük megint csak üresség tátong. Nem számít, mekkora a távcső felbontóereje és hány csillagot fedezünk fel, mindig csak újabb és újabb üres térrészek feszülnek közöttük.

Ennek alapján eldönthetjük, hogy a világmindenség egyedüli figyelemreméltó objektumai a csillagok (és az esetleg hozzájuk tartozó bolygók), a köztük lévő tér pedig, úgyszólván teljesen érdektelen. Mit is mondhatna az ember a semmiről, vagy a csaknem semmiről?

És mégis, alig pár évvel a távcső feltalálása után az űrben olyan objektumokra bukkantunk, amelyek nem tűntek csillagoknak.

1612-ben Simon Marius (1573-1624) német csillagász, egy homályos fényfoltról számolt be az Androméda csillagképben. A homályos foltok egészen másként látszottak, mint a csillagok éles pontjai, s ezért „ködöknek” nevezték el őket (a „felhő” jelentésű latin szó nyomán). A Marius által felfedezettet például három évszázadon át „Androméda-nebulának” (ködnek) nevezték.

Azután 1619-ben Johann Cysat, svájci csillagász (1586-1657) felfigyelt rá, hogy az Orion „kardjának” középső csillaga is inkább ilyesféle halvány fényfolt, mintsem éles pont. Ennek lett azután „Orion-köd” a neve.

Ahogy a távcsövet tökéletesítették, egyre több ilyen homályos fényfolt tűnt fel az égen, a túllelkesült csillagászok pedig nemegyszer üstökösnek nézték őket. Charles Messier, francia csillagász (1730-1817) 1771-től kezdődően jó száz olyan objektum listáját állította össze, amelyek bolonddá tehették volna az üstökösvadászokat, ha előre nem figyelmeztetik őket.

Amint később kiderült, a Messier listáján szereplő számos objektum nem más, mint csillagcsoport. Az Androméda-köd például nem por vagy ködfelhő, hanem több százmilliárd csillag óriási halmaza, de olyan iszonyú távolságban van tőlünk, hogy egyes csillagai homályos fényfoltban olvadnak össze. Az ilyen halmazokat manapság „galaxisoknak” nevezzük, ezért beszélünk „Androméda galaxisról” is. A Messier által felsorolt objektumok közül harmincnyolc bizonyult ilyen galaxisnak.

A Messier listáján szereplő több objektum a mi tejútrendszerünkben van, de „gömbszerű” vagy „nyílt csoportokat”, pár száztól néhány százezerig terjedő számú, egybemosódó csillag-tömörüléseket alkotnak. Az említett listán ötvennyolc ilyen tömörülés található.

Vannak ezen kívül csillagok, amelyek valamilyen heves megrázkódtatáson mentek keresztül, és az emiatt belőlük kiáramló, hatalmas mennyiségű por és gáz izzik fel az érintett csillag fényében. Ezek az úgynevezett „planetáris-ködök” közülük is felkerült egypár a listájára. Messier első tétele például „Rák-köd”, egy olyan csillag maradványa, amely szupernóvaként kilenc és fél évszázaddal ezelőtt csaknem teljesen szétrobbant.

Akad azonban néhány olyan csillagköd, amelyről kiderült, hogy valóban hidrogén- vagy héliumatomokból álló, fénylő felhő. Ezek egyike az Orion-köd. További kettő az (alakja után így elnevezett) „Észak Amerika-köd” a Cygnus csillagképben, valamint a Nyilas csillagképben lévő „Laguna-köd” (mely utóbbi arról kapta a nevét, hogy két része között mintegy sötét lagúna húzódik).

Az Orion-köd azért világít, mert hatalmas terében számos forró csillag helyezkedik el, melyek felmelegítik a benne lévő gázokat, s energiatöbbletet biztosítanak a hidrogénatomoknak, mire azok megválnak elektronjaiktól és ionizálódnak. Az ilyen ionizált hidrogén rendszerint fény formájában sugározza ki energiatöbbletét. Az atomok a ködben lévő csillagokból állandóan visszanyerik energiájukat, és folyamatosan sugározzák magukból a fluoreszkáló izzást, ezért „fénykibocsátó ködnek” is nevezik őket.

Szinte megdöbbentő, hogy ez a halvány izzás a bennünket az ilyen ködöktől elválasztó óriási távolság ellenére látható. Gázaik ráadásul rendkívül ritkák, hiszen köbcentiméterenként csak 1.000-10.000 részecskét tartalmaznak. Ez a sűrűség a mi földünk légkörének felel meg 3-10.000 kilométeres tengerszint fölötti magasságban, és eléggé csekély ahhoz, hogy az ilyen ködök lényegében megfeleljenek az „űr” fogalmának. Mégis, ha az akár ilyen ritkán szétszóródó atomok is több köbfényévnyi teret töltenek ki, ez már elég a látható izzás kibocsátásához.

Vannak ennél ritkább, köbcentiméterenként csupán mintegy 100 atomos felhők is. Ezek felfedezése sokkal nehezebb, mivel sűrűségük körülbelül a mi légkörünk 20.000 kilométer magasban lévő rétegével egyezik meg. Végül a legüresebb tér, a legritkább űr, csupán 0,3 részecskét tartalmaz köbcentiméterenként (ami köbhüvelykenként ötnek felel meg.)

