Bliskovita fotografija ultrazvočnih izstrelkov je bila v svojih začetkih tesno povezana z Dolenjci prek očeta Ernsta Macha, veleposestnika na Velikem Slatniku. Pred 130 leti je januarja 1886 ugledni praški fizik Ernst Mach pisal deset let mlajšemu profesorju fizike z reške vojaške pomorske akademije, Korošcu Petru Salcherju. Do takrat se nista poznala, vendar je Ernst nujno potreboval Petrovo pomoč. V čem je bila težava?
Na prvi Mednarodni razstavi elektrike v Parizu oktobra leta 1881 je Mach, iščoč nove eksperimentalne izzive, nadvse pozorno poslušal predavanje stalnega svetovalca belgijske vojaške šole Louisa Henrija Friderika Melsensa (1814–1886) o razcefranih strelnih ranah ljudi in konj, še posebej akutnih pri žrtvah Francozov, ki so svojim žrtvam zavdali s tisti čas najhitrejšimi nadzvočnimi izstrelki. Melsens je že leta 1872, takoj po francosko-pruski vojni, predpostavil, da razdejanje v ranjenčevem tkivu povzroča stisnjeni zrak, ki ga izstrelek poriva pred seboj. Seveda je Melsens izhajal zgolj iz pregledovanja delcev tarč in ne iz fotografskega pregleda dogajanja, ki mu tisti čas še ni bil na voljo.
Ernst se je že kot študent seznanil s fotografskimi postopki pri svojemu učitelju Andreasu baronu Ettingshausenu, ki je študiral na Bombardirski dunajski šoli pri učencu prezgodaj preminulega barona Jurija Vege, stotniku Ignacu Lindnerju. Ettingshausen je uporabljal L. Daguerrov (1787–1851) postopek in je leta 1840 prvi posnel fotografije skozi mikroskop, Ettingshausnov pomočnik pa je bil njegov zet, kristalograf Josef Grailich.
Počitnice na Velikem Slatniku
Mach je vneto fotografiral tako v službi kot med počitnicami pri svojih starših in treh mlajših sestrah na Velikem Slatniku. Med dolenjskimi počitnicami je Ernst pogosto snoval svoje poskuse, ki jih je nato s pridom kazal po vsem svetu. Marsikaj mu je sproti svetoval oče, domiselni slatniški graščak Johan Nepomuk Mach (1805–1879) , ki je študiral na Karlovi univerzi v Pragi in je vedoželjnega Ernsta v najstniških letih poučeval kar doma.
Leta 1840 je Johann postal lastnik velike posesti v Marchfeldu v Spodnji Avstriji med Dunajem in Bratislavo, tako da je Ernst odraščal na podeželju. V času Ernstovega rojstva je bil Johann Mach v Brnu vzgojitelj otrok barona Bretona in Josephine, rojene Lanhaus, pozneje pa je skrbel za znanje otrok poznejšega notranjega in šolskega ministra v prevratnih letih 1848–1849 Franza Serapha Stadiona grofa Warthausna (1806–1853) in Kunigunde. Ernstov ded Joseph Mach se je prav tako uspešno gibal v visoki družbi. Ded po materini strani, oče Ernstove matere, Josephe Lanhaus je projektiral ceste, Ernst pa je študiral 3 leta in maturiral pri piaristih na nekdanji moravski nejezuitski gimnaziji Kremsier (Kroměříž) pri učitelju naravoslovja F. X. Wesselyju (Veseli).
Kljub vsej spretnosti pa Machova pod Gorjanci nikakor nista mogla rešiti eksperimentalne plati Melsensove balistike, saj se fotografiranje valovnega čela izstrelka v zraku nikakor ni hotelo posrečiti. Ernst je opravil številne poskuse tako na Slatniku kot v Pragi, a na dragih fotografijah, ki jih je že v Ernstovih najstniških letih na Bledu dopolnjeval izumitelj Janez Puhar, svoj čas duhovnik v Leskovcu pri Krškem in v Metliki med letoma 1838–1842, se ni videlo prav nič obetavnega. Janez je že na Dolenjskem obvladal skrivnosti dagerotipije in posnel prve fotografije. Nekaj let pozneje so Machovi ob priselitvi pod Gorjance marsikaj slišali o njegovih uspehih.
