konkoly . hu
Huszonnyolc tudományos akadémia választotta tagjává
100 éve született
Viktor Ambarcumjan
Szabados László
az MTA doktora, MTA Konkoly Thege Miklós Csillagászati Kutatóintézet
szabados konkoly . hu
Napjainkban a tudományos kutatás fokozódó mértékben csapatmunka, így egyre ritkábban születnek egyetlen kutató nevéhez, teljesítményéhez köthetõ eredmények. A huszadik században viszont még bõven akadtak meghatározó eredményeket egyedül elért tudósok. A száz évvel ezelõtt született Viktor Amazaszpovics Ambarcumjan (1908. szeptember 18. − 1996. augusztus 12.) azzal tûnik ki közülük, hogy a saját tudományterületén, a csillagászatban elért úttörõ jellegû és maradandó eredmények mellett az általa kidolgozott módszerek a csillagászattól távol esõ más tudományágak számára is új lehetõségeket nyitottak. A számítógépes tomográfiával foglalkozó orvosok, mérnökök, vagy valamely geofizikai, környezetszennyezési, ipari stb. vizsgálatot inverz problémaként értelmezve elvégzõ kutatók talán nem is tudják, hogy a tomográfia − számítógép nélküli − csírái és az inverz probléma megfogalmazása egyaránt Ambarcumjan fiatalkori munkáiban találhatók meg.
Viktor Ambarcumjan grúziai örmény családban született, Tbilisziben. Apja, Amazaszp Ambarcumjan író-filológus nevéhez fûzõdik Homérosz Iliász-ának örmény nyelvû fordítása. A kiváló képességû fiú a leningrádi egyetemen tanulva húszévesen kapott diplomát, miközben elsõ tudományos közleménye már tizennyolc éves korában megjelent.
Az egyetemen fõként a csillagászati és matematikai kurzusok érdekelték, a fizika − eleinte − kevésbé. Az akkoriban gyorsan fejlõdõ kvantummechanika felépítésének logikája és a statisztikus mechanika hatására azonban a fizikához is közelebb került. Pályájára visszaemlékezve Ambarcumjan úgy fogalmazott, hogy kutatóként mindig olyan témákra koncentrált, amelyeknél a logikai konzisztencia fontosabb szerepet kapott, mint a fizikai ismeretek. Kutatásait õ maga három fõ irányba sorolta: az invariancia elvének alkalmazása az energia sugárzás útján történõ terjedésének elméletében; az asztrofizika inverz problémái; a csillagok és galaxisok keletkezésének és fejlõdésének empirikus vizsgálata.
Egyetemi szakdolgozatában a sugárzási egyensúly integrálegyenletének megoldásával foglalkozott, majd kezdõ kutatóként − a nagyhírû Pulkovói Obszervatóriumban − a sugárzás asztrofizikai közegekben fellépõ elnyelését és szórását vizsgálta. A csillagok légkörében és a csillagközi felhõkben terjedõ sugárzás anizotrop (azaz iránytól függõ módon) szóródik, ráadásul a sugárzás elnyelése majd újra kibocsátása során az energiát szállító foton hullámhossza is megváltozhat, ezek következtében pedig a sugárzással történõ energiatranszfer matematikai leírása nagyon elbonyolódik. Matematikai képzettségét és a logika iránti igényét kihasználva Ambarcumjan egy olyan tag betoldásával, amelyre nézve a jelenség invariáns, a komplikált integrálegyenlet helyett egy sokkal egyszerûbben megoldható nemlineáris funkcionálegyenletre vezette vissza az anizotrop szórás leírását. Az invariancia-elvet utóbb más tudományterülete-ken is sikeresen alkalmazták, például a kombinatorikus integrálgeometriában.
