Skarb nauki w Raciborzu - Artykuły naukowe

W Raciborzu znajduje się najstarsze w Polsce, Śląskie Obserwatorium Geofizyczne Instytutu Geofizyki Polskiej Akademii Nauk w Warszawie. Obecnie obserwatorium pełni podwójną rolę: Pierwsza to całodobowa obserwacja trzęsień ziemi o charakterze globalnym i lokalnym, powodowanych przez przemysł wydobywczy. Takie badania prowadzi się za pomocą współczesnej aparatury. Druga to działalność dydaktyczna, obserwatorium ma bowiem unikalną historyczną aparaturę sejsmiczną.

Sejsmografy Mainki mają blisko 100 lat

W piwnicy budynku na głębokości trzech metrów znajdują się trzy sejsmografy mechaniczne zaprojektowane i zbudowane przez prof. Carla Mainkę, dwa wahadła poziome (północ–południe, wschód–zachód) i jedno wahadło pionowe. Każdy z sejsmografów ma własne urządzenie rejestracyjne, badany sygnał jest kreślony rysikiem na taśmie papierowej kopconej sadzą. Czas rejestracji jest kontrolowany kontaktowym zegarem wahadłowym. Obserwatorium ma status zabytku, jest skarbem pod względem architektonicznym i naukowym. Dzięki staraniom Instytutu Geofizyki PAN, Miasta Racibórz i Wojewódzkiego Konserwatora Zabytków w Katowicach budynek obserwatorium został w ubiegłym roku gruntownie odrestaurowany.

Obserwatorium założył prof. dr Carl Mainka, jeden z pionierów europejskiej sejsmologii, teoretyk i konstruktor sejsmografów mechanicznych. Drewniany budynek obserwatorium w stylu modernistycznym został ukończony w 1928 roku. Zadaniami obserwatorium były badania sejsmologiczne, meteorologiczne, magnetyzmu ziemskiego oraz pomiary, promieniowania słonecznego. Główną przyczyną wybudowania stacji badawczej w Raciborzu były jednak badania geofizyczne tąpnięć górniczych, wywołanych wydobyciem węgla kamiennego, wskutek których powstawały poważne szkody górnicze w mieście.

Po co sejsmologom wiedza astronomiczna?

Badając wymienione zjawiska ziemskie, profesor musiał często spoglądać przez aparaturę astronomiczną w gwieździste niebo, przede wszystkim w celu wyznaczenia poprawki czasu i naniesienia jej na zegar stacyjny. Wzorzec sekundy w owym czasie był zdefiniowany astronomicznie. Nie działała jeszcze wtedy tak zwana służba czasu. Sygnał czasowy z nadajnika radiowego pojawił się dopiero w 1936 roku. Pomiary astronomiczne wykonywał z wielką precyzją, miał ukończone studia z fizyki ze specjalnością astronomiczną. Jedną z niedokończonych idei profesora było badanie korelacji między ilością plam na Słońcu a częstotliwością kopalnianych zdarzeń sejsmicznych. Badał też wpływ nasłonecznienia i zmian ciśnienia atmosferycznego na występowanie ruchu górotworu. W czasie swej pracy naukowej zgromadził bogaty księgozbiór, wielu europejskich naukowców przysyłało do obserwatorium własne opracowania i unikalne dzieła naukowe.

Biały kruk w raciborskim księgozbiorze

Po II wojnie światowej część księgozbioru ocalała i dzięki temu mogę przybliżyć drogim czytelnikom prawdziwego naukowego białego kruka. W latach 20-tych dwudziestego wieku naukowiec dr Zillmann przekazał na rzecz obserwatorium niemiecki przekład książki „Die Sonne” („Słońce”) autorstwa P.A. Secchi wydany w 1872 roku w Brunszwiku. Oryginalne francuskie wydanie tego dzieła miało miejsce dwa lata wcześniej w 1870 roku w Paryżu „Le Soleil” P.A. Secchi.

