:: ÚVOD
   :: IBT
   :: IAN 1-50
   :: IAN 50-226
   :: IAN 227-500
   :: RÁDIO
   :: PŘEKVAPENÍ
   :: BÍLÝ TRPASLÍK
   :: ASTRONOMICKÝ FESTIVAL
   :: BRNĚNSKÝ FOTOVÍKEND
   :: SOFTWARE

Mozilla Firebird - WWW BROWSER

Macromedia Flash - Vektorová grafika

Adobe Acrobat Reader - Prohlížee PDF souboru

 

367. vydání (1.10.2001 )

Foto T. Havlik Na letošní dovolené jsem zažil poměrně zajímavou shodu náhod. Náš syn Lukáš má už asi rok zájem o minerály, polodrahokamy, ale také o zkameněliny. Teprve v Čechách jsme se náhodou dozvěděli, že pod Kozákovem bydlí člověk, který vlastní malý lom, ve kterém je možné hledat minerály. Vyrazili jsme tam a skutečně jsme nějaké malé "pecky" našli a nechali si je rozřezat. Za několik dnů jsme náhodou jeli mezi pískovcové skály. Lukáš v nějaké příručce vyčetl, že pískovec se hodí k jemnému broušení a hlazení kamenů. Náhodně si tedy asi půlkilový kousek pískovce vzal s sebou domů. Při pokusech o leštění polodrahokamů zjistil, že to není příliš vhodný postup. Na kusu pískovce si však náhodou povšiml, že je tam nějaká tvrdší "pecka". Pomyslel si že se jedná o další polodrahokam. Pomalu začal "objekt" opatrně ze všech stran uvolňovat z pískovce. Po několika desítkách minut bylo jasné, že se jedná o zkamenělinu. Dokonce se ji podařilo uvolnit bez poškození. Podle klíče jsme pak určili, že se jedná o ramenonožce.
A tak jsem si náhodou uvědomil, co má astronomie s paleontologií společného. Je to Náhoda! Ale tentokrát nikoliv v pozitivním smyslu, ale jako selektivní pravidlo pro výběr objektů, které astronomie nebo paleontologie zkoumá. Tak například, proces vzniku fosílie je do jisté míry náhodný, ne každého živočicha nebo rostlinu mohla potkat "ta čest". To znamená, že i kdybychom (v limitním případě!) dokázali objevit úplně všechny zkameněliny na celém světě, nemůžeme si na základě jejich zkoumání udělat ucelený obrázek o vývoji života na Zemi. Pořád nebudeme mít jistotu, že nám něco podstatného neuniklo, protože prostě shodou okolností nevznikla patřičná fosílie. Zde vidíme skutečnou paralelu s observační astronomií, kde místo procesu fosilizace potřebujeme proces vyzařování "nějakého" záření, jinak se o objektu nic nedozvíme. Ne všechny astronomické objekty potkalo to štěstí, to už víme. Přece jen je v astronomii situace trošku odlišná, jako stébla se astronomové chytají gravitace, jediné skutečně univerzální interakce ve vesmíru. Může nám mnohdy říci, že tam ještě "něco" je. Zatím však povahu onoho "něčeho" neznáme.
Druhá velká Náhoda přichází při vlastním nalézání objektů, paleontolog stejně jako astronom má řadu postupů, jak systematicky hledat nové objekty svého zájmu. Je to ale opět jen dílo náhody, pokud nějaké nalezne. Nikdy nebude (na rozdíl od chemika) jásat nad tím, že jeho "periodická tabulka zkamenělin" nebo "seznam všech astronomických objektů" je úplný.
Když jsem si převedl souhru náhod zažitých během letošní dovolené do řeči čísel, dá se srovnat třeba s výhrou prvního pořadí ve Sportce. Pravda, vnější efekt je rozdílný, ale pocit určité výhry, který možná motivuje astronomy i paleontology v jejich bádání, je docela příjemný.

Tomáš Gráf

 

 

 

Příběh nepolapitelných neutrin -- díl první

"Dnes jsem učinil cosi, co by teoretik neměl ve svém životě nikdy udělat. Pokusil jsem se nevysvětlitelné objasnit nepozorovatelným." Nositel Nobelovy ceny švýcarský fyzik Wolfgang Pauli (1900-1958) v dopise delegátům fyzikální konference v Tübingen ze 4. 12. 1930, kdy přišel s hypotézou o existenci neutrina.

 V první třetině dvacátého století slavila atomová fyzika skvělé úspěchy. Zatímco ještě na počátku století proslulý německý fyzik Ernst Mach (1838-1916), působící do roku 1895 v Praze, pochyboval o existenci atomů, v roce 1930 se už vědělo, že atomy se skládají z atomových jader a elektronových obalů, přičemž průměr jádra představuje přibližně stotisícinu rozměru atomu, ale zato obsahuje téměř veškerou jeho hmotu. Z experimentálních poznatků vyrostla v průběhu dvacátých let jedna z nejodvážnějších myšlenkových konstrukcí v lidských dějinách -- kvantová mechanika, jež nás uvedla do světa tak výrazně odlišného od běžné lidské zkušenosti, že její dobré pochopení činí dodnes většině lidí nemalé potíže. Navzdory tomu kvantová mechanika znamenitě funguje, jak se o tom může nepřímo přesvědčit každý, kdo někdy v životě zakopl o polovodič, integrovaný obvod, laser, počítač nebo mobilní telefon.

