loader image

Hipotezy powstania obrazu na Całunie

Home » Historia badań » Fizyczne badania Całunu » Hipotezy powstania obrazu na Całunie

Wojciech Kucewicz
Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie

Jakub S. Prauzner-Bechcicki
Uniwersytet Jagielloński w Krakowie

Cezurą dla stawiania hipotez próbujących wyjaśnić powstanie wizerunku postaci na Całunie jest wykonanie pierwszej jego fotografii przez →Seconda Pię w 1898 r. W okresie poprzedzającym ów moment istniał dość wyraźny podział hipotez na dwie perspektywy – z jednej strony określano wizerunek z płótna jako acheiropit (stgr. ἀχειροποίητος – ‘nie wykonany ludzką ręką’), a z drugiej sugerowano, że jest on dziełem artysty. Ta druga hipoteza została wysunięta już w raporcie Piotra d’Arcisa, ordynariusza diecezji Troyes z XIV w., który posłał do papieża Klemensa VII (Waliszewski 1987, s. 35) i ciąży nad badaniami nad Całunem do dziś. Choć już cechy wizerunku uwidocznione na fotografii autorstwa S. Pii skłaniają wielu badaczy do zaszeregowania owej hipotezy jako wielce nieprawdopodobnej, a wykonane 80 lat później szeroko zakrojone badania zespołu Projektu Badawczego Całunu Turyńskiego (ang. Shroud of Turin Research Project, →STURP) zdają się tę kwestię rozstrzygać ostatecznie (Jumper et al. 1984), to nie brakuje zagorzałych zwolenników tezy, że Całun jest średniowiecznym fałszerstwem. Stąd też, bazując na współczesnej literaturze naukowej, wśród możliwych hipotez powstania wizerunku można wyróżnić trzy główne nurty (Fanti 2014; Fazio 2020):

  1. Upatrujące nadnaturalne źródło wizerunku.
  2. Zakładające, że przyczyną powstania są naturalne procesy.
  3. Zakładające interwencję artystyczną.

Dostęp do pierwszej fotografii Całunu sprawił, że od początku XX w. zaczęły pojawiać się różnorodne hipotezy próbujące wyjaśnić, w jaki sposób powstał wizerunek postaci na Całunie. Ich weryfikacja polega na porównaniu ich z oryginałem. Obecnie wyróżnia się nawet 24 cechy fizykochemiczne obserwowanego na Całunie obrazu, których reprodukcji oczekuje się od stawianej hipotezy (Fanti 2014).

Wiedza o charakterystycznych właściwościach obrazu z Całunu poszerzała się początkowo tylko w skali makro, a po badaniach przeprowadzonych przez zespół STURP również w wymiarze mikro. W szczególności to pomiary fluorescencyjne z wykorzystaniem promieniowania ultrafioletowego i rentgenowskiego oraz badania mikrochemiczne z całą pewnością wykluczyły możliwość namalowania obrazu na Całunie (Morris, Schwalbe, London 1980; Miller, Pellicori 1981). Wizerunek postaci wykazywał znikomą fluorescencję, natomiast zaobserwowano znacznie większą fluorescencję w obszarach zwęglenia powstałych w czasie pożaru z roku 1532. Komputerowa analiza obrazu potwierdziła, że zawarte są w nim unikalne, trójwymiarowe informacje (Jumper 1982; Jackson, Jumper, Ercoline 1982; Jackson, Jumper, Ercoline 1984). Obraz powstał wskutek bezpośredniego kontaktu ciała z płótnem, a także w miejscach, gdzie nie było takiego kontaktu, np. między policzkami i nosem (Jumper et al. 1984; Basso, Fanti 2007; Fanti et al. 2010a; Fanti et al. 2010b; Fanti 2014). Wizerunek nie pojawia się pod plamami krwi, co świadczy o tym, że najpierw musiały powstać ślady krwi, a dopiero następnie wizerunek postaci. Jednocześnie powstający obraz nie naruszył tych śladów (Jumper et al. 1984; Fanti et al. 2010a; Fanti et al. 2010b; Fanti et al. 2005; Fanti 2014).