Zvočni zid in strahovite rane
Ernst je sumil, da so njegovi izstrelki prepočasni in ne dosegajo nadzvočne hitrosti. Pravilno je dojel, da je prav visoka hitrost s prebojem zvočnega zidu odgovorna za strahovite rane hitrih francoskih izstrelkov in ne zgolj stisnjen zrak iz Melsensovih domnev. Ernst in njegov oče sta večkrat premlevala okoliščine. Oče je namreč dobro poznal poldrugo leto starejšega Christiana Dopplerja, ki je bil profesor v Pragi med letoma 1835–1847; leta 1842 pa je pred praško Kraljevo družbo predstavil znameniti Dopplerjev efekt. Ernst je po očetovem pripovedovanju sprejel domiselnega Dopplerja za svojega idola, čeravno je Doppler umrl prehitro, da bi Mach lahko študiral pri njem na Dunaju, kjer je Dopplerja nadomestil Ettingshausen. Ernst se seveda ni dal motiti in je leta 1859/60 v svojem prvem samostojnem delu po Ettingshausenovem nasvetu dokazal ravno Dopplerjevo teorijo spreminjanja frekvence zvoka in svetlobe gibljivih izstrelkov, ki ji je nasprotoval dunajski univerzitetni profesor matematike madžarski strokovnjak za optiko Josef Petzval. Leta 1873 je Ernst objavil knjigo o Dopplerjevih optično-akustičnih poskusih, s katero se je pošteno oddolžil svojemu idolu za številne navdihe.
Ernstova najmlajša sestra Wilhelmina Mach se je zaljubila v okretnega domačega hlapca, kar je prišlo na uho celo Janezu Trdini v povesti Zakleti oreh. Posebej zato se je Ernst pripeljal v svoj družinski dom pod Gorjance, da bi pomagal razvozlati težave ovdovelemu osiromašenemu očetu. Pot na Veliki Slatnik ni bila enostavna, železnica je bila le v Krškem in Grosupljem. Oče Johan je na starost oslepel, mati Josephine je umrla desetletje pred možem, torej še pred Wilhemininimi težavami oziroma hkrati z njimi. Posest v Slatniku je po Johannovi smrti 1879 prevzel Tadej Merk (1811–1911), predsednik trgovske zbornice na Dunaju, mož Ernstove tete. Po očetovem pogrebu leta 1880 Ernst bržkone ni bil več pogosto na Slatniku, tudi ne med obiski pri Salcherju na Reki leta 1886/87, saj bi bila pot zaradi slabih železniških zvez razmeroma neugodna, čeravno zračna razdalja ne presega 75 km. Toliko bolj pa je na Dolenjce ostala navezana Ernstova sestra Marija.
Brez vojske ne bo šlo
Očetu in sinu Machu je bilo kmalu jasno, da zagati z nadzvočno balistiko ne bosta prišla do dna brez sodelovanja vodilnih habsburških vojaških krogov, ki so edini imeli dostop do dovolj hitrih izstrelkov, svoje izsledke pa so pogosto držali v tajnosti. Potrebovala sta zveze z visokimi častniki in izbira je naravno padla na najbližje, saj so 75 km južneje na Reki leta 1853 začeli delati v poznejši tovarni Torpedofabrik, naslednje leto 1854 pa so ustanovili cesarsko kraljevo vojaško pomorsko akademijo.
