Pomerne často sa objavujú správy o zaujímavých miestach, na ktorých akoby neplatil gravitačný zákon – odbrzdené autá sa zdanlivo hýbu späť do kopca – a to isté sa týka aj kotúľania sa menších predmetov, či dokonca toku kvapalín. Ako je to s gravitačnými kopcami, kde sa veci kotúľajú smerom nahor?
Fenomén je to skutočne zaujímavý: priamo na mieste má väčšina pozorovateľov dojem, že gravitačný zákon tam nefunguje správne a že telesá sa nehýbu tradičným spôsobom (smerom dolu z kopca), ale naopak. Na svete je takých miest veľa, medzi najznámejšie v Európe patrí Leibethra na úpätí hory Olymp v Grécku a Ariccia južne od Ríma v Taliansku. Na stránkach wikipédie je možné dokonca nájsť ich zoznam. Jeho názov – List of gravity hills – nie je síce práve najšťastnejší (každý kopec totiž prispieva svojou hmotnosťou k celkovej gravitácii), ale určitým spôsobom popisuje tento fenomén. V Česku sú takéto lokality v blízkosti Moravskej Třebovej a Kačerova; u nás na Slovensku je to miesto blízko obce Lačnov pri Prešove.
Dojmy verzus vodováha
V komerčných médiách sa týmto javom venujú pomerne radi, keďže to má vždy nádych senzácie. Vo väčšine prípadov (česť výnimkám) však mierne zavádzajú a nesnímajú dianie na týchto miestach úplne korektne. Často ponúkajú i nezmyselné vysvetlenia, napríklad extrémne silné magnetické pole. Takáto anomália by bola úplne nereálna, ale to sa v podstate týka aj samotného tiažového poľa. Vo väčšine prípadov pritom stačí aj obyčajný pokus s vodováhou, ktorý pozorného človeka orientuje správnym smerom – a to, že ide o optický klam, ktorý je spôsobený určitou konšteláciou okolitého terénu (keď si čitateľ zadá v kanáli YouTube kľúčové slová Moravska Trebova a vodovaha, bude môcť sledovať naše pokusné video na tomto mieste). Našťastie existuje aj niekoľko takých príspevkov (napr. príspevok na kanáli YouTube s názvom The Road Where Cars Roll Uphill, World’s Strangest), ktoré sa snažia tieto miesta opísať korektným spôsobom.
Keďže sme vedecky aktívni v oblasti štúdia tiažového poľa Zeme, skúsili sme sa zblízka pozrieť na tieto dve zaujímavé miesta: v Česku (Moravská Třebová) a na Slovensku (Lačnov). Priamo na týchto miestach sme urobili veľmi presné gravimetrické a geodetické merania, ktoré by mali preukázať to, či sa tam tiažové pole správa normálne alebo či dochádza k nejakým anomálnym prejavom. Najdôležitejším zistením bola skutočnosť, že tieto miesta nevykazujú žiadne anomálne prejavy, čo sa týka nameraných hodnôt. Ide o veľmi zaujímavé miesta, kde konštelácia okolitého terénu spôsobuje určitý optický klam – naša vnútorná interpretácia videných tvarov nezodpovedá skutočnej geometrii okolitého terénu.
Gravimetrické merania
Gravimetria je odvetvie geofyziky a geodézie, ktoré sa zaoberá presným meraním veľkosti tiažového zrýchlenia Zeme. Fyzikálny princíp používaných prístrojov (gravimetrov) je založený buď na voľnom páde, alebo na princípe veľmi jemných pružinových váh. Presnosť meraní v teréne sa v súčasnosti pohybuje na siedmom až ôsmom desatinnom mieste známej hodnoty 9,81 m/s2. Neodmysliteľnou súčasťou gravimetrických meraní sú aj veľmi presné geodetické merania polôh bodov, najmä ich nadmorských výšok. Za týmto účelom sme použili presný nivelačný prístroj, resp. prijímač GPS (GNSS), pomocou ktorého dokážeme určiť výšky s presnosťou na úrovni centimetrov až milimetrov.
