MUDr. František Koukolík, DrSc., 1995 Mravenec a vesmír
|
|
- Marek Sedláček
- před 8 lety
- Počet zobrazení:
Transkript
1 MUDr. František Koukolík, DrSc., 1995 Mravenec a vesmír Illustrations Adolf Born, 1995 PŘEDMLUVA Mravenec a vesmír 1997 není věda. Je vyprávěním o vědě. Sestává z krátkých kapitol. Pokoušel jsem se, aby z nich šly vyčíst některé skutečnosti a souvislosti hlavních proudů současné vědy. Nejde však jen o vědu a radost z poznávání. V knížce vyprávím také o sociální a ekologické stránce života lidské společnosti a jejich důsledcích pro život na Zemi. To není věda v úzkém slova smyslu. Jsou to pokud možno objektivní informace o skutečnostech a souvislostech hodnocených často subjektivně a zkresleně. Proč píšu o vědě, vědcích a souvislostech jejich objevů? Protože vědci objevují opravdová, nevymyšlená tajemství nutící k nepředstírané pokoře a překračují hranice všech pohádek. Protože si myslím, že by vědci měli čas od času ze sebe vystoupit a mluvit s lidmi, kteří vědci nejsou. Hlavně poslouchat, co jim povídají, i když se jim to nelíbí. Pro druhou stranu ovšem platí totéž. Nebude-li vědcům rozumět co největší počet lidí, kteří jsou porozumění schopni, zejména takzvaní tvůrci veřejného mínění, dostanou se věda i její nositelé do nebezpečí. Prohloubí se možnost ohrožení základního nástroje, jímž se dá odlišit poznání od pověr, jejichž cílem je mocenská manipulace lidmi. Smyslem této práce je pokus o nalezení souvislosti, přehledu a smyslu toho, co věda dělá a proč to dělá. Myslím, že v době, kdy znovu a hromadně oživují směšné a nebezpečné mýty i pověry, to má význam. V neposlední řadě jde o knížku napsanou pro radost lidí, kteří z toho, o čem knížka vypráví, radost mít dokážou. Zrovna tak se tu vypráví o jevech, z nichž radost není možné mít, o varovných
2 příkladech, jejichž smyslu je nutné v základních rysech rozumět už proto, že jsou nebezpečnou součástí našeho každodenního života. Některé informace z této knížky jsem v letech obvykle ve stručnější a odlišné podobě užil v Nedělních lidových novinách, MF Dnes a rozhlasovém pořadu Křižovatky vědy. Dostával jsem dopisy žádající knižní podobu. Zpřesňující poznámky, které by vyprávění zatěžovaly, jsou v textu označené znakem P. Jejich seznam je na konci knížky. Zde jsou také prameny, na jejichž základě vznikla. Nedokážu vyjádřit vděčnost pociťovanou k práci jejich autorů. Mám pocit rukou podávaných přes čas a prostor. Poděkování bych rád vyjádřil oběma recenzentům. Bez jejich trpělivé, soustředěné a vtipné profesionální pomoci by knížka v této podobě nevznikla. Za případné chyby nebo nepřesnosti ovšem nesu odpovědnost sám. František Koukolík Praha, 1996 O ČEM JE VĚDA? Ż Je to stejné, jako když primitivní společnost najde nějaký složitý přístroj, který po sobě zanechala jiná kultura. Zmáčknete tenhle knoflík, něco to udělá. Zmáčknete knoflík jiný, udělá to něco jiného. Tím, že budete mačkat rozličné kombinace knoflíků, pochopíte, že jde o cosi velmi výkonného, a že to dokáže dělat spoustu zajímavých věcí.
3 J. Harvey, americký fyzik o teorii strun * * * Před dvaceti lety popsali M.Land a K. Vogt stavbu krabího oka. Je krásné. Připomíná složené oko hmyzu, ale jednotlivé součásti jeho mozaiky se nechovají jako čočky, nýbrž jako dutá zrcadla. Roku 1978 o tom M. Land napsal článek do časopisu Scientific American, což je náročný časopis popularizující vědu. O své práci v něm často píší špičkoví vědci včetně nositelů Nobelovy ceny tak, aby jiní vědci a všichni další zájemci ze zcela jiných oborů lidské činnosti věděli, na co přišli a kam půjde další vývoj. O krabím oku si v tomto časopisu přečetl R. Angel, tvůrce teleskopů. Okamžitě pochopil, že by se princip stavby krabího oka dal využít ke stavbě teleskopu schopného zachycovat z vesmíru rentgenové záření. To je důležité pro pochopení těch dvouhvězd, jejichž součástí jsou černé díry i jader aktivních galaxií včetně kvazarů a tím nepřímo k pochopení nejzákladnějších otázek kosmologie. V témže roce Angel navrhl, jak by takový teleskop měl vypadat. Trvalo dalších dvacet let, než se podařilo vyrobit Żsprávné olovnaté sklo a z něho miliony trubic se čtvercovým průsvitem, které je možné spojit tak, aby vznikl teleskop, jenž má být vynesen na oběžnou dráhu kolem Země v r Na stejném principu je možné usměrnit rozptýlené paprsky rentgenového záření do rovnoběžného svazku. Toto záření má daleko kratší vlnovou délku, než má záření viditelné nebo ultrafialové. Nesmírně přesná a nákladná technologie využívá záření s krátkou vlnovou délkou k tvorbě počítačových čipů. Usměrněné paprsky rentgenového záření dovolí výrobu těchto součástí několiksetkrát menších postupu se říká litografie X paprsky. Výsledkem bude revoluce ve výrobě mikročipů
4 a vznik nové technologie, která bude vydělávat miliardy dolarů. Počítačoví magnáti snad nezapomenou, že využívají technologie užité přírodou ke stavbě krabího oka, doufá M. Land. Vzpomenou si na biology a oddělí aspoň trochu peněz na základní výzkum, jenž celou věc umožnil. (New Scientist 151, 1996, s.3.) NEJVĚTŠÍ ANEJMENŠ SVĚT POTÍŽE S HUBBLOVOU KONSTANTOU Edwin Hubble, Vesto M. Slipher a Milton L.Humason v prvních desetiletích našeho století dokázali, že naše galaxie, Mléčná dráha, není jedinou galaxií ve vesmíru, ale že je jich ohromné množství. Vesmír se ve všech směrech zvětšuje a rozpíná. Jak se takové rozpínání dá popsat? Kosmologové k tomu užívají Hubblovu konstantu. Vypadá málem prostoduše. Přitom je okem do propasti poznání i okem v jeho síti. Zatáhne-li se za ně, změní se celá síť. Je-li taková síť popisem mnoha vlastností vesmíru, změní zatahání za jedno její oko celý popis. Pokud byste znali hodnotu Hubblovy konstanty, budete vědět o vlastnostech vesmíru strašně moc. Například o tom, jak je vesmír starý. A spoustu dalších věcí o některých z nich bude řeč. Žádné věcnější úvahy o vzniku vesmíru a jeho povaze se bez Hubblovy konstanty neobejdou. Co tedy Hubblova konstanta je? Musím začít slovem parsec. To je vzdálenost, kterou uletí světlo
5 za 3,26 roku. P1 Megaparsec (Mpc) je jeden milion parseků. Vesmír je opravdu veliký, takže se musí měřit velkým měřítkem. Číslo vyjadřující hodnotu Hubblovy konstanty P2 sděluje, s jakou rychlostí se od nás vzdalují opravdu vzdálené galaxie. Pohyb těch blízkých ovlivňuje vzájemná přitažlivost víc, než pohyb galaxií velmi vzdálených, takže jsou pro tento druh měření nevhodné. Jestliže by hodnota Hubblovy konstanty byla třeba 50, pak to říká, že se galaxie ve vzdálenosti jednoho megaparseku od nás vzdaluje rychlostí 50 km za sekundu a galaxie ve vzdálenosti deseti megaparseků rychlostí 500 km za sekundu. Kdyby velikost Hubblovy konstanty byla dejme tomu 80, bude se galaxie ve vzdálenosti deseti megaparseků vzdalovat rychlostí 800 km za sekundu. Vesmír se tedy ve všech směrech rozpíná tak, že se to dá přirovnat k rozpínání nafukovacího balónku nebo podle pana doktora Klezcka k zvětšování kynoucího mazance. Protože je vztah vzdálenosti a rychlosti zároveň vyjádřením času (letadlo letící rychlostí 1000 km za hodinu, které právě ulétlo 1000 km, muselo letět jednu hodinu), souvisí velikost Hubblovy konstanty kromě jiného se stářím vesmíru. Čím je její hodnota vyšší, tím je vesmír mladší a naopak. P3 Zjištění hodnoty něčeho tak základního, jako je hodnota Hubblovy konstanty, je samozřejmě předmětem ohromného zájmu, soupeření, debat i hádek, jistého druhu závodění. Kdo najde nejlepší postup měření? Kdo zjistí hodnotu Hubblovy konstanty nejpřesněji? Do jaké míry bude naměřená hodnota odpovídat jiným objevům zjištěným nezávislými postupy? Zjištění této veličiny opravdu není nic prostého. Je samozřejmé, že se na zjišťování velikosti konstanty podílí řada vědeckých skupin užívajících různé postupy a vedených výraznými a často značně energicky působícími osobnostmi. Rychlost, s níž se od nás galaxie vzdalují, se dá určit poměrně snadno. Užívá se k tomu měření rudého posuvu. To je míra, s níž
6 se Żnatáhne délka vlny elektromagnetického záření vyslané jejím zdrojem (může to být světlo, stejně jako jiný druh záření), který se od nás vzdaluje. ŻNatáhne-li se, blíží se v případě viditelného světla k červenému okraji spektra. Odtud je pojmenování, P4 které platí obecně. Zato s určením jejich vzdálenosti jsou obtíže. Určuje se mnoha způsoby P5, ze Země i pomocí Hubblova teleskopu, který ji obíhá. Ale žádný z nich, zdá se, není dokonalý. Výsledkem je stav, kterému se říká kosmologický konflikt, vesmír v krizi a také Hubblova válka. Účastní se jí celá řada malinkých armád. Určení vzdálenosti velmi vzdáleného svítícího předmětu ve vesmíru opravdu není nic jednoduchého. Jeden z nejlepších nápadů, jak se dá měřit, je takzvaná Ż standardní svíčka. Světlo ubývá se druhou mocninou neboli čtvercem vzdálenosti. Změříte-li, jak svíčka svítí ve vzdálenosti třeba 10 metrů, pak světla, které vám z ní do dalekohledu doběhne ze vzdálenosti 100 metrů, je přesně polovina, protože 10 x 10 neboli 10 2 je 100. Jestliže tedy máte ve vesmíru stejně svítící svíčky v různých vzdálenostech, můžete podle toho, kolik z nich doběhne světla do vašeho dalekohledu, zjistit, jak jsou daleko. Standardní vesmírnou svíčkou mohou být cefeidy obří proměnné hvězdy rozzáří se a pak zase potemní. Jinou standardní svíčkou jsou supernovy typu IA to jsou hvězdy, které vybuchly určitým způsobem. Astronomové jsou přesvědčeni, že jejich výbuch je všude ve vesmíru stejný, takže blízká supernova IA je stejná (standardní) svíčka, jako značně vzdálená supernova IA.
