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

Výprava do 21. století (část první)

Záznam přednášky Roztopme vizionářskou troubu aneb Časová láhev APO proslovené na ostravském setkání společnosti Amatérská prohlídka oblohy 15. dubna 2000.

Ilustrační foto...Vážení přátelé,
na budoucnosti je příjemné to, že se nedá předpovídat. Můžete se snažit jak chcete, ale skutečnost -- byť s odstupem několika málo roků -- prakticky vždy předčí veškerá naše očekávání. Na první pohled nezajímavé problémy mimo pozornost astrofyziků mnohdy přerostou do revolučních myšlenek, které přepisují učebnice. Naopak, dnes zřetelné priority mohou po pár desetiletích upadnout v nemilost a stát se hříčkou podivných akademiků.

Přesto všechno bych se dneska pokusil nahlédnout do budoucnosti astronomie a s ní související kosmonautiky v nadcházejícím jedenadvacátém století. Mám k tomu totiž hned dva důvody: Předně si můžeme říci, co zajímavého nás za našich životů čeká. No a hned v druhém plánu se tímto způsobem můžeme pokusit pobavit naše potomky. Ale nepředbíhejme.

Lze říci, že téměř do poloviny dvacátého století stály představy o vesmírných objektech tak říkajíc na vodě. Dalekohledy nebyly příliš výkonné, detektory k nim připojené jakbysmet a pozorovat se dalo jen v několika omezených spektrálních pásmech. Ještě ve dvacátých letech pro nás vesmír představoval Mléčnou dráhu s několika stovkami miliard hvězd, obklopenou řadou menších soustav. Nevěděli jsme proč Slunce tak dlouho svítí a neznali jsme prakticky žádné jiné vesmírné objekty. Teprve ve třicátých létech se s řádovou přesností podařilo odhadnout vzdálenosti nejbližších galaxií a objevila se všudypřítomná mezihvězdná látka. V padesátých létech se začalo pozorovat v mnoha dalších oborech elektromagnetického spektra než jenom ve viditelném světle. V sedmdesátých létech jsme narazili na stopy po černých dírách a neutronových hvězdách. Identifikovali jsme kvasary, zdroje gama záření či planety u cizích hvězd.

Ilustrační foto...Nové přístroje nám umožnily sestavit alespoň hrubou vesmírnou mapu. Naše Galaxie je jedním z mnoha milionů či miliard hvězdných ostrovů v jinak prakticky pustém prostoru, Slunce si energii vyrábí spalováním vodíku na hélium, vývoj vesmíru jsme vystopovali prakticky až k samému počátku, jenom zlomek sekundy od Velkého třesku, začali jsme pátrat po signálech, které mohou vysílat vzdálené inteligentní bytosti. Víme, že vesmír dostal od Stvořitele do vínku pouze vodík a helium, dodnes nejrozšířenějšími prvky, a že teprve hvězdy tyto dva prvky přetavily do stovky dalších. Zlato, měď, platina, kyslík, uhlík, neon, vápník a další se poté díky důmyslné recyklaci mezihvězdné látky využily v dalších generacích stálic a umožnily tak vznik Sluneční soustavy, Země i nás lidí. Dnes, na sklonku 20. století tedy zjišťujeme, že člověk není nic jiného než vhodně přetavený mezihvězdný prach nebo méně romanticky popel z jaderných reakcí probíhajících v nitrech okolních hvězd.

Tolik úvod a nyní se již vydejme do budoucnosti. Je zřejmé, že čím víc se budeme vzdalovat, tím více budou naše představy rozmazané. Tím více se promění nejdříve v dohady, poté v hypotézy a nakonec v čiré, ničím nepodložené spekulace. Faktem ale zůstává, že králem či spíše královnou astronomie není a nebude nic jiného než pozorování. To samé platí i pro kosmonautiku, která s ní mnohdy souvisí (ale přesahuje také do jiných oborů jako je geologie či biologie), a samozřejmě i kosmologii, která se -- jak známo -- zabývá celým vesmírem a která je tak vědou všech věd.

První trend vývoje nejbližší budoucnosti je více než zřetelný. Na jeho počátku jsou nové obří teleskopy, jako je Keckova observatoř, Velmi veliký dalekohled v Chile, dvojice Gemini, japonský Subaru, rentgenová Chandra, či kosmický radioteleskop HALCA. V jedenadvacátém století se dočkáme celé řady nových observatoří na zemi, na oběžné dráze, na Měsíci u Marsu i dál v prostoru Sluneční soustavy.

Už nyní existují plány na stavbu zrcadel o průměru 25, 50 a dokonce 100 metrů, které se spojí do velikých interferometrů. Oblohu přitom budou sledovat ve všech částech elektromagnetického spektra. To není žádná sranda, technologie testované na nové, právě dokončované generaci osmimetrových zrcadel, zřejmě nemají žádná omezení.