Widoczny w skali makro wizerunek postaci powstał na tkaninie utkanej z nitek o średnicy ułamka milimetra. Z kolei nitki powstały ze skręcenia razem kilkudziesięciu włókien lnu. Badania wykazały, że w obszarze wizerunku tylko część włókien składających się na nitkę jest zabarwiona, pozostała zaś ma barwę naturalną. W zależności od proporcji włókien zażółconych i naturalnych obserwuje się różnice w intensywności obrazu. Tam, gdzie włókien zażółconych jest więcej, obraz jest ciemniejszy, a tam, gdzie ich jest mniej – jaśniejszy (Jumper et al. 1984; Fanti et al. 2010a; Fanti et al. 2010b; Fanti et al. 2005; Fanti 2014).

Dodatkowo zaobserwowano, że zabarwione są tylko powierzchniowe warstwy włókien. Zabarwienie to wnika jedynie na niewielką głębokość (ok. 0,2 μm), czyli pojawia się tylko w zewnętrznych komórkach włókien (Jumper et al. 1984; Fanti et al. 2010a; Fanti et al. 2010b; Fanti et al. 2005; Fanti 2014). Od zakończenia badań w projekcie STURP naukowcy są zgodni, że jest to efekt zmian chemicznych, jakim ulega struktura celulozy, podstawowego składnika włókien lnu (Jumper et al. 1984; Di Lazzaro et al. 2011). Rezultatem tych przemian jest powstawanie wiązań chemicznych, które absorbują światło z zakresu niebieskiego. Niedobór tego promieniowania w widmie światła widzialnego powoduje, że światło odbite ma barwę żółtą. To zjawisko jest często obserwowane np. jako żółknięcie papieru i jest wynikiem starzenia się celulozy. Szybkość efektu starzenia zależy od rodzaju i ilości dostarczonej energii, która jest niezbędna do wywołania zmian strukturalnych celulozy, a także obecności katalizatora, który mógłby takie zmiany przyspieszać. Ta energia może być dostarczona w postaci ciepła, światła lub innych form promieniowania.

Katalizatorem mogłyby być substancje powstające w naturalnych zjawiskach zachodzących podczas kontaktu martwego ciała z lnianym płótnem. Hipotezę, że obraz powstał w wyniku działania naturalnych par (zjawisko waporografii) wysunął Paul Vignon, a później rozwijali ją i modyfikowali również inni uczeni (Waliszewski 1987, s. 112; Rogers, Arnoldi, Review; Rogers 2008). Jednak obrazy uzyskane w trakcie eksperymentów bardzo różniły się od wizerunku na Całunie. Kształty były rozmazane, charakteryzowały się słabą rozdzielczością i co najważniejsze – obrazy nie miały właściwości trójwymiarowych ani powierzchniowych (Fanti 2014).

Również próby uzyskania obrazu poprzez dostarczenie energii cieplnej (np. użycie rozgrzanej płaskorzeźby) nie były udane (Pesce Delfino 2000; Fanti 2014). Powstałe w ten sposób obrazy nie miały właściwości makroskopowych wizerunku z Całunu (Fanti 2014), a dodatkowo poddane promieniowaniu cieplnemu włókna tkaniny zabarwiały się nie tylko powierzchniowo. Aby energia cieplna spowodowała tylko powierzchniowe zmiany struktury włókien, powinna działać jedynie przez ułamki sekundy, co jest praktycznie nieosiągalne. Z drugiej strony wykorzystanie promieniowania jonizującego (np. rentgenowskiego lub gamma) też nie wchodzi w grę ze względu na jego wysoką energię. Promieniowanie takie wywołałoby zmiany strukturalne w całej objętości włókien, czyli inaczej niż na wizerunku z Całunu.