Természetesen nem minden köd világít. Mikor a német-brit csillagász, William Herschel (1738-1822) a Tejutat tanulmányozta, felfedezett benne részeket, ahol nagyon kevés csillag fordul elő, ha egyáltalán akad. Ezeknek a sötét vidékeknek határozott, néha egészen éles körvonalai vannak, míg túloldalukon csillagok seregei ragyoghatnak.

Herschel a lehető legegyszerűbb magyarázatot adta: úgy tekintette, hogy a Tejút e sötét foltjaiban valóban nincsenek csillagok. Szerinte ezek a csillagok tömegein áthaladó üres alagutak és lényegében a Tejúton túli űr mélységes sötétjét tárják fel előttünk. A Föld feltehetően úgy helyezkedik el, hogy róla belenézhetünk az ilyen alagutak nyílásába. „Az égben – jelentette ki Herschel – nyilvánvalóan lyukak vannak”.

Valójában számos ilyen terület létezik, s az idő múlásával egyre többet ismertek fel és írtak le. Edward Emerson Barnard, amerikai csillagász (1857-1923) 1919-re 182 ilyen sötét régiót katalogizált, ma ismert számuk pedig jóval meghaladja a 350-et.

Barnard, és tőle függetlenül Max F. J. C. Wolf, német csillagász (1863-1932) arra a következtetésre jutott, hogy aligha lehet a Tejútban ennyi „lyuk”, amelyek mindegyikébe bepillanthatnának a földi csillagászok.

Sokkal valószínűbbnek tűnt, hogy ezek a sötét foltok valójában hatalmas részecskefelhők, de nincsenek bennük csillagok, ezért nem töltődnek fel energiával, nem világítanak, hanem hidegek és sötétek maradnak. Az ilyen ködök elállják a mögülük érkező csillagfény útját, ezért látszanak sötét foltnak a széleik mellett továbbhaladó fény előterében.

E „sötét ködök” semmiképpen nem látszottak a csillagok termékeinek. Éppen ellenkezőleg, a mai csillagászok véleménye szerint a sötét ködökből megfelelő körülmények között csillagok alakulhatnak ki. A mi egész naprendszerünk is egy sötét ködből keletkezhetett, amely nem sokkal kevesebb, mint ötmilliárd évvel ezelőtt összesűrűsödött, és anyagából megteremtette a Napot és bolygóit.

Ha egy sötét köd elég nagy méretű, egyszerre több csillag is keletkezhet benne, amelyek közül az elsők már elég fényt szolgáltathatnak a fénykibocsátó köd létrejöttéhez. Bizonyos ködökben, például az Orion csillagképbeliben, rendívül sötét, kis, köralakú foltok észlelhetők. Bart Jan Bok, német-holland csillagász (1906-1983) nevével élve, aki a negyvenes években elsőként tanulmányozta őket, ezek az úgynevezett „Bok-ködök”. Feltételezik, hogy ezek a szemünk láttára összesűrűsödő gázfelhők, és (csillagászati mércével mérve) rövid időn belül új csillagok születnek majd belőlük.

A fénykibocsátó ködökhöz hasonlóan a sötét foltok is főként megközelítőleg azonos sűrűségű hidrogénből és héliumból állnak, ám puszta természetük is arra utal, hogy alkotóelemeik nem csupán gázok. Ha egy sötét köd minden köbcentiméterében 10.000 hidrogén és héliumatom van, emellett még tartalmazhat 100-100 porszemcsét is, amelyek mindegyike több tíz vagy éppen száz atomból áll, beleértve a szilícium és különféle fémek atomjait is.

Egyszerűen azért tudjuk, hogy így van, mert a sötét köd elnyeli a napfényt. Egy porrészecske százezerszer hatékonyabb fényelnyelő, mint bármilyen gáz atomja vagy molekulája. Erről saját légkörünk példáján is meggyőződhetünk.

A Föld légkörében lévő gázok molekulái igen csekély mértékben járulnak hozzá a napfény elnyelődéséhez, de bocsássunk csak közéjük némi vízgőzt vagy pár porszemcsét és a helyzet máris megváltozik. A rengeteg gázmolekulához képest talán csak igen kevés folyadék vagy szilárd anyagszemcse van jelen, ám e részecskék ködöt vagy párát alkotva leárnyékolják a nap fényét.

Ha egy csillagköd részecskéinek csupán 1 százaléka por, és a többi 99 százalék gázok atomjaiból és molekuláiból áll, ez a kevés por mégis 99,9 százalékban felelős a fény elnyelődéséért.

És mégis, bár egyes ködök kibocsátják, mások ellenkezőleg, elnyelik a fényt, és bár e tulajdonságaiknál fogva mindketten nagyon figyelemreméltók, valami még rejtélyesebb és lenyűgözőbb dolog megy végbe bennük. A következő fejezetben e jelenséget igyekszem majd bemutatni.