7 Paní doktorka W. Freemanová r proměřila Hubblovým dalekohledem dvacet cefeid v galaxii, která se jmenuje M 100 a je součástí poměrně blízké galaktické soustavy, která je v souhvězdí Panny (Virgo). Zjistila, že M 100 je nám blíž, než se donedávna astronomové domnívali. Když zkombinovala rudý posuv cefeid v M 100, což určuje rychlost, kterou se od nás vzdaluje, a množství světla, které dopadlo z jejích cefeid do Hubblova teleskopu, určila hodnotu Hubblovy konstanty číslem kolem 80. Z toho plyne, že je vesmír starý 9 12 miliard let. O nálezu tohoto druhu anglické přísloví říká, že připomíná vhození kočky do hejna holubů, neboť současné modely vývoje hvězd tvrdí, že nejstarší z nich jsou staré nejméně 14 miliard let. Změnit tyto modely by znamenalo změnit větší část fyziky a do toho se na základě jediného pozorování nikomu nechce. A není možné, aby byl vesmír mladší než jsou jeho nejstarší hvězdy. Od poloviny padesátých let se vlivní badatelé, jako například Allan Sandage, Hubblův přímý žák, domnívali, že je hodnota Hubblovy konstanty podstatně nižší, přibližně kolem 50. Z ní plyne stáří vesmíru miliard let. Allan Sandage tudíž rovněž užil Hubblův teleskop a prohlédl jím galaxii, která se jmenuje NGC Určil její vzdálenost a našel v ní rovněž dvacet cefeid. V roce 1990 byla v této galaxii zjištěna kýžená supernova. Sandage ji užil coby standardní svíčku a došel k hodnotě Hubblovy konstanty 57. Bradley Schaefer proměřil supernovu v jiné galaxii (NGC 4496), o níž astronomové vědí už od r. 1960, a došel k hodnotě Hubblovy konstanty 50. Stejný postup užil u dalších deseti supernov, z toho čtyř v naší galaxii, Mléčné dráze. K hodnotě Hubblovy konstanty mezi došel pokaždé. Jak je možné, že W. Freedmanová naměřila tak zásadně odlišnou hodnotu? Jedno z vysvětlení říká, že je galaktické hnízdo v souhvězdí Panny
8 příliš blízko. A protože je tak blízko, působí na ně kromě Żhubblovského rozpínání vesmíru i tah jiných galaxií, čímž se její pohyb stává něčím daleko složitějším. Jinou možností je, že v měření supernov existuje nějaká neznámá systematická chyba. V této situaci vědci obyčejně užívají k ověření pozorované skutečnosti odlišný postup, než byly postupy dosavadní. Astronomové vědí hned o čtyřech. Mohou užít dvě odlišné standardní svíčky. Jednou z nich jsou supernovy typu II, které vybuchují jiným způsobem než ty první. Další jsou planetární mlhoviny jen se tak jmenují, ve skutečnosti jde o zbytky hvězd, které vybuchly odlišně než oba druhy supernov. Další způsoby měření vycházejí z otáčení galaxií. Jasnější a větší galaxie se otáčejí rychleji. Změří-li se rychlost jejich otáčení opět s užitím rudého posuvu je možné určit jejich vzdálenost ve vztahu ke galaxiím jiným. Vyfotografujete-li galaxii, je vyobrazení nějakým způsobem zrnité. Čím je galaxie dál, tím je zrnitost jemnější což je opět předpověditelný jev, takže se na jeho základě dá také určovat, jak jsou různé galaxie daleko. Roku 1995 uveřejnila skupina vedená N.R. Tanvirem v Nature, snad nejvýznamnějším světovém přírodovědeckém časopisu, článek, v němž napsala, že velikost Hubblovy konstanty se pohybuje v rozmezí I W. Freemanová měřila dál. V květnu r.1996 přednesla nové výsledky na konferenci v Baltimore. K měření byl opět užit Hubblův teleskop. Skupina proměřila 50 cefeid v galaxii s názvem NGC 1365, která je součástí galaktického hnízda viditelného v souhvězdí Fornax. Z těchto a dalších měření, k nimž skupina využila supernovy typu IA, vyplynula velikost Hubblovy konstanty 73 (km/sekundu/megaparsec). Chyba měření má být plus/minus 15%. Původně naměřená hodnota 80 počítala s možností chyby větší než 20% v obou směrech. Nová měření jsou spolehlivější, protože galaktické hnízdo v souhvězdí Fornax je drží daleko víc pohromadě než původně proměřované hnízdo v souhvězdí
9 Panny. Kromě toho byly v hnízdě souhvězdí Fornax od r pozorovány již tři supernovy, Vezmou-li se v úvahu meze nejistoty dolní hranice Hubblovy konstanty zjištěné skupinou W. Freedmanové je skoro 62 začnou různé vědecké skupiny dospívat různými postupy k určitému souhlasu. Vesmír přestane být mladší než jsou jeho nejstarší hvězdy. Takže se snad nakonec podaří velikost Hubblovy konstanty doopravdy určit. Jak jsem řekl, je to významné tím nejzákladnějším způsobem. Fyzikové i ostatní vědci mu rádi říkají fundamentální. Ale nebyla by to věda, kdyby tím, že se přibližuje k řešení jedné základní otázky, nezpůsobila obtíže s řešením jiné základní otázky. V současnosti nejrozšířenější model Velkého třesku, teorie vzniku vesmíru, říká, že v nejranějších obdobích vzniku vesmír prošel nesmírně krátkou dobou nesmírně rychlého rozpínání takzvané inflace. Z hodnot Hubblovy konstanty, k nimž v nějakém rozmezí dospívá souhlas různých vědeckých skupin, plyne, že je hustota hmoty ve vesmíru poměrně nízká. K inflaci předpokládané tímto modelem by však byla potřebí hustota mnohem vyšší... Vznikne-li třetí Lenochod (1999?), jistě se tam dočtete víc. Neznámý kmen hnědých trpaslíků Jestliže je pravda, že vesmír vznikl Velkým třeskem, můžeme si průběh následných událost do jisté míry představit jako důsledky výbuchu. Všechny částice, které v něm jsou, se pohybují setrvačností. Zároveň se vzájemně přitahují gravitací neboli přitažlivostí. Myslím však, že přesnější než představa rozpínání vesmíru jako výbuchu je už zmíněné
10 přirovnání pana doktora Kleczka ke kynoucímu mazanci. Prostor mezi galaxiemi Żvzniká podobně, jako se rozpíná těsto mezi hrozinkami v mazanci. Úvaha vycházející z teorie Velkého třesku řekne: Jestliže by množství hmoty ve vesmíru přesáhlo nějakou mez, vzájemná přitažlivost jejích částic po čase převáží nad setrvačností a vesmír se začne zase smršťovat. Jestliže by ve vesmíru bylo zcela určité, kritické množství hmoty, setrvačnost se vyrovná se vzájemnou přitažlivostí, pak vesmír dospěje k nějaké velikosti a nebude se dál rozpínat ani se nezačne smršťovat. Kosmologové tomu říkají Żplochý vesmír. Jestliže je ve vesmíru menší množství hmoty, než je kritické množství, pak setrvačnost převáží nad přitažlivostí a vesmír se bude rozpínat věčně. Rychlost rozpínání vesmíru a tím i jeho osud nebo druh vývoje konstanty tedy závisí na množství hmoty, která v něm je. P6 Kritické množství hmoty se dá odvodit z teorie relativity. Skutečné množství hmoty, které ve vesmíru je, se určuje pozorováním. Řada teoretiků Velkého třesku by byla ráda, kdyby se skutečné množství hmoty ve vesmíru právě rovnalo kritickému množství, protože by to vyhovovalo teoretickému modelu, který zastávají. Pozorování však ukazují, že je ve vesmíru hmoty daleko méně. Přibližně pět procent množství, které by model vyžadoval. Narodil se tím problém chybějící nebo skryté hmoty. A s ním dvě otázky: co nebo z čeho tato skrytá hmota je, a kde je. Kandidátů na skrytou hmotu i míst, kde jsou, je celá řada. Jedním z nich jsou takzvaní hnědí trpaslíci. Jak pokročilo jejich hledání?
11 Hnědý trpaslík je vesmírné těleso, jehož vlastnosti se pohybují mezi vlastnostmi hvězd a vlastnostmi obrovských planet, například Jupitera. O hvězdách je známo, že vznikají z mezihvězdného plynného oblaku. Vzájemná přitažlivost jeho částic zahustí část oblaku do plynné koule. Jak se toto místo vlivem přitažlivosti smršťuje dál, stoupá v něm teplota. Až do výše, která je schopna udržet termojadernou reakci. Hvězda pak začne zářit. Hmota budoucího hnědého trpaslíka je malá, menší než je osm procent hmoty Slunce. V takovém případě vnitřní teplota nestoupne natolik, aby se termojaderná reakce udržela. Budoucí trpaslík se vlivem přitažlivosti smršťuje dál a přitom chladne. A to až do doby, než jejímu dalšímu smršťování zabrání degenerace elektronů. Co to je? Elektrony obíhají atomová jádra v podobě, kterou si je možné představovat jako oblaka v různé výšce. Jestliže se hmota příliš stlačí, například na několik milionů kilogramů v jednom krychlovém metru, přestanou elektrony patřit Żsvému atomovému jádru a pohybují se různými rychlostmi mezi všemi atomovými jádry. Zabrání tím dalšímu stlačování hmoty. Čím je hnědý trpaslík chladnější, tím méně září. Astrofyzici zjistili, že hnědý trpaslík stejně starý jako je Slunce, s hmotou, která odpovídá šesti procentům jeho hmoty, září stotisíckrát slaběji. Najít hnědého trpaslíka je tedy jedním z vrcholů soudobé pozorovací techniky. Jestliže starý hnědý trpaslík září málo, mladý září víc. Bylo by tedy snadnější najít jej tam, kde hvězdy a s nimi i hnědí trpaslíci vznikly poměrně nedávno. Kde takové místo je?
12 Staří Řekové si vyprávěli o obru Atlasovi, který podpíral nebeskou klenbu. Měl dcery, jmenovaly se Plejády. Zeus, nejvyšší mezi starořeckými bohy, je proměnil na hvězdy a umístil do souhvězdí Býka, jednoho ze znamení zvěrokruhu. Také pojmenování tohoto souhvězdí mají na svědomí starořecké báje. Zeus v podobě býka unesl nymfu Evropu. Plejády jsou hvězdokupa vzdálená asi 400 světelných let a nadto mladičká její stáří se odhaduje na pouhých 100 milionů let. Jestliže je mladičká, rodily se v ní hvězdy nedávno. A s nimi hnědí trpaslíci. Kandidáti na hnědého trpaslíka byli v Plejádách hledáni spoustu pozorovacích hodin dokonce Keckovým desetimetrovým teleskopem několika astronomy. 14. září 1995 ohlásili objev hnědého trpaslíka nedaleko středu Plejád R. Rebolo, M.R. Zapatero Osorio a E.L.Martin, astronomové pracující v Astrofyzikálním ústavu na Kanárských ostrovech. 30. listopadu 1995 ohlásila objev chladného hnědého trpaslíka skupina vedená T. Nakajimou z Palomarské observatoře, která je součástí Kalifornského technologického institutu. V souvislostech, o nichž vyprávím, je však důležité něco dalšího. Jestliže by hnědí trpaslíci byli vážným kandidátem na skrytou hmotu, mělo by jich být strašně moc. Například v tmavém Żoblaku, disku, který obklopuje jak naši galaxii, Mléčnou dráhu, tak i galaxie jiné. Rebolova skupina však nálezem jen jednoho jediného hnědého trpaslíka ukazuje, že jejich neznámý kmen může být početně sice bohatý, ale veškerá jeho hmota by tvořila přibližně 1% hmoty galaktického disku. Z toho důvodu by hnědí trpaslíci nemohli být vysvětlením pro všechnu skrytou neboli Żchybějící hmotu. To ovšem rozhodne až zdokonalení pozorovací technologie a chystané užití nových přístrojů, například pro pozorování v infračerveném světle. Proč v tomto vlnovém pásmu?
