Ha mégis ránk esne valami – persze nem fog –, akkor jó ha tudjuk, ki a felelős... Gál Gyulának, a világűrjog nemzetközi szaktekintélyének írása.

Az ENSZ Világűrbizottsága jogi albizottságának 1962. szeptemberi ülésén az USA delegátusának képviselője tekintélyes méretű fémdarabot tett le a tárgyalóasztalra. Közölte, hogy azt Wisconsin állam Manitowoc városának utcáján találták, s a Smithsonian Asztrofizikai Intézet megállapítása szerint a Szputnyik–4 földre hullott darabja. Ezzel kívánta érzékeltetni egy világűr-kártérítési egyezmény szükségességét, amire az Egyesült Államok már javaslatot tett.

Káreset addig ténylegesen nem történt, bár híre járta, hogy Kuba Oriente tartományában egy lehulló tárgy (természetesen amerikai) egy tehenet megölt. 1969 júniusában Japán a Világűrbizottságban közölte, hogy a szibériai partok előtt egy űrtárgy darabjai egy japán teherhajóra zuhantak, és öt tengerészt megsebesítettek.

Tíz év múlva, 1979-ben a szabálytalanul visszatérő amerikai „égi laboratórium”, a Skylab–4 egész Közép-Európában okozott indokolt félelmet, amire a média sem késett rájátszani, „Halál a világűrből” és hasonló szalagcímekkel. A számítások szerint becsapódási helyként szóba jöhető dél-német térségben élelmes kereskedők védősisakokat árusítottak, figyelmeztető felirattal díszített „T-shirtökkel” együtt. A 85 tonna tömegű Skylab végül Közép-Európát és Dél-Ázsiát elkerülve Ausztrália lakatlan sivatagi területén zúzódott szét anélkül, hogy kárt okozott volna.

Kárfelelősség – államfelelősség

A világűrjog mindmáig alapvető forrása az 1967. január 27-én aláírt nemzetközi szerződés a világűr-tevékenységet szabályozó elvekről. A „Világűrszerződést” máig 98 állam ratifikálta. Hazánk 1967 óta részese (1967. évi 41. tvr.). A szerződés a két világűrhatalom közti kompromisszum eredményeként jöhetett létre. A Szovjetunió ugyanis azt kívánta elérni, hogy űrtevékenységet csak államok folytathassanak. Ez az Egyesült Államok merőben eltérő gazdasági rendszerével nem volt összeegyeztethető. Annál kevésbé, mert főként az űrtávközlés területén egyre több magánvállalkozás jött létre. Így az Intelsat már 1964-től üzleti alapon működött. A kompromisszum a szerződés alaptételében valósult meg: az államok nemzetközi felelősséggel tartoznak a világűrben folytatott nemzeti tevékenységekért, „akár kormányszervek, akár nem állami intézmények végzik azokat.” Ez vonatkozik a földön, légkörben vagy világűrben keletkező károkért viselt felelősségre is. Ez azt a nemzetközi jogban példátlan helyzetet eredményezte, hogy egy állam olyan kárért felel, amelyhez neki közvetlenül nincs köze. Azon túl, hogy a világűr-tevékenység az ő engedélye alapján folyik, és felbocsátó államnak minősül. Hogy aktuális példát vegyünk: ha az amerikai UARS műhold kárt okozott volna, kárigényt az Egyesült Államokkal szemben lehetett volna érvényesíteni. De ugyanígy felelne az USA, mint felbocsátó állam, ha nem egy NASA-műholdról lenne szó, hanem egy tisztán magánkézben levő amerikai űrtárgy okozna kárt.