Reka je bila tradicionalno povezana s Kranjsko in v času Ernstovega deda celo uradno njen del. Tedaj je hitro napredovala kot glavno pristanišče ogrske polovice monarhije, podrejena neposredno Budimpešti. Na reški vojaško-pomorski akademiji je matematiko in hidrografijo predaval dr. Albrecht Wenzel pl. Tegetthoff (1841–1871), najmlajši brat vrhovnega poveljnika habsburške mornarice viceadmirala zmagovalca pri Visu Mariborčana Wilhelma pl. Tegetthoffa (1827–1871). Ernstov mlajši prijatelj Gulio Peterin je maturiral na reški gimnaziji leta 1854/55, po končanem študiju pa je na reški vojaško-pomorski akademiji predaval navtiko. Objavljal je pri dunajski akademiji tako kot Ernst Mach. Na ta način je pregnani Mach uporabil skupnega prijatelja, reškega domačina Peterina za zvezo, da je lahko na profesorja fizike reške vojaško-pomorske akademije Petra Salcherja naslovil pismo s prošnjo za izvedbo poskusov, primernih za fotografiranje nadzvočnih izstrelkov v novi reški tovarni torpedov.
Peterinovo posredovanje je bilo ključno za začetek dela, če je Ernst hotel preveriti domneve pravkar umrlega balistika Melsensa o udarnem valu pred nadzvočnim izstrelkom. Ernst je imel idejo, Peter pa samo tedanjim vojaškim krogom omogočene možnosti za eksperimentiranje. Ernst in Peter se namreč za čuda še nista osebno poznala: Ernst je nehal predavati na univerzi v Gradcu, tik preden se je tja leta 1868/69vpisal desetletje mlajši bruc Peter. Na dunajski električni razstavi pod znanstveno-tehniškim vodstvom Jožefa Stefana sta svoje izume resda razstavljala v sosednjih paviljonih, vendar se tudi tedaj nista srečala. Zdaj pa je bil čas, da zamudo popravita.
V reški tovarni torpedov
Čeravno tega takoj v prvem pismu 25. 1. 1886 ni izpostavil, je Ernst seveda dobro vedel, da je njegove eksperimentalne zamisli mogoče izvesti zgolj v reški tovarni torpedov, ki sta jo leta 1875 kupila Anglež Robert Whitehead (1823–1905) in njegov zet ter jo preimenovala v Torpedofabrik Whitehead & Comp.
Leta 1878 so v tovarno prišli podpisovat pogodbe predstavniki vlad osemnajstih držav, vključno s pedantnimi Japonci, leta 1881 pa so z Reke že izvažali torpede po vsem svetu. Leta 1889 so prvotni kaliber 356 mm povečali še na 381 mm, 450 mm in 533 mm ter tako presegli polmetrsko limito; leta 1892 pa so osnovali še podružnico v mestu Weymouth blizu Bostona v Združenih državah Amerike, da bi se izognili ameriškim uvoznim dajatvam.
Ernstovemu očetu s slatniškega gradu pod Gorjanci napredek tovarne v bližnji Reki seveda ni ostal skrit, zato je sinu svetoval, naj se poveže z reškimi vojaškimi strokovnjaki; oče Johann je žal kot vdovec v Velikem Slatniku preminil že konec leta 1879 in tako ni dočakal sinovih nadzvočnih balističnih uspehov.
Peter Salcher se morda ni strinjal z vsemi Ernstovimi pozitivističnimi ali celo ateističnimi idejami, ki so vzdignile mnogo prahu onih dni in celo Lenina napeljale k pisanju knjige proti Machu in njegovim ruskim zagovornikom. Toliko bolj pa je Petru godil Ernstov sloves starejšega fizika, izkušenega v domiselnih poskusih. Zato si ni dal dvakrat reči. Povezal se je s starejšim sinom in solastnikom tovarne torpedov Johnom Whiteheadom (1854–1902), tako da sta skupaj z Ernstom objavljala izsledke fotografiranih nadzvočnih balističnih poskusov pri dunajski akademiji od 1887 do 1890. 24. aprila 1886 je Salcher že poslal Machu prvih šest uspelih fotografij, komaj tri mesece po Machovem začetnem predlogu. Eno prvih skupinskih fizikalnih raziskovanj, tesno navezano na vojsko, se je hitro začelo. Mach je obiskal Salcherja na Reki in prisostvoval poskusnemu lansiranju torpeda v času velikonočnih praznikov med 22. 3. in 18. 4. 1887.