Ani cena není překážkou. V počítačovém průmyslu existuje tzv. Moorův zákon o tom, že se počet tranzistorů umístěných na čipu zdvojnásobuje každých 18 až 24 měsíců. Pro nás je však důležitá skutečnost, že ve stejné časové škále klesá cena dalekohledů o padesát procent a obdobně rychle se zvětšuje i jejich celková sběrná plocha.

Ilustrační foto...Nad stometrovým dalekohledem, poskládaným ze soustavy dvoumetrových segmentů, se vážně zamýšlí například Evropská jižní observatoř. Jeho cena se odhaduje na necelou miliardu dolarů. První světlo by jím mohlo projít roku 2010 a plného nasazení se může dočkat roku 2020. Zahlédnout by měl objekty slabé 38 magnitud a díky adaptivní optice zvládne úhlové rozlišení 1,4 milisekundy. V Kupě v Panně by tedy sledoval jednotlivé hvězdy, v M 31 lehce odhalil slabé bílé trpaslíky a rozeznání planet o velikosti Jupiteru by pro něj do vzdálenosti 30 světelných roků představovalo pár sekund práce. Celý by vážil 20 000 tun a na výšku by konkuroval Eiffelovce.

Existují také švédské plány na padesátimetr, sestavený z šesti set segmentů se sekundárem o průměru čtyři metry či třicetipětimetr podobné konstrukce jako dokončovaný azimutální Hobby-Eberly Telescope. Jeho cena? Pouhých 250 milionů dolarů.

Proč se vlastně uvažuje o stavbě takových gigantů? Nestačí jenom několik menších dalekohledů spojených do jednoho interferometru? Například Velmi veliký dalekohled na hoře Paranal pokrývá plochu 130 metrů, takže dosáhne stejného úhlového rozlišení jako plánovaný stometr. Odpověď je jednoduchá. Interferometrii lze využít pouze u jasných objektů, proto stometr s kompaktní sběrnou plochou zobrazí stejně jemné detaily u objektů slabších o čtyři magnitudy. Navíc s interferometry lze pozorovat jenom ve velmi malém zorném poli, které nevyhovuje pro studium galaxií či bližších hvězdných porodnic.

Ruku v ruce s tím samozřejmě zaplníme okolí Země řadou menších kosmických dalekohledů, které ve spolupráci s pozemskými protějšky dosáhnou na stále se zvětšujících základnách neskutečného rozlišení. O těchto systémech se ale podrobněji zmíním až později.

Čočku té naprosto nejbizardnější observatoře však vytvoří samotné Slunce. Jak známo, gravitační pole naší stálice poněkud mění trajektorii jednotlivých fotonů. Pro zdroje přicházející z hodně velikých vzdáleností se tudíž Slunce chová jako objektiv s ohniskovou vzdáleností 550 astronomických jednotek (stokrát dál než je Jupiter). Pokud do tohoto místa umístíme byť jenom malý detektor, pak u nejbližších galaxií rozlišíme objekty o velikosti naší Sluneční soustavy. Předpokládám, že tuhle pozorovatelnu obsadíme tak za padesát až šedesát let.

Ilustrační foto...Díky novým observatořím neskutečně vzroste citlivost a rozlišení detektorů, které tak zobrazí jakékoli období v našem vesmíru, dokonce i době před vznikem hvězd. Rozbor zbytkového (reliktního) záření prozradí, jakým způsobem kondenzoval po velkém třesku vyrobený vodík a helium. Získáme naprosto nové třírozměrné modely naší Galaxie a všech blízkých hvězdných ostrovů. Ty budou navíc, díky proměřených vektorům rychlosti, v pohybu! Jednotlivé stálice nebudeme pozorovat jen v těsné blízkosti Slunce, ale i v ostatních galaxiích. Překonáme vzdálenosti a nahlédneme do nejtěsnějších okolí černých děr.

Současně je zřejmé, že poroste objem získávaných dat. Ostatně už dnes se objevují nejrůznější experimenty s naprosto šílenou záplavou informací. Například právě dostavovaný evropský urychlovač Large Hadron Collider během tří roků provozu získá 20 PB dat (1015). Analýza takových datových balíků a s tím související objevy si tudíž vynutí zcela nové přístupy. Práce na observatořích bude z větší části automatizovaná a jednu z hlavních rolí v astronomii převezme statistika.

Nejrůznější pozorovací kombajny navíc získají naprosto unikátní, homogenní soubory, které odhalí řadu trendů. Pro ilustraci třeba ve světě extrasolárních planet. Už za několik desítek roků zvládneme rutinně studovat tělesa v okolí vzdálených hvězd. Zjistíme tak, zda je Sluneční soustava typická či atypická. V zorném poli se objeví planety podobné Zemi a my budeme mít v rukou spektrální analýzy chemického složení jejich atmosfér. Taková tělesa se samozřejmě vzápětí stanou cílem řady radiových poselství.

