Hingepõhjast välja tunginud teadus: Ernst Öpik 125

Öpiku teadustööd iseloomustab andmete ja teadmiste süntees ning ebatraditsiooniliste meetodite rakendamine.

LAURITS LEEDJÄRV

Californias Palo Altos asuv kirjastus Annual Reviews annab välja aastaülevaadete sarja, milles igal aastal ilmub eri teadusharude kohta umbes 50 köidet. Üks neist on „Annual Review of Astronomy and Astrophysics“, mille tänavuse köite avaartikliks on akadeemik Jaan Einasto mälestuslik kokkuvõte paradigma muutustest kosmoloogias.¹ Selliseid isiklike mälestustega segatud ülevaateid mõnest suurest teadussaavutusest tellitakse igal aastal kõige väljapaistvamatelt astronoomidelt. Aegade jooksul on autorite hulgas olnud näiteks Cecilia Payne-Gaposchkin, Viktor Hambardzumjan, Fred Hoyle, Jan Hendrik Oort, Vitaly Ginzburg (Nobeli auhind 2003), William A. Fowler (Nobel 1983), Charles H. Townes (Nobel 1964), Hans A. Bethe (Nobel 1967), Riccardo Giaconni (Nobel 2002), Maarten Schmidt jpt. Kõige esimene selline isiklik lugu telliti aga 1977. aastaks Ernst Julius Öpikult.²

73 aastat publikatsioone

Jaan Einastost on küllap kõik lugejad kuulnud ja kuulevad seoses järgmisel aastal saabuva 90. sünnipäevaga veelgi. Kindlasti teatakse ka Ernst Öpikut, aga et tema sünnist möödus hiljuti 125 aastat, siis tasub veidi mälu värskendada. Niisiis, meie suurmees sündis 22. (vkj 10.) oktoobril 1893. aastal Kundas (õieti Lontova külas) tolliametniku Karl Öpiku perekonnas. Peres oli kokku kaheksa last ja olgu öeldud, et mitte ainult Ernst ei saanud kuulsaks. Vend Oskar oli diplomaat, viimane Eesti Vabariigi saadik Pariisis, vend Armin geoloog, kes emigreerus Austraaliasse, vend Paul tuntud pangandustegelane. Õpetajana töötanud õde Anna sai iseõppijana selgeks 13 võõrkeelt, muu hulgas on ta tõlkinud Homerose „Odüsseia“ eesti keelde. Kahe venna elutee lõppes Vene kodusõjas.

Öpikute pere kolis 1900. aastal Tallinna, kus isa sai tööd sadamas ja väikese maja ametikorteriks. Suure pere aineline olukord paranes. Üheks märgiks sellest oli majja ilmunud klaver, millel oli tähtis osa Ernsti isiksuse kujunemisel. Kolm kohalikku keelt olid juba enne kooliminekut selged, sest ema nõudmisel rääkis isa lastega vene keelt, ema ise saksa keelt ja vanaema eesti keelt. Ernst sooritas sisseastumiseksamid Nikolai gümnaasiumisse (praegune Gustav Adolfi Gümnaasium) nii edukalt, et sai vabastuse õppemaksust. 1911 lõpetas ta gümnaasiumi kuldmedaliga.

Gümnaasiumipäevil oli astronoomiahuvi nii suur, et Ernst Öpik asutas koos kaasõpilastega Vega-nimelise seltsi ja neil õnnestus hankida kolmetolline läätsteleskoop. Astronoomi elukutse valiku kohta on Ernst naljatlemisi öelnud, et selle tingis lapsepõlves juhtunud õnnetus: noorem vend Oskar laskis kogemata vibuga Ernstil ühe silma peast välja. Aga teleskoopi vaatamisel piisab ju ühest silmast küll, arvanud Ernst. Suurem mõjutaja oli vist siiski vanem õde Anna, kes ühel ilusal õhtul koduhoovis „avas silmad taeva ja tähtede ilule – see oli vist väike komeet Lüüra tähtkujus, mis selleks põhjust andis“.³