Obiecujące analizy przeprowadzono z wykorzystaniem promieniowania laserowego w zakresie ultrafioletowym. Były one prowadzone w latach 2005-2010 w Centrum Badań ENEA we Frascati (Włochy) przez zespół badaczy, którym kierował Paolo Di Lazzaro (Di Lazzaro et al. 2010; Di Lazzaro et al. 2011). Założeniem badania było uzyskanie w temperaturze pokojowej podobnego zabarwienia, jakie obserwuje się na wizerunku z Całunu poprzez naświetlanie tkaniny lnianej impulsowym promieniowaniem laserowym, o impulsach trwających ułamek sekundy1. Szczególnie chodziło o powierzchniowe zabarwienie włókien lnu. Najlepsze rezultaty uzyskano przy użyciu lasera ArF, który emituje promieniowanie o długości 193 nm (Di Lazzaro et al. 2010). Dobierając odpowiednio gęstość mocy, regulowaną liczbą impulsów lasera, udało się uzyskać zabarwienie o właściwościach fluorescencyjnych podobnych jak na Całunie przy gęstości mocy rzędu 200 MW/cm2. Generalnie zaobserwowano, że zabarwieniu ulega zewnętrzna warstwa nici. Analizowano też barwę włókien składających się na nić i w kilku przypadkach wykryto powierzchniowe zabarwienie, takie jak na Całunie.

Badacze oszacowali też, jakiej mocy impuls promieniowania byłby potrzebny do uzyskania wizerunku postaci o rozmiarach takich jak na Całunie – musiałyby to być 34 miliony MW (Di Lazzaro et al. 2011). Nawet przy współczesnym rozwoju technologicznym taka moc jest nieosiągalna.

Część badaczy skłania się do hipotezy, że obraz na Całunie mógł powstać w wyniku wyładowania koronowego (Fanti, Lattarulo, Scheuermann 2005; Fanti 2010; Fanti 2014), nazywanego też wyładowaniem niezupełnym. Jest ono efektem jonizacji gazu (np. powietrza) i powstania plazmy w obszarze między dwoma elektrodami o dużej różnicy potencjałów, niższej jednak niż napięcie przebicia, ale wystarczającej do powstawania efektu lawinowego. Zjonizowany gaz oraz powstałe elektrony są źródłem prądu płynącego pomiędzy elektrodami. Jednocześnie można zaobserwować zachodzącą rekombinację jonów, efektem której jest emisja niebiesko-białego światła z dużą zawartością promieniowania ultrafioletowego. Przy niesymetrycznych elektrodach zjawisko promieniowania koronowego będzie również niejednorodne. Intensywniejsze będzie w obszarach, na których powierzchnie elektrod są bardziej zbliżone.

W roku 2005 zaprezentowano rezultaty eksperymentalne potwierdzające możliwość powstania obrazu w wyniku wyładowania koronowego (Fanti, Lattarulo, Scheuermann 2005). Badania w tym kierunku prowadzi przede wszystkim →Giulio Fanti z Uniwersytetu w Padwie (Fanti 2010; Fanti 2014). Uzyskane obrazy na płótnie lnianym miały podobne właściwości, jak wizerunek na Całunie, m.in. powierzchniowy charakter oraz informację trójwymiarową (Fanti 2014).