A kártérítés szabályait egy tízéves előkészítés után, 1972-ben létrejött egyezmény tartalmazza. Az „űrobjektumok által okozott károkért való nemzetközi felelősségről szóló egyezmény”, amelynek ma 83 állam, köztük hazánk is részese (1973. évi 3. tvr.). Ez a nemzetközi szerződés megerősíti a felbocsátó államok felelősségét az ilyen károkért. Idesorolja az élet elvesztését, a testi sérülést, az egészség más károsodását, a természetes és jogi személyek tulajdonának károsodását vagy elveszését. A felbocsátó állam objektív felelősséggel tartozik minden kárért, amit egy űrtárgy a Föld felszínén, vagy repülésben levő légi járművön okoz. Ezzel szemben egy másik űrtárgyban okozott kár esetén a felelősség csak akkor állapítható meg, ha a kár az azt okozó hibájából keletkezett.

Bennünket, a szó szoros értelmében földi halandókat az első változat érdekel. Ha netán egy lezuhanó űrtárgytól kárt szenvedünk, azért a felbocsátó állam a vétkesség vizsgálata nélkül tartozik felelősséggel. Akkor is, ha azt egy magánvállalkozás űrtevékenysége okozta. Igényünket államközi szinten Magyarország feladata volna érvényesíteni a felbocsátó állammal szemben. Olyan kárigényrendező eljárásban, amit a szerződés szerint egy éven belül kell kezdeményezni, a kár bekövetkeztétől vagy a felbocsátó állam azonosításától számítva, de legfeljebb tíz éven belül.

Az egyezmény immár negyven éve van hatályban. Alkalmazására egyetlen alkalommal kerülhetett volna sor. A szovjet Kozmosz–954 felderítő mesterséges hold 1978. január 24-én szerencsére lakatlan kanadai területre zuhant. Különös veszélyt azért jelentett, mert energiaellátását nem napelem, hanem dúsított urániummal működő atomreaktor szolgáltatta. Az Északnyugati Területeken, Alberta és Saskatchewan tartományokban ezernyi kisebb-nagyobb sugárzó töredék szóródott szét. A szovjet segítséget érthető okból elutasító kanadai hatóságok a nagy kiterjedésű területet átvizsgálni és megtisztítani voltak kénytelenek. A felmerült költségek fejében Kanada 6 millió dollár kártérítést követelt a Szovjetuniótól. Egy három év múlva létrejött egyezség szerint 3 millió dollárban állapodtak meg. A szovjet fél azonban kerülte az egyezményre hivatkozást azzal az indokolással, hogy a terület semlegesítésének költségei nem tekinthetők az abban meghatározott kárnak. Ez ugyan tiszta jogászi okoskodásnak tűnhet, de adott esetben nem volna közömbös, hogy egy ügyre az általános nemzetközi jogi, vagy világűrjogi felelősség szabályait alkalmazzák.

A Kozmosz–954 ügye azonban hasznos volt azért, mert felkeltette a nemzetközi figyelmet a nukleáris erőforrásokkal felbocsátott mesterséges holdak veszélyeire. Ennek köszönhető, hogy az ENSZ Világűrbizottsága kidolgozta ezek alkalmazásának szabályait.

Ami a világűr-károkozás valószínűségét illeti, jellemzésül elég a fentiekre utalnunk. Az 1957 óta folyó világűr-tevékenység során olyan vészhelyzet is alig fordult elő, mint amit például az UARS visszatérésének tulajdonítottak. Olyan vészhelyzet, amiben a személyi sérülés valószínűségét szakértők 1:3200 arányra becsülték. A kiszolgált szerkezet húszéves égi útját anélkül fejezte be, hogy okot adott volna a kártérítés világűrjogának alkalmazására.

Dr. Gál Gyula
a Nemzetközi Asztronautikai Akadémia rendes tagja

Az eddig felfedezett bolygórendszerek egy a négyhez arányban képesek otthont adni az életnek, állítják az asztrofizikusok, ami jóval nagyobb érték, mint arra bárki is számított. A kutatók úgy döntöttek, egy naprendszeren kívüli földszerű bolygó után kutatni túl időigényes, helyette modellezték az összes ismert bolygórendszert, hogy kidolgozhassák melyek rejtenek lakható bolygókat. 