Huvi vajas realiseerimist, aga enne ülikooli astumist tuli üks aasta raha teenida. Ja ülikooliks valis Ernst Moskva: „Tartu peale ei saanud mõelda, sest teenistusväljavaateid siin polnud, kuna Moskvas võis tunniandmisega, eriti keelevaldaja, üsna hästi teenida.“⁴ Selsamal 1912. aastal ilmus Peterburis Öpiku esimene teadusartikkel – Marsi ja Veenuse vaatlustest, mis olid tehtud veel Tallinnas.⁵ Viimane teadusartikkel ilmus teadaolevalt Öpiku surma-aastal 1985.⁶ Seega siis 73 aasta pikkune publikatsioonide rida! Ainuüksi ülikooliaastatel ilmus 18 teadusartiklit, millega kolleeg Mihkel Jõeveeru hinnangul⁷ jõudis Öpik 1915. aastal maailma tippude tasemele ja jäi sinna tervelt 65 aastaks. On loomulik, et nii pika aja jooksul artiklite temaatika ja sisu märgatavalt muutub, aga Öpiku puhul tuleb siiski märkida tema erakordselt laia haaret. Viimane Suur Kõiketeadja – nii on kaasaegsed teda iseloomustanud. Öpik käsitles peaaegu kõiki omaaegse astronoomia harusid, tema uurimisobjektid ulatusid meteooridest Kuuni ja Päikesesüsteemi planeetideni, tähtedest Linnutee ehituseni, Linnuteest Andromeeda galaktikani ja kaugemalegi. Ta huvitus kosmoselendude teooriast, hoiatas inimkonda Maale ohtlike asteroidide ja komeetide eest. Ka Maa kliima ja jääajad läksid talle korda.

Teadustöö ja artiklite avaldamine ei saanud selle pika aja jooksul siiski katkematult kesta. Paraku ei pääse maistest muredest ka kõige põnevamate taevanähtuste uurijad. Ülikooli lõpetamine 1916. aastal jäi Esimese maailmasõja aastatesse. Nii ei saanud Öpik jääda rahulikult Moskvasse professori kutseks valmistuma. Ja nagu sõjast veel vähe oleks, räsisid Venemaad 1917. aastal Veebruarirevolutsioon ja punane pööre oktoobris. 1919. aasta jaanuaris põgenes Ernst Öpik koos rohkem kui 100 õppejõuga nälgivast Moskvast ja asus 70 päeva väldanud teekonnale Taškenti. Seal sai tema ülesandeks panna käima nõukogude võimu asutatud Turkestani ülikooli observatoorium. Kesk-Aasiaga ei kavatsenud Öpik end siiski pikemalt siduda. Kui pärast Tartu rahulepingut avanes võimalus naasta Eestisse, haaras Öpik sellest kinni. Seda enam et vahepeal Tartus astronoomia professoriks ja tähetorni juhatajaks saanud Taavet Rootsmäe (tollal David Rootsmann) teda isiklikult kutsus. Dokumentide vormistamine võttis aega, kuid 1. detsembrist 1921 on Ernst Öpik Tartu ülikooli tähetorni astronoom-observaator.

Nimetuselt tagasihoidlik ametikoht võimaldas Öpikul pühenduda täie jõuga teadustööle ja hakata Tartu tähetornile tagasi tooma seda hiilgust, mis tal oli XIX sajandil. Administratiivne tegevus ja peamine osa õppetööst jäid professor Rootsmäe hooleks. Suurema osa aastatest 1930–1934 veetis Öpik USAs Harvardi observatooriumis sealse direktori Harlow Shapley kutsel. Talle pakuti ka Harvardi ülikoolis professori kohta, kuid sellest Öpik loobus – Tartu oli siiski armsaks saanud.

Rahulik teadustöö oleks võinud Tartus kesta kaua, kuid teame ju kõik, mis toimus Eestis 1940–1944. Juba 50aastase küpse teadlasena ja kahest abielust pärit kuue lapse isana pidi Ernst Öpik 1944. aasta suvel asuma oma maakodust Võrtsjärve lähistel teele Tallinna, et seal astuda Saksamaale suunduvale laevale. Nõukogude võimu koledusi ei tahtnud Öpik enam kogeda. Elu Hamburgi põgenikelaagris ei olnud kerge, kuid teadusemees ei suutnud ka lihtsalt käed rüpes istuda. 1946. aasta alguseks olid asjad aetud nii kaugele, et avati eestlaste, lätlaste ja leedulaste ühine Balti ülikool. Öpikust sai selle professor ja eesti üliõpilaskonna rektor. Balti ülikool tegutses 1949. aastani, kolides vahepeal Hamburgi lähedale Pinnebergi väikelinna. Öpik lahkus siiski juba 1948. aasta juunis. Tema raskest pagulaspõlvest oli kuulda saanud Eric Lindsay, Öpiku õpilane ja kolleeg Harvardi päevilt. Lindsay oli üsna noore mehena tõusnud oma kodukandis Põhja-Iirimaal asuva Armagh’ observatooriumi direktoriks ja kutsus nüüd Öpiku sinna tööle.

