La sfârșitul secolului al XIX-lea, exista o tradiție bine înființată în fizică: oamenii de știință au încercat să reducă fenomenele naturale maiestuoase la dimensiunea unui banc de laborator. Au creat modele minuscule de tromboane, fulgere și nori, plasându-le în tuburi de sticlă și camere cu vid. Dar Karl Selim Lemström, profesor de fizică la Universitatea Imperial Alexander din Helsingfors, avea ceva diferit în minte. A decis să nu reducă, ci să reproducă aurora la dimensiune completă – acolo unde se naște, în atmosfera polară.
Între 1872 și 1884, Lemström a întreprins patru expediții în munții din nordul Finlandei. Scopul său a fost să demonstreze: aurora boreală este de natură electrică, iar curenții electrici curg în mod constant în atmosferă, care pur și simplu trebuie „colectați” folosind dispozitive mecanice.
Primul experiment: Muntele Luosmavaara, 1871
În noiembrie 1871, Lemström a instalat pe muntele Luosmavaara un dispozitiv format din doi metri pătrați de sârmă de cupru, care se ridica la o sută cincizeci și opt de metri deasupra lacului Enare. O spirală de sârmă cu diametrul de doi milimetri era sprijinită pe stâlpi de oțel înalți de aproximativ doi metri. Punctele metalice verticale au fost lipite de spirală la fiecare jumătate de metru. Din centrul dispozitivului, un conductor izolat a coborât într-o vale, aproximativ patru kilometri, până la o placă de platină îngropată în pământ. La parohia din vale a fost instalat un galvanometru pentru a măsura curentul dintre „coroana” de fire și pământ.
A doua zi după instalarea aparatului, 22 noiembrie, peste Luosmavaara a apărut o coloană de lumină. Lehmström nu a putut spune cu certitudine dacă lumina a apărut direct deasupra muntelui sau în spatele lui, dar spectroscopul a arătat o linie verde – aceeași pe care a descoperit-o fizicianul suedez Angström în 1868 și care era considerată caracteristică aurorelor. Adevărat, aceeași linie verde s-a întors din gheața de pe iaz, de pe acoperișul hambarului și chiar din zăpada de lângă observator. Lemström a concluzionat că stătea în interiorul unei sfere de descărcare electrică. Alți oameni de știință au sugerat că el a măsurat pur și simplu reflexiile luminii naturale sau ale luminii zodiacale.
Anul polar internațional: Muntele Orantunturi, 1882–1883
În 1881 la Sankt Petersburg, la conferința pregătitoare pentru Anul Polar Internațional, Lemström a propus continuarea cercetărilor. Cererea sa a fost acceptată. Din cele paisprezece expediții trimise în Arctica, douăsprezece au efectuat observații ale aurorelor. Dar doar cel finlandez a încercat să le reproducă.
Pentru noul experiment, Lemström a ales Muntele Orantunturi, la douăzeci de kilometri de observatorul din Sodankylä. La 5 decembrie 1882, în partea de sus a fost instalat un „dispozitiv de descărcare” – fire lungi de sârmă de cupru goale dispuse în spirale pătrate. Fiecare rând era la un metru și jumătate de celălalt. Sârma era susținută de stâlpi înalți de doi metri și jumătate. Vârfurile de tablă ieșeau din spirala de sârmă la fiecare jumătate de metru. Din dispozitiv, un conductor izolat a coborât la un galvanometru într-o colibă de orez de la picioare, de unde a mers la o placă de zinc îngropată în pământ. Întreaga structură acoperea o suprafață de nouă sute de metri pătrați.
Iarna 1882–1883 nu a oferit cer senin – ninsori abundente și înnorări. Dar Lemström a susținut că încă din prima zi de funcționare a aparatului, o strălucire alb-gălbuie a apărut deasupra vârfului aproape în fiecare noapte. El a descris-o ca fiind „foarte variabilă ca intensitate, în pulsație constantă, precum focul lichid”. De la o distanță de patru kilometri, spectroscopul a înregistrat nu linia verde de 5577 angstroms, ci o linie apropiată de aceasta – 5569 angstroms.
La 29 decembrie 1882, observatorii au văzut o coloană de lumină de o sută treizeci și patru de metri înălțime ridicându-se direct deasupra Orantunturi. Nu a fost posibil să se ia spectrul – la o temperatură de minus treizeci și cinci de grade Celsius era aproape imposibil să manevrezi dispozitivul, iar membrii expediției au preferat să determine planul strălucirii în raport cu dispozitivul. Galvanometrul a fost înregistrat la intervale scurte – mâinile observatorilor s-au amorțit rapid și le-au încălzit lângă foc.
Cea mai faimoasă imagine din această expediție este un desen publicat de Lemström într-un raport francez din 1886. Prezintă o strălucire gălbuie atenuată chiar deasupra vârfului Orantunturi, risipindu-se odată cu înălțimea. În partea stângă a imaginii este o a doua strălucire galbenă, pe care Lemström a numit-o „o strălucire slabă pe cer în spatele muntelui”. Nu întâmplător a inclus aurora naturală în imagine – așa a stabilit o paralelă vizuală între fenomenele naturale și cele create de om, conectând experimentul și natura în mintea privitorului.
