Jaroslav Heiniš - revize plynu, Ostrava a okolí, stavební práce, rekonstrukce, hodinový manžel (www.heinis.cz). Ženklava, Kopřivnice, Příbor, Nový jičín, Bělotín, Bílovec...=Jaroslav Heiniš - revize plynu, Ostrava a okolí, stavební práce, rekonstrukce, hodinový manžel (www.heinis.cz). Ženklava, Kopřivnice, Příbor, Nový jičín, Bělotín, Bílovec...
DOMŮ   ARCHIV   IBT   IAN 1-50   IAN 50-226   IAN 227-500   RÁDIO   PŘEKVAPENÍ  
STALO SE

Žeň objevů 2004 - část F

Dokončení - Kosmologie a fyzika, Život ve vesmíru, Astronomické přístroje, Astronomie a společnost

Veličiny v jednotkách Slunce jsou značenyM, L, R.

6.6. Jaderná a částicová fyzika

Na mezinárodní konferenci o nejenergetičtějších částicíchkosmického záření v Leedsu v létě 2004 se podle D. Newtonajednalo především o přetrvávajícím rozporu mezi výsledkyjaponského experimentu AGASA v Akenu a amerického HiRes v Utahu.Japonský experiment na ploše 100 km2 využívá sítě pozemníchdetektorů, zatímco americký měří fluorescenci spršek sekundárníhokosmického záření v zemské atmosféře. Japonský tak dává v pásmuenergií nad 10 EeV asi o čtvrtinu vyšší četnost částic a směryjejich příletů jeví tendenci ke shlukování v úhlových roztečíchdo 2,5°, což se však nepozoruje v americké statistice. Proto takénení jasné, zda jsou energie částic shora omezeny degradací přisrážkách s fotony reliktního záření (tzv. limit GZK). Nikdodosud nenašel uspokojivý fyzikální mechanismus, který byvysvětlil energie částic vyšší než 1 PeV, ačkoliv zcela určitěk nám přicházejí urychlené protony s energiemi řádu 100 EeV.Proto se tolik očekává od rozbíhajícího se experimentu naobservatoři Pierra Augera v Argentině, kde se souběžně používáobou hlavních metod detekce kosmického záření a tak je v principumožné obě metody navzájem kalibrovat. Stále totiž platí dávnývýrok E. Rutherforda, že problém původu kosmického zářenírozřeší více usilovné práce a méně řečí.

Pokud jde o atomová jádra, tak nejhmotnějším stabilním jádremve vesmíru je vizmut 126Bi83, neboť 126 je tzv. magickéčíslo pro počet nukleonů v jádře. Relativně dlouhožijící by mělabýt jádra se 114 protony, resp. 184 nukleony, což se skutečněověřilo experimenty ve Spojeném ústavu jaderných výzkumů v Dubněa v laboratoři v Livermore, při nichž vznikla jádra prvkůs protonovými čísly 114 a 116. Nyní byl uměle připraven i prveks protonovým číslem 115, jenž se rozpadá na prvek 113 s poločasemrozpadu téměř 1 sekunda.

V r. 1952 nalezl P. Merrill ve spektrech červených obrů naasymptotické větvi AGB radioaktivní 99Tc43 s poločasem rozpadu200 kr, což nutně znamená, že se tam technecium během životahvězdy neustále tvoří. Po r. 1980 se daří nalézat v některýchmeteoritech "hvězdná" zrnka karbidu křemíku (SiC), starší nežsluneční soustava. V nich nyní M. Savina aj. objevili rozpadovýprodukt technecia v podobě izotopu 99Ru44 a jeho množstvíodpovídá předpokladu, že zrnka vznikla z hvězdného větru AGB.

P. Renston shrnul současný stav hledání Higgsova bosonu,předpovězeného skotským fyzikem P. Higgsem v r. 1964, kterýobrazně řečeno má být příčinou toho, že většina částic s výjimkoufotonů má klidovou hmotnost větší než nula. Z měření naurychlovači LEP vyplynulo, že hmotnost Higgsova bosonu (se spinem0) by měla být zhruba 115 GeV/c2; odhad G. Wegleina z Fermilabuklade jeho hmotnost do rozmezí 117 -- 251 GeV/c2. Pravděpodobnostobjevu Higgsova bosonu výrazně klesá s růstem hmotnosti kvarkutop, která podle měření pomocí urychlovače Tevatron ve Fermilabuz r. 2004 činí (178 ±4) GeV/c2; o 2% více, než se dosud udávalo.Naděje, že by mohl být tímtéž urychlovačem objeven i sám Higgsůvboson, se tím rozplynuly, a tak se nyní zraky teoretickýchi částicových fyziků a ovšem též astrofyziků upírají k budovanémuurychlovači LHC v CERN, který by měl být v chodu v r. 2008.Podobně neúspěšné je hledání magnetických monopólů, teoretickypředpovězených P. Dirakem již v r. 1931, které sice údajněpozoroval B. Cabrera v supravodivé smyčce v r. 1982, ale dosud senikomu nepodařilo toto pozorování nezávisle potvrdit. Taképozorování nové struktury - pentakvarku o hmotnosti asi1,5násobku protonu - se ukázalo být chimérou, založenou na přílišmalé statistice, což je častá bolest výzkumů na hranicitechnických možností daného přístroje.

Již tradičně je mnoho pozornosti věnováno na první pohlednicotným částicím - neutrinům. Jsou totiž v principu schopnaposkytnout astrofyzikální údaje, které neumíme získat jinýmiprostředky. Tak např. je jistě pozoruhodné, že bychom měliv principu být schopni zaznamenat reliktní neutrina, vznikláoddělením neutrin od ostatní látky vesmíru již v průběhu prvních10 s po velkém třesku. Velmi pravděpodobně jde přitomo nejpočetnější částice ve vesmíru vůbec! Jejich dnešníprůměrná teplota je ovšem extrémně nízká - pouze 1,9 K, a tozatím znemožňuje jejich detekci. Kromě slunečních neutrin sezatím úspěšně zdařilo identifikovat jen jeden další diskrétnízdroj neutrin - supernovu 1987A, kdy během 13 s po gravitačnímzhroucení mateřské hvězdy zaznamenaly podzemní detektoryv Japonsku a USA celkem 19 neutrin z tohoto jedinečného zdroje.Jak uvádí S. Barwick, neutrina vznikají také při srážkáchvysokonergetického kosmického záření s fotony reliktního záření.Tato neutrina se hledají od r. 1997 pomocí antarktické aparaturyAMANDA, dále v balónovém experimentu ANITA a výhledově také naobservatoři Pierra Augera. P. Mészáros aj. připomněli, žeúčinný průřez neutrin stoupá s jejich energií, takže dobrévyhlídky jsou např. na zachycení vysokoenergetických (= cca.1 TeV)neutrin vzniklých v zábleskových zdrojích záření gama. AMANDA dor. 2003 již zaznamenala téměř 3400 neutrin, která přicházela zevšech měřených směrů stejnoměrně, ale žádné z nich nesouviselos některým doloženým zábleskem gama.

Od r. 1998 získávají japonští fyzici u detektoru Superkamiokandeúdaje o oscilacích mionových neutrin, přicházejících dodetektoru ze zemské atmosféry, na neviditelná tauonová neutrina.Nyní se jim dle H. Sobela aj. podařilo objevit opačný proces, kdyse v detektoru vynořilo díky oscilaci mionové neutrinoz tauonového. Jak se dalo očekávat, pravděpodobnost oscilacezávisí na poměru mezi uraženou vzdáleností a energií danéhoneutrina. E. Aliu aj využili v letech 2003-04 urychlovače KEKv Cukubě k produkci mionových neutrin o průměrné energii 1,3 GeV,která jsou nasměrována nejprve do 300 m vzdáleného detektorus 1 kt vody a dále do 250 km vzdáleného Superkamiokande s 50 ktvody. Během 20 měsíců provozu zaznamenali v Superkamiokande 107mionových neutrin z daného směru, kdežto při nulových oscilacíchjich mělo být 151, takže po cestě se 29% neutrin změnilo natauonová.

Japonci ve spolupráci s Američany a Číňany též uveřejnili prvnívýsledky experimentu KamLAND, v němž se hledají oscilace mezielektronovými a mionovými neutriny v kapalném scintilátoruo hmotnosti 1 kt, umístěném v dole poblíž města Tojama na ostrověHonšu. Během prvních 9 měsíců měření elektronových antineutrin,vznikajících při provozu 51 japonských a 18 jihokorejskýchreaktorů v jaderných elektrárnách, zaznamenali 258 antineutrins energiemi >3,4 MeV, zatímco v případě nulových oscilací jichmělo být 365. Odtud vyplývá, že čtverec rozdílu mezi hmotnostíelektronových a mionových neutrin činí pouze 8,10-5 eV2.

K naprosto neuvěřitelnému závěru došli souběžně D. Kaplan aj.a R. Fardon aj., totiž že neutrina mohou generovat skrytouenergii vesmíru, což by mělo závažné důsledky v kosmologiii částicové fyzice. Ovlivnilo by to průběh neutrinových oscilací,a současně vyvolalo změnu klidové hmotnosti neutrin během času!Vyžaduje to přirozeně porušení zákona zachování leptonovéhočísla, ale s tím by se patrně fyzikové rezignovaně smířili...