13 Mladý hnědý trpaslík se smršťuje. Je poměrně chladný. Většinu gravitační energie uvolňované při smršťování vydává právě v pásmu, které je blízké pásmu infračerveného světla. Keckův teleskop? Co to je? Dostanete-li se na Havaj, můžete jej spatřit. Vezměte si vybavení do velehor, protože budete muset vystoupit do výše 4200m, na vrchol sopky Mauna Kea, v překladu to znamená Bílá hora. Měřeno od mořského dna je tato sopka o 600 metrů vyšší, než je nejvyšší hora světa Mt.Everest. Keckův teleskop má desetimetrové zrcadlo, největší na světě. Stál 94 milionů dolarů. (To jsou peníze, které stojí přibližně deset minut současného světového zbrojení). S univerzitou havajskou společně jej postavila Kalifornská universita a Kalifornský technologický institut. Teleskop váží 297 tun a pluje v silikonovém oleji. Při uvolněném brzdění s ním lze pohnout rukou. Stavba jeho zrcadla připomíná včelí oko. Zrcadlo tvoří třicet šest dílů, každý z nich váží půl tuny a jeho polohu vůči ostatním dílům kontroluje počítač stokrát za sekundu. Musí totiž být naprosto přesná, vzdorovat gravitaci, tepelným změnám i tlaku větru, když teleskop mění polohu. Obraz by jinak nebyl ostrý. Geniální nápad jak rozdělit gigantické zrcadlo na šestatřicet dílů a přitom zvládnout jejich prostorové ladění, je dílem J. Nelsona z Lawrence Berkeley Laboratory v Kalifornii. Nápad ušetřil spoustu peněz zrcadlo z jediného kusu by stálo mezi půl miliardou až miliardou dolarů a výsledek by byl nejistý. Bylo by příliš těžké a citlivé na všechny změny měnící jeho tvar, kolísáním teploty počínaje. Technika, s níž je tvar a uspořádání jednotlivých částí vyrobena, nedovolí žádné z nich, aby vyklouzly ze vzájemného uspořádání o vzdálenost větší než je jedna tisícina tloušťky lidského vlasu. Pomocí Keckova teleskopu astronomové našli dosud nejvzdálenější útvary
14 ve vesmíru například galaxii, která se jmenuje 4C Pravděpodobně pochází z doby, kdy byl vesmír o čtyři pětiny mladší než je dnes. A jiný, důležitý objev učiněný pomocí tohoto teleskopu? Světlo hořáku svářečky je modré, svíčky žluté a rozpálených kamen červené. To souvisí s teplotou čím je vyšší, tím je barva vydávaného světla bližší barvě modré a naopak. Pro galaxie a hvězdy, které je tvoří, platí to samé. Předpokládá se, že staré galaxie jsou chladné, tudíž jejich světlo je červené nebo infračervené má větší vlnovou délku než je vlnová délka červeného světla. (Infračervené světlo na rozdíl od švábů nevidíme, vnímáme je při větší intenzitě jako teplo. Chceme-li něco pozorovat v infračerveném světle, je nutné jeho vlnovou délku převést na vlnovou délku, kterou naše oči rozlišují. Využívají to dalekohledy pro noční vidění teplo, vydávané například lidským tělem, převedou na světlo.) Pozorování Keckovým teleskopem potvrdilo nález velkého počtu slabě svítících Żmodrých galaxií, které jsou poměrně blízko galaxii naší, protože jejich rudý posuv je nevelký. Z toho plyne, že musely vzniknout poměrně nedávno. Klasické modely vzniku galaxií a tedy rozložení hmoty ve vesmíru s něčím takovým nepočítaly. Předpokládaly, že galaxie vznikaly poměrně brzy po Velkém třesku. O hnízdech galaxií anebo jejich ještě větších nakupeninách, kterým se říká superhnízda nebo stěny, se zjišťuje něco podobného. Vypadá to, že jich je víc, než teorie předpokládají. V roce 1996 byla v blízkosti Keckova teleskopu dokončena výstavba druhého, téměř totožného přístroje, Keck II. Po roce 2000 má být propojen Keck I a Keck II se čtyřmi dalšími, menšími teleskopy s průměrem zrcadel od 1,5 do 2 m. Propojená soustava vytvoří optický interferometr P7, jenž bude schopen rozlišit podrobnosti desetkrát jemnější než rozliší sám gigantický Keck.
15 Kčemutobudedobré? Teleskop s touto mohutností například dokáže rozlišit planety velikosti Země v okolí blízkých hvězd. Rozlišení planet s touto velikostí usnadní řešení otázky, zda je ve vesmíru život. Pomůže určit i velikost a stáří vesmíru. Fritz Zwicky přišel se strašnou otázkou kde a co je většina hmoty ve vesmíru už r Sledoval chování ohromné soustavy mnoha tisíc galaxií v souhvězdí Bereničin vlas (Coma Berenicis). Po kom se tohle souhvězdí jmenuje? Berenika byla královská dcera s nádhernými vlasy. Zato, že se její muž Ptolemeus vrátil z válečné výpravy živý a zdravý, dala si vlasy ustřihnout a obětovala je bohyni lásky, Venuši. Ptolemea to rozladilo, ale dvorní astronom Conon jaký byl jeho vztah k Berenice, příběh neříká Ptolemea ujistil, že bohové princezniny vlasy vsadili mezi hvězdy na nebe. Jméno tohoto souhvězdí, které najdete v sousedství Lva a Panny, vymyslel Tycho de Brahe, dvorní astronom císaře Rudolfa II. a tchán geniálního Keplera. Nemohl tušit, že na obloze určil místo s tak velkým počtem galaxií. Zwicky odhadl svítící hmotu tohoto nesmírného počtu galaxií a zjistil, že něčemu zásadnímu nerozumí. Svítící hmota odpovídala asi desetině hmoty, která je potřebí, aby galaxie Żdržely pohromadě gravitační silou. Pokud by byla všechna jejich hmota jen tato svítící hmota, měly by se při rychlosti svého pohybu už dávno rozlétnout. Protože však drží pohromadě, musí obsahovat hmotu, která nesvítí. Sinclair Smith přišel o tři roky později než Zwicky s tím, že totéž platí pro hnízdo galaxií v souhvězdí Panny.
16 Jak se dá zkoumat něco, co není vidět? Jedna z cest je měření toku X paprsků, rentgenového záření z míst, kde se přítomnost skryté hmoty předpokládá. Mnoho galaktických hnízd kromě svých zářících hvězd obsahuje plyn zahřátý na deset až sto milionů stupňů. Ten je zdrojem rentgenového záření fyzici mu říkají Żbrzdné kladně nabitých iontů. Plyn ohřátý na tak vysokou teplotu by se samozřejmě rozpínal, ale Żpohromadě jej drží gravitační síla nesmírného množství hvězd v galaktickém hnízdu. Většina této gravitační síly, jak objevil Zwicky, je podmíněna vlivem skryté neboli temné hmoty. Tam, kde je jí víc, je přitažlivost větší a je tam tudíž i víc plynu. Jestliže je tam víc takto horkého plynu, bude zde vznikat i větší množství rentgenového záření. Jeho nerovnoměrné rozložení by tedy mohlo něco napovídat o nerovnoměrném rozložení skryté hmoty. Skupina japonských astronomů vedená Y. Ikebem se podívala do nenápadného souhvězdí se jménem Fornax neboli (chemická) Pec. V něm je hnízdo galaxií, podobně jako je hnízdo galaxií ve Vlasu Bereniky. Součástí hnízda je superobří eliptická galaxie se jménem NGC Když vědci změřili tok X paprsků z těchto míst, zjistili, že v něm dokáží rozlišit dvě složky. Jedna z nich patřila celému hnízdu, druhá superobří galaxii NGC Co z toho plyne? Jestliže je tok X paprsků skutečně nepřímým svědectvím existence skryté hmoty, pak je skrytá hmota uspořádána ve vesmíru podobně jako hmota svítící, pěkně od Żnejmenšího k největšímu. Svítící hmota tvoří hvězdy, hvězdy jsou uspořádány do galaxií, galaxie do galaktických hnízd a ta zase do superhnízd. Možná, že je skrytá hmota uspořádána podobně. Vidíte, jak připomíná činnost vědců hledání kaménků do mozaiky, o
17 které nikdo neví, jak je velká a co představuje? Najít vhodný kamének je těžké. Ještě těžší bývá ověření, že kamének je skutečně kaménkem a nejde o nějaký omyl. Když už je znám nějaký počet kaménků, objeví se dohady o tom, kam patří a co jejich sestava představuje. Lidi, kteří mozaiku sestavují, napadají otázky: Je mozaika vyobrazením moře s rybami? Nočního města? Části vesmíru? Vnitřku buněk? Mozku? Něčeho zcela neznámého? Představuje tato skupina kaménků oko velryby? V tom případě bychom zkoumali mozaiku, která je snad vyobrazením moře s rybami. Je to svítící okno? Pak jsme se snad dostali do města. Stává se, že z nějakého počtu kaménků, které už do sebe zapadají, vytvoříte teorii, podle níž musí jít o hlavu a jednu ploutev velryby. Máte radost, že jste na to přišli. Když si však znovu ověříte tvar, barvu a velikost kaménků, zjistíte, že se dají uspořádat jinak. V takovém případě vypadá jak hlava tak ploutev velryby jinak, než jste si představovali. Nebo přijdete na skutečnosti, že do vaší mozaiky některé kaménky nepatří, takže tvar, který jste dlouho měli na mysli, vůbec není možné složit. Někdo šťastnější, nápaditější, lépe vybavený, složí část něčeho docela odlišného. Nebo nesloží. Pracně budovaná soustava se rozpadne na složky a je nutné začít znovu. Stává se, že se takto rozpadne vaše celoživotní práce. Přesto může být jeden jediný kamének, na který jste přišli, rukou podávanou přes čas a prostor lidem, kteří přijdou po vás. I když vaše představa o mozaice bude zapomenuta, někdo váš kamének využije a vtělí jej do mozaiky docela jiné. Nebo do něčeho, co mozaika vůbec nebude. Ale může to být i docela opačně. Stane se, že přijdete na celý kus mozaiky a předpovíte, jak budou vypadat její další části. A k tomu se přihodí, že nejlepší odborník, autorita, které si vážíte, vašemu nápadu nejen neuvěří, ale dokonce ho zesměšní. Teprve čas vám, možná, dá za pravdu. Budete-li opravdu velký člověk, nezatrpknete, ani se na autoritu, které si budete vážit i nadále, nedokážete opravdu rozzlobit. Neboť víte, že i velcí lidé se mohou dopustit velkých omylů.
18 Muž, kterého mám na v této souvislosti mysli, se jmenoval Subramanyan Chandrasekhar. Říkali mu Čandra S.Chandrasekhar ( , vyslovuje se čandra, obvyklý je anglický přepis jeho jména) byl nejstarší z osmi dětí. Jeho maminka jich však vychovávala deset a přesto si našla čas na překládání Ibsena do tamilštiny, rodného jazyka. Chandrasekharovi říkali přátelé Čandra. Fyziku začal studovat na univerzitě sedmnáctiletý, r Byl nesmírně pracovitý, učil se daleko víc, než škola vyžadovala. Zaujala jej práce R.H. Fowlera, která se zabývala bílými trpaslíky, tělesy tehdy považovanými za konečný stupeň vývoje hvězd. Bylo mu osmnáct a Proceedings of the Royal Society, velmi slavný a vlivný vědecký časopis, mu uveřejnil první vědeckou práci. Otevřela mu cestu na univerzitu v anglickém Cambridge. Indii opustil , ve stejném roce, kdy Nobelovu cenu za fyziku získal jeho strýc, C.V.Raman. Putoval na lodi. Jakmile se mu podařilo překonat mořskou nemoc, vzpomněl si na Fowlerovu práci. Napadlo jej, aby její závěry propojil se svou znalostí speciální teorie relativity. Výsledky jej překvapily. Dokazovaly, že hvězdy, jejichž hmotnost je vyšší než 1,45 hmotnosti našeho Slunce, se poté, co spotřebují své jaderné palivo, zhroutí na útvar s daleko větší hustotou než je hustota bílého trpaslíka. Jinými slovy vznik hvězdných bílých trpaslíků má svou horní hmotnou mez. Chandrasekhar tím předpověděl existenci neutronových hvězd i černých děr. Vedoucí autority britské astronomie, Sir A. Eddington a Milne, objevu nevěřily. Chandrasekharovu práci nedoporučily k uveřejnění. Vyšla až r v americkém Astrophysical Journal.