Ilustrační foto...Výzkumníci se také více zaměří na extrémní jevy, jejichž chování je pro nás stále ještě velikou záhadou. Mám tím na mysli například spršky záření gama, při kterých se během několika sekund uvolňuje ohromné množství energie srovnatelné se zářivým výkonem miliard galaxií. Takové procesy v pozemských laboratořích nikdy simulovat nedokážeme. Možná.

Počátkem 21. století se otevře další okno do vesmíru. Ve Spojených státech začne pracovat první, solidní gravitační dalekohled. Observatoř LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) má solidní naději k detekci spršek gravitačních vln generovaných při splynutí černých děr a neutronových hvězd, eventuálně při explozích supernov v naší Galaxii. Pokud se jí to nepodaří, pak dostane šanci projekt LISA. Tedy trojice umělých družic, které budou v trojúhelníku o pět milionů kilometrů dlouhé základně sledovat vzájemnou polohu s přesností 20 pikometrů. V tomto případě mluvím o letech 2010 až 2015.

Gravitační astronomie je každopádně v plenkách, asi tak na stejné úrovni jako bylo před sto roky rádio a tedy i vlastně neexistující radioastronomie. Její další vývoj lze jenom stěží předpokládat. Budeme například generovat gravitační vlny stejně jako dnes vyrábíme elektromagnetické? Možná se ale ukáže, že gravitační vlny nelze prakticky detekovat. Pokud vůbec existují. V takovém případě se zřejmě začnou přepisovat alespoň některé kapitoly fyzikálních učebnic.

Zřetelný je i jiný směr astronomického vývoje. Mám na mysli "svobodný přístup k informacím". Zatímco v minulosti mohlo s napozorovaným materiálem manipulovat jenom několik privilegovaných odborníků, dnešní přehlídky jsou mnohdy v plném rozsahu volně na Internetu. Každý si může zobrazit, nahrát a také zpracovat svoji část nebe. A protože víc hlav víc ví, je jisté, že právě takoví nadšenci objeví celou řadu neobvyklých objektů.

Ilustrační foto...Na druhou stranu ale nelze tento způsob studia příliš přeceňovat -- je jisté, že jednotlivé řešitelské týmy s přednostním přístupem "vyzobou" z přehlídek to nejzajímavější. Navíc, pomineme-li běžné ochranné lhůty, nebudou data většinou přístupná v plném rozsahu. Kromě toho je pravděpodobné, že v mnoha případech bude zpracování pozorování či nezbytná analýza nad síly jednotlivce, který nemá podporu rozsáhlých týmů a patřičně bohatých grantových agentur.

Jaká vlastně bude role amatérů ve 21. století? V současné době prožíváme tzv. druhé zlaté období. První skončilo někdy po druhé světové válce, kdy amatéři z principu nemohli nadále konkurovat velikým observatořím. V devadesátých létech se však s příchodem masově vyráběné elektroniky, tedy počítačů, CCD kamer a Internetu, nadaný pozorovatel opět začal věnovat hodnotnému základnímu výzkumu, obzvlášť, když se spojil s profesionály.

Mám však pocit, že budoucnost není nijak růžová. Především po příchodu robotizovaných dalekohledů, které budou oblohu systematicky prohledávat s dostatečným dosahem dostatečně rychle. Už dnes se přece daří podobným kombajnům objevovat jednu supernovu či novu za druhou, neuniknou jim ani slabé komety a drobné planetky. Tedy pozorovací programy, jež byly donedávna doménou amatérů.

Samozřejmě je možné, že si amatéři i v následujících letech najdou mezi vědeckými projekty s širokým záběrem patřičné, úzce specializované skulinky, ve který budou konkurence schopni. Hlavní náplní široké amatérské obce se však stane především "plošná" popularizace. Na rozdíl od většiny ostatních vědních oborů mají totiž profesionálové k dispozici armádu dobrovolníků, která dokáže v masových měřítcích podporovat zájem o astronomii. (O něčem takovém si mohou chemici, jazykovědci, historici či lingvisté nechat jenom zdát.)

Ilustrační foto...I když se to mnohdy nedoceňuje, jedná se o nesmírně důležitý zdroj. Na co jiného totiž dostanete peníze, než na populární projekty? V tomto směru tedy vidím budoucnost Amatérské prohlídky oblohy ve 21. století v růžových barvách.

Ale zpět do vesmíru. Kosmologie se v průběhu příštího století pokusí zodpovědět na řadu podivuhodných, téměř filozofických otázek. Například, proč má vesmír právě takové chemické složení? Jak je možné, že se od svého počátku, extrémně hustého a horkého, nafouknul do současné velikosti? Jakým způsobem?