Szépsége és egyszerûsége ellenére az invariancia elvének csillagászati alkalmazása nem elégítette ki Ambarcumjant, mivel a megoldhatóság érdekében akkoriban még túl sok közelítéssel kellett élni a sugárzás útján történõ energiaszállítás vizsgálatánál. Ekkor − még mindig huszonévesen − olyan témák keltették fel Ambarcumjan érdeklõdését, amelyeknél empirikus tények segítségével lehet következtetni valamely asztrofizikai jelenség mögött meghúzódó szabályosságra vagy akár törvényre. Ennek az inverz problémának nevezett megközelítésnek vált az egyik úttörõjévé és elterjesztõjévé. Az inverz problémánál tehát a tapasztalati (a csillagászatban megfigyelésekbõl kapott) adatok alapján kell következtetni a vizsgált rendszer jellemzõ tulajdonságaira. A következményekbõl kell megállapítani a kiváltó okot, vagy kis túlzással: a válasz alapján kell megfogalmazni a helyes kérdést. Az ilyen problémamegoldásnak az a nehézsége, hogy a tapasztalt viselkedés egymástól eltérõ tulajdonságú modellekkel is leírható, illetve a modell jellemzõ paramétereinek számát növelve a megoldás egyre jobban elbonyolódik.
Az inverzió módszerét a tudomány és a hétköznapi élet szinte minden területén alkalmazzák, itt csupán néhány tipikus példát említünk. A szeizmikus inverzió során a Föld különbözõ pontjain elhelyezett szeizmográfok méréseibõl következtetnek a földrengés kipattanásának pontos helyére, a földkéreg és -köpeny szerkezetére, tulajdonságaira, s mindezt a rengéshullámok megfigyelt beérkezési ideje és erõssége alapján. A környezetvédelemben inverz probléma a vizeket szennyezõ források, ipari létesítmények felkutatása a különbözõ helyeken vett vízminták alapján. Az orvosi diagnosztikában pedig a sebészi feltárást szükségtelenné tevõ számítógépes tomográfia, amelynél kívülrõl történõ mérésekkel határozzák meg a vizsgálandó szerv vagy szövet pontos alakját, helyzetét.
A tomográfia elõfutárának éppen Ambarcumjan egyik kutatása tekinthetõ. Az 1930-as évek közepén, tehát jóval a számítógépes korszak kezdete elõtt − akkor már a leningrádi egyetem professzoraként − azt vizsgálta, hogy a Nap közelében levõ csillagok térbeli mozgásának három koordináta menti eloszlásfüggvényét le lehet-e írni csak a látóirány menti mozgáskomponens ismeretében. A mozgásnak ez az összetevõje ugyanis a másik két komponensnél sokkal pontosabban megállapítható. A látóirányú mozgás hatására a csillagok színképében látható vonalak hullámhossza a Doppler-effektusnak megfelelõen megváltozik a laboratóriumban mérhetõ értékhez képest. A hullámhossz-eltolódást megmérve a radiális irányú sebesség sokkal pontosabban meghatározható, mint az erre merõleges két koordinátairány menti mozgás. Ambarcumjannak sikerült megtalálnia a megfelelõ matematikai módszert a felvetett probléma megoldására. Ma ezt a munkát tekintik a képalkotó tomográfia csírájának.
A csillagok térbeli eloszlásával foglalkozva magától értetõdõ, hogy a néhány évvel korábban kimutatott csillagközi fényelnyelés is felkeltette Ambarcumjan érdeklõdését. Elsõként hangoztatta (1938-ban), hogy a csillagközi anyag nem egyenletes eloszlású − egyszersmind bevezetve a csillagközi felhõ fogalmát −, és a tõle megszokott matematikai eleganciával kimutatta, hogy a Tejút mentén tapasztalható fényességfluktuáció valószínûségi eloszlása invariáns a megfigyelés helyére nézve.