19 Něco ještě horšího se stalo v lednu r Chandrasekhar byl vyzván, aby na toto téma přednášel v britské Královské astronomické společnosti. Po přednášce vstal Eddington a výsledky odmítl. Geniálnímu nápadu kombinujícímu kvantovou statistiku se speciální teorií relativity se vysmál. Pravděpodobně jej k tomu vedly citové důvody. Jeho vlastní životní dílo dokazovalo něco jiného. Všichni měli zato, že jsou bílí trpaslíci konečným stupněm hvězdného vývoje poté, co hvězdy spotřebují své energetické zdroje. Proč by tento vývoj měl mít nějakou mez? Chandrasekhar se obrátil na vedoucí fyziky své doby Rosenfelda, Bohra, Pauliho. Nikdo z nich nezjistil chybu. Eddingtonova autorita však působila. Trvalo několik desítek let, než byla Chandrasekharova mez přijata. Nobelovu cenu za objev získal až r Jak je tomu s Chandrasekharovou mezí při dnešním stupni poznání? Hvězdy v průběhu vývoje procházejí stupněm obrů, kdy může být jejich poloměr být mnohosetkrát větší než byl původně. Rozepnou se. Naše Slunce to čeká rovněž. V tomto rozepjatém vývojovém stupni přidržuje přitažlivost atomy na jejich povrchu jen málo. Působí na ně ohromný tlak záření z hvězdného nitra. Takový tlak část atomů, zejména vodíku, prostě odfoukne do prostoru. Z výpočtů plyne, že hvězdy jejichž hmotnost je nižší než je osminásobek hmotnosti Slunce, hubnou právě touto cestou, až skončí pod Chandrasekharovou mezí. Hmota v jádru hvězd, které jsou těžší než je osminásobek Slunce, se proměňuje řadou jaderných reakcí na železo. Železo už není energetickým zdrojem. Jakmile železné jádro hvězdy doroste k Chadnrasekharově mezi, způsobí přitažlivost jeho atomů, že se zhroutí samo do sebe. Vznikne neutronová hvězda. Kulečníková koule z této hmoty váží asi tolik, co váží nejvyšší hora Země, Mt.Everest. Zbytek původní hvězdy je vychrlen do prostoru. Promění se při této události na supernovu P7 II. typu. (Jsou považovány za jeden z možných milníků vhodných k měření
20 vesmírných vzdáleností standardní svíčku.) Chandrasekharova teorie se stala základem moderní astrofyziky. Ten muž nezatrpknul, neurazil se, pracoval dál. Roku 1937 začal pracovat na univerzitě v Chicagu. Téma hvězd hroutících se do sebe opustil. Pak se zabýval pohyby hvězd v galaxii, přenosem záření mezi hvězdnou a planetární atmosférou, vlastnostmi kapalin a magnetického pole i elipsoidů. Dobré matematické porozumění elipsoidům je užitečné pro porozumění galaxiím. Mezi r zkoumal černé díry, výsledek hroucení velmi hmotných hvězd, čímž se vrátil k látce svého mládí. Sám mluvil o sedmi epochách svého života, každou z nich uzavřel knížkou, kterou o ní napsal. Dvacet let svého života věnoval vydávání časopisů astrofyziků Astrophysical Journal. Kromě jiného tato dřina prokázala Chandrasekharovo mimořádné jazykové nadání. A jeho epocha poslední? Věnoval ji překládání jednoho z nejdůležitějších a nejslavnějších přírodovědeckých děl všech dob, Newtonových Principií (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, Matematické principy přírodní filosofie.) Tato kniha, která je základním kamenem pochopení světa skutečnosti, nikoli výkladem mýtů, pohádek, výmyslů, chyb, omylů, prostého nebo záludného blábolu, vyšla r Ż Jeho pohled na vědu, jasnost, s níž píše i počet nových objevů, ukazuje na fyzikální a matematický vhled, jenž nemá obdobu ve vědě jakéhokoli místa ani doby, napsal o ní Chandrasekhar. Newton se podílel na vynálezu infinitesimálního počtu P8, základních teorií gravitace i optiky. Chandrasekhar zjistil, že v Principiích jsou přehlédnuté objevy: například teorie gyroskopu P9,jenž byl vynalezen až o dvě stě let později. Podle Chandrasekhara Newton
21 předešel o sto padesát let slavného francouzského astronoma Laplace. Měl zato, že dokonalá znalost vstupních podmínek předpovídá znalost celé budoucnosti systému, což překonal až vývoj matematiky a fyziky na konce 19. a prvních desetiletí 20. století. P10 Ż Newton není jen jedním ze dvou nebo tří největších vědců. Je jedním ze dvou nebo tří největších intelektů všech dob, ať zkoumaly cokoli. Chcete-li Newtona s někým porovnat, musíte mimo vědu, pokračuje Chandrasekhar. Jak popsal svůj tvořivý život? Jako trvalý zápas s Ż vlastními niternými a často nepřekonatelnými mezemi. Necelé dva roky před tím než zemřel, to mu bylo 83 let, byl dotázán na plány, které má, až uzavře práci na Principiích. Ż Poté, co dokončím Principia, vědecky pracovat nebudu. Jistě bych mohl pokračovat prací, jejíž kvalita by byla pod mou úrovní. Proč bych to dělal? Takže doba, kdy řeknu stop!, přijít musí. Podivníček Neutronová hvězda se dá přirovnat k obrovskému atomovému jádru s průměrem například 11 km. Atomové jádro měří přibližně m. To je číslo, které by vzniklo, kdybyste jedničku dělili číslem, jež má za svou jedničkou čtrnáct nul. Jde tedy o něco velmi malého. Jako by byla mezi těmito dvěma rozměry co do jader pustina. Mohlo by ji něco vyplnit? Standardní model výstavby hmoty tvrdí, že všechna hmota sestává z kvarků, které se různými způsoby spojují. Přišli na to Murray Gell Mann a George Zweig. Jméno jim propůjčil Gell Mann na základě
22 verše z jazykově geniálního, leč poněkud nečitelného díla Jamese Joyce, které se jmenuje Finneganovy plačky. Spojováním kvarků vznikají tím známější Żelementární částice, jimž se podle jejich spinu, vlastnosti připomínající otáčení kuličky, říká fermiony příkladem je proton nebo neutron. Proton nebo neutron si je možné představit jako vak, v němž se volně hemží kvarky. Ven z něj však nemohou. O kvarcích musím vyjmenovat několik suchých, ale důležitých skutečností: Kvarky mají zajímavá pojmenování : u, z up, což anglicky znamená vzhůru, d z down, to odpovídá slovu dolů, s od strange, české slovo je podivný, c, charm, to se překládá jako půvab, t, od top, to je nahoře, ale někdy i truth, což znamená pravda, b je z bottom, což je dno anebo beauty, krása. Hmotu, s níž se běžně potkáváme, tvoří pouze dva druhy kvarků, u a d. Proton sestává ze v dvou u kvarků a jednoho d. Neutron je tvořen dvěma d a jedním u. Kvarky jsou nositeli zlomkového, nikoli celého elektrického náboje. U má náboj + 2/3, d má náboj 1/3. Z toho důvodu je proton nabitý kladně (proton má kvarkové složení uud, 2/3 + 2/3 1/3 = + 1, zatímco neutron je bez náboje ddu, 1/3 + ( 1/3) + 2/3 = 0. )
23 Všechny ostatní kombinace kvarků byly dosud zjištěny jen v částicích s krátkým životem, které se rychle se rozpadají. Co je známo o kvarku s? Jeho náboj je 1/3. Jeho klidová hmota je čtyřicetinásobkem klidové hmoty u a dvacetinásobkem klidové hmoty d. Proč vyprávím o těchto nudně znějících věcech? Myslím, že nudné nejsou. Divím se, že ještě někdo nevymyslel kvarkovou skládanku pro malé děti. Třeba by s ní měl před Vánoci obchodní úspěch. Kvarky se uvnitř svého Żvaku mohou vzájemně proměňovat prostřednictvím slabé síly, jedné ze čtyř sil držících přírodu pohromadě (dalšími jsou silná síla, držící pohromadě protony a neutrony v atomových jádrech, elektromagnetická síla a gravitace neboli přitažlivost). Slabá síla promění například kvark d na u, neutron ( udd ) se tím změní na proton ( uud přitom se vyzáří elektron a antineutrino). Hlavní důvod, proč o tom mluvím, je, že teoretici dokazují možnost existence podivné hmoty. Sestavovaly by ji známé kvarky u, d, připojil by se kvark s. V roce 1984 napadlo Edwarda Wittena z Institute for Advanced Study v Princetonu, že by chybějící hmota ve vesmíru mohla odpovídat právě této podivné hmotě. Podivnou hmotu sice ještě nikdo nespatřil, ale to nevadí Witten je teoretický fyzik. Příběh podivné hmoty se podle něj začíná se odvíjet velmi krátce po Velkém třesku, ještě před tím, než vznikla jádra lehkých prvků. Vesmír byl malinký, nesmírně hustý a horký, tak horký a hustý, tedy s nesmírným tlakem, že
24 se v něm kvarky ještě pohybovaly volně. Witten si myslí, že by podivná hmota mohla vzniknout právě v této kvarkové fázi a to v první miliontině sekundy po Velkém třesku. Podle výpočtů by měla vytvářet útvary s průměrem od jedné desetimiliontiny centimetru do deseti centimetrů. Podivná hmota by byla velmi hustá hmota, takže by hmotnost těchto útvarů měla kolísat mezi jedním tisícem až jednou miliardou tun. Jak jim říkat? Nevím. Napadlo mne slovo podivníček, neboť angličtina jim říká strangelets. Podivníčci by mohli vyplňovat onu Żpustinu mezi velikostí atomového jádra a velikostí neutronové hvězdy, ale jisté to není. Jsou tak malí, že neodrážejí světlo, takže pozorovat je přímo nemá být možné. I kdyby měli tvořit osm desetin vesmírné hmoty. Možná, že by se podivná hmota dala najít v neutronových hvězdách, které zbyly po supernovách. Pokud by na tuto hvězdu dopadl podivníček, začaly by se dít prazvláštní jevy. Neutrony jsou bez náboje, takže by podivníčka neodpuzovaly. Podivníček je nositelem slabého kladného náboje. Po průniku do nitra hvězdy by nasával neutrony svého hostitele. Neutronovou hvězdu by změnil na hvězdu tvořenou podivnou hmotou za dobu kratší než je minuta. Tak to vypočítala Angela Olintová z chicagské university. Neutronové hvězdy se otáčejí a vysílají pulzy elektromagnetického záření. Připomínají chování majáku. Pulzy jsou nesmírně pravidelné, tak pravidelné, že jde o jedny z nejpřesnějších hodin, které ve vesmíru jsou. Těmto hvězdám se proto říká pulzary. V prvních chvílích jejich objevitele skutečně napadlo, že by mohlo jít o signály nějaké civilizace. Pokud by se neutronová hvězda skutečně změnila na hvězdu tvořenou podivnou hmotou, začala by se točit daleko rychleji. Byla by to hvězdička, která by se dokázala otočit za půl tisíciny sekundy. Pokud by něco takového astronomové opravdu našli, měli by skoro jistotu, že sledují útvar z podivné hmoty. Neutronové hvězdy se takto rychle otáčet nedokážou. Najdou jej?