Dispozitive suplimentare: Munții Pietorintunturi și Kommattivaara
La sfârșitul anului 1882, pe vârful Pietorintunturi, lângă Kultal, au fost instalate două dispozitive de descărcare mai mici. Pentru a ajunge la aparat, un membru al expediției a trebuit să urce trei sute de metri și să meargă încă trei kilometri și două sute de metri. O mașină Holtz a fost adăugată la circuit pentru a crește tensiunea, iar polii au fost izolați cu acid sulfuric pentru a preveni „împrăștierea” energiei electrice pe suprafața lor. Mașina fragilă a fost transportată pe spatele unui ren – și a ajuns intactă.
Pe 27 februarie și 2 martie 1883, observatorii au văzut o strălucire peste Pietorintunturi. Uno Roos a observat un fascicul vertical de lățime constantă de culoare galben pal de la o distanță de un kilometru cinci sute șaizeci de metri și l-a observat timp de aproximativ un minut. Colegul său Grant, conectat printr-un fir telefonic, nu a văzut fasciculul de la o distanță de cinci kilometri.
Într-un an suplimentar de muncă, în iarna 1883–1884, Lemström a instalat un dispozitiv de descărcare pe Muntele Kommattivaara, la șase kilometri est de baza Sodankylä. De data aceasta firele erau din fier – cele de cupru se rupeau prea des sub greutatea gerului. Pe 12 noiembrie 1883, peste munte a apărut din nou o strălucire. Era deosebit de strălucitor, „ca un nod în mișcare de-a lungul întregului aparat” și a fost observat timp de cincisprezece minute de la o distanță de un kilometru. Lemström a creat o acuarelă a evenimentului, în care strălucirea se reflectă în lac – a vrut să arate că acesta este un fenomen obiectiv care afectează mediul înconjurător, și nu o iluzie optică. Această acuarelă nu a fost niciodată publicată în timpul vieții omului de știință și a fost ulterior transferată în patrimoniul finlandez.
Varianta in miniatura si expozitii internationale
După primele experimente pe Luosmavaara, dar înainte de Anul Polar, Lemström a construit o versiune desktop a dispozitivului său de descărcare. O sferă de alamă pe o tijă de cauciuc de șaizeci de centimetri a fost conectată la mașina lui Holtz. Șaisprezece tuburi Geissler cu aer la o presiune de 0,5 milimetri reprezentau straturile superioare ale atmosferei. Când mașina a fost pornită, sfera a devenit încărcată negativ și o strălucire roșiatică-liliac s-a răspândit prin tuburi.
Acest dispozitiv a fost finanțat de magnatul suedez baronul Oscar Dixon. La expoziția din 1875 de la Paris, dispozitivul a primit o medalie de aur. Pentru o expoziție din 1877 la Muzeul South Kensington din Londra, Ferdinand Carré a proiectat o nouă mașină, iar de data aceasta Lemström a venit personal pentru a ține un discurs. El a explicat că curentul electric nu produce lumină în aerul de presiune normală, dar de îndată ce se ridică în aerul rarefiat al tuburilor Geissler, apare un fenomen foarte asemănător cu aurora reală.
Omul de știință englez John Rand Capron, care a vizitat expoziția din Londra, a fost impresionat. El a scris că dacă Lemström ar stabili o strălucire constantă, șansele de a înțelege adevărata sa natură ar crește. Capron a urmărit îndeaproape expedițiile în Laponia. Într-o telegramă din 11 decembrie 1882, Lehmström a raportat că „un halou alb-gălbui a apărut peste Orantunturi, care dă slab, dar definitiv, spectrul aurorei”.
Este interesant că Capron, în discursul său la Asociația Britanică pentru Avansarea Științei, a folosit cuvântul „colectează” mai degrabă decât „creează” în relație cu strălucirea lui Lehmström. El a insistat: dacă experimentul a fost un succes, înseamnă că Lemström a „colectat” strălucire reală și nu a creat un fals artificial. Capron a numit chiar și termenul „auroră artificială” o neînțelegere ciudată.
Totuși, Capron a fost și el precaut. El a subliniat incertitudinea măsurătorilor spectroscopice. Linia verde nu a apărut întotdeauna, iar spectroscopul cu patru prisme al lui Lemström nu a arătat o linie unde o arăta cea cu două prisme. În unele locuri linia verde a fost înregistrată chiar și atunci când strălucirea nu era vizibilă deloc. Capron a regretat că lungimea de undă a singurei linii observate nu fusese determinată cu absolut exactitate. Cu toate acestea, a acceptat că Lemström a creat într-adevăr strălucirea aurorală.