1995 óta a csillagászok több tucat bolygóra bukkantak a közeli Nap méretű csillagok körül. A jelenlegi módszerek csak a Jupiterhez hasonló gázóriások felfedezésére alkalmasak, viszont az élet, legalábbis abban a formájában, ahogy mi ismerjük, csak szilárd felszínen kezdődhet el, ahol a víz összegyűlhet. Tehát egy kis sziklás bolygó lehetne a legvalószínűbb lakóhely, azonban évekbe telne mire képesek lennénk ilyen bolygók észlelésére.

A keresés leszűkítése érdekében Serge Tabachnik és Kirsten Menou, a Princeton Egyetem kutatói 85 ismert rendszerről készítettek számítógépes szimulációt 2002 augusztusában, hogy felmérjék, melyek rejtegetnek lakható bolygókat. Bár korábban már alkalmaztak hasonló eljárást néhány naprendszeren, ez a tanulmány, mely az Astrophysical Journal-ben jelenik meg, az első, ami az összes ismert rendszert szemügyre veszi.

Az első, amit a rendszerekben kerestek, egy stabil pályával rendelkező földszerű bolygó létezésének feltételei. A gázóriások által gyakorolt gravitációs vonzás a kisebb bolygókat bizonytalan pályára kényszerítheti, vagy egészében véve kilökheti a rendszerből. Így a kisebb világoknak, hogy lakhatók legyenek, elég távol kell esniük nagyobb rokonaiktól, hogy a gravitációs vonzás ne befolyásolja komolyan pályájukat. Emellett a bolygónak belül kell esnie a "lakható zónán", azon a csillagot határoló területen, ami folyamatosan el tudja látni a bolygót folyékony vízzel. A kutatók eredményei azt mutatják, hogy a rendszerek negyede rendelkezik olyan régiókkal, ahol az életbarát bolygók elvben létezhetnek. Ez jóval magasabb arány, mint korábban feltételezték, tette hozzá Tabachnik. Levetítve az egész galaxisra, számos új Földet kaphatnánk.

Greg Laughlin, a California Egyetem tudósa, aki hasonló számításokat végzett kevesebb rendszerre nézve, egyetért az új eredményekkel. "Egybeesnek várakozásaimmal" -mondta.

A tanulmány szerzői azonban figyelmeztetnek, az eredmények még csak előzetesek. Még mindig lehetnek más gázóriások a csillagokon túl, melyeket még nem fedeztek fel, és ezek az égitestek befolyással lehetnek az eddig megállapított stabil régiókra.

A rejtélyes sötét anyag és energia utáni kutatás időnként egészen különleges elképzeléseket szül. Az egyik szerint a válasz a problémára talán a Nap belsejében keresendő.

 A sötét anyag és energia kérdése az utóbbi évtized asztrofizikájának egyik legérdekesebb problémája. Az aktuális elképzelések szerint a Világegyetem több mint 90 százalékát ez a misztikus "szubsztancia" alkotja, melynek - sokak által vitatott - létezése csak közvetett jelekből olvasható ki. Gravitációs hatása lehet felelős például a galaxisok vártnál gyorsabb forgásáért, de része lehet akár az Univerzum gyorsuló tágulásában is. A jelöltek sora a sötét anyag tisztére a neutrínóktól egészen a láthatatlan fekete lyukakig terjed.

Az elméleti szakemberek szerint a legvalószínűbb azonban mégis az, hogy két, egyelőre hipotetikus részecskefajta lesz a befutó. Az egyik csoportba az ún. axionok tartoznak, míg a másikba a WIMP-ek (Weakly Interacting Massive Particles, gyengén kölcsönható nagytömegű részecskék). Utóbbiakra több tucat kutatócsoport vadászik, többek között a nemrég sikeresen felbocsátott GLAST (Gamma-ray Large Area Space Telescope) NASA-műhold gárdája, akik azt remélik, hogy a távcsővel detektálhatják a WIMP-ek és antirészecskéik annihilációjakor keletkező gamma-sugárzást. Az axionok keresése kevésbé népszerű, ennek oka David Tanner (University of Florida) szerint az lehet, hogy a WIMP-ek detektálását célzó berendezések sok-sok szakember együttes munkájának eredményei, másrészt ezek a nagytömegű részecskék sokkal érdekesebbek, mivel közük lehet olyan problémákhoz, mint a szuperszimmetria és az extra dimenziók létezésének kérdése.