Koncem dvacátých let však právě tato mechanika narazila na vážný problém, když se zdálo, že při vcelku standardním procesu samovolného uvolnění elektronu z atomového jádra (to je docela obyčejná radioaktivita; tzv. rozpad beta), je narušen posvátný fyzikální zákon zachování hmoty a energie. Právě tehdy přišel Pauli s naprosto ztřeštěným řešením, jak plyne z úvodního citátu.

Brzy se však ukázalo, že Pauliho pověstná intuice nezklamala. V přírodě vskutku existují částice, které nenesou elektrický náboj a ač nepozorovatelné tehdejší technikou, řeší problém zachování hmoty a energie v rozpadu beta. Tři roky po Paulim, když už byl mezitím objeven neutron jako součást atomových jader spolu s protony, rozpracoval Pauliho ztřeštěnou domněnku neméně proslulý italský fyzik Enrico Fermi (1901-1954), jenž pro onu neviditelnou hypotetickou částici navrhl jméno neutrino (miniaturní neutron).

Tím začíná dlouhá a dosud zdaleka ne ukončená historie zkoumání neutrin, jež navzdory své nepatrnosti doslova otřásají samotnými základy současného popisu mikrosvěta i megasvěta. Pro fyziky představují neutrina jednu z největších výzev při snaze o pochopení podstaty světa, jak o tom svědčí následující cesta, doslova olemovaná zatím 11 Nobelovými cenami.

 V letech 1938-9 uveřejnili Hans Bethe (*1906) a Carl von Weizsäcker (*1912) epochální práce o původu zářivé energie Slunce a hvězd v podobě termonukleárních reakcí jaderného slučování vodíku na hélium. V nich mimo jiné zjistili, že při řetězcích a cyklech příslušných reakcí se nutně uvolňují neutrina, jež by bylo teoreticky možné zachytit, kdybychom pro ně dokázali na zemi nastražit vhodnou past. To se však zdálo nemožné až do roku 1956, kdy Frederik Reines (1918-1998) a Clyde Cowan (1919-1974) zachytili několik neutrin z mohutného zdroje ve výkonném atomovém reaktoru v Savannah River v Jižní Karolině, která hravě pronikla tlustým pancéřovým plátem z vyřazené bitevní lodi. Když o svém objevu napsali W. Paulimu, odpověděl jim telegraficky: "Díky za zprávu. Zadostiučinění nemine toho, kdo ví, že musí trpělivě čekat."

První funkční past na sluneční neutrina vybudoval Američan Raymond Davis v dole na zlato Homestake v Jižní Dakotě v hloubce 1500 m pod zemí. Tlustá vrstva zeminy nad detektorem je totiž jedinou možností, jak odstínit běžné částice kosmického záření, které by v detektoru na povrchu zcela přehlušily slaboučký signál od neutrin, jež díky svým vlastnostem snadno pronikají i celou tloušťkou zeměkoule.

 Zachycení slunečních neutrin v Homestake probíhá v nádobě, obsahující perchloretylén -- látku, užívanou pro chemické čištění oděvů. Nádoba Davisovy čistírny ovšem obsahuje úctyhodných 380 krychlových metrů a pracuje téměř nepřetržitě již od roku 1968.

Už první výsledky zveřejněné o tři roky později, však astronomy i fyziky doslova vyděsily. V podzemní pasti se totiž pravidelně zachycuje jen třetina očekávaného počtu slunečních neutrin a tento výsledek se navzdory všemožným kalibracím a revizím za celých třicet let provozu nezměnil. Tak vznikl sluneční neutrinový skandál, na jehož řešení se spojily síly jak astrofyziků tak částicových fyziků z celého světa.

Když byly postupně vyloučeny možné soustavné chyby aparatury, zbývala dvě doslova nepříjemná řešení. Buď je špatně teorie termonukleárních reakcí ve hvězdách, jinak vesměs skvěle potvrzovaná celou soudobou hvězdnou astrofyzikou, anebo je něco špatně s neutriny, tj. jejich vlastnosti jsou ještě podivnější, než si fyzikové do té doby uměli představit. Zároveň se začaly hromadit nejprve nepřímé důkazy, že ve skutečnosti se neutrina vyskytují ve třech různých typech, nazvaných podle způsobu vzniku neutriny elektronovými, mionovými a tauonovými. Z toho pak vyplývala možnost, že ačkoliv neutrina tak snadno pronikají jakýmikoliv překážkami (našim tělem projde za život asi kvadrilion neutrin a žádné v nás přitom neuvízne), přece jen jejich klidová hmotnost není přesně nulová, jako je tomu u fotonů. Neutrina zřejmě mají sice velmi nepatrnou, ale přece jen kladnou hmotnost, jež se navíc u různých typů neutrin navzájem liší.