O provocare mai serioasă a venit din partea prietenului lui Lemström, Adolf Erik Nordenskiöld, celebrul explorator polar. Într-un manuscris despre expediția sa pe Vega, Nordenskiöld a sugerat că Lemström ar fi putut confunda aureola luminosă deasupra muntelui cu o auroră. În scrisorile către Lemström, el a întrebat direct: este sigur că a văzut aurora boreală, și nu strălucirea care apare uneori pe vârfurile munților, pe vârfurile alpine, pe stâlpi și chiar pe urechile cămilelor?
Lehmström s-a apărat într-un articol din revista Nature, susținând că cele două fenomene nu pot fi confundate nicio clipă de oricine le-a văzut în același timp.
O a doua încercare de a reproduce rezultatele lui Lemström a eșuat. Profesorul danez și exploratorul de aurore Sophus Tromholt a instalat un dispozitiv similar pe Muntele Esja din Islanda în iarna anilor 1883–1884. Două sute cincizeci de metri de sârmă goală în spirală, două mii de vârfuri de ac, o mie de metri de sârmă izolată cu gutapercă, de sus în jos. Douăzeci și unu de persoane au transportat echipamentul pe munte și a fost nevoie de patru ore pentru a fi instalat. Fără curent între vârfuri și placa îngropată. Fără semne de strălucire. Tromholt a concluzionat că Lemström trebuie să fi văzut luminile Sfântului Elmo, o strălucire electrică care apare uneori pe obiectele ascuțite în timpul furtunilor.
Academia Franceză de Științe l-a însărcinat pe inginerul Celestin Xavier Vossena, fondatorul observatorului de la Pic du Midi, să repete experimentul. Aparatul său era și mai mare – trei mii șapte sute de metri de fire de cupru, două sute de stâlpi verticali. Timp de zece luni, dispozitivul a stat pe vârf – fără un singur semn de aurora naturală și fără luminile Sf. Elm. Dar pe 11 august 1885, Vossen a fost lovit de electricitate – sprâncenele și genele i-au fost scârbiti, iar fața i-a fost arsă. Câteva zile mai târziu, scântei de la aparat au lovit un alt observator. Vossen a ajuns la concluzia că Lemström a creat tocmai focurile Sfântului Elmo, și nu aurora.
După 1884, Lehmström nu a mai încercat să creeze o auroră artificială. El a explicat acest lucru prin dificultăți: mâini înghețate, fire rupte sub greutatea înghețului. A trecut la studiul influenței electricității atmosferice asupra recoltelor și a publicat un tratat pe această temă în anul morții sale, 1904.
Lemström însuși nu avea îndoieli. El a susținut că fenomenele de lumină pe care le-a creat sunt „de aceeași natură ca și aurorii”. Nu numai că arătau ca o auroră, dar au returnat și unele dintre liniile spectroscopice caracteristice unei aurore atmosferice, deși cu incertitudini.
Dar criticii săi – Capron, Tromholt, Nordenskjöld, Vossen – au subliniat problema principală: cum se poate reproduce un fenomen a cărui natură nu este pe deplin înțeleasă? Pentru a crea o copie exactă, trebuie să știți din ce este făcut originalul. Și în anii 1880, oamenii de știință nu ajunseseră încă la un acord nici despre mecanismul de apariție a aurorelor, nici despre ce atomi sau molecule sunt implicați în acest proces. Linia verde la 5577 angstroms era un mister – nu corespundea niciunui element cunoscut.
Întrebarea care rămâne fără răspuns este: ce anume a văzut Lemström pe cei patru munți finlandezi? A fost o adevărată auroră, pe care a învățat să o creeze folosind rețele de cupru? Sau au fost luminile Sfântului Elmo o strălucire electrică care a coincis coincident cu spectrul auroral? Sau poate că s-a întâmplat să fie martor la o auroră naturală, a cărei apariție a coincis cu funcționarea aparatului său? Nici Tromholt din Islanda, nici Vossen de pe Pic du Midi nu au reușit să repete rezultatul lui Lemström. Dar dispozitivele lor se aflau în alte locuri, alteori, sub activitate geomagnetică diferită.
Carl Lemström a murit convins că a creat o auroră artificială. Acuarelele sale sunt păstrate în muzee. Rapoartele lui adună praf în arhive. Și plasele de cupru pe care le-a desfășurat pe vârfuri au fost de mult absorbite de tundra din Laponia. Dar ideea în sine – de a provoca focul ceresc cu ajutorul firelor și stâlpilor ascuțiți – rămâne una dintre cele mai îndrăznețe din istoria fizicii experimentale. Și poate că într-o zi, pe alt munte, într-o altă noapte polară, cineva va finaliza ceea ce profesorul finlandez a început acum un secol și jumătate.
0 Alexeyy 22.04.2026 16:46 [Material] cum rămâne cu criticile și îndoielile? luați acest experiment și repetați-l!… nu este atât de complicat și de costisitor… dar puteți pur și simplu bolborosi cât doriți…