Még egy alapvetõ csillagászati fogalom bevezetése fûzõdik Ambarcumjan nevéhez: a fiatal csillagcsoportosulásokat õ nevezte el asszociációknak (magyarul csillagtársulások). Itt nem is az elnevezés a fontos, hanem annak a felismerése, hogy az esetleg nagy területre kiterjedõ asszociáció tagjai egyidejûleg keletkeztek, méghozzá nemrégen, tehát a csillagkeletkezés nem lezárt folyamat, hanem jelenleg is zajlik. Öreg asszociációkat azért nem lehet találni, mert a környezetükben levõ csillagok gravitációs hatására a csillagtársulások idõvel szétesnek. Az asszociációk legfeljebb néhány millió éves korának felismerése és a kialakulásuk utáni szétszóródásuk posztulálása nagyot lendített a csillagkeletkezéssel kapcsolatos kutatásokon.
Abból, hogy a csillagok csoportosan keletkeznek, majd eltávolodnak egymástól, Ambarcumjan arra következtetett, hogy a csillagok valamilyen sûrû anyagból képzõdnek, és a rendszer fejlõdése az átlagsûrûség csökkenésével jár együtt. A szupersûrû, presztelláris anyag létével próbálta magyarázni a csillaggá válás elõtti utolsó fejlõdési fázisban − a flercsillagokon − bekövetkezõ kitöréseket is. Hasonlóképpen valamiféle szupersûrû anyag létét tételezte fel azoknak az extragalaxisoknak a magjában is, amelyekben heves aktivitásra utaltak a megfigyelések.
A csillagkeletkezéssel kapcsolatos „eretnek” nézetét a szakmabeliek kezdettõl fogva bírálták, mivel akkoriban (az 1950-es években) már szaporodtak az arra utaló megfigyelések, hogy a csillagok a ritka csillagközi anyag összesûrûsödésével keletkeznek. Az optikainál hosszabb hullámhosszú, infravörös sugárzás megfigyelésével pedig az utóbbi évtizedekben már szinte lépésrõl lépésre követhetõvé vált az a folyamat, ahogyan a nagy kiterjedésû molekulafelhõkbõl kialakulnak a csillagok.
A galaxismagok aktivitásának okát tekintve viszont helyesnek bizonyult Ambarcumjan megérzése. Az aktív galaxisoknak azóta számos típusa vált ismertté, és széles körben elfogadott egységes modell is született a különféle galaxisok aktivitásának magyarázatára. Az ilyen galaxisok centrumában óriási tömegû fekete lyuk található, amelyben valóban szupersûrû az anyag.
Az aktív galaxisok egyik fajtája, a Markarjan-galaxis Ambarcumjan tanítványáról és munkatársáról kapta a nevét. Benjamin Markarjan írta le elõször, majd katalogizálta ezeket az ibolyántúli színképtartományban rendkívül erõsen sugárzó galaxisokat, amelyek többségét az Ambarcumjan által az örményországi Bjurakanban alapított obszervatóriumban végzett megfigyeléseivel fedezte fel. A Bjurakani Obszervatórium − amelynek 1946 és 1988 között Ambarcumjan volt az igazgatója − a flercsillagok és az aktív galaxisok kutatásának egyik nemzetközi központjaként vált ismertté.
A Bjurakani Obszervatórium megalapítása, felszerelése és mûködtetése igazán jól jelzi Ambarcumjan tekintélyét. A történelem viharai által − különösen a huszadik században − sújtott örmény népnek a II. világháború után biztosan nem csillagászati obszervatóriumra volt a legnagyobb szüksége. Ambarcumjan szakmai súlya azonban elegendõ garancia volt arra, hogy Jerevánban és Moszkvában egyaránt támogassanak egy ilyen nagyszabású beruházást. Sõt, a Szovjetunió politikai vezetõi még abba is beletörõdtek, hogy az üzembe helyezésekor (1976) a világ legnagyobb távcsövei között jegyzett, 2,6 m tükörátmérõjû teleszkópot örmény földön állítsák fel.
