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

Vesmír na dlouhých vlnách -- díl první

... aneb radioastronomické příběhy. Záznam přednášky z Ostravského astronomického víkendu 29. září 2001.

Ilustrační foto...V dobách, kdy Heinrich Hertz generoval první rádiové vlny o délce několika centimetrů -- to bylo v roce 1887 a v letech následujících -- astronomie stále ještě byla v zajetí řešení klasických astrometrických problémů; fyzika tenkrát své uplatnění v astronomii teprve hledala. Vše se samozřejmě odehrá-valo výhradně ve viditelném oboru spektra, nikdo z astronomů o sledování vesmíru jinak než tímto způsobem vážně neuvažoval.

Počátkem 20. století bylo zřejmé, že naším takřka jediným pojítkem s kos-mic-ký-mi objekty je elektromagnetické záření nejrůznějších frekvencí (či vlnových délek). Spektrum tohoto záření, když použijeme dnešní terminologii, sahá od záření gama, rentgenového a ultrafialového, přes viditelné světlo až k záření infračervenému, mikrovlnnému a rádiovému.

Připomeňme si též, že drtivá většina astronomických zařízení se stále nalézá na zemském povrchu, na samém dně zemské atmosféry. Samozřejmě, před sto lety tomu bylo tak naprosto bezvýhradně. Naše ovzduší, jakkoli je pro nás nepostradatelné, při astronomických pozorováních ovšem představuje nevítanou překážku: atmosféra celé elektromagnetické spektrum záření nepropouští, jinak řečeno -- je průhledná jen pro některé části tohoto spektra. Těmto částem říkáme okna. Ano, hovoříme-li o oknech do vesmíru, není to jen básnická licence, ale řádný vědecký termín.

Stručně poznamenám, že optické okno zahrnuje oblast viditelného světla a blízkou infračervenou oblast. Pro astronomy je stále nejdůležitější částí spektra, už jen proto, že právě v těchto částech spektra září Slunce (a hvězdy vůbec) nejvíce. Nicméně z celého elektromagnetického spektra je to kousek velmi nepatrný.

Ultrafialové a rentgenové záření, stejně jako záření gama, má vlnové délky kratší než viditelné. V zemské atmosféře je stoprocentně pohlceno, zejména ozonem. A jak je to se zářením s delšími vlnovými délkami než má viditelné? V infračervené oblasti spektra se nepříjemně projevuje přítomnost vodní páry a kyslíku v ovz-du-ší -- fotony tohoto záření procházejí zemskou atmosférou jen zčásti a pouze v určitých úzkých pásmech vlnových délek. Astronomové se proto uchylují se svými přístroji na vysokohorské observatoře a do suchého klimatu, kde je rušivý vliv ovzduší přece jen menší.

Mikrovlnné záření zemskou atmosférou takřka neprochází. Až na zemský povrch se pro-derou teprve rádiové vlny (které mají alespoň milimetrové vlnové délky). Rádiové okno je tak druhou souvislou oblastí elektromagnetického spektra, které umožňuje studium kosmických objektů ze zemského povrchu. Právě tomuto tématu se budu nyní věnovat.

Poznamenejme však, že rádiové okno není neomezeně široké: u vlnových délek řádově desítky metrů přichází ke slovu opět naše atmosféra. Záření delších vlnových délek k po-vrchu již nedorazí, tentokrát v důsledku pohlcování záření v ionosféře. Ve výškách od padesáti do několika set kilometrů existuje velké množství iontů a elektronů, které z horních vrstev atmosféry vytvoří něco jako dokonale vyleštěný pancíř, jenž dlouhovlnné záření z vesmíru odráží zpět do prostoru a nedovolí, aby došlo až k anténám radioteleskopů. Pancíř ovšem funguje i opačným směrem: zaručuje, že rozhlasové vysílání na dlouhých vlnách neuniká do meziplanetárního prostoru, ale šíří se podél celé zeměkoule.

Ilustrační foto...

 

Počátkem 20. století fyzikové již pilně studovali vlastnosti rádiového záření, v té době začíná rozvoj rozhlasu a telefonie. Astronomové však ponechávají studium vesmíru "na dlouhých vlnách" stranou svého zájmu, a to nejen proto, že jim chyběly technické prostředky. Ostatně, velice výmluvný je právě náš první příběh, který můžeme nazvat:

 

Objev, který přišel příliš brzy

V našem příběhu, který se odehrává na přelomu 20. a 30. let dvacátého století, sehrál hlavní roli Karl Jansky, mladý elektroinženýr, který po ročním postgraduálním studiu nastoupil do Bellovy telefonní společnosti v lé-tě roku 1928. Místem děje se stalo bramborové pole u Holmdelu, asi 50 ki-lometrů jižně od New Yorku. Zde koncem roku 1929 rostla do výšky i do šířky podivuhodná stavba: dráty a prkýnky vyztužená směrová anténa, 30 metrů dlouhá a přes čtyři metry vysoká. Obsahovala téměř 130 metrů mosazných trubek a pracovala na vlnové délce 14,6 metru.

