Leonardo da Vinci leelőzte Newtont?

A Caltech mérnökei felfedezték, hogy Leonardo da Vinci a gravitációról alkotott elképzelései - bár nem teljesen pontosak - évszázadokkal megelőzték korát.

A Leonardo című folyóiratban megjelent cikkben a kutatók da Vinci egyik jegyzetfüzetének újbóli átnézése alapján mutatják ki, hogy a híres polihisztor kísérleteket dolgozott ki annak bizonyítására, hogy a gravitáció a gyorsulás egy formája - és hogy a gravitációs állandót mintegy 97 százalékos pontossággal modellezte.

Algoritmusok tárták fel da Vinci festményének titkát

Olvass tovább...

Olvass tovább...

Da Vinci, aki 1452 és 1519 között élt, jóval megelőzte a korszakot ezeknek a fogalmaknak a feltárásában. Csak 1604-ben Galileo Galilei elmélkedett arról, hogy a zuhanó tárgy által megtett távolság arányos az eltelt idő négyzetével, és csak a 17. század végén Sir Isaac Newton bővítette ki ezt, és dolgozta ki az egyetemes gravitáció törvényét, amely leírja, hogyan vonzzák egymást a tárgyak. Da Vinci legfőbb akadálya az volt, hogy a rendelkezésére álló eszközök korlátozták. Nem rendelkezett például olyan eszközzel, amellyel pontosan mérni tudta volna az időt, amikor a tárgyak lezuhantak.

Da Vinci kísérleteire először Mory Gharib, a Hans W. Liepmann repüléstechnika és orvosi mérnöki tudományok professzora figyelt fel a Codex Arundelben, a da Vinci által írt tudományos, művészeti és személyes témájú írások gyűjteményében. 2017 elején Gharib éppen da Vinci áramlásvizualizációs technikáit vizsgálta, hogy megvitassa azokat a hallgatókkal, akiket egy végzős kurzuson tanított, amikor felfigyelt egy sor vázlatra, amelyek egy edényből kiömlő homokszerű részecskék által generált háromszögeket ábrázolnak a most megjelent Codex Arundelben, amely a British Library jóvoltából online is megtekinthető.

Ami megragadta a figyelmemet, az az volt, amikor azt írta, hogy 'Equatione di Moti' az egyik vázolt háromszög hipotenzusán - amelyik egyenlő szárú derékszögű háromszög volt" - mondja Gharib, a Leonardo tanulmány vezető szerzője.

"Érdekelni kezdett, hogy Leonardo mit értett ezen a kifejezésen".

A jegyzetek elemzéséhez Gharib kollégáival, Chris Roh-val, aki akkoriban a Caltech posztdoktori kutatója volt, ma pedig a Cornell Egyetem adjunktusa, valamint Flavio Nocával, a genfi Nyugat-svájci Alkalmazott Tudományok és Művészetek Egyetemének munkatársával dolgozott együtt. Noca fordításokat készített da Vinci írásaiból, miközben a trió a kézirat ábráit tanulmányozta.

A dokumentumokban da Vinci leír egy kísérletet, amelyben egy vízzel teli kancsót a talajjal párhuzamos egyenes úton mozgatott, és útközben vagy vizet, vagy szemcsés anyagot (valószínűleg homokot) öntött ki. A feljegyzéseiből világosan kiderül, hogy tisztában volt azzal, hogy a víz vagy a homok nem állandó sebességgel esik, hanem inkább felgyorsul - továbbá, hogy az anyag vízszintesen nem gyorsul tovább, mivel a kancsó már nincs rá hatással, és a gyorsulása pusztán a gravitáció miatt irányul lefelé.

Ha a kancsó állandó sebességgel mozog, akkor a zuhanó anyag által létrehozott vonal függőleges, tehát nem alakul ki háromszög. Ha a dobó állandó sebességgel gyorsul, akkor a hulló anyag összegyűjtése által létrehozott vonal egyenes, de ferde vonalat alkot, amely így háromszöget képez. És ahogy da Vinci egy kulcsfontosságú ábrán rámutatott, ha a dobó mozgása ugyanolyan sebességgel gyorsul, mint ahogy a gravitáció gyorsítja a lehulló anyagot, akkor egyenlő oldalú háromszög jön létre - ez az, amit Gharib eredetileg észrevett, amit da Vinci "Equatione di Moti", azaz "a mozgások kiegyenlítése (ekvivalenciája)" megjegyzéssel emelt ki.

250 évig senkinek sem hiányzott Leonardo da Vinci egyik legnagyobb remekműve, amely végül csak előkerült

Olvass tovább...

Olvass tovább...

Da Vinci ezt a gyorsulást igyekezett matematikailag leírni. Itt a tanulmány szerzői szerint nem egészen találta el a célt. Da Vinci folyamatának feltárásához a csapat számítógépes modellezéssel futtatta le a kísérletét. Ennek során derült ki da Vinci hibája.

"Azt láttuk, hogy Leonardo megbirkózott ezzel, de úgy modellezte, hogy a zuhanó tárgy távolsága a t négyzetével arányos 2 a t hatványával [ahol a t az időt jelenti], ahelyett, hogy a t négyzetével lenne arányos"

- mondja Roh.

"Ez rossz, de később rájöttünk, hogy ezt a fajta rossz egyenletet helyesen használta".

A jegyzeteiben da Vinci egy tárgyat illusztrált, amely akár négy időintervallumon keresztül esik - egy olyan időszak, amelyen keresztül mindkét típusú egyenlet grafikonjai szorosan illeszkednek egymáshoz.

"Nem tudjuk, hogy da Vinci végzett-e további kísérleteket, vagy mélyebben megvizsgálta-e ezt a kérdést. De az a tény, hogy ilyen módon foglalkozott ezzel a problémával - az 1500-as évek elején -, azt mutatja, hogy milyen messze megelőzte korát a gondolkodása"

- mondja Gharib.