6.7. Relativistická astrofyzika

S. Fray aj. ověřovali laboratorně slabý princip ekvivalence,tj. že dráha padajícího tělesa nezávisí na jeho složení. Použilik tomu izotopů rubidia 85 a 87 a ověřili tak slabý princips přesností 10-7. Pozorování pohybu geodetických družic LAGEOSI a II a GRACE umožnilo I. Ciufolinimu a E. Pavlisovi ověřit dvajemné efekty obecné teorie relativity - stáčení os rotacegyroskopů poblíž osy rotace Země ve směru zemské rotace a poblížroviny zemského rovníku proti směru rotace Země. Přesnost ovšemnení závratná - souhlas teorie s pozorováním se daří ověřits chybou ±10 %, ačkoliv poloha družice LAGEOS II je díky zhruba100 milionům laserových měření známa s přesností na centimetry.Zásluhou družice GRACE se však zdařilo přesnost měření zvýšit na±5%. Lepší výsledky dává měření relativistického stáčení uzlovépřímky Měsíce pomocí laserových odrazů od retroreflektorů naMěsíci - zde je chyba měření jen 0,7% a výsledek je rovněžv souladu s teorií.

D. Gelino a T. Harrison pozorovali optickou složku rentgenovédvojhvězdy GRO J0422+32, což je proměnný trpaslík V518 Per sp.třídy dM1, jenž obíhá kolem rentgenového zdroje v periodě 5 h.Odtud se podařilo spočítat, že rentgenový zdroj má 4 Ma poloměr 12 km, takže jde o výjimečně lehkou hvězdnou černoudíru. To znamená, že průměrná hustota černé díry je relativněvysoká a slapové síly v jejím okolí mimořádně silné. Naproti tomunejhmotnější známá černá veledíra o hmotnosti 3 GM se nacházív jádře obří galaxie M87 v kupě v Panně. Její Schwarzschildůvpoloměr činí 40 AU, průměrná hustota uvnitř poloměru jesrovnatelná s hustotou vzduchu v pozemských podmínkách a slapovésíly v jejím okolí jsou zanedbatelné. S. Komossaová aj. všakzískala díky družicím ROSAT, Chandra a Newton i teleskopu VLTdůkazy o slapovém roztrhání hvězdy černou veledírou v jádřegalaxie RX J1242-1119A (Vir), vzdálené od nás 275 Mpc.

Podle N. McCradyho není dosud bezpečně prokázána existenceintermediálních černých děr o hmotnostech 100 -- 1000 M,ačkoliv se dá tušit, že takové objekty by měly existovatv hustých jádrech kulových hvězdokup, popř. v okolí černýchveleděr v jádrech galaxií. S. Portegies Zwart aj. modelovalisrážky velmi hmotných hvězd na superpočítači GRAPE6 a zjistili,že tak mohou vznikat intermediální černé díry o hmotnosti až 3kM, které pak z hvězdokup migrují do centra mateřské galaxie,kde nakonec vytvoří supermasivní černou veledíru. M. Millerukázal, že v mladých kompaktních hvězdokupách může vzniknout ažtisíc intermediálních černých děr, které během pouhých 100 mil.roků sestoupí do jádra mateřské galaxie a tam rychle splynou načernou veledíru, což musí doprovázet silný záblesk gravitačníhozáření. Mimochodem, vyhlídky na zachycení gravitačních zábleskůzvýšil dle V. Kalogera aj. také objev binárního pulsaru PSR0737-3039 - ten nepřímo naznačil, že ke splynutí dvouneutronových hvězd, měřitelnému aparaturou LIGO, může docházetv průměru každého 1,5 roku.

R. Fiorito a L. Titarchuk usuzují z pozorování rentgenovéhozdroje X-1 v galaxii M82 (UMa) pomocí družic Newton a RXTE, žerentgenové spektrum objektu a jeho kvaziperiodické oscilaceo frekvenci 55 mHz jsou důkazem, že jde o intermediální černoudíru o hmotnosti řádu 1 kM. X. Li považuje ultrasvítivérentgenové zdroje (XLS) v cizích galaxiích o zářivém výkonu řádu1032 W za intermediální černé díry, které před našima očimastále přibírají hmotu slapovým zachycováním hvězd v hustýchjádrech hvězdokup. Tento výkon totiž odpovídá Eddingtonověsvítivosti pro hvězdy s hmotností 10 M.

Z. Haiman zjistil, že v raném vesmíru mohly hmotnosti černýchveleděr růst velmi rychle až do řádu 1 GM, kdy však se možnostdalšího růstu vyčerpá odnosem dopadající látky zpětnou rázovouvlnou - je to obdoba Eddingtonovy meze pro hmotnost běžnýchhvězd. K témuž závěru dospěli nezávisle také M. Boylan-Kolchinaj., kteří vypočítali, že látka ve zpětném rázu se vzdaluje odčerné veledíry rychlostmi až stovek km/s. F. De Paolis aj.ukázali, že černé díry vykazují efekt gravitační retročočky,objevený D. Holzem a J. Wheelerem, i tehdy, když rotují pomalejinež jak odpovídá Kerrově hvězdné černé díře. Lze tak v principudokonce určit rychlost rotace konkrétní černé díry.

Známý provokatér S. Hawking popřel ve své přednášce na 17.relativistické konferenci v Dublinu dávnou vlastní tezi, že pádeminformace do černé díry dojde k její nenávratné ztrátě. Dřívese totiž domníval, že takto zapouzdřená informace se může vynořitjen v nějakém jiném vesmíru a dokonce se v r. 1997 vsadilspolečně se svým kolegou K. Thornem proti J. Preskillovi, kterýse domnívá, že kvantová mechanika takovou ztrátu informacenedovoluje. Zatím ale nikdo neví, který Hawking má pravdu a kdotu sázku tedy vlastně vyhrál. V každém případě moderní trendneustálého zhušťování zápisu informace na materiální média másvou teoretickou mez: jakmile ji překročíme, informace se sama odsebe zhroutí do černé díry a tak o ni (alespoň dočasně?)přijdeme...

6.8. Experimentální a teoretická fyzika

M. Van Camp aj. uvedli, že se patrně změní základní etalonhmotnosti, dosud realizovaný válcem o průměru a výšce 39 mm zeslitiny platiny a iridia, jenž je uchováván v SÎvres ve Franciiv Mezinárodním úřadu pro míry a váhy a k němuž bylo postupnězhotoveno 80 národních kopií (Česko má kopii č. 67). Hmotnostetalonu se jednak mění s časem a jednak přesnost určování jehohmotnosti není valná. Proto se uvažuje o možnosti definovatjednotku hmotnosti obdobně jako jednotku času a délky pomocízákladních fyzikálních konstant, o nichž věříme, že jsou časověi prostorově neproměnné. V úvahu připadají dle J. Flowersezejména Planckova konstanta, Avogadrovo číslo (počet atomů uhlíkuve 12 g látky) a Rydbergova konstanta, popř. rychlost světla vevakuu - tyto konstanty jsou známy s přesností na 8-9 platnýchcifer, kdežto nejlepší klasické metody, založené na etalonech,dosahují stěží přesnosti 10-7, ačkoliv náklady na zhotovenía uchovávání etalonů dosahují částek řádu milionu dolarů!Rozhodnutí o změně definice kilogramu však není bezprostředněv dohledu.

S předešlým problémem také souvisí nedostatečná přesnost přiověřování platnosti gravitačního zákona pro velmi malévzdálenosti (pod 0,1 mm) zkušebních tělísek. S. Bässler aj. nauniverzitě v Mohuči však nyní dokázali měřit průběh tétozávislosti i pro vzdálenosti řádu nanometrů. Použili k tomuchladných neutronů, padajících v gravitačním poli Zeměa odskakujících po dopadu na podložku. Protože energie neutronůpodléhá kvantové mechanice, stačí najít energii, při které užneutron od podložky právě neodskočí. Autoři pokusu tak ověřiliplatnost gravitačního zákona i pro tak nepatrné rozměry, cožmimochodem zpochybňuje předpovědi strunové teorie, podle nížbychom měli pozorovat odchylky od 2. mocniny v gravitačním zákonějiž při vzdálenostech pod 100 µm.

V současné době nejpřesnější fyzikální měření umožňují laserys mimořádně krátkými impulsy. Donedávna rekordní femtosekundovélasery musely díky pokusům rakouských fyziků z vídeňskéuniverzity ustoupit ještě mžikovějším o délce impulsu 100attosekundy. Pro srovnání připomeňme, že elektron oběhne protonv jádře vodíkového atomu za 150 as. Podle R. Wynandse lzezkonstruovat náramkové atomové hodinky s přesností 10-11(chyba 1 sekundy za 3 tis. roků - výhodné jako dědictví poprapradědečkovi pro prapravnuky), které se budou prodávat za 100euro. Pro porovnání připomeňme, že nejlepší kyvadlové hodinydokázaly udržet čas s přesností 10 ms/den; křemenné dosahujípřesnosti 100 µs/d; systém GPS 10 ns/d a cesiové 1 ps/d.