Úkol, který Jansky řešil, můžeme vyjádřit jednou větou: měl zjistit zdroj rušení transatlantského rádiového spojení, které vadilo zákazníkům a Bellově společnosti tudíž kazilo obchody. "Nemůžeme chtít po zákazníkovi, aby platil 75 dolarů za tříminutový hovor, do kterého mu neustále něco syčí," prohlásil Janského nadřízený.

Monstrum, kterému Janského kolegové přezdívali "kolotoč", se doopravdy mohl na-táčet doleva a doprava jako karusel. Na čtyřech kolech z fordky model T se celá anténa otočila třikrát za hodinu. Po řadě měsíců vylepšování přestavěl Jansky svou anténu tak, že mohla přijímat signály i ze směrů ležících poněkud nad horizontem.

Mezitím čas doputoval do prosince 1931. Bylo již citelně chladno a "měřicí laboratoř", což byla z prken sbitá bouda, neskýtala pražádný komfort. Jansky se ztuhlými prsty donekonečna justoval své přístroje. Většinou přijímal známé zdroje poruch, všelijaké pípání, kvílení a praskot. Byly to blízké i vzdálenější bouřky. Když náhle uslyšel -- šum. Jednotvárný šum.

Jansky chtěl věci přijít na kloub během vánočních svátků. To nebude nikdo pracovat, mohu vyloučit průmyslové rušení, uvažoval. Štědrý večer strávil ještě se svými rodiči, ale již druhý den seděl u přístrojů. Náhle opět uslyšel onen šum. Po zesílení byl sykot chvílemi hlasitější, chvílemi trochu zeslábl. Po pěti minutách se ztratil docela.

Od 1. ledna 1932 si Karl Jansky zapisoval do tabulky doby, kdy záhadný šum uslyšel, a také jeho intenzitu. Ze získaných čísel ale vůbec nebyl chytrý. Tušil sice, že to nějak souvisí s vesmírem, jenže nevěděl jak. Znal však jednoho astronoma z Harvardovy univerzity, bratra kolegy z Bellovy společnosti. Ten po krátkém uvažování a výpočtech potvrdil Janského spekulaci: ano ... snad by toto rušení mohlo přicházet ze souhvězdí Střelce. Tím směrem se nachází střed naší Galaxie. Když pak Jansky předal všechny své záznamy astronomům na Harvardu k prověření této hypotézy, setkal se s naprostým nezájmem. To ho pochopitelně rozladilo.

Nevzdal se však. Registroval "galaktický" šum po celých 14 měsíců, až do konce dubna 1933. Pak předal veškerý materiál svým nadřízeným. Byli překvapeni, ale neváhali a zprávu poskytli tisku. V nedělním vydání New York Times 14. května vychází pod titulkem Nové rádiové vlny přicházejí z centra Mléčné dráhy sdělení, které mezi čtenáři vyvolalo rozruch. Nejsou to depeše cizích inteligentních bytostí? Hned příští den rádiová stanice NBC Blue Network vysílá přímým přenosem Janského šum z radio-te-le-sko-pu.

Jansky chtěl pochopitelně pokračovat ve svých výzkumech, stavět nové a citlivější antény. Setkal se však s nepochopením nejen u jeho vlastní firmy, což snad lze pochopit, ale také u astronomů a fyziků. Ti nebyli vůbec připraveni na to, že by se mohlo otevřít nové okno do vesmíru, že by mohla vzniknout radioastronomie. Janského objev rádiového záření z kosmu přišel opravdu příliš brzy.

 

Škoda, že se vývoj v tomto oboru neubíral nejkratší cestou. Rozvoj ra-dio-astronomie se tím pozdržel o celá desetiletí a Karl Jansky zřejmě přišel i o mnohá zasloužená uznání -- vždyť by mu jeho průkopnická práce určitě vynesla Nobelovu cenu!

Jansky registroval rádiové záření z centra naší Galaxie (kde se nalézá rádiový zdroj, který dnes označujeme jako Sagittarius A). K poznání, že jde o zá-ření z kosmického prostoru, ho přivedla skutečnost, že se každodenně navracelo s periodou 23 hodin 56 minut. To je přesně délka jednoho hvězdného dne, tedy doba rotace Země vůči vzdáleným hvězdám. Proto také Jansky zcela vyloučil Slunce jako zdroj záření (perioda opakování by musela být přesně 24 hodin). Dnes víme, že kdyby počátkem 30. let nebylo Slunce v minimu své aktivity, zřejmě by Jansky zachytil též jeho rádiové záblesky. To se podařilo až o deset let později jinému průkopníku radioastronomie -- Grote Reberovi. Jeho příběh je také kuriózní, protože Reber byl:

 

Ilustrační foto...Jediný radioastronom na světě

Janského výsledky v odborné veřejnosti zapadly, ze světa ale úplně nezmizely. Po pročtení jeho článků se mladý a nadšený radioamatér (nyní již elektroinženýr ve firmě Stewart-Warner Comp., která navrhovala radiopřijímače) Grote Reber rozhodl, že bude pokračovat v Janského pozorováních. Bylo mu jasné, že potřebuje speciální zařízení: parabolický reflek-tor, který by v ohnisku soustřeďoval rádiové záření a pracoval podobně jako optický zrcadlový dalekohled.