A fentiek azonban nem vették el más kutatók, többek között Hugh Hudson (University of California, Berkeley) kedvét, aki az American Astronomical Society (AAS) 212., St. Louis-i tanácskozásán elhangzott előadása alapján az axionokat - ezeket a se elektromos töltéssel, se spinnel nem rendelkező, s ezért a normál anyaggal alig kölcsönható részecskéket - a Nap belsejében keresné. A vonatkozó elméletek szerint a Nap magjában nagy mennyiségben keletkeznek ilyen részecskék a mágneses térrel kölcsönható nagyenergiájú fotonokból. A normál anyaggal való gyenge kölcsönhatás miatt az axionok gyakorlatilag akadálytalanul haladnak a Nap belsejéből kifelé, azonban a napkoronát elérve az ottani szintén erős mágneses tér miatt visszaalakulnak fotonokká. Hudson és munkatársai ezeket a fotonokat szeretnék detektálni három működő röntgenteleszkóp, a Yohkoh, a RHESSI és a Hinode műszereivel. A jelenlegi röntgenképeken még semmi nyomuk, de Hudson reméli, hogy sok koronakép kombinálásával sikerül annyira lecsökkenteni az összes egyéb hatás okozta hátteret, hogy végül kiszűrhető lesz az axionokból visszaalakult fotonok nyoma. Természetesen az axionok nem csak a sötét anyag/energia kutatóinak jelenhetnék a "megoldást", segíthetnék a napfizikusok munkáját is, például a Nap belsejének részletesebb feltérképezésében, hőmérsékletének pontosabb meghatározásában, illetve a napkorona mágneses terének tanulmányozásában.

 Más axion-kereső csoportok detektorai a Földön vannak. A CERN Axion Solar Telescope (CAST) üzemeltetői szintén a Nap magjából származó axionokból a berendezésük szupravezető mágnesének hatására keletkező fotonokat remélik elcsípni röntgendetektoraikkal. A kaliforniai Lawrence Livermore National Laboratory Karl van Ribber vezette csoportja (LLNL Axion Project) tovább megy, szintén erős mágneses térben ők maguk akarnak axiont előállítani, s a visszaalakulást jelző mikrohullámú sugárzást detektálni. Bibber szerint az axion olyan kis tömegű, hogy szabad állapotban nem tud két fotonra bomlani. Egy fotont erős mágneses térbe juttatva azonban fennáll a lehetősége annak, hogy a valódi és a mágneses teret alkotó virtuális fotonok egyikének kölcsönhatásából axion jöjjön létre, illetve a fordított folyamat is végbemenjen. Bibber ugyanakkor hozzáteszi, hogy az axion-keresők esetleges sikere nem zárja ki automatikusan a WIMP-ek létezését. Jelen állás szerint a két hipotetikus részecske bármilyen arányú keveréke alkothatja a sötét anyagot, sőt, az elméleti fizikusok csak reménykedhetnek, hogy nincs esetleg több ezer fajta "sötét anyag"-részecske, mert az nyilván még tovább bonyolítaná az amúgy sem egyszerű képet ...

Fekete lyukakat manapság már "könnyű" találni, hiszen gravitációs hatásukon kívül egyéb jelekkel - például kifúvások, akkréciós korongok - is elárulják magukat. De hogyan ismerjük fel a féreglyukakat?