R. Quast aj. využili kvalitních spekter kvasaru HE 0515-4414(Pic; z = 1,15) na VLT ESO k hledání případné závislostikonstanty jemné struktury alpha na čase. Nenašli žádnou ročnízměnu v relativní míře 1.10-15 za posledních 8 mld. roků.Podobně H. Chand aj. studovali kvasary s červenými posuvy zv rozmezí 0,4 -- 2,3 a dostali tak horní mez pro roční změnukonstanty alpha nižší než 2.10-16 v intervalu posledních více než10 mld. let. Nezávislým testem je měření množství štěpnýchproduktů v přírodním reaktoru Oklo v Gabunu, jenž byl aktivnípřed 1,8 mld. let. Odtud vychází podle J. Darlinga aj. ročnízměna konstanty a menší než 1.10-17. Autoři však také měřilijemnou strukturu radiových čar OH ve spektru kvasaru PKS1413+135 (Boo; z = 0,25) a obdrželi roční změnu maximálně2.10-15 za poslední 3 mld. let. Konečně M. Fischer aj. změřilituto konstantu laboratorně ve spektru vodíku a dostali hodnoturoční změny pod 10-15, resp. z měření magnetického momentu atomůCs a Rb jen 5.10-16. Podle J. Bahcalla tak všechny tyto výsledkyposílily názor, že konstanta alpha se během věku vesmíru nemění.

E. Witten shrnul vývoj teoretické a experimentální fyzikymikrosvěta od objevu radioaktivity v r. 1896, čímž se poprvéprozradila existence slabé jaderné interakce. To nakonec vedlok významnému teoretickému výsledku o významu spontánníhonarušení souměrnosti, jenž se stalo hybnou silou fyzikálníhovývoje vesmíru. Tak jako se Maxwellovi podařilo sjednotit pomocísvých proslulých rovnic elektřinu a magnetismus, přičemž rovnicemají tu vlastnost, že umožňují souměrné transformace jak globálnětak lokálně, dokázali C. Yang a R. Mills nalézt rovnices obdobnými vlastnostmi (tzv. kalibrační rovnice) pro silnoua slabou jadernou interakci. Na rozdíl od rovnic proelektromagnetické pole však Yangovy-Millsovy rovnice umožňujíspontánní narušení souměrnosti při fázových přechodech. Witten topřirovnává k situaci kapaliny, v níž není žádný směr přednostní- panuje zde naprostá souměrnost. Když však kapalinu ochladímenatolik, že zmrzne, vznikají krystaly pevné látky s význačnýmiosami souměrnosti - totální souměrnost je tak porušena.

Těsně po velkém třesku byla hmota vesmíru vysoce souměrná,jelikož průměrná teplota hmoty byla tak vysoká, že mezielektromagnetismem a jadernými silami platila naprostásouměrnost. Ta se však rychle porušila při rozpínání a tudížochlazování vesmíru dvěma fázovými přechody - při prvním seoddělila silná a při druhém slabá jaderná síla vinou (čizásluhou?) spontánního narušení souměrnosti. Při druhém fázovémpřechodu získaly výměnné částice (intermediální bosony,zprostředkující slabou jadernou interakci) W± a Zo svouklidovou hmotnost téměř o dva řády vyšší než je hmotnost protonu,čímž se odlišily od nehmotných fotonů, které zprostředkovávajíelektromagnetickou interakci. Witten předpovídá, že energie, přiníž dochází ke spontánnímu narušení souměrnosti elektroslabéinterakce, bude dosažena v budoucím urychlovači LHC, a to povedek odhalení tzv. Higgsova bosonu, jenž je odpovědný za velikostklidové hmotnosti intermediálních bosonů.

Odtud pak povede cesta k ověření ještě fundamentálnější myšlenkysupersymetrie (SUSY), která je sice velmi nadějná teoreticky,ale teprve budoucí experimenty ukáží, nakolik je ověřitelnáprakticky a zda tudy vede cesta ke kvantové teorii gravitace,na níž si zatím všichni teoretici marně lámou zuby. Witten simyslí, že vodítkem při řešení těchto problémů se staneantropický princip, a že se nakonec ukáže, že hmotnost Higgsovabosonu v různých doménách vesmíru může být odlišná - a v té "našídoméně" je právě taková, aby v ní byl možný život.

Na přelomu srpna a září 2004 se uskutečnilo v Aspenu ve státěColorado čtyřtýdenní setkání 50 předních fyziků, kteří sevěnují strunové teorii, včetně takových es jako jsou EdwardWitten, John Schwarz nebo Michael Green. Právě na podobnémsetkání v Aspenu v r. 1984 se strunová teorie zrodila. Názevnového setkání "Struny a skutečný svět" naznačil hlavní soudobýproblém strunové teorie: je to báječná a nesmírně obtížnámatematická konstrukce, ale nikdo neví, zda se podle ní reálnýsvět opravdu řídí, protože zatím neexistuje žádný experiment,který by tuto koncepci buď potvrdil nebo vyvrátil. Ke kritikůmstrunové teorie patří též L. M. Krauss, jenž považuje zafundamentální otázky soudobé fyziky podstatu skryté energie,vztah kvantové mechaniky k Hawkingovu procesu vypařování černýchděr a konečně, zda existují přídavné rozměry vesmíru kromě časua tří prostorových dimenzí.

Fundamentálním problémům fyziky a filosofie bylo věnováno takéVIII. symposium "The Seven Pines" v květnu 2004 v městěStillwater v Minnesotě za účasti předních světových fyziků,filosofů a historiků vědy. Ústředním tématem symposia byly otázky"Proč existuje klasické chování v kvantovém světě?", resp. "Pročje fyzika tak divná a denní realita nikoliv?" a "Co to znamená,že měříme?". Jak známo, princip superpozice stavů v kvantovémechanice dává najednou možnost různých hodnot kvantových veličindané částice, ale jakmile začneme s měřením, vlnová funkce sezhroutí a dostáváme jediný výsledek měření. Různí odborníci řešítuto otázku různě, např. předpokladem o souběžné existenci mnohavesmírů, nebo zavedením tzv. skrytých proměnných. Jiní autoři simyslí, že kvantová mechanika je jen důsledkem teorieinformace, která mj. tvrdí, že informaci napříč vesmírem nelzepřenést okamžitě a že neexistuje žádná dokonalá kopie danéinformace. C. Fuchs to vyjádřil slovy "Vlnová funkce jeinformací pozorovatele o objektivním světě". Naproti tomu J.Hartle se nakonec otázal: "Je-li vlnová funkce vesmírucharakteristikou něčí informace, tak kdo to je ten Něco?"Účastníci sympozia věnovali hodně pozornosti také nejnovějšímexperimentům s kvantovým provázáním (entanglement) párůčástic na velkou vzdálenost a s kvantovou teleportací (H.Kimble a S. van Enk; M. Riebe aj.; M. Barrett aj.) a soudí, že setak fakticky pokoušíme nalézt meze, kdy rostoucí rozměr těleszabrání, aby se dostala do kvantové superpozice stavů. Účastnícise shodli na tom, že výsledek těchto pokusů bude ovšem znamenatještě ztřeštěnější fyziku...

7. Život ve vesmíru

W. Napier připomněl, že přenos zárodků života na Zemi pomocímeteoritů navrhl lord Kelvin už v r. 1894, ale dnes je zřejmé, žetento mechanismus nefunguje v interstelárním prostoru. Trochulepší vyhlídky má takový přenos mikroorganismů uvnitř slunečnísoustavy. Za poslední 4 mld. let dopadlo podle autora na Zemiasi 40 mil. kamenů z Marsu, přičemž vnitřky objektů o průměru nad0,2 m se nikdy neohřály nad 100° C. V současné době dopadá naZemi ročně asi 15 meteoritů z Marsu, ale nejspíš nic živéhonepřinesly, mj. proto, že případné mikroorganismy na povrchuMarsu či v jádrech komet ničí kosmické záření - během několikamilionů let se sníží počet přežívajících mikroorganismů namiliontinu původní hodnoty. Optimističtější výpočty uveřejnili M.Wallis a N. Wickramasinghe, kteří tvrdí, že právě interstelárníkomety mohou ochránit přepravované zárodky života před likvidacíkosmickým či ultrafialovým zářením a dokáží je dodávat ažv tunových objemech do obřích molekulových oblaků, v nichž právěvzniká nové pokolení hvězd.

G. Gonzales zavedl nový pojem - obydlitelná galaktická zóna(OGZ), která je definovaná jako oblast dostatečně vzdálená odcentra Galaxie, aby nebezpečí setkání mateřské hvězdy obydlenéplanety s cizí hvězdou nebo dokonce blízkou supernovou bylozanedbatelné, ale přitom ještě tak blízká centru, aby mateřskáhvězda měla dostatečné zastoupení tzv. kovů, což je patrně nutnápodmínka k tomu, aby planeta zemského typu u dané hvězdy vůbecvznikla. Podle C. Leneweavera aj. vznikla OGZ v naší Galaxiizhruba před 8 mld. let ve vzdálenosti 7,5 kpc od centra a zvolnase rozšiřuje souběžně s tím, jak Galaxie stárne. V současné doběpatří do OGZ asi desetina hvězd naší Galaxie, z nichž 3/4 jsoustarší než Slunce.