Melsens ni imel povsem prav
Machov sum med razmišljanji pod Gorjanci se je dokončno potrdil, saj je Ernst dokazal, da Melsens ni imel povsem prav, kajti neznosnih ran ni povzročal stisnjeni zrak, potiskan pred izstrelkom, in prav tako ne zrak za izstrelkom, ki si ga je svoj čas zamišljal Aristotel. Poglavitni sta bili hitrost in oblika zrna. Prav tako je Mach lahko pojasnil, zakaj so na bojnem polju pok izstrelka slišali dvakrat. Prvi od zvokov je namreč izviral iz preboja zvočnega zidu, ki je od takrat začel igrati pomembno vlogi v fiziki hitrih gibanj.
Mach je postal znan, celo priljubljen; njegove in Salcherjeve fotografije nadzvočnih izstrelkov so objavljali tudi poljudni časopisi. Seveda pa je bil Machov stari nasprotnik Slovenec Jožef Stefan še mnogo mogočnejši, saj ga je podpiral tudi sloviti fizik, novomeški maturant Ignac Klemenčič (1853–1901) iz Kamnega potoka pri Trebnjem. Machovi dvomi v obstoj atomov so bili slej ko prej v prepričljivi manjšini, kar pa ni vplivalo na njegove uspešne poskuse. Mach je med sprehodi pod Gorjanci nadgradil domneve Georga Berkeleyja s trditvijo, da bi v vesolju brez snovi rotirajoča voda v posodi ne dobila Newtonove konkavne oblike, vendar eksperimenti tedaj seveda ne morejo odločiti med domnevama.
Einsteinovo pismo
Leta 1913, takoj po koncu svojih predavanj na nekdanji Machovi katedri v Pragi, je Einstein pisal Machu in podprl njegovo nekonkavno rotirajočo vodo v Newtonovem poskusu; čeravno se mu ni posrečilo povsem vključiti Machovega principa s spremenljivo gravitacijsko konstanto v svojo splošno teorijo relativnosti, je Einstein do konca ostal pod močnim vplivom Machove filozofije.
Žal si je Machov mlajši sin takoj po izjemno uspešni promociji v Göttingenu leta 1894 privoščil enega tedaj zelo modernih samomorov, ki niso obšli niti presvetlega prestolonaslednika Rudolfa leta 1889. Štiri leta po sinovi tragediji je užaloščenega očeta Ernsta zadela kap, zaradi katere je ohromel po desni strani. Zato je moral opustiti dunajsko filozofsko naravnano katedro, ki se je je tako veselil in je šla v nos tako Leninu kot tudi Machovemu nasledniku Ludwigu Boltzmannu skupaj z njegovo na pol slovensko soprogo Jetti. Do konca pa je Mach rad pomagal Dolenjcem, med drugim novomeškemu gimnazijskemu profesorju filozofije, matematike, klasičnih in živih jezikov med letoma 1897–1921 Mihaelu Markiču (1864–1839). Mihaelovo priredbo Boolove algebre, objavljeno leta 1899, 1900 in 1914 v nemških Izvestjah novomeške gimnazije, je Ernstu priporočila sestra Marija, ki je bila uspešna pisateljica novel o Velikem Slatniku in Črni gori. Kljub Machovi podpori je ljubljanski profesor France Veber (1890–1975) leta 1920 ostro kritiziral Markiča in matematično logiko nasploh.
Ernstove nadzvočne sanje izpod Gorjancev so se uresničile. Zvočni zid je bil prvič namenoma prebit in ovekovečen na fotografijah.
Sklep
Fotografija ujame zdajšnji trenutek za prihodnje rodove. Hitra fotografija ujame celo tisto, kar razmeroma okorno človeško oko sploh ne zmore zaznati. Tako naredi vidne očem povsem nevidne reči, podobno kot mikroskop ali teleskop. Svoj čas je bliskoviti posnetek razkril turbulence ob nadzvočno hitečih izstrelkih, o katerih sta se pričkala oče in sin Mach pod Gorjanci.