 Bár a fekete lyukak létezésének lehetősége már Laplace munkáiban (Exposition du Systeme du Monde, II. 305 [1789]; Allgemeine geographische Ephemeriden, 603 [1799], magyar fordítása: Fizika 1978, 273. o.) is felmerült, néhány évtizeddel ezelőttig ezek az egzotikus objektumok csupán elméleti fizikusok szűk körének matematikai "játékszerei" voltak. Az észlelési és detektálási technikák rohamos fejlődésének köszönhetően azonban ma már általánosan elfogadott, hogy sok galaxis központjában több millió naptömegű fekete lyuk foglal helyet, illetve az, hogy bizonyos tömeghatár feletti csillagok fejlődésének végállomása is ilyen – igaz, az előbbinél nagyságrendekkel kisebb tömegű – objektum. A fekete lyukak a környezetükre gyakorolt gravitációs hatásuk, az általuk gerjeszett részecskesugárzások, anyagkifúvások (jetek), illetve a körülöttük lévő anyagbefogási korongok révén ismerhetők fel.

A féreglyukak a fekete lyukakhoz hasonlóan szintén az általános relativitás elméletéből következő matematikai (topológiai) objektumok, melyek a téridő két, esetenként egymástól távoli pontját kötik össze alagútszerűen. Az elképzelés Hermann Weyl német matematikustól, míg az elnevezés John Wheeler amerikai fizikustól származik, s azon az analógián alapszik, hogy egy féreg (kukac) is jelentősen lerövidítheti útját egy alma két pontja között, ha nem az alma felületén jut el A-ból B-be, hanem átrágja magát a gyümölcsön. A féreglyuk szájai közelében a téridő elkezd görbülni, a maximális görbületet a szájakat összekötő torokban éri el. A féreglyukaknak több fajtája képzelhető el. Összeköthetik ugyanannak az univerzumnak két pontját, de funkcionálhatnak két párhuzamos univerzum közötti "kapuként" is. Ez utóbbiakat gyakran Schwarzschild-féle féreglyukaknak vagy Einstein-Rosen hidaknak is hívják. Ha a féreglyuk átjárható (traversable), akkor a torkon keresztül anyag juthat át az egyik szájból a másikba. A legtöbb, az átjárhatóságot megengedő matematikai megoldás feltétele egy hipotetikus anyagforma (exotic matter) létezése is a torok közvetlen környezetében, amelynek negatív az energiasűrűsége.

A fekete lyukaktól eltérően a féreglyukak létezésére ma még nincs észlelési bizonyíték. Alexander Shatskiy, a moszkvai Lebegyev Fizikai Intézet munkatársa felvázolt egy elképzelést, hogyan lehetne ezen objektumok hatását megfigyelni, illetve hogyan lehetne megkülönböztetni őket a fekete lyukaktól.

A féreglyukak legjellemzőbb része az átjáró, a torok, melynek közelében a téridő görbülete nagyon nagy, eléri a hasonló tömegű fekete lyukak ún. eseményhorizontja körüli görbületét. Az eseményhorizont az a határ egy fekete lyuk körül, amelyen belüli események már nincsenek hatással a külvilágra. Az eseményhorizonton belülről indult fénysugár soha nem tud kijutni onnan, illetve az eseményhorizontot kívülről átlépő dolgok végleg elvesznek a külvilág számára. A fekete lyuk és a féreglyuk közötti legfontosabb különbség, hogy az utóbbinak nincs eseményhorizontja.

Ha anyagi részecskék át tudnak jutni a féreglyukon, akkor a fény, illetve bármely elektromágneses sugárzás is. Ezen alapul Shatskiy módszere, akinek vizsgálatai szerint egy egyenletes felületi intenzitást produkáló forrásból átjutott elektromágneses sugárzás intenzitásának a másik oldali száj körül jellegzetes szög szerinti eloszlása van. A szélén, a féreglyuk szájának megfelelő távolságnál nagy, a közepe felé egyre csökken az intenzitás, a centrumban, azaz a féreglyuk tengelyében pedig minimális, függetlenül a sugárzás hullámhosszától. Azaz a megfigyelő a féreglyuk körül egy fénygyűrűt láthatna, aminek külső széle éles, belső széle pedig fokozatosan halványul. A tengely irányában átláthatna a féreglyukon, s akár csillagokat figyelhetne meg az univerzum normál tartományaiból.