R. Kerr shrnul výsledky úsilí o aktivní nalezení cizíchcivilizací (SETI) od prvního pokusu OZMA v r. 1960 až po známýprojekt SETI@Home u radioteleskopu v Arecibu, který byl ukončenv březnu 2004. Projekt využíval souběžných měření v 70 mil.frekvenčních kanálech, takže byl o plných 14 řádů efektivnějšínež původní OZMA. Přesto však dosud nebyl zaznamenán ani jedennadějný případ umělého signálu z vesmíru. Možná i z toho důvoduse řada autorů začala pokoušet o hledání umělých optickýchsignálů z kosmu. Jak uvádí A. Howard aj., současné technickémožnosti umožňují naší civilizaci vysílat laserové impulsyo trvání nanosekund, které jsou v příslušném monochromatickémpásmu až o 4 řády intenzívnější než odpovídající optické zářeníSlunce. To naopak znamená, že by pro nás nebylo technicky obtížnézaznamenat laserové signály mimozemšťanů, pokud by ovšemsměřovaly v úzkém svazku k Zemi. Autoři sestavili katalog 13 tis.hvězd podobných Slunci a během posledních pěti let uskutečnili16 tis. měření souběžně na observatořích Agassiz a Princeton(reflektory mají průměr 1,5 a 0,9 m), když fotometry dosahujíčasového rozlišení 100 ns. Každý cíl sledují po dobu 48 s a během150 nocí prohlédnout příslušné hvězdy po celé viditelné částioblohy. Jak jistě tušíte, ani oni nic nenašli.

Nepočítáme-li tedy s pokusy hledat umělé laserové signályv optickém oboru spektra, tak lze za největší naději probudoucnost považovat úsilí o vybudování anténní soustavy ATAv Hat Creek v Kalifornii. Zatím jsou tam v provozu 3 parabolickéantény s průměrem mísy 6 m, ale jejich počet se v první etapěvýstavby zvýší na 32 a výhledově až na 350. Díky výkonnějšímpočítačům se mohutnost radiových přehlídek zdvojnásobuje každého1,5 roku, takže pokud je v naší Galaxii alespoň několik desítektisíc technických civilizací, měli bychom mít úspěch v detekcijejich signálů už během několika desítek roků...

C. Rose a G. Wright však tvrdí, že podobně jako ztroskotanci napustých ostrovech i mimozemšťané nás mohou nejlaciněji zpravito své existenci pomocí kosmické obdoby lahvové pošty. Kdyžpředpokládáme, že veškeré naše encyklopedické informace majírozsah řádu 1 EB, pak k jejich efektivnímu zápisu úplně stačí1 g obvodů v pevné fázi, pokud na každý bit věnujeme plných 1000atomů niklu, což je velmi slušná redundance. Takový drobet lzeobalit olovem a poslat v 10 t kosmickém korábu s radiomajákemrychlostí 300 km/s nazdařbůh do Galaxie. Informace na taktochráněném čipu zůstane čitelná alespoň do vzdálenosti 10 tis.světelných roků od Země. Tento způsob vysílání informace senejlépe hodí pro rozsáhlá data, posílaná na mimořádně velkouvzdálenost. Čím více je dat a čím dál se mají dostat, tím jeenergeticky výhodnější v porovnání s vysíláním pomocíelektromagnetických vln. To nám předvedla již sonda Voyager 1,která nese na měděné desce asi 1 Gb informací, takže její startdo vesmíru vyžadoval energii 60 kJ/bit. V porovnání s radarem naArecibu je tedy tento způsob energeticky výhodnější provzdálenost nad 17 tis. světelných let (5 kpc). Pokud by všaksonda nesla pouhé 3 disky DVD, tak už je doprava informaceenergeticky levnější pro vzdálenost nad 1 700 sv. let (500 pc).Kdybychom však dokázali zhustit informace do podoby nukleovékyseliny DNA, tak je takový přenos levnější už pro vnější hranicisluneční soustavy...

J. Hein upozornil na spřízněnost lidské populace jednoduchýmvýpočtem. Jestliže jednotlivé generace člověk za sebou následujív průměru po čtvrt století, tak každý člověk v populaci 5 mld.jedinců má s kterýmkoliv jiným žijícím člověkem společného předkanejpozději před 800 roky. Uvažujeme-li všechny lidi z období před1600 lety, dají se naši tehdejší předchůdci rozdělit na dvětřídy: buď jsme jejich přímými potomky (20% tehdejší populace),anebo jejich potomci už vymřeli (80% tehdejší populace). To jepřirozeně příliš zjednodušující model, protože mísení v lidsképopulace není zcela náhodné; mezi geograficky vzdálenými předkybylo mísení velkou vzácností. Přesto se dá říci, že s každýmsoučasným člověkem máme alespoň jednoho společného předkanejpozději před 2300 lety (76 generací) a všechny společnépředky před 5000 roky (169 generací), čili všichni máme nakonectytéž příbuzné; stačí se jen pořádně ohlédnout dozadu.

Ostatně podle nejnovějších výzkumů pochází celá současná lidskápopulace z Afriky, kde vznikla asi před 150 tis. lety. Před 50tis. lety začali naši předkové odtamtud migrovat všemi směrya v západní Asii i v celé Evropě nejpozději před 35 tis. letyvytlačili neandrtálce, patrně též v souvislosti s globálnímochlazením. Je jistě pozoruhodné, že všichni tvorové rodu Homovynikají mj. tím, že vydrží běžet celé hodiny s poměrně malýmvýdajem energie, čímž se významně odlišují od savců včetněprimátů. Savci jsou sice často podstatně rychlejší na malévzdálenosti, ale ochabnou už po pouhé čtvrthodině. Možná bychomtedy mohli testovat inteligenci mimozemšťanů dotazem, jak dlouhovydrží běžet v jednom zátahu...

8. Astronomické přístroje

8.1. Optická astronomie

Od časů průkopnických pozorování Galilea Galileiho uběhla užbezmála čtyři století, v jejichž průběhu vzrostl dle R. Racinehoprůměr primární optiky ze 16 mm na 9,8 m, tedy více než 600krát,ale souhrnná plocha astronomické optiky na celém světě dokonce375 000krát. Ke zdvojnásobení průměru optiky dochází téměřstabilně vždy po půl století. Pouze v letech 1609-1700 se průměroptiky zdvojnásoboval již po čtvrtstoletí a v letech 1980-2000dokonce za pouhých 20 roků. Nové generace dalekohledů nastupujíobvykle v epizodách po 35 letech - v současné době jsou hlavníminovinkami rotačně odlévaná primární zrcadla, segmentovanázrcadla, spřažené dalekohledy (optické interferometry), adaptivníoptika a robotické dalekohledy. Díky tomu bude možné běhemnejbližšího čtvrtstoletí postavit dalekohledy s průměrem zrcadelkolem 25 m a do konce století přesáhnou ekvivalentní průměrydalekohledů téměř určitě 100 m.

Jak uvádí J. Bailey, americká sonda k Marsu Orbiter 2009 bude mítna palubě 5 W laser pro komunikaci se Zemí a ten se dá využítjako vynikající pointační hvězda 2 -- 6 mag pro adaptivní optikupozemních dalekohledů, které pak na Marsu rozliší podrobnostio průměru pouhých několika kilometrů.

E. Borra aj. dokonce uvažují o resuscitaci rotujících kapalnýchzrcadel tím, že by rotující viskózní kapalina byla povlečenareflektivním koloidálním filmem, což by umožnilo naklápět takovézrcadlo o desítky stupňů. Pokud by byla kapalina feromagnetická,dal by se tvar jejího povrchu snadno upravovat magnetickým polem.Taková zrcadla by byla mimořádně laciná a ve spojení s adaptivníoptikou neobyčejně výkonná.

Pro přehlídkové účely se vyvíjejí soustavy až pěti širokoúhlýchkamer s průměry objektivů 200 mm, světelností f/1,8 a zornýmpolem bezmála 8° x 8°, vybavené čipy CCD o hraně 2048 pixelů.K zobrazení 50 tis. hvězd do 13 mag stačí jednosekundováexpozice, takže se dá počítat s 50 mil. měření každou noc. Tím byse velmi zrychlilo hledání malých planetek, nových proměnnýchhvězd včetně supernov v cizích galaxiích, optických protějšků GRBi objevy exoplanet metodou fotometrických transitů před mateřskouhvězdou. Není ovšem jednoduché takový příval dat zaznamenat,nacházet v nich nejzajímavější úkazy co nejrychleji a následněvše archivovat.

V r. 2004 uplynulo pět roků od zahájení provozu prvního osmimetruVLT v Chile. Klíčoví lidé, kteří se zasloužili o konstrukcia stavbu nejvýkonnějších pozemských dalekohledů, byli předevšímdva generální ředitelé ESO, Holanďan L. Woltjer a Američanitalského původu R. Giaconni. Vedoucím projektu s mimořádnýmizásluhami o dodržení specifikace i termínů uvádění dalekohledů dochodu pak další Ital M. Tarenghi. Prvním šéfem Observatoře CerroParanal se pak stal třetí Ital R. Gilmozzi. Giaconni a Gillmozzivyužili svých zkušeností s provozem HST a mají tak velkou zásluhuna tom, že VLT dává v několika směrech lepší výsledky než HST,protože vítězí svou podstatně větší sběrnou plochou zrcadel.