Az Örmény Tudományos Akadémia elnökeként (1947−1993) Ambarcumjan nemcsak a csillagászat, hanem az egész tudományosság fejlesztésén fáradozott. Egy 1985-ös adat szerint a 3,5 milliós lélekszámú Örményországban majdnem 20 ezer kutató dolgozott, többségük akadémiai intézetekben.
A tudományos munkásságáért kitüntetésekkel elhalmozott Ambarcumjan a Szovjetunió egyik legszalonképesebb tudósa volt a külvilág, így a Nyugat számára is. Teljesítményének elismertségét a hazájában kapott számos kitüntetés (több Lenin-díj, Sztálin-díj, a Szocialista Munka Hõse, Örményország Nemzeti Hõse stb.) helyett az jelzi igazán, hogy 1939 és 1992 között összesen huszonnyolc tudományos akadémia választotta tagjává Argentínától Indiáig, a Nemzetközi Asztronautikai Akadémiától az Academia Europaea-ig.
A nemzetközi tudományos közéletbe is nagyon fiatalon került be. 1948-ban már a Nemzetközi Csillagászati Unió (IAU) alelnökévé választották, és ezt a megbízatást két cikluson át, 1955-ig töltötte be. Az IAU vezetõ tisztségeinek ellátása abban az idõben különösen nem protokoll jellegû megbízatás volt. Éppen Ambarcumjan esete példázza jól ezt. Hároméves ciklusokat számítva hogyan tarthatott két ciklus hét évig? Amikor elõször lett IAU-alelnök Ambarcumjan, egyik elsõ ténykedése az volt, hogy a következõ közgyûlés helyszínéül Leningrádot javasolta, abból az alkalomból, hogy 1951-re helyreállítják a világháborúban, Leningrád ostromakor lerombolt híres Pulkovói Obszervatóriumot. A szovjet csillagászok gõzerõvel készítették elõ a világ csillagászainak leningrádi találkozóját, amikor fél évvel az 1951-es közgyûlés elõtt az IAU végrehajtó bizottsága visszakozott, és a hidegháborús nyomás hatására törölte a leningrádi helyszínt, még jobban megnehezítve a keleti és a nyugati tömb csillagászainak együttmûködését. A soron következõ közgyûlésre így egyéves késéssel, Rómában került sor. A csalódás ellenére azonban Ambarcumjan tovább végezte munkáját a Nemzetközi Csillagászati Unión belül a csillagászok együttmûködése érdekében. Végül sikerült elérni, hogy az IAU 1958. évi közgyûlésére Moszkvában kerüljön sor.
Tudományszervezõ tevékenysége és tudományos nagysága elismeréseként 1961-ben három évre az IAU elnökévé választották. Késõbb pedig az ICSU (Tudományos Uniók Nemzetközi Tanácsa) elnöki tisztét is betöltötte, méghozzá két cikluson át (1968−1972).
Különösen jó kapcsolata volt a magyar csillagászokkal. Többször járt Magyarországon, és olyankor elõadásokat is tartott. Detre Lászlóval, az MTA Csillagvizsgáló Intézete akkori igazgatójával − akinek felmenõi között örmények is voltak − baráti viszonyt ápolt.
Halála óta Ambarcumjan nevét viseli a Bjurakani Obszervatórium, és az alapító végsõ nyughelye is az obszervatóriumban, a nagy távcsõ kupolájának szomszédságában van.
Kulcsszavak: Ambarcumjan, aktív galaxis, Bjurakani Obszervatórium, csillagászattörténet, csillagtársulás, inverz probléma
1. ábra • Viktor Ambarcumjan és Fred Hoyle (jobbra) az 1950-es évek végén (az Olin Eggen Archívum, CTIO, Chile, valamint a NOAO/AURA/NSF szíves engedélyével)
2. ábra • Az MTA Csillagvizsgáló Intézete svábhegyi könyvtárában az 1960-as évek végén. A háttérben Detre László.