25 Ještě si vybavíte názvy a náboje kvarků? Jsou součástí úspěšné teorie, nazvané Ż Standardní model. Popisuje stavbu hmoty a vzájemné působení jejích stavebních součástí. Základními stavebními kameny přírody jsou kvarky a leptony, říká tato teorie. Kvarky a leptony vytvářejí tři rodiny. Svět, který známe, vytvořila jen první z nich. Standardní model jsou ve skutečnosti dvě teorie. První z nich mluví o tom, co a jak drží pohromadě atomová jádra, je tedy popisem silné síly nebo silných interakcí a jmenuje se kvantová chromodynamika. Druhá sloučila popis elektromagnetického pole a jeho částic (nebo vln) s popisem síly slabé, která odpovídá za proměny uvnitř atomových jader, a říká se jí elektroslabá teorie. Jestliže současní fyzikové a matematici říkají, že nějaká teorie sice spoustu jevů a vztahů vysvětluje, některé však nikoli, říkají, že je neúplná. I tak úspěšná teorie hmoty, jakou je Żstandardní model, je neúplná teorie. Tak například z ní plyne, že některé jevy při velmi vysokých energiích by měly probíhat s vyšší pravděpodobností, než je pravděpodobnost 1. Což není možné. Pravděpodobnost totiž může nabývat hodnoty pouze od 0 do 1. Jestliže je pravděpodobnost události 0, pak zcela jistě
26 nenastane. Jestliže je pravděpodobnost události 0,5 pak v 50% případů nastane, v 50% případů nenastane příkladem je házení mincí. Při každém hodu je pravděpodobnost 0,5 že padne rub a 0,5, že padne líc. Jestliže je pravděpodobnost události 1, pak zcela jistě nastane. Pravděpodobnost tedy nemůže mít záporné hodnoty nebo hodnoty vyšší než 1. Podobně je zvláštní, že náboj kvarků je zlomkový, zatímco náboj leptonů, jejichž příkladem je elektron, je celistvý. Mimoto nejnovější pokusy naznačují možnost, že kvarky nejsou Żkonečným stavebním kamenem hmoty, podobně jako jím nemusí být gluony, které jsou nositelem silné síly a přidržují kvarky pohromadě. Možná, že existuje ještě něco menšího, Żhlouběji v hmotě, která by v tomto případě čím dál víc připomínala ruskou matrjošku. Lidé, skály a neutrina Neutrina se chovají jako správný duch. Tváří se, že skoro nejsou, přestože fyzikové vědí, že jsou jich tři druhy: elektronové, mionové a tau. Patří totiž k leptonům, to je šest Żdvojčat kvarků. Mezi leptony patří všeobecně známý elektron, dále mion a tau a jejich tři právě jmenovaná neutrina. Neutrina nemají elektrický náboj, není jisté zda mají nebo nemají nějakou hmotu, a jejich rychlost se blíží rychlosti světla. Neutrina s obyčejnou hmotou nechtějí mít téměř nic společného. Ohromné množství jich chrlí supernovy, ale i naše Slunce. Vznikají při proměnách atomových jader. V našem Slunci nejméně čtyřmi způsoby. Dlouhou dobu už fyziky trápí to, čemu pan doktor Grygar říká neutrinový skandál. Přístroje totiž zachytávají neutrin méně, než říkají výpočty. Možná, že Slunce vyrábí neutrin méně než by mělo. Nebo se v něm
27 děje něco, čemu nikdo nerozumí, neboť výpočty i jejich pokusné ověření se zdají v pořádku. Anebo? Nemohou se náhodou cestou proměňovat neutrina jednoho druhu na druh jiný? Jestliže by detektory zachytávaly jen nějaký druh neutrin a ostatní nikoli, mohlo by se v případě jejich proměny na ten druh, který detektory nezachytávají, zdát, že je jich daleko méně, než ve skutečnosti je. Ż K čemu je tohle zkoumání je dobré? Nikdo mu přece nerozumí!, slýchávám stále častěji. Že někdo něčemu nerozumí, není, myslím, důvodem k tomu, aby přestali pracovat lidé, kteří problému rozumějí. Základní svízelí lidského bytí je, že jak příroda, tak společnost jsou zcela kontraintuitivní. Jinými slovy, chovají se podle pravidel, která jsou v rozporu se Żzdravým selským rozumem, naší každodenní zkušeností. Kromě toho jsou tato pravidla známa jen velmi nedostatečně. Jejich zvládnutí je náročné. Dá spoustu práce. Ruku na srdce: kolik lidí chápe a umělo by svému sousedovi vysvětlit principy teorie relativity, evoluční teorie anebo nejzákladnější pravidla kvantové fyziky? A kolik lidí by umělo vysvětlit základní pravidla hry světového hospodářství, světa financí, politické moci a světových náboženství? Přestože tato pravidla nepřímo nebo přímo kontrolují náš každodenní život, jsou skrytá, za nátěrem bezprostředních starostí, potřebou zábavy
28 a odpočinku. Kolik lidí je na sklonku dne schopných a ochotných namáhat se s pochopením jevů a souvislostí, na něž nemohou mít bezprostřední vliv? Kolik citlivých, chytrých a vnímavých lidí se dá ohloupit a zbavit tvořivosti vším možným, například sledováním zcela umělých příběhů, které se skutečností nemají nic společného, a nepravdivých zpráv v televizi... A přesto: v systému mechanické demokracie je každý dospělý voličem. Má jeden hlas. Ať už chápe, jaké budou pravděpodobné důsledky jeho hlasování nebo nechápe. Nechápe-li, nebo nechce-li pochopit, je snadno ovladatelný pomocí slibů jednoduchých řešení i jednoduchými, snadno pochopitelnými výklady. Zejména těmi, které mu sníží míru úzkosti. K čemu je tedy dobré vědět, zda se neutrina na své cestě vzájemně proměňují? Jestliže se proměňují (fyzikové tomuto jevu říkají oscilace ), pak podle jednoho ze základních zákonů kvantové fyziky musí mít dva z oscilujících druhů odlišnou hmotnost. Zjištění, jak často se proměňují, by mohlo vyřešit neutrinový skandál a určit jejich hmotu. Pokud by jejich hmota byla bezpečně určena, znamenalo by to, že je na světě přinejmenším část toužebně hledané chybějící hmoty, kterou tak potřebují kosmologové pro svůj Standardní model Velkého třesku. Nejde tedy o nic malého. Jak by se to dalo zjistit? Zkuste vyrobit proud mionových neutrin. Nechte je letět nějakou drahou. Pak je zachyťte a podívejte se, kolik se vám tam objevilo neutrin tau. Chytíte-li jich dost, máte to. Jak se to dělá?
29 Návod je podobný receptu v kuchařce. Vyrobíte proud protonů, kladně nabitých Żelementárních částic (chcete-li, říkejte jim jádra vodíku, protože jsou s nimi totožná) v přístroji, který se jmenuje superprotonový synchrotron. Mají ho v CERNU, což je evropská laboratoř fyziky částic na hranicích Švýcarska a Francie. Protonový paprsek zaměříte na tyčinky, velké asi tak, jako jsou velké cigarety, z prvku berylia. Náraz protonů na atomy berylia vytvoří piony, to jsou částice tvořené jedním kvarkem a jedním antikvarkem (každá částice má svou antičástici, s opačnými vlastnostmi). Piony necháte letět 300 metrů dlouhým tunelem a to proto, aby se mohly proměnit na miony (mion je těžší obdoba elektronu) a to, oč vám jde mionová neutrina. Dalším krokem je něco jako filtrace: na konci tunelu uděláte blok ze železa. Ten zastaví všechno, co nepotřebujete to jest zbylé protony, piony a miony. Mionová neutrina nezastaví, ta letí dál, neboť, jak známo, neutrina nechtějí mít s hmotou skoro nic společného. Necháte je letět dalších osm set metrů a vložíte jim do cesty dva detektory. Jimi budete chytat neutrina tau, která podle vaší teorie měla vzniknout z mionových neutrin mí. Jeden z vašich detektorů se jmenuje CHORUS, tendruhý NOMAD. CHORUS je něco podobného filmové emulsi, která naplňuje velkorysou kameru. Obsahuje 800 kg bromidu stříbrného. Fyzici otevřou její vstupní otvor, jako když se fotografuje. Jestliže váš fotoaparát pracuje dejme tomu s rychlostí závěrky 1/100 sekundy, bude Żzávěrka přístroje CHORUS otevřená celý rok. Po roce bude část emulze vyňata. Fyzici ji budou prohlížet mikroskopem, na který bude připojena televizní kamera, obojí řídí počítač. A budou hledat stopy, které by mělo zanechávat tau neutrino při srážce s atomovými jádry, která jsou v emulzi. Buďto je najdou, nebo je nenajdou. Vědí, že se tam může připlést mnoho dalších jevů, které mohou předstírat: Żjá jsem
30 tau. Proto mají druhý detektor NOMAD. Ten elektronicky zaznamenává trosky, které vzniknou při zcela ojedinělých srážkách neutrin s hmotou. Počítejte, prosím, s tím, že vaše sítě na chytání tau neutrin jsou značně řídké. Neutrina dokážou prolétnout zeměkoulí a nezanechat stopu, jako když prolétne kulka vzduchem. Buď nemají hmotu nebo ji mají velmi malou. A nemají elektrický náboj. Hmota je pro ně řidší než je vzduch pro letící kulku. Váš přístroj vyrobí ročně 5 x neutrin padesát tisíc milionů milionů. Oba detektory jich za roční působení dokáží zachytit nanejvýš několik set tisíc a skoro všechny z nich budou zase mionová neutrina. Jestliže se tam objeví nějaké tau, pak jich bude nanejvýš několik desítek. Vzpomínáte si na pohádku, v níž dal čaroděj hrdinovi nabírat rybník cedníkem? Příroda není zlý čaroděj. Vylíhli jsme se z ní a užasle sledujeme, v jak velkých, malých a složitých měřítcích se dá (aspoň zčásti) pochopit. Ale to je náš lidský problém, to není problém přírody. To jenom my, lidé, máme sklon měřit všechno podle velikosti vlastního těla a schopnosti pochopit složité soustavy. Na druhé straně jestliže je život starý 3,5 miliardy let, naši bezprostřední vývojoví přechůdci 5 7 milionů let, my sami čtyřicet tisíc let, civilizace s písmem pět tisíc let, moderní věda, dejme tomu, čtyři sta let a standardní model hmoty vznikl teprve v šedesátých letech našeho století, není zač se stydět. I tak malinký počet zachycených tau neutrin může být přeceněním, jestliže je podíl proměňujících se neutrin malý. Nelze vyloučit, že vzájemně se proměňující neutrina jsou velmi lehká, takže dráha, kterou jim vaše kuchařka určila, je příliš krátká. Proto se nestihnou na ní proměnit. Lovíte je totiž na vzdálenost asi jednoho kilometru. Z výpočtů přitom plyne, že CHORUS i NOMAD chytnou neutrina na tuto
31 vzdálenost jen tehdy, bude-li jejich hmotnost alespoň 1 elektronvolt. P11 Jak by se to dalo obejít? Něčím výkonnějším. Mohl by tím být nový urychlovač, který by společně se starým vystřelil neutrina skalami zemského pláště na vzdálenost 732 km, a to do podzemní laboratoře v Gran Sasso, která je přibližně uprostřed Itálie. V Gran Sasso se plánuje stavba dalšího detektoru se jménem ICARUS. To má být nádrž s tunami tekutého vzácného prvku argonu. Argon je rovněž schopen zachytit neutrina. A kdyby nestačilo ani tohle? Pak by nezbylo než poslat neutrina napříč Zemí na vzdálenost km, do Japonska. Staví se tam detektor se jménem Super Kamiokande. To by však znamenalo, že v CERNU je nutné vyrazit další 600 m dlouhý tunel ve skále a opatřit dva supravodivé magnety, které ohnou protonový proud o 43 stupňů Żdolů, aby to Japonsko vůbec trefil. Super Kamiokande se teprve staví. A to v Kamioka, v dole, jenž je asi 300 km severozápadně od Tokia. Počínaje 8. st. n.l. se tu těžilo olovo, stříbro a zinek. Super Kamiokande bude ocelový válec obsahující padesát tisíc tun ultračisté vody. Na vnitřním povrchu mu vědci rozmístí fotonásobičů schopných zachytit nepatrné záblesky způsobené průletem neutrin. Neutrina vyrazí některý elektron z oběžných drah kolem atomů tvořících vodu. Vyražený elektron putující vodou ve stejném směru jako neutrino, které to způsobilo, je zdrojem modravého Čerenkovova záření. Změří-li se, kde a kdy Čerenkovovo záření narazí na detektor, je možné spočítat jak dráhu tak energii příslušného neutrina. Proč v dole? Skála nad detektorem je stínítko. Zachytává skoro vše, co by se pletlo do měření. Například miony vznikající srážkami kosmického záření s atomovými jádry horních vrstev naší atmosféry. Předpokládá se, že Super Kamiokande zachytí třicet slunečních neutrin
VY_32_INOVACE_FY.19 VESMÍR
VY_32_INOVACE_FY.19 VESMÍR Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Jiří Kalous Základní a mateřská škola Bělá nad Radbuzou, 2011 Vesmír je souhrnné označení veškeré hmoty, energie
VíceHvězdy se rodí z mezihvězdné látky gravitačním smrštěním. Vlastní gravitací je mezihvězdný oblak stažen do poměrně malého a hustého objektu
Hvězdy se rodí z mezihvězdné látky gravitačním smrštěním. Vlastní gravitací je mezihvězdný oblak stažen do poměrně malého a hustého objektu kulovitého tvaru. Tento objekt je nazýván protohvězda. V nitru
VíceVY_32_INOVACE_06_III./19._HVĚZDY
VY_32_INOVACE_06_III./19._HVĚZDY Hvězdy Vývoj hvězd Konec hvězd- 1. možnost Konec hvězd- 2. možnost Konec hvězd- 3. možnost Supernova závěr Hvězdy Vznik hvězd Vše začalo už strašně dávno, kdy byl vesmír
VíceVšechny galaxie vysílají určité množství elektromagnetického záření. Některé vyzařují velké množství záření a nazývají se aktivní.