Jak uvedl A. Renzini, za prvních pět let bylo na základěpozorování VLT publikováno již 600 vědeckých prací a do chodu seuvádějí přídavná zařízení II. generace, např. spektrografVIMOS, jenž umožňuje naráz pořídit 800 spekter; NACO- fotografická komora s adaptivní optikou, která umožnilazobrazit eliptické dráhy hvězd v okolí černé veledíry v jádřeGalaxie, nebo FORS-1 - první fotometrický polarimetr. V r.2004 byly dále uvedeny do chodu spektrometr VISIR pro středníinfračervené pásmo, adaptivní optika SINFONI pro spektrografa zobrazovač v blízkém infračerveném pásmu a další adaptivníoptika MACAO pro zobrazovač v optickém oboru spektra, jenž takdosáhne úhlového rozlišení 0,07arcsec. V létě r. 2004 se Finskostalo 11. členskou zemí ESO.

Také japonský teleskop Subaru s průměrem zrcadla 8,3 m,hmotností 23 t a tloušťce jen 0,2 m na Mauna Kea na Havajskýchostrovech je již podle M. Iye aj. vybaven systémy adaptivníoptiky IRCS a CIAO pro pozorování v optické a blízkéinfračervené oblasti spektra, což umožňuje v zorném polio průměru 20arcsec dosáhnout úhlového rozlišení 0,065arcsec. Subaru mávybudována tři ohniska (primární f/1,8; Ritchey-Chrétien f/12,2a Nasmyth f/12,6). Patrně nejvýkonnějším přístrojem u Subaru jekamera Suprime-Cam, složená z mozaiky 10 čipů CCD (4 x 2 kpix),která podle N. Kashikawy aj. dokáže zobrazovat objekty až B =28,4 mag, popř. I = 27,4 mag atd. v pásmu 365 -- 900 nm v zornémpoli o průměru 6arcmin s rozlišením 0,1arcsec/pix. Této kameře všakkonkuruje MegaCam u dalekohledu CFHT s průměrem zrcadla jen3,6 m, ale zato s mozaikou 36 čipů CCD o celkové kapacitě 340Mpix. Kamera s adaptivní optikou ostře zobrazuje pole o plošetéměř 1° čtvereční!

J. Lawrence aj. upozornili na mimořádně příznivé astroklima naantarktické stanici Dome C v nadmořské výšce 3250 m na 75° j.š.Kvalita zobrazení (seeing) je tam po čtvrtinu možné pozorovacídoby lepší než 0,15arcsec a medián činí pouze 0,27arcsec. To jsou zcelanevídané hodnoty i v porovnání s nejznámějšími observatořemi naMauna Kea (0,50arcsec), La Palma (0,76arcsec) či Cerro Paranal (0,80arcsec).Kromě toho je díky chladnému a mimořádně suchému vzduchu nastanici nejlepší průzračnost, až o dva řády lepší než nahavajských sopkách nebo v Chile v poušti Atacama. Jelikož nastanici nebývá příliš silný vítr ani nadměrný výskyt polárníchzáří, je to velmi perspektivní místo zejména pro obří optickéinterferometry. Jak ukázal A. Tokovinin, stačí vyřešit adaptacivlnové fronty pro přízemních několik set metrů, kde vznikánejvětší část rozmytí bodových obrazů hvězd ve všech používanýchvlnových délkách.

D. Smith aj. popsali současný stav vyhledávacích robotickýchteleskopů ROTSE-III, instalovaných na pěti stanicích (Texas, Mt.Haleakala, Siding Spring, Tubitak v Turecku a Namíbie). Na každéstanici pracuje baterie 4 širokoúhlých zrcadlových komor naspolečné montáži. Zrcadla maji průměr 0,45 m (f/1,9) a zorné poleo průměru 1,85°. Aktivují se do 10 s po vyhlášení poplachua během 60 s expozice dosahují 19 -- 20 mag. Užívají se předevšímpro rychlé vyhledávání optických protějšků či dosvitů GRB. NaMauna Haleakala byl také instalován sériový robotický"liverpoolský" teleskop s průměrem zrcadla 2 m z daru mecenášeMartina "Dill" Faulkese ve výši 18 mil. dolarů, který mohoudálkově ovládat britští školáci, pokud jejich škola přispěje 340dolary za půl hodiny pozorovacího času. Hlavní pozorovací náplňtvoří hledání planetek, supernov a optických protějšků zábleskůgama. Podle I. Steelea byl další liverpoolský dvoumetr instalovánna observatoři na ostrově La Palma, který od října 2004 pracujeve zcela autonomním režimu.

8.2. Optické dalekohledy v kosmu

Počátkem r. 2004 se rozběhl naplno vědecký program poslední zečtyř velkých observatoří NASA - Spitzerova kosmického teleskopu(SST). První zveřejněné snímky zobrazily galaxii M81 (UMa)v pásmu 3,6 -- 8,0 µm, prachový disk kolem hvězdy Fomalhaut(PsA) a anonymní galaxii, vzdálenou od nás 1 Gpc. Jelikož SSTpracuje též ve střední a daleké infračervené oblasti, stal semimořádně vhodným nástrojem pro výzkum nejvzdálenějších hlubinvesmíru, ale i pro studium vnitřku prachových mračen v našíGalaxii i v objektech Místní soustavy, zejména ve spojení sezbývajícími velkými observatořemi - HST a Chandra.

Počátkem roku též začala NASA s úvahami, jak dál naložits HST, který je po havárii Columbie nedosažitelný pro údržbu čidokonce další vylepšení. Zatímco tehdejší generální ředitel NASAS. OarcminKeefe jakoukoliv novou misi k HST zavrhl jako přílišnebezpečnou, mnoho Američanů včetně prominentních astronomůa také senátorka B. Mikulski vyvinuli značné úsilí, aby totorozhodnutí zvrátili. Paní senátorka docílila toho, že proposouzení, zda a jak zachránit další provoz HST, byla jmenovánakomise, vedená admirálem H. Gehmanem, jenž předtím předsedalvyšetřovací komisi pro zkoumání příčin havárie Columbie.

Někteří odborníci dokonce navrhovali robotickou misi k HST najaře 2007, která by byla údajně levnější a ovšem bezpečnější nežlet posádky v raketoplánu, jenže s robotickými opravami taksložitého zařízení na oběžné dráze nejsou téměř žádné zkušenostia čas na vyzkoušení této techniky prostě chybí. Přesto Americkáakademie věd sestavila komisi pro posouzení robotické opravy HSTpod vedením L. Lanzerottiho, která měla vydat svůj verdikt dokonce r. 2004. Komise zjistila, že robotická oprava by přišlapřinejmenším na 1 mld. dolarů a vyhlídky na její úspěch jsoustěží 50%, takže koncem roku 2004 tato možnost padla, ale komisepodpořila pilotovanou misi raketoplánu nejenom kvůli údržbě, alei kvůli dalšímu vylepšení HST. V závěru roku S. OarcminKeefe nakonecrezignoval na svou funkci v NASA, kterou vykonával jen 3 roky.Odborníci mu kromě postoje k údržbě HST vyčítali hlavně odklon odzákladního poslání NASA podporovat prvotřídní vědu a takénevhodnou personální politiku, když do vedoucích funkcí dosazovalarmádní důstojníky bez zkušeností s kosmickým výzkumem.

Mezitím naštěstí pracoval HST bez přerušení a hned počátkem roku2004 dokončil pozorování ultrahlubokého pole (HUDF). Jehoceloroční provoz přišel americké poplatníky na 160 mil. dolarů;odstranění z oběžné dráhy by stálo asi 500 mil. dolarů. G. Meylanspočítal, že v posledních letech je každoročně publikovánov prestižních vědeckých časopisech na 500 prací, založených napozorovacím materiálu z HST. V průměru je každá taková prácecitována 45krát. Celkem již HST posloužil pro sepsání více než4 100 vědeckých prací. Nejvíce citovanou prací vůbec jepozorování Hubblova hlubokého pole (HDF). Pokud jdeo produktivitu jednotlivých koncových zařízení HST, suverénněvede širokoúhlá kamera WFPC, následovaná s velkými odstupemspektrografy STIS, GHRS a NICMOS. Spektrograf STIS všakbohužel po 7 letech úspěšného provozu selhal v srpnu 2004 a bezzásahu člověka se nedá opravit.

8.3. Radiová astronomie

P. Ho aj. popsali novou anténní soustavu pro submilimetrovouastronomii SAO-ASIAA, kterou postavili Američané ve spoluprácis Číňany v sedle na Mauna Kea v nadmořské výšce 4080 m. Soustavutvoří 8 radioteleskopů o průměrech parabol 6 m a přesnostipovrchu na 12 µm, které pracují v pásmu 180 -- 900 GHz. Oprotidosavadním submilimetrovým aparaturám má 30krát lepší úhlovérozlišení. R. Ricci aj. uveřejnili první výsledky radiovépřehlídky oblohy pomocí australské kompaktní sestavyradioteleskopů ATCA. Tvoří ji šest parabol s průměrem 22 m naobservatoři v Narrabri a pracuje v několika mikrovlnných pásmechs frekvencemi nad 5 GHz, kde až dosud žádné přehlídkyneexistovaly, protože kvůli malým zorným polím mikrovlnnýchradioteleskopů by trvaly příliš dlouho. Na frekvenci 18 GHz(vlnová délka 16 mm) zatím prohlédli přes 1 200° čtverečních ve12° pruhu mezi deklinacemi -59° a -71°. Objevili tak přes 220radiových zdrojů většinou v hlavní rovině Galaxie, z nichž se asipolovinu podařilo ztotožnit opticky především s hvězdamia kvasary. Téměř čtvrtina zdrojů odpovídá známým radiogalaxiím,ale zbylou čtvrtinu se nepodařilo identifikovat vůbec.