A féreglyukak által generált sugárzási gyűrűk megfigyelése ma még nem lehetséges, ehhez a maiaknál lényegesen jobb felbontású rádióinterferométerek kellenének, melyekkel részletesen lehet tanulmányozni olyan extrém területeket, például galaxismagokat, ahol elsősorban lehet számítani féreglyukak felbukkanására.

Természetesen nem szabad elfelejtkeznünk arról, hogy a féreglyukak létezésének elméleti lehetősége még nem jelenti azt, hogy valójában is léteznek. De ha léteznek is, valószínűleg nagyon instabil képződmények, így felhasználásuk bármilyen tér- vagy időbeli utazásra egyelőre a fikciók körébe sorolandó...

Az 1990-es évek végén az Ia típusú szupernóvák megfigyeléséből arra következtettek, hogy a világegyetem tágulása gyorsul. Az elmúlt pár évben ezeket a megfigyeléseket különböző források is megerősítették: a mikrohullámú kozmikus háttérsugárzás, a gravitációs lencsék, a világegyetem kora, a ősrobbanás során fellépő nukleoszintézis (atommagkialakulás), a világegyetem nagy skálájú szerkezete, a Hubble-állandó mérései, valamint a szupernóvák pontosított mérései.

Az Ia típusú szupernóvák szolgáltatják a legközvetlenebb bizonyítékot a sötét energiára. A távolodó égitestek sebességét a színképvonalaik vöröseltolódásából meghatározhatjuk. Egy égitest Földtől való távolságának meghatározása a csillagászat egyik legnehezebb feladata. Standard gyertyákat kell találni: olyan égitesteket, melyeknek fényessége ismert, így a kérdéses égitest fényességéből a távolsága meghatározható. Standard gyertyák nélkül a Hubble-törvény vöröseltolódás-távolság kapcsolata nem mérhető. Az Ia típusú szupernóvák a legjobb standard gyertyák a kozmológiai megfigyelések számára, mert nagyon fényesek, és csak akkor robbannak fel, ha egy öreg fehér törpe csillag eléri az elméletileg pontosan meghatározott Chandrasekhar-határt. Ha a szupernóvák sebességét felrajzoljuk a távolságuk függvényében, akkor megkaphatjuk, hogyan változott a tágulás mértéke a világegyetem történetében. Ezek a megfigyelések azt mutatják, hogy a világegyetem tágulása nem lassul, ahogy az egy olyan univerzumtól elvárható lenne, amelyben az anyag van túlsúlyban, hanem rejtélyes módon gyorsulva tágul. Ezt a megfigyelést egyfajta negatív nyomású energia feltételezésével lehet magyarázni, melyet sötét energiának neveztek el.

A sötét energia létezése bármelyik formájában megoldaná az úgynevezett „hiányzó tömeg” problémát is. A ősrobbanáskor lezajlott nukleoszintézis elmélete magyarázza meg, hogy milyen módon és milyen arányban alakultak ki a könnyű elemek, mint a hélium, deutérium és a lítium a korai univerzumban. A kozmosz nagy skálájú szerkezetének elmélete magyarázza meg, hogy milyen módon alakult ki a világegyetem szerkezete, a csillagok, kvazárok, galaxisok és a galaxishalmazok. Mindkét elmélet azt sugallja, hogy a barionos anyag és a hideg sötét anyag csak a kritikus sűrűség mintegy 30%-a. A kritikus sűrűség az a sűrűség, melynél a világegyetem alakja sík (ez nem azt jelenti, hogy két dimenziós, hanem, hogy görbülete nulla). A mikrohullámú kozmikus háttérsugárzás WMAP műholdak általi mérése szerint a világegyetem nagyon közel van a síkhoz. Eszerint tehát a fennmaradó 70%-ot valamilyen energiának szolgáltatnia kell.