Dlouhodobým cílem kosmologů je totiž sjednotit velice malá a velice velká měřítka -- vesmíru a mikrosvěta. Ostatně dost možná jsme toho svědky už dnes, jelikož je možné, že největší struktury dnešního vesmíru -- kupy galaxií -- jsou důsledky kvantových fluktuací ve velice raném vesmíru. Jestliže dostane tento model pevný základ, pak můžeme -- a to je fascinující -- extrapolovat vývoj vesmíru zpět, ne jenom jednu sekundu od počátku, což můžeme s dnešními znalostmi, ale až na 10-36 sekundy od počátku.

Fyzikové prostě musí hledat spojnici mezi Einsteinovou obecnou teorií relativity, která popisuje velkoškálové objekty, a kvantovou mechanikou, která se naopak věnuje těm nejmenším vzdálenostem.

Nejchytřejší mozky této planety se shodují v názoru, že vesmír byl před 12 miliardami roků vytvořen tak akorát. S přesně nastavenými konstantami, v dokonalé harmonii. Kdyby velký třesk vyrobil menší hustotní fluktuace, byl by dnes vesmír temný a fádní, bez galaxií i hvězd. Pokud by měl více než tři rozměry, planety by nemohly zůstat na stabilních oběžných dráhách. Kdyby byla gravitační síla intenzivnější, pak by na Zemi nemohli žít lidé, hvězdy by byly menší a existovaly by kratší dobu. Pokud by jaderná síla byla o něco slabší, jediným stabilním prvkem by zůstal vodík -- tedy žádná složitější chemie a samozřejmě žádné živé organismy. V opačném případě, při silnější jaderné síle, by naopak vodík existovat nemohl.

Ilustrační foto...Je tohle všechno náhoda? Nebo jsou jednotlivé parametry nastaveny tak, že by v jiném případě vesmír nemohl existovat? Anebo existuje celá řada různých vesmírů s různou povahou a také s různými fyzikálními zákony, které se stejně jako ten náš vylouply z kvantové pěny jakéhosi supervesmíru? A pokud ano, pak odkud se vzal tento supervesmír? Odpovědi v tomto okamžiku zná jenom Stvořitel. (Na vás pak nechám, ať si za ním představíte, koho chcete.)

Jiný, zásadní problém je skrytá hmota. Už několik desetiletí je zřejmé, že normálně pozorované objekty jako jsou hvězdy, galaxie, tvoří jen malou, vlastně zanedbatelnou část vesmíru. Za devadesáti procenty hmotnosti stojí tzv. skrytá látka, o které toho zatím víme strašně málo. Právě tato velká neznámá však určuje celé naše dějiny, zda se bude vesmír rozpínat do nekonečna, nebo zda se jeho rozpínání časem zastaví, načež bude následovat jeho smršťování a tedy i opak velikého třesku, tzv. veliký krach. (Připomeňme si, že podle současných informací vesmír obsahuje kolem třiceti procent látky nutné k jeho zabrždění).

Za skrytou látkou se zřejmě schovává celá řada různých objektů. Od těch velikých až po málo interagující elementární částice. Dost možná se ale jedná o něco mnohem exotičtějšího.

V následujícím období se proto pozemské laboratoře zaměří na odhalení právě těchto částic. Jednu z hlavních úloh převezme již zmiňovaný Large Hadron Collider, jenž do roku 2020 potvrdí anebo také vyvrátí existenci řady teoreticky předpovídaných elementárních částic. Současně bude na přehlídkových observatořích probíhat důkladnější mapování rozložení neviditelné látky. Protože co jiného by nám mělo poodhalit pravou podstatu než dobrá mapa s co nejlepším rozlišením. A pozorování vzdálených supernov snad již brzy zodpoví, jak je to s oním rozpínáním vesmíru. Zda se skutečně zrychluje a zda je tedy zavedení Einsteinovy kosmologické konstanty oprávněné.

Astronomové 21. století se tak dostaví k zásadní křižovatce: Velmi veliké objekty, velmi malé objekty a velmi komplexní studium. V následujících deseti, dvaceti rocích máme velkou šanci poznat původ skryté látky a tedy hustotu vesmíru. A pokud vše zapadne do současných teorií, s úspěchem odhadneme velikost kosmologické konstanty a prvotních hustotních fluktuací. Na druhou stranu se však vesmír může stát natolik komplikovaný, že do dnešních představ nezapadne vůbec.

Jiří Dušek

| Zdroj: dokončení příště 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
Rádio IAN: Kruhy v obilí odhaleny!
Ilustrační foto...
Exoti v Tukanovi
Ilustrační foto...
Krása
Ilustrační foto...
Mars v roce nula
Ilustrační foto...
Vesmírný diář Pedro Duquea II
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