S pozoruhodným projektem LOFAR za více než 50 mil. euro přišliholandští radioastronomové. V severovýchodní části Nizozemíchtějí postupně instalovat 15 tisíc antén pro nízkofrekvenčníradioastronomii v pásmu 10 -- 250 MHz (1,2 -- 30 m). V současnédobě je v centrálních 320 hektarech projektu rozmístěno 40 anténa dalších 20 antén pokrývá oblast o poloměru 10 km. Ve vnějšíčásti observatoře až do vzdálenosti 175 km od centra se zatímnachází dalších 30 antén, ale rozměry observatoře se mohouv budoucnu zvětšovat i do zahraničí. Díky důmyslnému softwaru lzeantény sfázovat do určitého směru, anebo mohou pracovat jakovšesměrové. Jak uvedli D. Salter aj. má být úhlové rozlišení(1arcsec) i citlivost soustavy LOFAR možná až tisíckrát vyššív porovnání s dosavadními systémy. Aparatura má být v úplnémprovozu od r. 2007. Pokroky v elektronickém přenosu velkýchobjemů dat umožnily též podstatně zjednodušit funkci radiovýchinterferometrů na dlouhých základnách eVLBI. Od r. 2004 jsoutakto propojeny antény v portorickém Arecibu, britské Cambridži,holandském Westerborku a polské Toruni.

8.4. Astronomické umělé družice

20. dubna 2004 byla po mnoha odkladech vypuštěna družiceGravity Probe B o hmotnosti přes 3 t, jejíž koncepce bylanavržena již r. 1959 a jejíž cenová visačka je vpravděastronomická - 700 mil. dolarů. Jejím úkolem je ověřit dva efektyobecné teorie relativity (Lenseovo-Thirringovo strhávání souřadnésoustavy o 0,04arcsec/r a de Sitterovu geodetickou precesi - 6,6arcsec/r)s přesností o řád lepší, než to dokázaly předešlé experimenty.Jádrem přístroje je přesně vybroušená kulička z taveného křemíkuzvící pingpongového míčku a potažená niobem. Její poloměr sev žádném směru neodchyluje od ideální koule o více než 8 nm.Kulička rotuje rychlostí 10 tis. obrátek/min ve vakuu v dutiněuvnitř družice chlazené na teplotu pouhých 1,8 K. Z toho důvoduje na palubě 24 hektolitrů (!) kapalného hélia. Družice bylavynesena na kruhovou polární dráhu o poloměru 640 km, na níž byměla měřit alespoň 18 měsíců. Poloha družice bude díky soustavědružic GPS známa s přesností na pouhých 10 mm. Družice jepointována na hvězdu IM Peg a přesnost úhlových měření pomocíspeciálních magnetometrů dosahuje 0,1 obl. milivteřin.

Koncem listopadu 2004 odstartovala družice Swift, jejímžhlavním úkolem je rychlá lokalizace zábleskových zdrojů zářenígama s cílem umožnit tak jejich následné rentgenové a optickésledování. Podle N. Gehrelse aj. a E. Fenimoreho aj. se družicev ceně 250 mil. dolarů o hmotnosti 1,5 t pohybuje po kruhovédráze ve výšce 600 km. Je vybavena velmi citlivým detektoremměkkého záření gama GBT (15 -- 150 keV), který díky kódovanémasce dokáže během 15 s určit polohu GRB s přesností na 4arcmin. Topak umožní natočit daným směrem rentgenový teleskop XRT propásmo 0,2 -- 10 keV se zorným polem 23arcmin, jenž hbitě během 1 minurčí polohu rentgenového protějšku s přesností na 5arcsec. To zasestačí dalekohledu UVOT pro pásmo 170 -- 650 nm se zorným polem17arcmin, aby během 2 min. našel optický protějšek a určil jeho polohuna 0,3arcsec; tyto údaje se ihned přenášejí na Zemi a posílajíinternetem na cca 40 robotických teleskopů, které jsou připravenyk pozorování během několika desítek sekund a mohou tak poskytovatvodítko pro spektrografy velkých teleskopů s cílem určit červenýposuv ve spektrech optických protějšků nebo dosvitů. Očekávanáživotnost družice Swift se odhaduje na 8 roků a ročně je schopnanajít polohy zhruba pro 100 GRB. Pro srovnání uveďme, že předešládružice HETE-2 dokázala za 4 roky provozu spatřit přes 400 GRB,ale dobré polohy získává (podstatně pomaleji) jen pro 25 GRBročně.

V dubnu 2004 ukončila ultrafialová družice GALEX první rokměření na oběžné dráze. Za tu dobu stihla vykonat přehlídkublízkých galaxií v ultrafialovém pásmu a zaznamenat desítkymilionů zdrojů včetně galaxií, kvasarů a bílých trpaslíků.V červnu 2004 oslavila družice FUSE pro daleký ultrafialovýobor spektra páté výročí činnosti na oběžné dráze. Za tu dobuzískala na 29 tis. spekter 2 tis. astronomických objektů. Patrněnejvýznamnějším objevem této družice bylo odhalení existence halahorkého plynu kolem naší Galaxie a dále určení zastoupenídeuteria v Galaxie 23.10-6. Bohužel budoucnost ultrafialovéastronomie je chmurná; po r. 2008 nebude na oběžné dráze anijeden fungující přístroj, pokud se nepodaří umístit na HSTspektrograf COS.

Koncem července 2004 skončila svou činnost submilimetrová družiceSWAS, která byla vypuštěna v prosinci 1998 a pracovala jakospektrometr pasivně chlazený na 175 K v pásmu 487 -- 557 GHz.Podle V. Tollse aj. odhalila během své životnosti na 200astronomických objektů a přispěla tak k prohloubení našichznalostí o chemii interstelárního prostředí, neboť sledovala čárya pásy O, C, H2O a CO.

8.5. Kosmické sondy

V lednu 2004 na Marsu úspěšně přistála americká vozítka Spirita Opportunity, která od té doby doslova chrlí pozoruhodnézáběry na Zemi, neboť jejich plánovaná životnost čtvrt roku bylauž mnohonásobně překročena. Panoramatické snímky Marsu nainternetu měly dokonce po několik týdnů větší návštěvnost nežpornografické stránky. V březnu 2004 odstartovala evropskákometární sonda ROSETTA, která pomocí trojnásobného využitígravitačního praku u Země v letech 2005, 2007 a 2009 a v r. 2007také u Marsu dospěje v srpnu r. 2014 ke svému cíli - periodickékometě 67P Čurjumov-Gerasimenko. Tam se usadí na oběžné drázekolem jádra komety a vyšle na jádro přistávací modul Philae.

Počátkem července 2004 dospěla k Saturnu po sedmiletém letu velkákosmická sonda Cassini o hmotnosti 5,6 t v ceně 3,3 mld. dolarů- společný projekt NASA, ESA a italské kosmické agentury. Na svépalubě nesla také evropský sestupný modul Huygens, jenžpočátkem r. 2005 měkce přistál na Saturnově družici Titanu.Plánovaná životnost Cassini na oběžné dráze u Saturnu jsou 4roky, tj. 74 oběhů kolem planety.

Na začátku srpna 2004 odstartovala pomocí rakety Delta americkákosmická sonda MESSENGER v hodnotě bezmála 430 mil. dolarů,která směruje k Merkuru pomocí tří prakových manévrů (u Zeměv srpnu 2005; u Venuše v říjnu 2006 a v červnu 2007). KolemMerkuru bude prolétat v lednu a říjnu 2008 a v září 2009, aby sekonečně v březnu 2011 u něho usadila na oběžné dráze. Americkásonda Genesis v hodnotě 264 mil. dolarů sbírala po 29 měsíců aždo dubna 2004 vzorky (celkem 0,4 mg) slunečního větruv Lagrangeově bodě L1. Počátkem září 2004 vstoupila schránkao hmotnosti 205 kg rychlostí 10,7 km/s do zemské atmosféry a mělabýt nad Utahem zachycena vrtulníkem. Při průletu zemskouatmosférou se jí však vinou obráceně namontovaných spínačůneotevřel padák, takže kolem kaskadérů ve vrtulnících, kteří jiměli zachytit ve vzduchu, prosvištěla vysokou rychlostí a zarylase do země rychlostí 85 m/s. V polovině listopadu 2004 se usadilau Měsíce evropská sonda SMART-1, která využila protřináctiměsíční let k Měsíci iontový motor. Týž motor lze využíti pro lety automatických sond k Marsu nebo k Merkuru.