Andromeeda udust täheevolutsioonini

Väikelinn Armagh sai Öpiku kodu- ja töökohaks rohkem kui 30 aastaks. Pensionile jäi ta alles 1981, oma 88. eluaastal. Öpik ei unustanud ka Ameerikat. Aastatel 1956–1974 veetis ta pea igal aastal ühe semestri Marylandi ülikoolis College Parkis, pidades loenguid ja seminare. Pikad sõidud üle Atlandi ookeani võttis Öpik ette ikka laevaga, sest lennusõit talle ei meeldinud

. Vahel on sellises vastumeelsuses nähtud vastuseisu uuendustele, vanadest asjadest kinnipidamist. Terake tõtt võib selles mõttes ehk olla, kui uskuda ka seda, kuidas Öpik olevat 1970. aastatel vastanud ettepanekule hakata kasutama arvutit: „Milleks mulle arvuti? Mul on ju pea.“ Kindlasti ei saa aga Öpikut süüdistada vanameelsuses oma teadustöös. Vastupidi, ta oli pigem liiga uuenduslik, kaasaegsed sageli ei mõistnud tema mõtteid ja töid lõpuni. Tuntuim näide on nn Andromeeda udu kauguse määramine. XX sajandi algul ei olnud veel sugugi selge, kas Linnutee on meie universumis ainus galaktika või leidub ka teisi temataolisi. 1920. aastast on teada kuulus debatt USA astronoomide Heber Curtise (1872–1942) ja Harlow Shapley (1885–1972) vahel. Curtis väitis, et universum koosneb paljudest meie Linnuteega sarnanevatest galaktikatest, mida astronoomid nimetasid tollal spiraalududeks. Shapley arvates aga moodustabki Linnutee kogu universumi ja spiraaludud on lihtsalt gaasipilved selle sees. Debatt oli õigupoolest mitmeplaanilisem ning nii õigeid kui valesid väiteid oli mõlemal, kuid põhiküsimuses – spiraaludude olemuses ja kauguses – andis aeg õiguse Curtisele. Öpik oli selle ära tabanud juba 1918. aastal, kui ta hoolimata sõja- ja revolutsioonihädadest sai vahel mõelda taevastele asjadele. Eestisse tagasi jõudnult täiendas ta oma tööd Andromeeda udu kauguse määramisest galaktika pöörlemise omaduste kaudu, sai tulemuseks 450 kiloparsekit (ligi 1,5 miljonit valgusaastat) ja avaldas artikli prestiižses ajakirjas The Astrophysical Journal.⁸ Praegu teadaolev kaugus on 780 kpc (umbes 2,5 miljonit valgusaastat). Ometi kasutati 1950. aastateni enamasti väärtust 210–250 kpc, mille avaldasid Edwin Hubble (1889–1953) ja teised tollal autoriteetsed astronoomid. Öpiku töö oli lihtsalt nii uudne, et selle suhtes ei osatud seisukohta võtta. Aastakümneid hiljem, 1995, kirjutas USA astronoom Vera Rubin (1928–2016), et see artikkel on üks XX sajandi kõige originaalsemaid töid.⁹

Eri andmete ja teadmiste süntees ning ebatraditsiooniliste meetodite rakendamine iseloomustasid kogu Öpiku teadustööd. Ise on ta oma käsitlusviisi nimetanud morfoloogiliseks meetodiks – see tähendab „… teoreetilist või eksperimentaalset füüsikalist mudelit mõjutavate kõigi teadaolevate andmete ja faktorite arvestamist. Uurijad eiravad tihti seda endastmõistetavat reeglit.“¹⁰ Teine oluline faktor Öpiku edus oli ilmselt intuitsioon, oskus ära tunda, millised probleemid on lahendamiseks küpsed:¹¹ meteoornähtusi hakkas ta uurima siis, kui neist veel üsna vähe teati, kaaluka sõnaga sekkus ta spiraaludude olemuse kohta peetavasse vaidlusese, 1920. aastatel arendas stellaarstatistikat ning tähtede siseehituse ja evolutsiooni alal õnnestus tal saada üheks nurgakivipanijaks. Öpikust ei läinud mööda ka kosmoseajastu algus 1957, siis keskendus ta Päikesesüsteemile. Muide, Öpik oli üks esimesi, kes hoiatas inimkonda kosmosest varitsevate ohtude eest: suurtel meteoriitidel on tohutu energia korraldamaks maapealset katastroofi.¹²