Takový projekt už není amatérskou záležitostí. Po nakreslení plánů proto Reber kontaktoval American Bridge Company. Ti požadovali 7000 dolarů, což byla pro mladého člověka uprostřed velké hospodářské krize neúměrně vysoká cena. Nezbývalo než si poradit sám.

Tak se dvěma pomocníky začal Reber na svém pozemku ve Wheatonu (ve státě Illinois) zvedat k nebi divně vyhlížející konstrukci. Zrcadlo mělo průměr téměř deset metrů a ohniskovou vzdálenost šest metrů. Skládalo se ze 45 plátů kovu, které byly přišroubovány na 72 dřevěných trámků, jež vybíhaly od středu k okraji antény a svým tvarem modelovaly parabolickou plochu. Celý přístroj se mohl pohybovat jen v se-verojižním směru, tak jako kdysi tzv. pasážní přístroje, používané astronomy k přesnému zjišťování poloh hvězd.

Je až neuvěřitelné, jaké reakce tato stavba vyvolala. Námitky měli zejména sousedé. Když pršelo, reflektor pochopitelně zachycoval velké množství vody, jež se pak řinula dolů centrálním otvorem v anténě. Tak vznikla fáma, že přístroj má něco společného s počasím a že ho nepříznivě ovlivňuje. A když jeden letoun začal mít potíže s motorem právě při přeletu antény, bylo těžké lidem vymluvit, že to není vojenský objekt, jenž má ničit letadla. Silně to připomíná potíže, které měl český vynálezce bleskosvodu Prokop Diviš v Příměticích, kde ho místní vesničané obvinili, že jeho zařízení způsobilo dlouhotrvající sucho -- jenže událost s bleskosvodem se stala o dvě stě let dříve. Ostatně -- nepřipomíná vám to také situaci kolem Temelína?

Ilustrační foto...V září 1937, po čtyřech měsících tvrdé práce byl Reber se svými pomocníky hotov. Radioteleskop přišel na 1300 dolarů, což bylo víc než tehdejší cena auta. Á propos automobil: zapalování aut natolik rušila rádiová pozorování, že je Reber mohl provádět jen od půlnoci do rána. Přes den pra-coval ve svém zaměstnání, pak šel brzy spát, aby se od půlnoci mohl věnovat radioastronomickému výzkumu. Byl opravdu ryzím amatérem.

Zpočátku Reber neměl úspěch. Zvolil si vlnovou délku 9 cm, ale nic nezachytil. V létě 1938 přeladil na 33 cm -- zase nic. Úspěch se dostavil, až když si na jaře 1939 zvolil vlnovou délku 1,87 m. Postupně vznikala první rádiová mapa Mléčné dráhy s několika výraznými zdroji záření, ne nepodobná té, jež v 18. století sestavil William Herschel. Kromě zdroje ze souhvězdí Střelce, který pozoroval již Jansky, objevil Reber další v souhvězdích Labutě, Kasiopeji, Velkého psa a Lodní zádi.

Když v roce 1940 Grote Reber své výsledky zveřejnil, astronomové je opět (až na výjimky) pominuli. Tentokrát také proto, že začala světová válka a mnozí se přeorientovali na vojenský výzkum. Téměř po deset let byl tedy Reberův teleskop jediným přístrojem svého druhu na světě a on sám byl jediným radioastronomem na této planetě.

 

V roce 1943 zamířil svůj přístroj na Slunce. Tomuto možnému zdroji rádiového záření se zatím nevěnoval, protože přes den pracoval u firmy. Zachytil sluneční rádiové záření, i když ne jako první. Po válce se dověděl, že britští vědci je registrovali již o rok dříve. Osádky vojenských radarů bránících Británii před nálety Němců se totiž původně domnívaly, že je to záměrné rušení jejich přístrojů protivníkem. S ohledem na vojenský význam objevu však nemohla být tato zpráva během války zveřejněna.

 

(pokračování)

Zdeněk Pokorný

| Zdroj: Ostravský astronomický víkend pořádala Hvězdárna a planetárium Johanna Palisy v Ostravě. Uveřejňujeme s laskavým svolením pracovníků hvězdárny i autora. 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
Discovery přistál a jak dál s on-line přenosy
Ilustrační foto...
O svícení 30
Ilustrační foto...
Odhalí experiment důsledky
Ilustrační foto...
Nebe v plamenech
Ilustrační foto...
Nadpozemský maratón
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