Známý americký odborník J. van Allen rozvířil znovu debatu o tom,mají-li se podporovat pilotované kosmické lety. Tvrdí, žepřínos těchto letů pro vědu i praktické aplikace není dostatečný,že pro výzkum kosmu jsou daleko nejvhodnější bezpilotníprostředky, jak ukazuje výčet jejich ohromujících výsledkův posledních cca 40 letech. Jeho názory podpořili také D. Kennedya B. Hanson, kteří žádají, aby vědci v tomto směru jasněvyslovili svůj názor na přednosti robotických projektův kosmonautice. Naproti tomu astronaut a geolog H. Schmitt tvrdí,že nic nenahradí lidský mozek, který má kapacitu jakoprogramovatelný superpočítač a spíše než robot tak objevínečekané jevy.

V NASA počítají na základě kosmické iniciativy presidenta G.Bushe s pilotovanými lety na Měsíc a na Mars, což dle střízlivéhoodhadu bude znamenat do r. 2020 vydání asi 127 mld. dolarů jenpro let na Měsíc. Přitom roční rozpočet NASA se pohybuje kolem15,5 -- 16,5 mld. dolarů, takže zmíněná koncentrace na pilotovanélety silně podvazuje finance i kapacity pro rozvoj bezpilotníkosmonautiky, na kterou naopak sází - zatím stále úspěšněji- především evropská agentura ESA. Jako na zavolanou tak přicházístudie B. Laubschera a B. Edwardse o možnostech kosmickéhovýtahu, který by dokázal vytáhnout družice na oběžnou dráhua případně stáhnout nefunkční družice k opravám na Zemi, což byvelmi podstatně zlevnilo náklady na starty a přistávání družic.

8.6. Netradiční přístrojové metody

V prosinci 2003 byla v Namibii na vysočině Khomas dokončenastavba soustavy 4 teleskopů HESS pro sledování fotonů zářenígama s energiemi 100 GeV -- 10 TeV pomocí spršek Čerenkovovazáření, vznikajících při jejich interakci se zemskou atmosférou.Každý teleskop tvořený skládanými zrcadly o výsledném průměru 13m má sběrnou plochu 107 m2 a zorné pole o průměru 5°. V jehoohnisku se nalézá 960 fotonásobičů. Teleskopy jsou umístěny vevrcholech čtverce o straně 120 m, a mohou zaměřit polohy zdrojůzáření gama s přesností několika obl. minut.

Smithsonova astronomická observatoř přesouvá kvůli protestůmtamějších Indiánů z Mt. Hopkinse na Kitt Peak v Arizoně čtveřicidalekohledů VERITAS o průměru složených zrcadel 12 m, kterábudou sloužit k detekci Čerenkovova záření, vznikajícího v zemskéatmosféře při průletu fotonů záření gama o energiích 50 GeV - 50TeV. Aparatura v hodnotě přes 13 mil. dolarů bude mít podstatnělepší parametry než všechna dosavadní zařízení, pracující v tétoexotické oblasti energetického spektra fotonů.

8.7. Astronomické přehlídky, katalogy a astrometrie

M. Kilic aj. studovali vlastní pohyby hvězd porovnáním snímkůHDF HST a snímků projektu GOODS po 7 letech. Zjistili, že dvaslabé modré objekty mají vlastní pohyb až 0,015arcsec/rok, takže jdeo bílé trpaslíky v galaktickém disku ve vzdálenostech zhruba 0,5kpc od nás. Naproti tomu ostatní slabé modré objekty, objevenéHST, vlastní pohyb nevykazují, takže jde o aktivní jádra galaxiíve vzdáleném vesmíru, a nikoliv o bílé trpaslíky v halu Galaxie,jak se domnívali původní objevitelé.

B. Mobasher a N. Scoville popsali přehlídku COSMOS,uskutečňovanou pomocí kamery ACS HST ve filtru 814 nm na ploše2° čtverečních s mezní hvězdnou velikostí 26,5 mag. Přehlídka máza cíl zobrazit 2 mil. objektů s červenými posuvy z v rozmezí0,5 -- 3,0 a takto najít vývojové efekty v morfologii galaxií. H.Jones aj. a W. Saunders aj. uvedli první výsledky australsképřehlídky 6dF, která zabírá osmkrát větší plochu (přes 17 tis.čtv. stupňů), než již hotová přehlídka 2dF, a dvakrát většíplochu než přehlídka SDSS. V rámci přehlídky budou do r. 2005změřeny červené posuvy 150 tis. galaxií a pro 10% z nich budoustanoveny i jejich hmotnosti.

Jak uvádí P. Padovani aj., pozorování v rámci první čtvrtinypřehlídky SDSS zabírají celou tisícovku disků DVD. Pouhézkopírování tohoto množství dat zabere při rychlosti 1 MB/s plnédva měsíce. Velmi brzo budou astronomické údaje přibývat tempem1 TB/noc a tak vzniká složitý problém, jak s těmi daty zacházet,aby se vůbec dala zpracovat v rozumném čase. V americkém Ústavupro kosmický teleskop probíhá digitalizace prosluléhofotografického Palomarského atlasu II. Celkem se jedná o snímkybezmála 900 polí o průměru 6,5° na sever od -30° deklinace vefiltrech centrovaných na 480, 650 a 850 nm. Mezní hvězdnávelikost snímků se pohybuje mezi 20 -- 21 mag a celkový rozsahsouboru dat dosáhne 3 TB. C. Barbieri aj. zahájili v r. 2002digitalizaci astronomických snímků, pořízených na vatikánskéa italských observatořích. Jde o jedinečný soubor 66 tis.fotografií a 27 tis. spekter z let 1894-1998.

Za poslední dvě tisíciletí vzrostla úhlová přesnostastronomických měření z 10arcmin v Ptolemaiově katalogu na 0,001arcsecv katalogu HIPPARCOS. B. Schaefer usoudil na základě souřadnicve starobylém Farneseově atlasu, že Ptolemaiův katalog vzniklv poslední čtvrtině 2. stol. př. n. l. Katalog vzdálenostíhvězd, měřených družicí HIPPARCOS, ovšem přišel na 300 mil.dolarů, a o takové částce se jistě Ptolemaiovi ani nesnilo.

9. Astronomie a společnost

9.1. Úmrtí a výročí

V roce 2004 zemřeli významní světoví astronomové:V. Bronšten (*1918; meteory, Astr. věstnik), T. Gold (*1920;stacionární vesmír; pulsary), J. Matteiová (*1943; AAVSO), J.Oke (*1928; Palomar, hvězdy a galaxie, spektrografy), V. Moroz(*1931; planety, kosmonautika), W. Strohmeier (*1913; proměnnéhvězdy, Bamberg), J. Westphal (*1930; kamery CCD) a F.Whipple (*1906; komety).

Naše řady opustili: F. Kozelský (*1913; přístroje, čestný členČAS), L. Valach (*1933; SÚH, Kozmos) a J. Zajíc (*1910;hvězdárna Vlašim).

9.2. Ceny a vyznamenání

Významná uznání ve světě získali tito badatelé: J. Adouze(UNESCO: Kalinga), T. Berners-Lee (Millenium Technology; www),S. Brin & L. Page (Marconi; Google) G. Ellis (Templeton),R. Giacconi (Astronomische Gesselschaft: Schwarzschildovamedaile), A. Guth & A. Linde (Gruber), M. Longair (členstvív Roy. Soc.), A. McDonald (Herzberg), J. Ostriker (Zlatámedaile RAS), M. Rees (Russell, Faraday) a A. Rükl(Astronomische Gesselschaft: B. Bürgel) a dále u nás Z.Ceplecha (Nušlova cena ČAS), L. Kohoutek (Česká hlava,Patria), P. Pravec (prémie O. Wichterle), A. Rükl (LitteraAstronomica a čestný člen ČAS) a Jana Tichá (Kvízova cena ČAS).

Již počtrnácté se na Harvardově univerzitě udělovaly koncem září2004 čím dál tím populárnější ceny Ignáce Nobela (viz:www.improb.com/ig/ ) za "výzkumy, kterým se nejprve usmíváme,ale pak se nad nimi můžeme i zamyslet". Cenu za fyziku obdrželautor práce o dynamice tance hula-hop (co musíte dělat, aby vámobruč kolem pasu nespadla na zem), kdežto cenu za biologiizískala práce o úloze nadýmání při komunikaci slanečků. Cenu zamedicínu obdrželi dva autoři, kteří studovali vliv country musicna sebevražednost a cenu za mír obdržel vynálezce karaoke. Cenuza literaturu dostal spisovatel, který dokázal vyjádřit podstatudědičnosti pouhými sedmi slovy: "Dědičnost znamená: neobviňujtesebe, ale své rodiče."

9.3. Astronomické konference, časopisy, instituce aspolečnosti

Česká astronomická společnost (ČAS) uspořádala na přelomu březnaa dubna 2004 v Litomyšli mezinárodní konferenci o dvojhvězdáchk nedožitým 90. narozeninám prof. Zdeňka Kopala. Odborné části seúčastnila řada významných světových odborníků ve výzkumudvojhvězd včetně několika Kopalových žáků. O díle prof. Kopalaproběhl též souhrnný seminář pro širší veřejnost a v závěru týdnebyla na místě Kopalova rodného domu odhalena plastika M. Karlaa F. Diaze "Těsná dvojhvězda". Při té příležitosti proběhlv Litomyšli též 16. sjezd ČAS, na němž byla novou předsedkyníČAS zvolena Dr. Eva Marková, ředitelka Hvězdárny v Úpici. V září2004 se konala v Praze první společná konference ČAS a německéAstronomische Gesselschaft pod názvem "Od kosmologickýchstruktur k Mléčné dráze" za účasti asi 200 odborníků z 10 států.

