Leonardo da Vinci volt a reneszánsz ember prototípusa. A művészetek összes formája mellett remek mérnöki, biológiai és anatómiai meglátásai is voltak, foglalkozott matematikával, fizikával, a repülő gépekkel – egyszerűen mindennel, ami a legszélesebb értelemben vett bölcselet tárgykörébe tartozik. Mindezek tudatában annyira talán nem is meglepő, hogy „szabadidejében” olyan kísérletet tervezett a kor meglehetősen korlátozott eszközkészlete dacára, amellyel megdöbbentően pontosan ki tudta mérni a Földön ható nehézségi gyorsulást.
Arról már eddig is tudtunk, hogy Leonardo sok egyéb mellett „a tárgyak egymásra kifejtett vonzását” (vagyis a gravitációt, bár ő nem nevezte így) is vizsgálta, egy évszázaddal Galilei és két évszázaddal Newton előtt, de egészen mostanáig nem is feltételeztük, hogy milyen messzire jutott a tömegvonzás nagyságának kimérésében. A felfedezést Morteza Gharib, a Kaliforniai Műszaki Egyetem (Caltech) professzora tette, amikor az Arundel-kódexnek nevezett Leonardo-kéziratgyűjteményt tanulmányozta, írja a New York Times.
Leonardo nemcsak kora egyik legtehetségesebb művésze volt, de a tudományok (akkor még nem igazán elkülönült) minden ágát is művelte, az anatómiától a geológián keresztül az aerodinamikáig, a hadmérnökségig, az optikáig és a hidrodinamikáig. Amikor a madarak röptét tanulmányozta azzal a céllal, hogy repülő gépet szerkeszt, akkor ismerte fel, hogy a madarak változtatják súlypontjuk elhelyezkedését, miközben a szelek között manővereznek, és a Föld gravitációs erejét leküzdve a levegőben maradnak. Arra is rájött, hogy a Földnek vonzania kell minden tárgyat, különben a tengerek nem maradnának a bolygó felszínén.
A mostani felfedezés alapjául szolgáló Arundel-kódexet bárki tanulmányozhatja online. Valójában nem kódex, hanem Leonardo 1478 és 1518 között keletkezett több száz kéziratának gyűjteménye, amelyet Arundel grófja, ismert műgyűjtő vett meg, majd adományozott a British Librarynak, vagyis a brit nemzeti könyvtárnak a 17. század elején, alig száz évvel a keletkezésük után. A kéziratokal Leonardo tükörírással írta, a témáik nagyon szerteágazók, és ábrákat is rajzolt melléjük.
Miközben Gharib a kézirat lapjait nézegette, megakadt a szeme egy furcsa derékszögű háromszögön, ami mintha egy vízszintesen mozgó kancsóból kihulló vízcseppeket ábrázolt volna. Az ábra egy kísérlethez tartozott, amelyben Leonardo oldalra húzta a megdöntött kancsót, amiből folyamatosan csepegett a víz, és így az egyre mélyebbre hulló cseppek a derékszögű háromszög átfogóját alkották:
Leonardo gravitációs kísérlete (Fotó: Caltech)
De ez a derékszögű háromszög csak úgy alakulhatott ki az egyre lejjebb eső cseppek pillanatfelvételeként, ha a kancsót gyorsulva húzta (ez a mozgás adta a háromszög vízszintes befogóját, hiszen a gravitáció is gyorsulva húzza a szabadon eső testeket (a háromszög függőleges befogója). Vagyis csak akkor lesz egyenes a kialakuló derékszögű háromszög rézsútos átfogója, ha a kancsó gyorsulása megegyezik a nehézségi gyorsulással.
A nehézségi (vagy gravitációs) gyorsulás, amit g-vel jelölnek, a természet egyik központi jelentőségű állandója. Értéke 9,81 m/s2, ami azt jelenti, hogy a szabadon vákuumban eső testek sebessége másodpercenként 9,81 m/s-mal nő.
Leonardo gravitációs kísérlete (Fotó: Caltech)
Leonardo addig próbálkozhatott a kancsó különbözőképpen gyorsuló húzásával, amíg meg nem kapta a tökéletesen egyenes átfogójú derékszögű háromszöget, és ekkor biztos lehetett benne, hogy a kancsó gyorsulása megegyezett a nehézségi gyorsulással, amint az a Caltech fenti demonstrációján látható, ahol acélgolyókkal szemléltetik a cseppeket.
A gravitációs gyorsulás értékét 97 százalékos pontossággal határozta meg, ami tekintve hogy fél évezreddel ezelőtt kísérletezett, gyakorlatilag mindenféle tudományos eszköz hiányában, végülis nem annyira rossz.