Istnieje również grupa badaczy poszukujących innych wyjaśnień dla powstania wizerunku, którzy za punkt wyjścia przyjmują dystrybucję pożółkłych włókienek – jest to tzw. hipoteza stochastyczna (Fazio, Mandaglio 2011). Jej autorzy, bazując na obserwacji, że intensywność wizerunku jest liniową funkcją odległości między płótnem a ciałem weń zawiniętym (Jackson, Jumper, Ercoline 1984), sugerują, iż taka sama zależność opisuje ilość zaabsorbowanej energii na jednostkę powierzchni, a tym samym, że opisuje również prawdopodobieństwo pożółknięcia włókien (Fazio, Mandaglio 2011). Dalej wychodzą z propozycją (Fazio, Mandaglio 2011; Fazio, Mandaglio 2012), że owa hipoteza jest zbieżna z propozycją badaczy STURP o ukrytym charakterze obrazu, tzn. że obraz nie był widoczny od razu, lecz z biegiem czasu w związku z degradacją celulozy (Pellicori, Evans 1981; Schwalbe, Rogers 1982). Istotne jest tutaj, by zwrócić uwagę na skalę czasową uwidaczniania się wizerunku – w zależności od tego, co jest przyczyną powstania ukrytego obrazu, może się on sam stać widoczny po kilku godzinach, po wielu latach lub wręcz dziesiątkach lat (Fazio, Mandaglio, Anastasi 2017; Fazio, Mandaglio, Anastasi 2019).

Istnienie kilku hipotez dotyczących powstania wizerunku na Całunie prowadzi do ożywionych polemik między ich autorami (Fazio et al. 2015; Fanti 2015; Fazio, Mandaglio 2015). Jest to sytuacja z naukowego punktu widzenia bardzo dobra, stwarzająca szansę na wypracowanie słusznej koncepcji.

1 Użyto impulsy laserowe o różnych długościach: 120 ns, 30 ns i 12 ns, gdzie 1 ns (nanosekunda) to miliardowa część sekundy.

Bibliografia

Basso R., Fanti G., Optics Research Applied to the Turin Shroud: Past, Present, Future, [w:] Optics Research Trends, ed. P.V. Gallico, New York 2007, s. 4.

Di Lazzaro P. et al., Deep Ultraviolet Radiation Simulates the Turin Shroud Image, „Journal of Imaging Science and Technology” 2010, Vol. 54(4), s. 40302-1-6, http://dx.doi.org/10.2352/J.ImagingSci.Technol.2010.54.4.040302.

Di Lazzaro P. et al., Colorazione simil-sindonica di tessuti di lino tramite radiazione nel lontano ultravioletto: riassunto dei risultati ottenuti presso il Centro ENEA di Frascati negli anni 2005-2010, Rapporto Tecnico ENEA-RT-2011-14, [on-line:] https://www.academia.edu/3648806/Colorazione_simil_sindonica_di_tessuti_di_lino_tramite_radiazione_nel_lontano_ultravioletto_riassunto_dei_risultati_ottenuti_presso_il_Centro_ENEA_di_Frascati_negli_anni_2005_2010 – 29 X 2021.

Fanti G., Can Corona Discharge Explain the Body Image of the Turin Shroud?, „Journal of Imaging Science and Technology” 2010, Vol. 54(2), s. 20508-1-11, http://dx.doi.org/10.2352/J.ImagingSci.Technol.2010.54.2.020508.

Fanti G., Hypotheses Regarding the Formation of the Body Image on the Turin Shroud: A Critical Compendium, „Journal of Imaging Science and Technology” 2014, Vol. 55, No. 6, s. 60507-1-14, https://doi.org/10.2352/J.ImagingSci.Technol.2011.55.6.060507.

Fanti G., Comments on a Stochastic Hypothesis about the Body Image Formation of Turin Shroud, „The Journal of The Textile Institute” 2015, Vol. 106, No. 8, s. 900-903, https://dx.doi.org/10.1080/00405000.2014.961265.

Fanti G., Lattarulo F., Scheuermann O., Body Image Formation Hypotheses Based on Corona Discharges, [w:] The Third Dallas International Conference on the Shroud of Turin, Dallas 8-11 September 2005, [on-line:] http://sindone.dii.unipd.it/giulio.fanti/research/Sindone/corona.pdf – 29 X 2021.

