Tim inženjera koji je proučavao 500 godina stare spise Leonarda da Vincija pronašao je dokaze da je talijanski erudit proučavao gravitaciju stoljeće prije nego što je temelje za poznavanje gravitacije postavio Galileo Galilei.
Nalazi tima proizlaze iz ponovnog pregleda Codexa Arundel, kompilacije dokumenata koje je napisao da Vinci koji detaljno opisuju razne pokuse i osobne bilješke vođene u posljednjih 40 godina njegova života. Kodeks je besplatno dostupan na internetu zahvaljujući Britanskom muzeju. Istraživanje tima objavljeno je u časopisu MIT Pressa Leonardo.
Da Vinci je bio izumitelj, umjetnik, inženjer, arhitekt i znanstvenik. Bio je prilično zauzet čovjek. Čini se ne iznenađujućim da je netko tko je u 15. stoljeću dizajnirao prvobitne tenkove, leteće strojeve, automate i aparate za ronjenje (između ostalih naprava) razmišljao o prirodi gravitacije. Ali gravitacija nije jednostavna stvar za matematičku demonstraciju, i iako nije u potpunosti uspio, da Vinci je to pokušao, kako su istraživači nedavno otkrili.
Da Vinci je bio daleko ispred svog vremena u istraživanju ovih koncepata. Tek 1604. godine Galileo Galilei je iznio teoriju da je udaljenost koju prijeđe objekt u padu proporcionalan kvadratu proteklog vremena, a tek u kasnom 17. stoljeću Sir Isaac Newton to je proširio da bi razvio zakon univerzalne gravitacije, opisujući kako se predmeti međusobno privlače. Da Vincijeva primarna prepreka bila je ograničenost alatima koji su mu bili na raspolaganju. Na primjer, nedostajalo mu je sredstvo za precizno mjerenje vremena dok objekti padaju jer pouzdani satovi nisu bili dostupni sve do otprilike 140 godina poslije Da Vincijeve smrti.
Da Vincijeve pokuse prvi je uočio Mory Gharib, profesor aeronautike i medicinskog inženjerstva, u Codexu Arundel, Da Vincijevoj zbirci radova u kojima je autor pokrio znanost, umjetnost i osobne teme. Početkom 2017., Gharib je istraživao Da Vincijeve tehnike vizualizacije protoka kako bi razgovarao sa svojim studentima na diplomskom studiju, kada je primijetio niz skica koje prikazuju trokute koje stvaraju čestice poput pijeska koje izlaze iz staklenke u nedavno objavljenom Codexu Arundel.
“Zapelo mi je za oko kada je napisao ‘Equatione di Moti’ na hipotenuzi jednog od svojih skiciranih trokuta – onog koji je bio jednakokračan pravokutni trokut”, kaže Gharib, glavni autor znanstvenog rada Leonardo. “Zanimalo me što je Leonardo mislio pod tim izrazom.”
Kako bi analizirao bilješke, Gharib je radio s kolegama Chrisom Rohom, u to vrijeme postdoktorandom na Caltechu, a sada docentom na Sveučilištu Cornell, kao i Flaviom Nocom sa Sveučilišta primijenjenih znanosti i umjetnosti Zapadne Švicarske u Ženevi. Noca je pružio prijevode Da Vincijevih talijanskih bilješki (napisanih njegovim slavnim zrcalnim pismom lijevom rukom koje se čita s desna na lijevo) dok je trojac proučavao dijagrame rukopisa.
U dokumentima Da Vinci opisuje eksperiment u kojem bi se vrč za vodu pomicao po ravnoj stazi paralelnoj s tlom, usput izbacujući ili vodu ili zrnati materijal (najvjerojatnije pijesak). Njegove bilješke jasno pokazuju da je bio svjestan da voda ili pijesak neće padati konstantnom brzinom, već će se brzina pada ubrzavati – također je znao da materijal prestaje ubrzavati vodoravno, budući da na njega više ne utječe vrč, i da je njegovo ubrzanje usmjereno prema dolje isključivo zbog gravitacije.
Ako se vrč kreće konstantnom brzinom, linija koju stvara materijal koji pada je okomita, tako da se ne formira trokut. Ako vrč ubrzava konstantnom brzinom, linija stvorena skupljanjem materijala koji pada čini ravnu, ali nagnutu liniju, koja zatim tvori trokut. I, kao što je Da Vinci istaknuo u ključnom dijagramu, ako se kretanje vrča ubrzava istom brzinom kojom gravitacija ubrzava materijal koji pada, stvara se jednakokračan pravokutni trokut—što je Gharib izvorno primijetio da je Da Vinci istaknuo bilješkom “Equatione di Moti”, ili “izjednačavanje (ekvivalencija) gibanja”.
Da Vinci je pokušao matematički opisati to ubrzanje. Ovdje, prema autorima studije, nije baš pogodio. Kako bi istražili Da Vincijev proces, tim je koristio računalno modeliranje kako bi proveli eksperiment s vrčem za vodu. Čineći to, došlo je do Da Vincijeve pogreške.
“Ono što smo vidjeli je da se Leonardo borio s tim, ali on je to modelirao tako da je udaljenost padajućeg objekta bila proporcionalna 2 na t potenciju [gdje t predstavlja vrijeme] umjesto proporcionalna t na kvadrat”, kaže Roh. “Pogrešno je, ali kasnije smo saznali da je ovu vrstu pogrešne jednadžbe upotrijebio na ispravan način.” U svojim je bilješkama Da Vinci ilustrirao padanje objekta u najviše četiri vremenska interval.
“Ne znamo je li Da Vinci radio daljnje eksperimente ili dublje istraživao ovo pitanje”, kaže Gharib. “Ali činjenica da se na ovaj način borio s ovim problemom – u ranim 1500-ima – pokazuje koliko je njegovo razmišljanje bilo daleko ispred vremena.”
Rad nosi naslov “Da Vincijeva vizualizacija gravitacije kao oblika ubrzanja” (“Leonardo da Vinci’s Visualization of Gravity as a Form of Acceleration“).