VESMÍR Model velkého třesku předpovídá, že vesmír vznikl explozí před asi 15 miliardami let. To, co dnes pozorujeme, bylo na začátku koncentrováno ve velmi malém objemu, naplněném hmotou o vysoké hustotě
VíceZa hranice současné fyziky
Za hranice současné fyziky Zásadní změny na počátku 20. století Kvantová teorie (Max Planck, 1900) teorie malého a lehkého Teorie relativity (Albert Einstein) teorie rychlého (speciální relativita) Teorie
VíceVznik vesmíru (SINGULARITA) CZ.1.07/1.1.00/14.0143. Zpracovala: RNDr. Libuše Bartková
Vznik vesmíru (SINGULARITA) CZ.1.07/1.1.00/14.0143 Zpracovala: RNDr. Libuše Bartková Teorie Kosmologie - věda zabývající se vznikem a vývojem vesmírem. Vznik vesmírů je vysvětlován v bájích každé starobylé
VíceAstronomie. Astronomie má nejužší vztah s fyzikou.
Astronomie Je věda, která se zabývá jevy za hranicemi zemské atmosféry. Zvláště tedy výzkumem vesmírných těles, jejich soustav, různých dějů ve vesmíru i vesmírem jako celkem. Astronom, česky hvězdář,
VíceVY_12_INOVACE_115 HVĚZDY
VY_12_INOVACE_115 HVĚZDY Pro žáky 6. ročníku Člověk a příroda Zeměpis - Vesmír Září 2012 Mgr. Regina Kokešová Slouží k probírání nového učiva formou - prezentace - práce s textem - doplnění úkolů. Rozvíjí
VíceČLOVĚK A ROZMANITOST PŘÍRODY VESMÍR A ZEMĚ. GRAVITACE
ČLOVĚK A ROZMANITOST PŘÍRODY VESMÍR A ZEMĚ. GRAVITACE Sluneční soustava Vzdálenosti ve vesmíru Imaginární let fotonovou raketou Planety, planetky Planeta (oběžnice) ve sluneční soustavě je takové těleso,
VícePOKUSY VEDOUCÍ KE KVANTOVÉ MECHANICE II
POKUSY VEDOUCÍ KE KVANTOVÉ MECHANICE II FOTOELEKTRICKÝ JEV VNĚJŠÍ FOTOELEKTRICKÝ JEV na intenzitě záření závisí jen množství uvolněných elektronů, ale nikoliv energie jednotlivých elektronů energie elektronů
VíceIdentifikace vzdělávacího materiálu VY_52_INOVACE_F.9.A.34 EU OP VK
Identifikace vzdělávacího materiálu VY_52_INOVACE_F.9.A.34 EU OP VK Škola, adresa Autor ZŠ Smetanova 1509, Přelouč Mgr. Ladislav Hejný Období tvorby VM Červen 2012 Ročník 9. Předmět Fyzika Hvězdy Název,
VícePřírodopis 9. Naše Země ve vesmíru. Mgr. Jan Souček. 2. hodina
Přírodopis 9 2. hodina Naše Země ve vesmíru Mgr. Jan Souček VESMÍR je soubor všech fyzikálně na sebe působících objektů, který je současná astronomie a kosmologie schopna obsáhnout experimentálně observační
VíceVÍTEJTE V BÁJEČNÉM SVĚTĚ VESMÍRU VESMÍR JE VŠUDE KOLEM NÁS!
VÍTEJTE V BÁJEČNÉM SVĚTĚ VESMÍRU VESMÍR JE VŠUDE KOLEM NÁS! Ty, spolu se skoro sedmi miliardami lidí, žiješ na planetě Zemi. Ale kolem nás existuje ještě celý vesmír. ZEMĚ A JEJÍ OKOLÍ Lidé na Zemi vždy
VíceSlunce zdroj energie pro Zemi
Slunce zdroj energie pro Zemi Josef Trna, Vladimír Štefl Zavřete oči a otočte tvář ke Slunci. Co na tváři cítíte? Cítíme zvýšení teploty pokožky. Dochází totiž k přenosu tepla tepelným zářením ze Slunce
VíceStruktura elektronového obalu
Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/03.0009 Struktura elektronového obalu Představy o modelu atomu se vyvíjely tak, jak se zdokonalovaly možnosti vědy
VíceANOTACE vytvořených/inovovaných materiálů
ANOTACE vytvořených/inovovaných materiálů Číslo projektu Číslo a název šablony klíčové aktivity Tematická oblast Formát Druh učebního materiálu Druh interaktivity CZ.1.07/1.5.00/34.0722 III/2 Inovace a
VíceÚvod do moderní fyziky. lekce 7 vznik a vývoj vesmíru
Úvod do moderní fyziky lekce 7 vznik a vývoj vesmíru proč nemůže být vesmír statický? Planckova délka, Planckův čas l p =sqrt(hg/c^3)=1.6x10-35 m nejkratší dosažitelná vzdálenost, za kterou teoreticky
VíceUtajené vynálezy Nemrtvá kočka
Nemrtvá kočka Od zveřejnění teorie relativity se uskutečnily tisíce pokusů, které ji měly dokázat nebo vyvrátit. Zatím vždy se ukázala být pevná jako skála. Přesto jsou v ní slabší místa, z nichž na některá
VíceJak se vyvíjejí hvězdy?
Jak se vyvíjejí hvězdy? tlak a teplota normální plyny degenerované plyny osud Slunce fáze červeného obra oblast horizontálního ramena oblast asymptotického ramena obrů planetární mlhovina bílý trpaslík
VíceRegistrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0553 Elektronická podpora zkvalitnění výuky CZ.1.07 Vzděláním pro konkurenceschopnost
Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0553 Elektronická podpora zkvalitnění výuky CZ.1.07 Vzděláním pro konkurenceschopnost Projekt je realizován v rámci Operačního programu Vzdělávání pro konkurence
VíceFunkce expanze, škálový faktor
Funkce expanze, škálový faktor Astronomové zjistili, že vesmír není statické jeviště. Zjistili, že galaxie jsou unášeny ve všech směrech pryč od nás. A to nejen od nás, ale od všech pozorovatelů ve Vesmíru.
VíceStručný úvod do spektroskopie
Vzdělávací soustředění studentů projekt KOSOAP Slunce, projevy sluneční aktivity a využití spektroskopie v astrofyzikálním výzkumu Stručný úvod do spektroskopie Ing. Libor Lenža, Hvězdárna Valašské Meziříčí,
VíceAstronomie, sluneční soustava
Základní škola Nový Bor, náměstí Míru 128, okres Česká Lípa, příspěvková organizace e mail: info@zsnamesti.cz; www.zsnamesti.cz; telefon: 487 722 010; fax: 487 722 378 Registrační číslo: CZ.1.07/1.4.00/21.3267
VíceVY_32_INOVACE_08.Fy.9. Slunce
VY_32_INOVACE_08.Fy.9. Slunce SLUNCE Slunce je sice obyčejná hvězda, podobná těm, které vidíme na noční obloze, ale pro nás je velmi důležitá. Bez ní by naše Země byla tmavá a studená a žádný život by
VíceVESMÍR Hvězdy. Životní cyklus hvězdy
VESMÍR Hvězdy Pracovní list HEUREKA! aneb podpora badatelských aktivit žáků ZŠ v přírodovědných předmětech ASTRONOMIE Úloha 1. Ze života hvězdy. Úloha 1a. Očísluj jednotlivé fáze vývoje hvězdy. Následně
VíceFYZIKA MIKROSVĚTA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Fyzika mikrosvěta - 3. ročník
FYZIKA MIKROSVĚTA Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Fyzika mikrosvěta - 3. ročník Mikrosvět Svět o rozměrech 10-9 až 10-18 m. Mikrosvět není zmenšeným makrosvětem! Chování v mikrosvětě popisuje kvantová
VíceB. Hvězdy s větší hmotností spalují termojaderné palivo pomaleji,
HVĚZDY 1. Většina hvězd se při pozorování v průběhu noci pohybuje od A. Západu k východu, B. Východu k západu, C. Severu k jihu, D. Jihu k severu. 2. Ve většině hvězd se energie uvolňuje A. Prudkou rotací
VícePohled na svět dalekohledem i mikroskopem.
Pohled na svět dalekohledem i mikroskopem.. Toto je výlet velikou rychlostí překonáváním vzdáleností s frakcí 10. 10 0 1 metr Vzdálenost hromádky listí na zahrádce. 10 1 0 metrů Jděme blíže, možná, uvidíme
VíceGravitační vlny detekovány! Gravitační vlny detekovány. Petr Valach ExoSpace.cz Seminář ExoSpace.
století vlny! Petr Valach ExoSpace.cz www.exospace.cz valach@exospace.cz století vlny Johannes Kepler (1571 1630) Zakladatel moderní vědy Autor tří zákonů o pohybech planet V letech 1600 1612 v Praze Autor
VíceStruktura atomu. Beránek Pavel, 1KŠPA
Struktura atomu Beránek Pavel, 1KŠPA Co je to atom? Částice, kterou již nelze chemicky dělit Fyzikálně ji lze dělit na elementární částice Modely atomů Model z antického Řecka (Démokritos) Pudinkový model
VícePozorování dalekohledy. Umožňují pozorovat vzdálenější a méně jasné objekty (až stonásobně více než pouhým okem). Dají se použít jakékoli dalekohledy
Vesmírná komunikace Pozorování Za nejběžnější vesmírnou komunikaci lze označit pozorování vesmíru pouhým okem (možno vidět okolo 7000 objektů- hvězdy, planety ).Je to i nejstarší a nejběžnější prostředek.
VíceZákladní jednotky v astronomii
v01.00 Základní jednotky v astronomii Ing. Neliba Vlastimil AK Kladno 2005 Délka - l Slouží pro určení vzdáleností ve vesmíru Základní jednotkou je metr metr je definován jako délka, jež urazí světlo ve
VíceVY_52_INOVACE_137.notebook. April 12, V rozlehlých prostorách vesmíru je naše planeta jen maličkou tečkou.
