Vieme vytvoriť polárnu žiaru?

29. decembra 1882 sa fínsky fyzik Karl Lemström po štyroch hodinách namáhavého výstupu na vrchol hory v severnom Laponsku snažil v mraze rozhýbať svoj experimentálny aparát. 

Ďalšie hodiny strávil rozmrazovaním prístrojov a opravami medených drôtov, ktoré rozprestrel po horskom hrebeni. Keď skončil, čakala ho ešte rovnako dlhá cesta späť pešo cez sneh. A takto fungoval takmer každý deň po celý mesiac.

Dôvod? Bol presvedčený, že sa mu podarí dokázať odvážnu hypotézu: že polárna žiara je čisto elektrický jav, ktorý možno umelo vyvolať.

Lemström veril, že elektrina prúdiaca atmosférou sa dá „stiahnuť“ späť k zemi pomocou siete kovových vodičov. Na vrcholoch hôr preto rozmiestnil rozsiahle siete z medených drôtov, prepojené so zemou. Ak mal pravdu, elektrické výboje by mali vytvoriť svetelné efekty podobné prirodzenej auróre.

Po návrate do skromného prístrešku z konárov, ktorý si postavil na úpätí hory, sledoval prístroje. Ihla galvanometra sa pohla. Lemström vyšiel von a uvidel svetelný stĺp vystupujúci z vrcholu hory priamo do neba. Pre neho to bol rozhodujúci dôkaz. Bol presvedčený, že práve vytvoril umelú polárnu žiaru.

Svätoelmov oheň

Jeho nadšenie malo hlboké korene. Ako tridsaťročný vedec sa Lemström zúčastnil expedície na súostrovie Svalbard v roku 1868, hlboko za severným polárnym kruhom. Hoci pochádzal z južného Fínska a polárnu žiaru už videl, to, čo pozoroval v Arktíde, ho úplne očarilo. V tom čase však nikto presne nevedel, čo polárne žiary spôsobuje. Vedecká komunita bola rozdelená a teórií bolo viac než dôkazov.

Niektorí vedci sa už vtedy pokúšali auroru napodobniť v laboratóriu. Švajčiarsky fyzik Auguste de la Rive napríklad v 60. rokoch 19. storočia predvádzal elektrické výboje v čiastočne vyvákuovaných sklenených trubiciach, ktoré vytvárali fialové svetelné prúdy. Tvrdil, že ide o „verné zmenšené modely polárnej žiary“ – hoci dnes vieme, že skutočná auróra má typicky zelenú farbu.

Lemström svoje pozorovania publikoval a tvrdil, že jeho merania sa zhodujú s vlastnosťami prirodzenej polárnej žiary. Problém bol v tom, že neexistovali fotografie, ani nezávislé potvrdenia, a nikomu sa jeho experimenty nepodarilo presvedčivo zopakovať. Skepsa preto rástla.

Dnes už vieme, že polárne žiary vznikajú úplne iným mechanizmom: keď nabité častice zo Slnka narážajú do zemskej atmosféry, pričom ich k pólom usmerňuje magnetické pole planéty. Pri zrážkach s atómami kyslíka a dusíka vzniká charakteristické svetlo, ktoré rozžiari oblohu.

To, čo Lemström pravdepodobne pozoroval, boli iné elektrické javy – napríklad svätoelmov oheň, slabé svetielkovanie spôsobené elektrickým výbojom na ostrých predmetoch v silnom elektrickom poli. Nie polárna žiara, ale niečo nemenej zaujímavé.

Napriek tomu zostáva jeho príbeh fascinujúcou ukážkou éry, keď sa moderná fyzika ešte len formovala a keď odvaha, vytrvalosť a túžba „ovládnuť prírodu“ často kráčali tesne na hranici medzi objavom a omylom. A aj keď Lemström oblohu v skutočnosti nerozsvietil, pomohol nám lepšie pochopiť, prečo sa to vôbec snažíme urobiť.