Odtud byl jenom krůček k nápadu V. Gribova a B. Pontecorva (1969) a propracované domněnce L. Wolfensteina (1978), S. Mišejeva a A. Smirnova (1985), dnes běžně označované jako MSW, že neutrina mohou samovolně přeskakovat (oscilovat) mezi těmito třemi typy, a tím se ukrýt před detekcí v Davisově pasti, která je citlivá pouze na elektronová neutrina a antineutrina.

(dokončení příště)
Jiří Grygar
 

Obloha on-line

Přímý internetový přenos z různých míst naší planety není nic neobvyklého. Aktuální pohled na celou nebeskou klenbu několika světových observatoří vám však poskytne pouze jedna síť -- síť nejmenších hvězdáren na světě.

 Na první pohled byste kolem nich prošli bez povšimnutí. Miniobservatoře amerického projektu CONtinuous CAMera, tedy Concam, totiž vypadají jako větší kufřík. Neobsahují však zbytečné papíry, vyklechtaný holící strojek a manželčinu svačinu, nýbrž CCD kameru s objektivem typu rybí oko kontrolovanou běžným laptopem. To vše ve vodovzdorné krabici umístěné na střeše vytipované budovy s přípojkou na elektrický proud a internet.

Síť těchto zvláštní a skutečně hodně nenápadných observatoří vznikla mezi neurony profesora Roberta Nemiroffiho z Michiganského technologického institutu. Jejich "vědeckým" úkolem je sledovat jasné hvězdy a nejrůznější zvláštní události jako jsou novy, supernovy nebo třeba optické protějšky gama záblesků. Druhá generace těchto kamer, která zatím pracuje na observatořích Mauna Kea, Kitt Peak a Mount Wilson (další se připravují), přitom dokáže jednou za několik minut pořídit portrét celé oblohy, jenž zhruba odpovídá pohledu lidskýma očima. Byť jsou jasnější objekty poněkud přeexponované.

Záběry sítě Concam jsou navíc okamžitě přístupné na internetu a není na ně žádný copyright. Poskytují tedy informaci o aktuálním počasí pro všechny profesionální astronomy, kteří na dálku používají tamní dalekohledy, a navíc dávají šanci na jakýkoli nebeský objev náhodným surfařům. Autoři projektu dokonce poznamenávají, že je nemusí nálezce ani informovat!

 Observatoře Concam pracují zcela autonomně. Jejich jedinou pohyblivou částí je totiž větráček, uzávěrka a hard disk. Pomocí speciální optiky přehlédnou celou oblohu, neotáčí se za hvězdami a každou noc vytvoří zhruba pět set megabajtů dat. Tvůrci jsou dokonce rádi, když na ně občas zaprší: omyje se totiž zaprášený objektiv. Bohužel nefungují přes den, kdy by je oslepilo příliš intenzivní Slunce. Ostatně pro omezený rozsah mají problémy i s Měsícem.

I tak jsou ale tyto kamery nesmírně zajímavá věc. Pohled na různé části planety, pohled který se pozvolna rozrůstá, je nejen vzrušující, ale i poučný. Navíc jsou pouze na počátku. Nejen, že se připravují nové, citlivější kamery, ale v dohledné době přijde i řada softwarových vylepšení. K automaticky generovaným záběrům, stejně jako každonočním animacím, přibude identifikace jasných hvězd a také jejich fotometrie. Prostě paráda.

Na záběrech je, jak ostatně poznamenávají i sami tvůrci, ovšem patrná celá řada dalších jevů: Přelétávající letadla, jasné družice, zodiakální světlo, polární záře a nejrůznější tělesa, která teprve čekají na identifikaci zástupu anonymních dobrovolníků.

Možná vás napadne, jak takovou observatoř získat? Odpověď vám dají opět tvůrci ambiciózního projektu: "Současná verze našich observatoří 'Concam2' stojí zhruba deset tisíc dolarů za součástky a pět tisíc za práci. Žádostí však máme více, než dokážeme zatím z našich prostředků uspokojit. Přednost mají lokality, které jsou zajímavé i pro ostatní hvězdáře. Pokud však dáte výše uvedenou sumu dohromady a přistoupíte na zcela volné šíření dat, můžete ji mít na střeše i vy." Co vy na to? Mít ty peníze, tak neváhám. A protože je nemám, tak aspoň klikám.

Jiří Dušek
Zdroj: Materiály projektu CONCAM.
 

© INSTANTNÍ ASTRONOMICKÉ NOVINY
...veškeré požívání a reprodukce se souhlasem
redakce...