Předmět: Přírodověda Základní škola Nový Bor, náměstí Míru 128, okres Česká Lípa, příspěvková organizace e mail: info@zsnamesti.cz; www.zsnamesti.cz; telefon: 487 722 010; fax: 487 722 378 Registrační
VíceŽelezné lijáky, ohnivé smrště. Zdeněk Mikulášek
Železné lijáky, ohnivé smrště Zdeněk Mikulášek Hnědí trpaslíci - nejdivočejší hvězdy ve vesmíru Zdeněk Mikulášek Historie 1963 Shiv Kumar: jak by asi vypadala tělesa s hmotnostmi mezi hvězdami a planetami
VíceAstrofyzika. 1. Sluneční soustava. Slunce. Sluneční atmosféra. Slunce 17.6.2013. Slunce planety planetky komety, meteoroidy prach, plyny
1. Sluneční soustava Astrofyzika aneb fyzika hvězd a vesmíru planety planetky komety, meteoroidy prach, plyny je dominantním tělesem ve Sluneční soustavě koule o poloměru 1392000 km, s průměrnou hustotou
VíceKATAKLYZMICKÉ UDÁLOSTI. 10. lekce Bára Gregorová a Vašek Glos
KATAKLYZMICKÉ UDÁLOSTI 10. lekce Bára Gregorová a Vašek Glos Kataklyzma Překlad z řečtiny = potopa, ničivá povodeň Živelná pohroma, velká přírodní katastrofa, rozsáhlý přírodní děj spojený s velkými změnami
VíceRegistrační číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/21.3075
Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/21.3075 Šablona: III/2 Sada: VY_32_INOVACE_5IS Ověření ve výuce Třída 9. B Datum: 7. 1. 2013 Pořadové číslo 10 1 Astronomie Předmět: Ročník: Jméno autora: Fyzika
VíceVY_32_INOVACE_FY.20 VESMÍR II.
VY_32_INOVACE_FY.20 VESMÍR II. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Jiří Kalous Základní a mateřská škola Bělá nad Radbuzou, 2011 Galaxie Mléčná dráha je galaxie, v níž se nachází
VíceJádro se skládá z kladně nabitých protonů a neutrálních neutronů -> nukleony
Otázka: Atom a molekula Předmět: Chemie Přidal(a): Dituse Atom = základní stavební částice všech látek Skládá se ze 2 částí: o Kladně nabité jádro o Záporně nabitý elektronový obal Jádro se skládá z kladně
VíceStandardní model částic a jejich interakcí
Standardní model částic a jejich interakcí Jiří Rameš Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i., Praha Přednáškové dopoledne Částice, CERN, LHC, Higgs 24. 10. 2012 Hmota se skládá z atomů Každý atom tvoří atomové
VíceEta Carinae. Eta Carinae. Mlhovina koňské hlavy. Vypracoval student Petr Hofmann 8.3.2004 z GChD jako seminární práci z astron. semináře.
Eta Carinae Vzdálenost od Země: 9000 ly V centru je stejnojmenná hvězda 150-krát větší a 4-milionkrát jasnější než Slunce. Do poloviny 19. století byla druhou nejjasnější hvězdou na obloze. Roku 1841 uvolnila
Více9. Astrofyzika. 9.4 Pod jakým úhlem vidí průměr Země pozorovatel na Měsíci? Vzdálenost Měsíce od Země je 384 000 km.
9. Astrofyzika 9.1 Uvažujme hvězdu, která je ve vzdálenosti 4 parseky od sluneční soustavy. Určete: a) jaká je vzdálenost této hvězdy vyjádřená v kilometrech, b) dobu, za kterou dospěje světlo z této hvězdy
VíceGymnázium Dr. J. Pekaře Mladá Boleslav
Gymnázium Dr. J. Pekaře Mladá Boleslav Zeměpis I. ročník ČERNÉ DÍRY referát Jméno a příjmení: Oskar Šumovský Josef Šváb Třída: 5.0 Datum: 28. 9. 2015 Černé díry 1. Obecné informace a) Základní popis Černé
VíceVesmír. Studijní text k výukové pomůcce. Helena Šimoníková D07462 9.6.2009
2009 Vesmír Studijní text k výukové pomůcce Helena Šimoníková D07462 9.6.2009 Obsah Vznik a stáří vesmíru... 3 Rozměry vesmíru... 3 Počet galaxií, hvězd a planet v pozorovatelném vesmíru... 3 Objekty ve
VíceWilsonova mlžná komora byl první přístroj, který dovoloval pozorovat okem dráhy elektricky
Mlžná komora Kristína Nešporová, G. Boskovice Tomáš Pikálek, G. Boskovice Martin Valko, SPŠE a VOŠ Olomouc Abstrakt Tato práce se zabývá problematikou detekce ionizujícího záření pomocí difúzní mlžné komory.
VíceVirtual Universe Future of Astrophysics?
Future of Astrophysics? Robert Klement a Pet oš 8. Listopadu 2009 1 Virtuální Observatoře: Co to je a k čemu jsou? 2 Pár slov k 3 Jak se s pracuje 4 5 6 Vlastní článek Vědecké metody Proč VO? Každé tři
VíceVESMÍR. Prvouka 3. ročník
VESMÍR Prvouka 3. ročník Základní škola a Mateřská škola Tečovice, příspěvková organizace Vzdělávací materiál,,projektu pro školu výuky v ZŠ Tečovice Název vzdělávacího materiálu VY_32_INOVACE_12 Anotace
VíceFyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK
Fyzikální vzdělávání 1. ročník Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník 1 Fyzika atomu - model atomu struktura elektronového obalu atomu z hlediska energie atomu - stavba atomového jádra; základní nukleony
VíceFinále 2018/19, kategorie GH (6. a 7. třída ZŠ) řešení. A Přehledový test. (max. 20 bodů)
A Přehledový test (max. 20 bodů) POKYNY: U každé otázky zakroužkuj právě jednu správnou odpověď. Pokud se spleteš, původní odpověď zřetelně škrtni a zakroužkuj jinou. Je povolena maximálně jedna oprava.
VíceNejdůležitější pojmy a vzorce učiva fyziky II. ročníku
Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/03.0009 Nejdůležitější pojmy a vzorce učiva fyziky II. ročníku V tomto článku uvádíme shrnutí poznatků učiva II. ročníku
Vícepostaven náš svět CERN
Standardní model elementárních částic a jejich interakcí aneb Cihly a malta, ze kterých je postaven náš svět CERN Jiří Rameš, Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i. Czech Teachers Programme, CERN, 3.-7. 3. 2008
VícePředmět: Technická fyzika III.- Jaderná fyzika. Název semestrální práce: OBECNÁ A SPECIÁLNÍ TEORIE RELATIVITY. Obor:MVT Ročník:II.
Předmět: Technická fyzika III.- Jaderná fyzika Název semestrální práce: OBECNÁ A SPECIÁLNÍ TEORIE RELATIVITY Jméno:Martin Fiala Obor:MVT Ročník:II. Datum:16.5.2003 OBECNÁ TEORIE RELATIVITY Ekvivalence
VíceZáklady spektroskopie a její využití v astronomii
Ing. Libor Lenža, Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o. Základy spektroskopie a její využití v astronomii Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o. Krajská hvezdáreň v Žiline Světlo x záření Jak vypadá spektrum?
VíceChemické složení vesmíru
Společně pro výzkum, rozvoj a inovace - CZ/FMP.17A/0436 Chemické složení vesmíru Jak sledujeme chemické složení ve vesmíru? Libor Lenža, Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o. Mendelova univerzita v Brně,
VíceNÁZEV ŠKOLY: Základní škola Javorník, okres Jeseník REDIZO: 600 150 585 NÁZEV: VY_32_INOVACE_200_Planetárium AUTOR: Ing. Gavlas Miroslav ROČNÍK,
NÁZEV ŠKOLY: Základní škola Javorník, okres Jeseník REDIZO: 600 150 585 NÁZEV: VY_32_INOVACE_200_Planetárium AUTOR: Ing. Gavlas Miroslav ROČNÍK, DATUM: 9., 25.11. 2011 VZDĚL. OBOR, TÉMA: Fyzika, Planetárium
VíceObecná teorie relativity pokračování. Petr Beneš ÚTEF
Obecná teorie relativity pokračování Petr Beneš ÚTEF Dilatace času v gravitačním poli Díky principu ekvivalence je gravitační působení zaměnitelné mechanickým zrychlením. Dochází ke stejným jevům jako
VíceExtragalaktické novy a jejich sledování
Extragalaktické novy a jejich sledování Novy těsné dvojhvězdy v pokročilém stadiu vývoje přenos hmoty velikost bílého trpaslíka Spektrum klasické novy Objevy nov v ČR 1936 - Záviš Bochníček objevuje ve
VíceFyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK
Fyzikální vzdělávání 1. ročník Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník 1 6.1Slunce, planety a jejich pohyb, komety Vesmír - Slunce - planety a jejich pohyb, - komety, hvězdy a galaxie 2 Vesmír či kosmos (z
VíceKam kráčí současná fyzika
Kam kráčí současná fyzika Situace před II. světovou válkou Kvantová teorie (Max Planck, 1900) teorie malého a lehkého Teorie relativity (Albert Einstein) teorie rychlého (speciální relativita) Teorie velkého
VíceVzdálenosti ve vesmíru
Vzdálenosti ve vesmíru Proč je dobré, abychom je znali? Protože nám udávají : Výchozí bod pro astrofyziku: Vzdálenosti jakéhokoli objektu ve vesmíru je rozhodující parametr k pochopení mechanizmu tvorby
VíceIdentifikace vzdělávacího materiálu VY_52_INOVACE_F.9.A.35 EU OP VK. Fyzika Orientace na obloze
Identifikace vzdělávacího materiálu VY_52_INOVACE_F.9.A.35 EU OP VK Škola, adresa Autor ZŠ Smetanova 1509, Přelouč Mgr. Ladislav Hejný Období tvorby VM Červen 2012 Ročník 9. Předmět Fyzika Orientace na
VíceABSOLVENTSKÁ PRÁCE ZÁKLADNÍ ŠKOLA, ŠKOLNÍ 24, BYSTRÉ ROČNÍK. Astronomie - hvězdy. Michal Doležal
ABSOLVENTSKÁ PRÁCE ZÁKLADNÍ ŠKOLA, ŠKOLNÍ 24, BYSTRÉ 569 92 9.ROČNÍK Astronomie - hvězdy Michal Doležal Školní rok 2011/2012 Prohlašuji, že jsem absolventskou práci vypracoval samostatně a všechny použité
VíceNAŠE ZEMĚ VE VESMÍRU Zamysli se nad těmito otázkami
NAŠE ZEMĚ VE VESMÍRU Zamysli se nad těmito otázkami Jak se nazývá soustava, ve které se nachází planeta Země? Sluneční soustava Která kosmická tělesa tvoří sluneční soustavu? Slunce, planety, družice,
VíceSložení hvězdy. Hvězda - gravitačně vázaný objekt, složený z vysokoteplotního plazmatu; hmotnost 0,08 M ʘ cca 150 M ʘ, ale R136a1 (LMC) má 265 M ʘ
Hvězdy zblízka Složení hvězdy Hvězda - gravitačně vázaný objekt, složený z vysokoteplotního plazmatu; hmotnost 0,08 M ʘ cca 150 M ʘ, ale R136a1 (LMC) má 265 M ʘ Plazma zcela nebo částečně ionizovaný plyn,
VíceBatse rozložení gama záblesků gama záblesků detekovaných družicí BATSE v letech Rozložení je isotropní.