Õige arusaam tähtede evolutsioonist on samuti üks Öpiku suuremaid saavutusi. 1920. aastatel arvati, et tähed tekivad punaste hiidudena, tõmbuvad evolutsiooni käigus kokku ning muutuvad sinisteks ja valgeteks hiidudeks, millest lõpuks saavad punased kääbustähed. Öpik leidis, et tähtede tegelik elukäik on vastupidine: hiiuks paisumine on just lõppvaatus. Selle mõistmiseks oli vaja tunda tähtede energiaallikaid, aga termotuumareaktsioonidest ei teatud siis veel midagi. Ometi Öpik oletas, et tähtedes toimuvad mingid subatomaarsed protsessid. 1938. aastal, kui juba hakati saama aimu tuumaprotsessidest, avaldas Öpik põhjaliku käsitluse täheevolutsioonist, mille põhiseisukohad on kehtima jäänud.¹³ Tähtedes toimuvate tuumareaktsioonide üksikasjalise kirjeldamiseni ta siiski ei jõudnud, selle eest sai 1967. aastal Nobeli füüsikaauhinna Hans A. Bethe (1906–2005).

Liiga uuenduslik

Meie teise suurmehe Paul Kerese kohta on tavaks öelda, et ta oli igavene teine. Teaduses on inimesi järjestada muidugi raskem kui males. Öpiku puhul tundub, et ta oli mõnes asjas pigem liiga varane kui teine. Tema originaalseid mõtteid hakkasid kolleegid vahel mõistma aastaid ja aastakümneid hiljem. Nobeli auhind jäi tulemata, aga tunnustusi Öpikule eluajal siiski jagus. 1938. aastal oli ta esimese 12 Eesti Teaduste Akadeemia liikme seas, 1954 valiti Iiri Kuningliku Akadeemia liikmeks, 1975 USA Rahvusliku Teaduste Akadeemia välisliikmeks, 1977 Ameerika Kunstide Akadeemia välisauliikmeks. Ta oli Belfasti (1968) ja Sheffieldi (1977) ülikooli audoktor, pälvis mitmesuguseid ülikoolide ja teadusseltside auhindu – eriti võiks mainida Briti Kuningliku Astronoomiaseltsi (1975) ja Vaikse Ookeani Astronoomiaseltsi (1976) kuldmedalit. 85. sünnipäeva kingituseks sai ta taevasse omanimelise väikeplaneedi nr 2099. Öpiku nimi on antud ka kraatrile Marsi kaaslasel Phobosel. Päikesesüsteemi äärealadel laiuva komeetide pilvega on jälle nii, et Öpik ennustas selle olemasolu juba 1932. aastal, aga rohkem tuntakse seda praegu Oorti pilvena, Hollandi astronoomi Jan Hendrik Oorti (1900–1992) auks, kes postuleeris pilve olemasolu alles 1950. aastal. Eesti astronoomide auasi võiks olla Öpiku-Oorti pilve nime laialdasem levitamine.

Öpiku pärand on loomulikult mahukas. Tema teadusartiklite arv on üle 1000, neist üle 700 on suhteliselt lühikesed teated ja kommentaarid tema enda asutatud ajakirjas The Irish Astronomical Journal, kuid ülejäänute hulgas leidub ka väga pikki. 1960. aastal avaldas Öpik populaarteadusliku raamatu „The Oscillating Universe“, mis on pealkirjaga „Pulseeriv universum“ kättesaadav viidetes¹⁰,¹¹ mainitud „Eesti mõtteloo“ sarja 60. kogumikus „Meie kosmiline saatus“. Öpikule meeldis ja ta ka jõudis kirjutada üldarusaadavaid artikleid, millest paljusid saab nimetatud kogumikust lugeda. Tema initsiatiivil anti 1923. aasta sügisel välja „Tartu Ülikooli Tähetorni Kalender 1924. aastaks“, mille eessõnas avaldati lootust, et „ … publikum lahkesti vastu võtab meie algatust ja et tulevikus meie kalender võib aastast aasta ilmuda …“ Nii ongi läinud, „Tähetorni kalender“ ilmub tänini, isegi astronoomiliste andmete tabelite kujundus on peaaegu samasugune nagu 1924. aasta kalendris. Alates 1997. aastast on Tõraveres asuv Tartu observatoorium, mis nüüd on taas Tartu ülikooli osa, välja andnud Ernst Öpiku nimelist stipendiumi ühele astronoomia alal silma paistnud üliõpilasele. Aga Öpikust leidub ka selline materiaalne jälg nagu Öpiku hoone, õieti kaksiktornid, Tallinnas Ülemiste Citys.