Fanti G. et al., Evidences for Testing Hypotheses about the Body Image Formation of the Turin Shroud, [w:] The Third Dallas International Conference on the Shroud of Turin: Dallas, Texas, September 8-11, 2005, [on-line:] http://www.shroud.com/pdfs/doclist.pdf – 29 X 2021.

Fanti G. et al., Microscopic and Macroscopic Characteristics of the Shroud of Turin Image Superficiality, „Journal of Imaging Science and Technology” 2010a, Vol. 54(4), s. 40201-1-8, http://dx.doi.org/10.2352/J.ImagingSci.Technol.2010.54.4.040201.

Fanti G. et al., List of Evidences of the Turin Shroud, [w:] Proceedings of International Workshop on the Scientific Approach to the Acheiropoietos Images (ENEA, Frascati, Italy, 2010), Frascati 2010b.

Fazio G., The Shroud Body Image Generation: Immanent or Transcendent Action?, „Scientia et Fides” 2020, Vol. 8, No. 1, 33-42, http://dx.doi.org/10.12775/SetF.2020.003.

Fazio G., Mandaglio G., Stochastic Distribution of the Fibrils that Yielded the Shroud of Turin Body Image, „Radiation Effects & Defects in Solids” 2011, Vol. 166, No. 7, s. 476-479, https://doi.org/10.1080/10420150.2011.566877.

Fazio G., Mandaglio G., Can a Latent Image Explain the Characteristic of the Shroud Body Image?, „Radiation Effects & Defects in Solids” 2012, Vol. 167, No. 3, s. 220-223, https://dx.doi.org/10.1080/10420150.2011.595413.

Fazio G., Mandaglio G., Commentary: Stochastic Effects and Corona Discharge for the Shroud Body Image Generation, „The Journal of The Textile Institute” 2015, Vol. 106, No. 8, s. 904-906, http://dx.doi.org/10.1080/00405000.2014.961266.

Fazio G., Mandaglio G., Anastasi A., Revisiting a Pure Stochastic Mechanism to Explain the Body Image Formation on the Linen of Turin, „The Journal of The Textile Institute” 2017, Vol. 108, No. 9, s. 1552-1555, https://dx.doi.org/10.1080/00405000.2016.1262200.

Fazio G., Mandaglio G., Anastasi A., Describing, Step by Step, the Shroud Body Image Formation, „Heritage” 2019, Vol. 2(1), s. 34-38, http://dx.doi.org/10.3390/heritage2010003.

Fazio G. et al., Comparison Among the Shroud Body Image Formation Mechanisms by the Linen Fibrils Distributions, „The Journal of The Textile Institute” 2015, Vol. 106, No. 8, s. 896-899, http://dx.doi.org/10.1080/00405000.2014.930575.

Jackson J.P., Jumper E.J., Ercoline W.R., Three-Dimensional Characteristic of the Shroud Image, [w:] IEEE 1982 Proceedings of the International Conference on Cybernetics and Society, [on-line:] https://www.shroud.com/pdfs/3D%20Characteristic%20Jackson%20Jumper%201982%20OCR.pdf – 20 X 2021.

Jackson J.P., Jumper E.J., Ercoline W.R., Correlation of Image Intensity on the Turin Shroud with the 3-D Structure of a Human Body Shape, „Applied Optics” 1984, Vol. 23, No. 224, s. 2244-2270, https://doi.org/10.1364/AO.23.002244.

Jumper E.J., An Overview of the Testing Performed by the Shroud of Turin Research Project with a Summary of Results, [w:] IEEE 1982 Proceedings of the International Conference on Cybernetics and Society, October 1982, s. 535-537.

Jumper E.G. et al., A Comprehensive Examination of the Various Stains and Images on the Shroud of Turin, „Archaeological Chemistry III” 1984, s. 447-476, ACS Advances in Chemistry, Vol. 205, https://doi.org/10.1021/ba-1984-0205.ch022 wraz z zawartymi tam referencjami.