Neuvěřitelným rozhodnutím bratislavského magistrátu byl v březnu2004 zrušen bez náhrady Astronomický úsek PKO, zřízený v r.1958, který téměř po půlstoletí suploval díky svým nadšenýmzaměstnancům a spolupracovníkům v Bratislavě dodnes neexistujícílidovou hvězdárnu a planetárium. Bratislava se tak stalanezáviděníhodnou raritou mezi evropskými hlavními městy.

V Evropě jsme na podzim 2004 slavili půlstoletí Evropského centrapro výzkum částic, známého pod francouzskou zkratkou CERN.Laboratoř CERN založilo 12 evropských států na základě mezivládnídohody. Dodnes se tento počet rozšířil na 20, včetně Českaa Slovenska. CERN se stal významným modelem pro plodnoumezinárodní spolupráci a v nejbližší budoucnosti se díky novémuurychlovači LHC stane nejvýznamnějším světovým pracovištěm prostudium částicové struktury hmoty s velmi úzkou návazností naastrofyzikální problémy, zejména pokud jde o první minuty povelkém třesku.

V Batavii ve státě Illinois bylo při známé laboratoři Fermilabzřízeno nové Centrum pro částicovou astrofyziku, jehož prvnímředitelem se stal E. Kolb. Centrum se mj. věnuje projektům SDSSa Pierre Auger Observatory. Smithsonovo centrum proastrofyziku na Harvardově univerzitě má po dvacetiletém působeníI. Shapira nového šéfa, jímž se stal C. Alcock. Roční rozpočettohoto prestižního ústavu činí 110 mil. dolarů ročně, což jsoupřibližně 3/5 rozpočtu celé Akademie věd ČR...

G. Eichhorn připomněl, že r. 1992 začala NASA ve spolupráci seSmithsonovou observatoří shromažďovat bibliografické údajeo vědeckých astronomických publikacích v systému AstrophysicsData System. Její čím dál rozsáhlejší databáze je veřejněpřístupná na adrese: ads.harvard.edu . V r. 2004 bylov databázi 30 mil. bibliografických položek, z toho 340 tis.s celým textem a ve více než 2 mil. případů lze stáhnout alespoňabstrakt. Databázi navštíví každý měsíc na 100 tis. uživatelůz celého světa. Známý americký časopis The AstronomicalJournal má od počátku r. 2005 nového šéfredaktora JohnaGallaghera III, jenž vystřídal Paula Hodgeho. CirkulářeMezinárodní astronomické unie (IAUC) přestaly být volnědostupné na internetu, protože příjmy za předplatné klesly zaposledních pět let o čtvrtinu. Místo toho se zavádí zaheslovanýinternetový vstup pro ty instituce, které si předplácejí tištěnouverzi cirkulářů.

Americký vědecký týdeník Science uveřejnil seznam desetinejprestižnějších univerzit na světě v tomto pořadí: Harvardovau., Stanfordova u., Caltech, Kalifornská u. Berkeley, Cambridžskáu. (UK), MIT, Princeton u., Yale u., Oxford (UK) a Kolumbijská u.V seznamu špičkových 50 univerzit na světě je 35 z USA a 10z Evropy. Naprosto neuvěřitelné tempo rozvoje vědeckého výzkumuvšak nasadila Čína, když počet původních publikací zvýšila zaposledních 22 roků dvacetkrát. Také země Latinské Ameriky sezačínají ve vědě prosazovat, když za posledních 13 roků stouplajejich souhrnná vědecká produkce třikrát, a to zejména v Mexiku,Brazílii, Argentině a Chile. Naproti tomu země býv. východníhobloku v Evropě v této soutěži ztrácejí - od r. 1989 se zdevědecká produkce snížila o pětinu!

9.4. Letem (nejen) astronomickým světem

R. Bishop a D. Lane zkoumali schopnosti lidského oka při tzv.skotoskopickém vidění, typickém pro astronomická pozorování.Čtyři pozorovatelé ve věku 38 -- 62 roků pozorovali při perifernímvidění pomocí 0,6 m reflektoru v ideálních podmínkách na vrcholusopky Mauna Kea jednak slabé hvězdy a dále spirální mlhovinya siluetu temné skvrny v jasné emisní mlhovině. Ukázalo se, želidské oko má byť omezenou integrační schopnost zejména probodové svítící zdroje, protože dokáže integrovat fotony po dobu0,9 s. Pro temnou siluetu činí integrační čas 0,6 s a pro plošnýzdroj 0,3 s. V těchto krátkých integračních časech lidské okopředčí i moderní matice CCD!

D. Anderson upozornil na fantastické možnosti sdílenéhopočítání prostřednictvím osobních počítačů v soukromých rukou.Průkopníkem v tomto směru se stal astronomický projektSETI@Home, kdy více než milion osobních počítačů hledalo pomocísoftwaru, vytvořeného na Univerzitě v Berkeley, příznaky umělýchsignálů v obsáhlých datech z radioteleskopu v Arecibu. Jelikož nasvětě bude kolem r. 2015 v provozu asi miliarda osobníchpočítačů, skýtá to velkolepé možnosti pro zvýšení výpočetníhovýkonu na úroveň 100 Tflop (dosud nejvýkonnější superpočítačedosahují výkonu 35 Tflop, ale za jejich použití se platí velképeníze). Lze tak například hledat obrovská prvočísla nebo novékombinace pro léky, či simulovat vývoj počasí atd.

R. Pallavicini a S. Randich sestavili seznam dosudnerozřešených hlavních otázek hvězdné astronomie:

  • 1. Zastoupení lehkých prvků ve vesmíru
  • 2. Nalezení hvězd populace III
  • 3. Zastoupení hvězdných populací v Galaxii
  • 4. Spektra hvězd v Místní soustavě galaxií
  • 5. Zastoupení Li a Be a jejich mísení uvnitř hvězd
  • 6. Spektra hvězd nejmenších hmotností a hnědých trpaslíků
  • 7. Hvězdné oscilace; asteroseismologie
  • 8. Magnetická aktivita hvězd a Dopplerovo zobrazování jejich povrchu

10. Závěr

Ostřílení astronomové jsou přirozeně zvyklí na to, že navzdoryneuvěřitelným úspěchům přírodních věd obecně a astronomie zvlášťvydávají mnozí jinak zcela ctihodní spoluobčané nemalé částky zakonzultace s astrology o svém (ale i cizím) osudu. Přesto však bymne nikdy nenapadlo, že 5% dospělých Američanů věří podlesoučasných průzkumů tomu, že Spojené státy nikdy nevyslali svéastronauty na Měsíc, tj. že celý projekt Apollo byl kolosálnípodvod, nafilmovaný v Holywoodu. Podle sociologů je to všakúdajně normální v každé lidské pospolitosti. Vymyslete sijakoukoliv pitomost, vhodně ji mediálně nafoukněte - a 5%populace vám uvěří a bude se do krve hádat s ostatními, že mátepravdu.

V závěru bych proto rád ocitoval rady pro vědecké pracovníky,které ve vánočním čísle v r. 2004 uveřejnil prestižní britskývědecký týdeník Nature:

  • 1. Nezapomeň chodit studovat do knihoven. Google to nenahradí.
  • 2. Komunikuj s novináři, přednášej pro veřejnost, ale bez prezentací v Power Pointu.
  • 3. Bojuj proti pověrám a předsudkům laické veřejnosti.
  • 4. Posílej do Nature práce, které mohou zajímat i odborníky z jiných specializací. Čti pořádně korektury.
  • 5. Nedělej ze svých doktorandů otroky na sběr a zpracování dat. Dávej přednost jejich kariéře před svou vlastní.

A úplně nakonec ještě výstižný citát spisovatele a dramatikaHenrika Ibsena (1828-1906), který se jistě hodí i nafakta, obsažená v právě končících astronomických žních:"Normální pravdy žijí zpravidla sedmnáct, osmnáct, maximálnědvacet let; jenom zřídka déle."

(Konec)

Jiří Grygar

 IAN.cz
Probíhá experiment. Stránky se pomalu dostávají ze záhrobí zpět na světlo digitálního světa... Omluvte nedostatky, již brzy snad na této adrese najdete víceméně kompletní archiv IAN...
archiv zdroj
RULETA
Týden s Vesmírem 9
Ilustrační foto...
Zatmění akrečního disku u černé díry
Ilustrační foto...
Recenze: kniha Elegantní vesmír
Ilustrační foto...
Kosmická katastrofa v přímém přenosu
Ilustrační foto...
Instantní pozorovatelna 86
Ilustrační foto...
STALO SE
4.12.2012 -
Probíhá experiment. Stránky se pomalu dostávají ze záhrobí zpět na světlo digitálního světa... Omluvte nedostatky, již brzy snad na této adrese najdete víceméně kompletní archiv IAN...

WEBKAMERA
 Upice webcam / widecam
UPICE WEBCAM

Add to Google

 

Pridej na Seznam
 

  © 1997 - 2017 IAN :: RSS - novinky z astronomie a kosmonautiky SiteMap :: www :: ISSN 1212-6691