Ernst Öpiku maine teekond lõppes Põhja-Iirimaal Bangori linnakeses 10. septembril 1985. Viimse soovi kohaselt segati tema tuhk vend Oskari omaga – sellesama, kes lapsepõlves Ernsti silma hävitas. Aga lugu Ernst Öpikust ei saa lõpetada, mainimata muusikat. Ernst mängis suurepäraselt klaverit ja ka komponeeris. Temalt on teada umbes 20 klaveripala ja muidki teoseid. Klaver oli tal töökabinetis nii Tartus kui ka Armagh’s. Kolleeg Tartu päevilt Roopi Hallimäe on meenutanud: „Istusime töötoas kahekesi, äkki avas härra Öpik klaveri ja meelitas kuuldavale Beethoveni imekauni sonaadi, öeldes: „Jah, muusikas elab ehk tõelisemat osa minust rohkem kui teaduses.““¹⁴ Teisal⁴ on Ernst öelnud, et muusikateosed „on nii öelda käskivalt välja tunginud hingepõhja elamustest“. Küllap kindlustas selline sügav elamusrikas hingepõhi ka Ernst Öpiku edu teaduses.

Laurits Leedjärv on Tartu ülikooli Tartu observatooriumi vanemteadur.

1 Jaan Einasto, Cosmology Paradigm Changes. Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 2018, vol. 56, pp. 1–39.

2 Ernst J. Öpik, About Dogma in Science and Other Recollections of an Astronomer. Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 1977, vol. 15, pp. 1–18.

3 Oskar Öpik, Memuaarid. Käsikiri, 325 lk, 1969, lk 47.

4 Ernst Öpik, E. Öpik’u eluloo-andmeid. 1938. Käsikiri TÜ Tartu observatooriumi arhiivis.

5 Эрнст K. Эпиk, Нaблюдeния Mapca и Beнеpы. Mироведение, 1912, т. 1, нp. 1, c. 30–31.

6 Ernst Öpik, Kometen – Einführung und Rehabilitation. Sterne, 1985, Bd. 61, S. 267–269.

7 Mihkel Jõeveer, Ernst Öpik – Viimane Suur Kõiketeadja. Akadeemia, 1993, nr 10, lk 2051–2061.

8 Ernst Öpik, An estimate of the distance of the Andromeda Nebula. Astrophysical Journal, 1922, vol. 55, pp. 406–410.

9 Vera C. Rubin, A Century of Galaxy Spectroscopy. Astrophysical Journal, 1995, vol. 451, pp. 419–428.

10 Ernst Öpik, Morfoloogiline meetod uurimistöös. Meie kosmiline saatus. Ilmamaa, Tartu, 2004, lk 171–192, originaalis The Irish Astronomical Journal, 1977, vol. 13, pp. 95–108.

11 Jaan Einasto, Mihkel Jõeveer, Ernst Julius Öpik – viimane suur igakülgne. Saatesõna. Meie kosmiline saatus. Ilmamaa, Tartu, 2004, lk 477–489.

12 Ernst Öpik, Collisions with heavenly bodies. Irish Astronomical Journal, 1952, vol. 2 (4), pp. 95–98.

13 Ernst Öpik, Stellar Structure, Source of Energy, and Evolution. Publications of Tartu Observatory, 1938, vol. 30, pp. C1–C115. / Composite Stellar Models, ibid., pp. D1–D48.

14 Roopi Hallimäe, Mulla ja taeva poole … : Astronoom E. Öpik inimesena ja õpetlasena – Postimees, 1943, nr 243, 23. X, lk 4.