GRB Gama Ray Burst Úvod Objevení a pozorování Lokalizace a hledání optických protějšků Vzdálenosti a rozložení Typy gama záblesků Možné vysvětlení Satelit Fermi Objev gama záblesků Gama záření je zcela
Více08 - Optika a Akustika
08 - Optika a Akustika Zvuk je mechanické vlnění v látkovém prostředí, které je schopno vyvolat sluchový vjem. Člověk je schopen vnímat vlnění o frekvenci 16 Hz až 20000 Hz (20kHz). Frekvenci nižší než
VíceRegistrační číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/21.3075
Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/21.3075 Šablona: III/2 Sada: VY_32_INOVACE_5IS Ověření ve výuce Třída 9. B Datum: 4. 3. 2013 Pořadové číslo 20 1 Černé díry Předmět: Ročník: Jméno autora: Fyzika
VíceVýukový materiál zpracovaný v rámci projektu
Výukový materiál zpracovaný v rámci projektu Pořadové číslo projektu: cz.1.07/1.4.00/21.1936 č. šablony: III/2 č.sady: 6 Ověřeno ve výuce: 13.1.2012 Třída: 3 Datum:28.12. 2011 1 Sluneční soustava Vzdělávací
Více2. Prostudovat charakter interakcí různých částic v hadronovém kalorimetru
Pracovní úkol: 1. Seznámit se s interaktivní verzí simulace 2. Prostudovat charakter interakcí různých částic v hadronovém kalorimetru 3. Kvantitativně srovnat energetické ztráty v kalorimetru pro různé
VíceZákladní škola Ulice Míru, Rokycany. Mgr. Monika Abrtová. Obsah
Základní škola Ulice Míru, Rokycany Mgr. Monika Abrtová Obsah 1 Úvod do tématu sluneční soustavy... 2 2 Cíl projektu... 2 3 Postup při zpracování... 2 4 Zpracování... 3 5 Závěr miniprojektu... 4 6 Přílohy...
VíceInovace výuky prostřednictvím šablon pro SŠ
Název projektu Číslo projektu Název školy Autor Název šablony Název DUMu Stupeň a typ vzdělávání Vzdělávací oblast Vzdělávací obor Tematický okruh Inovace výuky prostřednictvím šablon pro SŠ CZ.1.07/1.5.00/34.0748
VíceIdentifikace práce. Žák jméno příjmení věk. Bydliště ulice, č.p. město PSČ. Škola ulice, č.p. město PSČ
vyplňuje žák Identifikace práce Žák jméno příjmení věk Bydliště ulice, č.p. město PSČ vyplňuje škola Učitel jméno příjmení podpis Škola ulice, č.p. město PSČ jiný kontakt (např. e-mail) A. Přehledový test
VíceČerné díry: brány k poznávání našeho Vesmíru
Jihlavská astronomická společnost, 9. února 2017, Muzeum Vysočina. Černé díry: brány k poznávání našeho Vesmíru Ing. Petr Dvořák petr.dvorak@ceitec.vutbr.cz Ústav fyzikálního inženýrství, FSI VUT v Brně
VícePříklady Kosmické záření
Příklady Kosmické záření Kosmické částice 1. Jakou kinetickou energii získá proton při pádu z nekonečné výšky na Zem? Poloměr Zeměje R Z =637810 3 maklidováenergieprotonuje m p c 2 =938.3MeV. 2. Kosmickékvantum
VíceEinsteinových. podle množství. dá snadno určit osud vesmíru tři možné varianty
Známe už definitivní iti model vesmíru? Michael Prouza Klasický pohled na vývoj vesmíru Fid Fridmanovo řešení š í Einsteinových rovnic podle množství hmoty (a energie) se dá snadno určit osud vesmíru tři
VíceVenuše druhá planeta sluneční soustavy
Venuše druhá planeta sluneční soustavy Planeta Venuše je druhá v pořadí vzdáleností od Slunce (střední vzdálenost 108 milionů kilometrů neboli 0,72 AU) a zároveň je naším nejbližším planetárním sousedem.
VíceProč studovat hvězdy? 9. 1 Úvod 11 1.1 Energetické úvahy 11 1.2 Zjednodušení použitá při konstrukci sférických modelů... 13 1.3 Model našeho Slunce 15
Proč studovat hvězdy? 9 1 Úvod 11 1.1 Energetické úvahy 11 1.2 Zjednodušení použitá při konstrukci sférických modelů.... 13 1.3 Model našeho Slunce 15 2 Záření a spektrum 21 2.1 Elektromagnetické záření
VíceSTEPHEN HAWKING Černé díry: Reithův cyklus přednášek pro BBC
STEPHEN HAWKING Černé díry: Reithův cyklus přednášek pro BBC ARGO DOKOŘÁN STEPHEN HAWKING Černé díry: Reithův cyklus přednášek pro BBC Z anglického originálu Black Holes: The BBC Reith Lectures, vydaného
VícePracovní list Název projektového úkolu VESMÍRNÉ OTÁZKY A ODPOVĚDI Třída V. Název společného projektu MEZI NEBEM A ZEMÍ
Pracovní list Název projektového úkolu VESMÍRNÉ OTÁZKY A ODPOVĚDI Třída V. Název společného projektu MEZI NEBEM A ZEMÍ Název pracovního týmu Členové pracovního týmu Zadání úkolu Jsme na začátku projektu
Více4.4.6 Jádro atomu. Předpoklady: Pomůcky:
4.4.6 Jádro atomu Předpoklady: 040404 Pomůcky: Jádro je stotisíckrát menší než vlastní atom (víme z Rutherfordova experimentu), soustřeďuje téměř celou hmotnost atomu). Skládá se z: protonů: kladné částice,
VíceJana Nováková Proč jet do CERNu? MFF UK
Jana Nováková MFF UK Proč jet do CERNu? Plán přednášky 4 krát částice kolem nás intermediální bosony mediální hvězdy hon na Higgsův boson - hit současné fyziky urychlovač není projímadlo detektor není
VícePLANETY SLUNEČNÍ SOUSTAVY
PLANETY SLUNEČNÍ SOUSTAVY Sluneční soustava je planetárn rní systém m hvězdy známé pod názvem n Slunce, ve kterém m se nachází naše e domovská planeta Země. Tvoří ji: Slunce 8 planet, 5 trpasličích planet,
VíceMgr. Jan Ptáčník. Astronomie. Fyzika - kvarta Gymnázium J. V. Jirsíka
Mgr. Jan Ptáčník Astronomie Fyzika - kvarta Gymnázium J. V. Jirsíka Astronomie Jevy za hranicemi atmosféry Země Astrofyzika Astrologie Historie Thalés z Milétu: Země je placka Ptolemaios: Geocentrismus
VíceDen, kdy se vesmír navždy změnil...16
Obsah Kapitola 1 Za obzor představivosti... 8 Kapitola 2 Den, kdy se vesmír navždy změnil...16 Kapitola 3 Design Země...30 Kapitola 4 Jedinečnost lidí...44 Kapitola 5 Dar rovnováhy...56 Kapitola 6 Proč
VíceExperiment ATLAS. Shluky protiběžných částic se srážejí každých 25 ns. tj. s frekvencí. Počet kanálů detektoru je 150 mil.
Experiment ATLAS Shluky protiběžných částic se srážejí každých 25 ns tj. s frekvencí 40 MHz Počet srážek 40 MHz x 20 = 800 milionů / s Počet kanálů detektoru je 150 mil. Po 1. úrovni rozhodování (L1 trigger)
VíceReliktní záření a jeho polarizace. Ústav teoretické fyziky a astrofyziky
Reliktní záření a jeho polarizace Jiří Krtička Ústav teoretické fyziky a astrofyziky Proč je obloha temná? v hlubohém lese bychom v každém směru měli vidět kmen stromu. Proč je obloha temná? pokud jsou
VíceVESMÍR. za počátek vesmíru považujeme velký třesk před 13,7 miliardami let. dochází k obrovskému uvolnění energie, která se rozpíná
VESMÍR za počátek vesmíru považujeme velký třesk před 13,7 miliardami let dochází k obrovskému uvolnění energie, která se rozpíná vznikají první atomy, jako první se tvoří atomy vodíku HVĚZDY první hvězdy
VíceNabídka vybraných pořadů
Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o. Vsetínská 78 757 01 Valašské Meziříčí Nabídka vybraných pořadů Pro 2. stupeň základních škol Připravili jsme pro Vaše žáky celou paletu naučných programů a besed zaměřených
Více- mezihvězdná látka - složení: plyny a prach - dělení: 1) Jasné září vlastním nebo rozptýleným světlem emisní reflexní planetární 2) Temné pohlcují
Mgr. Veronika Kuncová, 2013 - mezihvězdná látka - složení: plyny a prach - dělení: 1) Jasné září vlastním nebo rozptýleným světlem emisní reflexní planetární 2) Temné pohlcují světlo z blízkých zdrojů
VíceTemná hmota ve vesmíru
Gymnázium Tachov, seminář 16. října 2002 Temná hmota ve vesmíru Jiří Svršek 1 c 2002 Intellectronics Abstract Temná hmota je hypotetická nesvítící substance, která se nachází mezi galaxiemi ve vesmíru
VíceVnitřní energie. Teplo. Tepelná výměna.
Vnitřní energie. Teplo. Tepelná výměna. A) Výklad: Vnitřní energie vnitřní energie označuje součet celkové kinetické energie částic (tj. rotační + vibrační + translační energie) a celkové polohové energie
VíceHISTORIE ATOMU. M g r. ROBERT P ECKO TENTO DOKUMENT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY
HISTORIE ATOMU M g r. ROBERT P ECKO TENTO DOKUMENT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY Historie atomu (modely) Mgr. Robert Pecko Období bez modelu pojetí hmoty
VíceKvantové technologie v průmyslu a výzkumu
Kvantové technologie v průmyslu a výzkumu Jejich budoucí význam a využití www.quantumphi.com. Kvantové technologie - přehled Kvantové technologie přinesou vylepšení mnoha stávajících zařízení napříč všemi
Víceškolní vzdělávací program ŠKOLNÍ VZDĚLÁVACÍ PROGRAM DR. J. PEKAŘE V MLADÉ BOLESLAVI RVP G 8-leté gymnázium Fyzika II. Gymnázium Dr.
školní vzdělávací program PLACE HERE Název školy Adresa Palackého 211, Mladá Boleslav 293 80 Název ŠVP Platnost 1.9.2009 Dosažené vzdělání Střední vzdělání s maturitní zkouškou Název RVP Délka studia v
VícePřednášky z lékařské biofyziky Biofyzikální ústav Lékařské fakulty Masarykovy univerzity, Brno
Přednášky z lékařské biofyziky Biofyzikální ústav Lékařské fakulty Masarykovy univerzity, Brno 1 Přednášky z lékařské biofyziky Biofyzikální ústav Lékařské fakulty Masarykovy univerzity, Brno Struktura
VíceStandardní model a kvark-gluonové plazma
Standardní model a kvark-gluonové plazma Boris Tomášik Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT International Particle Physics Masterclasses 2012 7.3.2012 Struktura hmoty molekuly atomy jádra a elektrony
VíceOBSAH ÚVOD. 6. přílohy. 1. obsah. 2. úvod. 3. hlavní část. 4. závěr. 5. seznam literatury. 1. Cíl projektu. 2. Pomůcky
Vytvořili: Žáci přírodovědného klubu - Alžběta Mašijová, Veronika Svozilová a Simona Plesková, Anna Kobylková, Soňa Flachsová, Kateřina Beránková, Denisa Valouchová, Martina Bučková, Ondřej Chmelíček ZŠ
VíceRelativistická dynamika
Relativistická dynamika 1. Jaké napětí urychlí elektron na rychlost světla podle klasické fyziky? Jakou rychlost získá při tomto napětí elektron ve skutečnosti? [256 kv, 2,236.10 8 m.s -1 ] 2. Vypočtěte
VíceATOMOVÉ JÁDRO A JEHO STRUKTURA. Aleš Lacina Přírodovědecká fakulta MU, Brno
ATOMOVÉ JÁDRO A JEHO STRUKTURA Aleš Lacina Přírodovědecká fakulta MU, Brno "Poněvadž a-částice... procházejí atomem, pečlivé studium odchylek "těchto střel" od původního směru může poskytnout představu
VíceTrochu astronomie. v hodinách fyziky. Jan Dirlbeck Gymnázium Cheb
Trochu astronomie v hodinách fyziky Jan Dirlbeck Gymnázium Cheb Podívejte se dnes večer na oblohu, uvidíte Mars v přiblížení k Zemi. Bude stejně velký jako Měsíc v úplňku. Konec světa. Planety se srovnají
Více