No tak, ale co poza godną datą wydania tego dzieła, jest w tym takiego ciekawego? Mam nadzieję, że dalsza opowieść rozwieje wątpliwości czytelników. Otóż autorem tego dzieła naukowego o Słońcu jest znany i ceniony naukowiec mający światowe uznanie szczególnie w astronomii Padre Pietro Angelo Secchi (włoski jezuita). Pisząc swe dzieło (książka liczy 852 strony), pełnił zaszczytną funkcję naukową – dyrektora Colegium Romanum (tak wówczas nazywało się Obserwatorium Watykańskie). Ze względu na wyposażenie, obserwatorium było najdoskonalszym obiektem badań astronomicznych w Europie. Secchi był pionierem klasyfikacji gwiazd według ich linii spektralnych, ale badał przede wszystkim Słońce, jego koronę i zaplamienie. Do 1868 roku koronę słoneczną obserwowano tylko w czasie naturalnych zaćmień Słońca. Toteż w roku 1860 zorganizował wyprawę naukową do Hiszpanii, by przeprowadzić obserwacje całkowitego zaćmienia Słońca. Pokłosie tych obserwacji znalazło się w omawianej książce. Był pierwszym badaczem stwierdzającym, że tak zwane protuberancje słoneczne widziane w koronie nie są złudzeniem optycznym ani zjawiskiem generowanym przez niedoskonałości przyrządów optycznych. W 1868 roku wynaleziono sposób obserwacji „sztucznie przysłoniętej tarczy Słońca”, co pozwoliło badać zjawiska brzegowe Słońca w sposób ciągły, bez czekania na termin zaćmienia. Od tego czasu Secchi zapoczątkował systematyczne obserwacje Słońca, które nieprzerwanie prowadzone są i obecnie.

Jednym ze znakomitych uczonych, z którym współpracował był Amerykanin Lewis Ruthefurd. Jego obserwacje też zagościły w dziele Secchiego. W latach 20-tych dwudziestego wieku zawartość merytoryczna książki była wciąż świeża i aktualna. Zawiera bowiem dużo opracowań materiału badawczego, w postaci tabel, fotografii, rysunków i szkiców wykonanych metodą „zerkania teleskopowego”, polegającej na jednoczesnym obserwowaniu zjawiska i jego ręcznym utrwalaniu ołówkiem na papierze.

Książkę z pewnością umiał docenić prof. Maika, bowiem sam miał doświadczenie w fotografowaniu Słońca za pomocą heliografu w Getyndze. Dzisiejsze badania Słońca mocno się zmieniły, specjalne satelity słoneczne wykonują badania z różnych ujęć, w różnych długościach fal, np. w ultrafiolecie lub w promieniach rentgena. Wykonują fotografie także w systemie 3D.

Czytając książkę dziś po 144 latach od jej wydania i porównując zawarte w niej fotografie i szkice z obecnymi fotografiami satelitarnymi, aż dech zapiera, gdy pomyślimy o zmaganiach dawnych badaczy ich rzetelności naukowej, trafności ocen badanych zjawisk, przy z zasady skromnym instrumentarium badawczym. Żeby nie być gołosłownym przytaczam dla porównania i wyciągnięcia własnych wniosków wybrany materiał ikonograficzny.

Dbałość o szczegóły

Jeszcze jedna ciekawostka, tym razem edytorska związana z omawianym wydaniem książkowym z 1872 roku. Stronie tytułowej towarzyszy strona z fotografią przedstawiającą plamy na Słońcu widziane w świetle naturalnym, autorstwa przez wyżej wymienionego Lewisa Ruthefurda w Nowym Jorku dnia 22 września 1870 roku (o godzinie 0:9 minut 52, sekund 10) czasu gwiazdowego. Otóż w każdej wydanej książce zostało ręcznie wklejone zdjęcie na papierze fotograficznym, a poszczególne odbitki były wykonywane ze szklanego negatywu, który został wydawnictwu udostępniony przez samego Ruthefurda z Nowego Jorku. To była dbałość o wydanie! Szanujmy zdobycze historii nauki. Podążając za duchem czasu, pamiętajmy o tych, którzy tę drogę do przodu nam umożliwiali. Bez refleksyjnego myślenia będziemy tylko automatami w ludzkiej skórze.

Obserwatorium w Raciborzu nadal kryje wiele podobnych ciekawostek, ale to już na inną opowieść. Kończąc, gorąco zapraszam do odwiedzenia nas w Raciborzu.

Tekst: Jan Kalabiński

Bibliografia:

Secchi P.A. „Die Sonne”, autoryzowany przekład dr H. Schellen, Braunscheig, Verlag von George Westermann 1872. Archiwum Śląskiego Obserwatorium Geofizycznego w Raciborzu.

Secchi P.A., Le stelle Saggio di astronomia siderale. Direttore dell’Osservatorio del Collegio Romano, Milano, 1877. http://www.liberliber.it/mediateca/libri/s/secchi/le_stelle/pdf/secchi_le_stelle.pdf