Lokalita pri Moravskej Třebovej sa nachádza niekoľko kilometrov od samotného mesta smerom na západ, na mieste, kde sa rozvetvuje hlavná cesta. Tesne za týmto rozdvojením sa nachádza úsek, na ktorom vedľajšia cesta akoby začala klesať a kde sa odbrzdené autá vracajú zdanlivo späť do kopca. Naše gravimetrické a geodetické merania sme robili pozdĺž cesty na úseku s celkovou dĺžkou cca 800 metrov. Ako vidno z nameraných hodnôt, výšky na celom tomto úseku cesty rastú a hodnoty tiažového zrýchlenia, naopak, klesajú, čo je prirodzené správanie sa tiažového poľa. Je to dané tým, že pri náraste výšok dochádza k vzďaľovaniu sa od ťažiska Zeme. Z priebehov týchto zmeraných hodnôt nevyplýva žiadne anomálne správanie, tiažové zrýchlenie sa na tejto lokalite správa tak ako za normálnych okolností. Podstatná je skutočnosť, že na celom tomto úseku nadmorské výšky narastajú, aj keď konštelácia najbližšieho terénu svedčí na prvý pohľad o niečom inom. Lepší pohľad na toto miesto je však z odstupu, z väčšej vzdialenosti. Potom je vidno, že tento úsek cesty stále stúpa (presne, ako to dokladujú zmerané výšky). Fenomény, ktoré sa na tomto mieste dejú, sú vyvolané iba optickým klamom, tiažové pole tam funguje úplne normálne.
Optický klam
Čo teda spôsobuje tieto zaujímavé fenomény? Odpovede na tieto otázky by mohla poskytnúť psychológia videnia, ktorá skúma, ako naša psychika interpretuje videné objekty. Je zrejmé, že sme naučení na niektoré štandardné situácie (napríklad pri zužovaní sa cesty do diaľky v perspektíve vieme, že nestúpa do kopca). Ukazuje sa, že v miestach týchto lokalít dochádza ku kombinácii dvoch dôležitých fenoménov.
Prvým je výskyt šikmých tvarov terénu v blízkosti odbočiek a zákrut. Náš mozog nevie správne vyhodnotiť túto situáciu, pretože tam dominuje určitý šikmý tvar, ktorý sa napája na líniu cesty. Takéto situácie poznáme dobre aj z rôznych umelých obrázkov, ktoré dokážu úplne zmiasť naše videnie (tzv. optické klamy).
Druhým fenoménom je premenlivé stúpanie daných ciest. Na inkriminovaných úsekoch ciest sa ich stúpanie zmierňuje, čiže vzniká dojem ich relatívneho poklesu oproti okoliu, pričom vo väčšej vzdialenosti cesta opäť stúpa strmšie. Ak je táto zmena v stúpaní cesty náhla (zmena vytvára určitú terénnu hranu), tento fenomén je ešte výraznejší.
Dodajme, že na lokalite Lačnov sme zistili tie isté skutočnosti. Hlavným posolstvom z výsledkov našich gravimetrických a geodetických meraní je zistenie, že tiažové pole sa na uvedených dvoch lokalitách správa úplne normálne a že ide o optický klam, ktorý je daný kombináciou dvoch dôležitých fenoménov: výskytom šikmých tvarov v blízkosti cesty a výrazným zmiernením jej stúpania, ktorý vytvára dojem relatívneho poklesu voči okoliu. Samozrejme, že na základe princípu vedeckej korektnosti nemôžeme toto zistenie vyhlásiť o všetkých lokalitách, ktoré sa na svete vyskytujú. Fyzikálna a logická interpretácia nám však vraví, že k takejto poruche v tiažovom poli Zeme ani nemôže dôjsť na jej povrchu, lebo z fyzikálneho pohľadu nie je možné oddeľovať nadmorskú (= fyzikálnu) výšku od tiažového poľa, pretože výšky sú v ich podstate definované práve na základe priebehu tiažového poľa.
Uvedené zistenia sa snažia o racionálne vysvetlenie situácií, ku ktorým dochádza na týchto zaujímavých miestach. Nechce však degradovať dojem, ktorý tu návštevník môže zažiť – aj pre nás, vedcov, to bol naozaj len ťažko opísateľný zážitok…
Roman Pašteka, Katedra aplikovanej a environmentálnej geofyziky, Prírodovedecká fakulta UK v Bratislave
Pavol Zahorec, Geofyzikálny odbor Ústavu vied o Zemi SAV
Juraj Papčo, Katedra geodetických základov, Stavebná fakulta STU
Róbert Čunderlík, Katedra matematiky a deskriptívnej geometrie, Stavebná fakulta STU
Foto Pixabay
Ak chcete mať prístup aj k exkluzívnemu obsahu pre predplatiteľov alebo si objednať tlačenú verziu časopisu Quark, prihláste sa alebo zaregistrujte.