Miller V.D., Pellicori S.F., Ultraviolet Fluorescence Photography of the Shroud of Turin, „Journal of Biological Photography” 1981, Vol. 49, No. 3, s. 71-85.

Morris R.A., Schwalbe L.A., London J.R., X-Ray Fluorescence Investigation of the Shroud of Turin, „X-Ray Spectrometry” 1980, Vol. 9, No. 2, s. 40-47, https://doi.org/10.1002/xrs.1300090203.

Pellicori S.F., Evans M.S., The Shroud of Turin Through the Microscope, „Archaeology” 1981, Vol. 34(1), s. 34-43.

Pesce Delfino V., E l’uomo creò la Sindone, Bari 2000, s. 49.

Rogers R.N., A Chemist’s Perspective on the Shroud of Turin, 2008.

Rogers R.N., Arnoldi A., Scientific Method Applied to the Shroud of Turin, a Review, [on-line:] http://www.shroud.com/pdfs/rogers2.pdf – 29 X 2021.

Schwalbe L.A., Rogers R.N., Physics and Chemistry of the Shroud of Turin: A Summary of the 1978 Investigation, „Analytica Chimica Acta” 1982, Vol. 135, No. 1, s. 3-49, https://doi.org/10.1016/S0003-2670(01)85263-6.

Waliszewski S., Całun Turyński dzisiaj, Kraków 1987.

Źródła ilustracji

1. Zbiory prywatne

2. i 3. Sindonology.org, Photomicrographs, http://www.sindonology.org/photomicrographs.shtml

4. Opracowanie własne K. Sadły

Wojciech Kucewicz

Pracownik naukowy na Wydziale Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. Jest specjalistą z zakresu krzemowych detektorów promieniowania jonizującego, którymi zajmuje się od momentu, kiedy po raz pierwszy pojawiły się w zastosowaniach do eksperymentów fizycznych w akceleratorach na wiązkach przeciwbieżnych. Uczestniczył w pionierskich pracach związanych z budową krzemowych detektorów wierzchołka w Europejskim Centrum Badań Jądrowych – CERN w Szwajcarii. Brał udział w budowie detektorów krzemowych dla kilku eksperymentów fizyki wysokich energii. Od 2000 r. zajmuje się również rozwojem systemów pomiarowych opartych na fotopowielaczach krzemowych. Przez wiele lat pracował i prowadził wykłady na uczelniach zagranicznych: Uniwersytecie w Mediolanie, Uniwersytecie w Ferrarze, Uniwersytecie Insubria w Como (Włochy), Uniwersytecie w Strasbourgu (Francja), Uniwersytecie Illinois w Chicago (USA) oraz Uniwersytecie w Karlsruhe (Niemcy). Był kierownikiem lub głównym wykonawcą siedmiu grantów krajowych i pięciu grantów europejskich. Jego dorobek naukowy obejmuje ponad 700 publikacji i trzy patenty międzynarodowe. Był członkiem Rady Narodowego Centrum Nauki (2016-2020) oraz wielokrotnie członkiem ministerialnych zespołów doradczych. Jest współpracownikiem Polskiego Centrum Syndonologicznego w Krakowie.

Jakub S. Prauzner-Bechcicki

Fizyk, absolwent Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie, samodzielny pracownik Zakładu Fizyki Nanostruktur i Nanotechnologii Wydziału Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UJ, współautor kilkudziesięciu artykułów naukowych dotyczących procesów w silnych polach laserowych, mikroskopii bliskich oddziaływań, polimeryzacji na powierzchniach tlenków metali, tworzenia nanostruktur organicznych i funkcjonalizacji powierzchni, zastosowania fizyki do potrzeb konserwacji i restauracji dzieł sztuki, kwantowej informatyki. Autor kilku artykułów o charakterze popularnonaukowym.

error: Content is protected !!