Únor ve vědě

Že evropská astronomická družice Země Hipparcos bude významným pomocníkem vědy, to bylo jasné hned poté, co začala pořizovat kvalitní a obsáhlý katalog poloh hvězd. Nový soupis umožní přesností poloh i počtem změřených objektů získat o vesmíru mnoho nových vědomostí.

Michael Feast z Univerzity Kapského Města publikoval nyní na základě zpřesněných poloh cefeid svou představu o stáří vesmíru.

Že jsou hvězdy cefeidy pro astronomy metrem k měření vzdáleností ve vesmíru, víme už dlouho. M. Feast nyní z Hipparcových údajů určil nově vzdálenosti 220 cefeid a zjistil, že tyto hvězdy jsou od nás dále, než se dosud soudilo, a že jsou tedy méně zářivé. (Pozn. red.: Budiž tomu rozuměno, že jejich svítivost je větší.) Dost článků se už napsalo o kosmologické záhadě, proč se samotný vesmír jeví mladší než jeho součásti – některé hvězdy. A to nikoli o málo, ale o celé miliardy let. Podle M. Feasta by údaje získané družicí Hipparcos měly snížit stáří těchto vesmírných objektů z 15 na 11 miliard let. A expandující vesmír se jeví starý 10 až 12 miliard let.

Takže jeden z tíživých paradoxů vědy o vesmíru neexistuje? Neznáme žádné hvězdné útvary, které jsou starší než samotný vesmír? Ředitel Hopkinsovy observatoře v Massachusetts Jay Pasachoff měl prohlásit: Jde pravděpodobně o nejzávažnější výsledek v kosmologii poslední doby.

Laiky vždy překvapují nepřímé metody, jimiž lze zjistit hmotnosti vzdálených hvězd. Už desetiletí víme, že neutronová hvězda je tvořena neutrony namačkanými do koule o průměru přibližně 20 km. Často se k všeličemus připodobňuje, kolik by vážila krabička zápalek z této hmoty. Použijme otřelého přirovnání: kostka cukru z hmoty neutronové hvězdy by vážila tolik, jako veškeré lidstvo na naší planetě dohromady.

Pomocí americké družice RXTE (Rossi X-ray Timing Experiment) vypuštěné v prosinci 1995 studoval Tod Strohmayer z Goddardova kosmického centra v marylandském Greenbeltu rentgenový zdroj, dvojhvězdu tvořenou neutronovou a normální hvězdou. U této dvojhvězdy 4 U 1728-34 pozoroval proměny pulzů gama-záření, které se dají objasnit spirálovitým pohybem hmoty řítící se na neutronovou hvězdu, jež se otáčí 1 200krát za sekundu. Z těchto pozorování se dá vypočítat, že neutronová hvězda v soustavě 4 U 1728-34 má hmotu 1,8 našeho Slunce.

Snaha zjistit, zda na okraji sluneční soustavy existuje další planeta, vedla k objevu řady těles číhajících v oblasti takzvaného Kuiperova pásu. Soudíme o něm, že odtud ke Slunci přichází řada komet.

Celkem tu bylo do začátku loňského roku nalezeno 39 objektů, jejichž velikost se pohybuje mezi 100 – 200 km. Většina z nich krouží za Neptunem v rovině sluneční soustavy.

Nyní k nim přibyla dvě další, a to podstatně větší. David Jewitt z Havajské univerzity na Honolulu a Jane Luuová z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics v massachusettské Cambridži zpozorovali za Neptunem těleso o průměru plných 500 km, pohybující se 4 – 6krát dál od Slunce než Neptun. Získalo označení 1996 TL66. Druhé těleso 1996 RQ20 objevila skupina Eleanory Helinové z kalifornské Jet Propulsion Laboratory. Je trochu menší než 1996 TL66 a obletuje Slunce 2 – 3krát dál než Neptun.

Obě tělesa mají nezvyklou dráhu ve sluneční soustavě, skloněnou k rovině ekliptiky o 20^o.

Podle již mnohokrát v tomto přehledu citovaného Briana Marsdena z Harvard-Smithsonian Center bude podobných těles na okraji sluneční soustavy mnoho a odhalí je až dokonalejší teleskopy.

Deset dnů trvala údržbářská mise sedmi astronautů na palubě amerického raketoplánu Discovery, který se vydal k Hubblovu kosmickému teleskopu. Astronauti vystoupili do prostoru mimo raketoplán pětkrát a strávili v něm celkem přes 33 hodin.

Hlavní cíl mise charakterizoval jeden z šéfů teleskopu Edward Weiler: Nahradíme technologii sedmdesátých let technologií let devadesátých! Tak se tomu děje s pozemskými přístroji a je dobré, že lety lidí do kosmu to umožňují i s vesmírným dalekohledem. Šlo především o instalování dvou nových aparatur. Předně o spektrograf STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph), který umožní zevrubnější pozorování vesmíru v infračerveném světle. Mimo jiné to 30krát zrychlí získávání spekter hvězdných objektů.

Druhým novým přístrojem je infračervená kamera a spektrometr NICMOS (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer). Tato aparatura má umožnit Hubblovu teleskopu vidět dál a tím pozorovat starší objekty. Studium bude provádět na vlnových délkách 0,8 – 2,5 mikrometru. Astronomie tak uvidí vesmír starý pouhých 10 % svého věku (doposud byl „dosah“ Hubblova přístroje do jedné třetiny stáří vesmíru). Toto infračervené záření proniká i mračny prachu a tak přístroj může uvidět vznikající galaxie i hvězdy, a dokonce i planety formující se v oblacích prachu.

Vyměněny byly i některé opotřebované součástky, opraven byl rovněž ochranný plášť dalekohledu. Za tři roky by se měli američtí astronauti vypravit k Hubblovu kosmickému teleskopu znovu.

Americký astronaut John Blaha pobýval dlouho na ruské družicové stanici Mir. Nedávno se vrátil americkým raketoplánem zpět k Zemi. A měl přivézt i úrodu z pšeničného políčka, o které se na ruské základně staral.

To kosmické pole představovalo 32 rostlinek pšenice, kterou doopravdy sám vysel a nakonec dovezl do pozemské laboratoře. Pšeničné klasy vypadaly na první pohled dobře. Když však je začal zkoumat pozemský šéf experimentu Frank Salisbury z Utažské státní univerzity v Cache Valley, neskrýval své zklamání. Úroda pšenice veškerá žádná, klasy byly hluché. Vývoj rostlinek se z ničeho nic zastavil a zrna zakrněla. Proč, to vědci nevědí. Prý možná proto, že v ovzduší stanice je mimo jiné i etylén, který vývoji pšenice škodí.

Jméno virologa Roberta Gallo z Marylandské univerzity v Baltimoru je spojeno s počátkem zkoumání aidsu. Nyní se v jeho laboratoři zrodil pozoruhodný výzkum.

Gallo to hodnotí tak, že možná narazil na „dálnici“, která by k novým lékům mohla vést. Je však se svými kolegy na samém začátku a to nejdůležitější ještě nezná. Když studoval Kaposiho sarkom, kožní onemocnění, které se často vyskytuje u nemocných aidsem, povšiml si, že pokusné myšky měly větší šanci přežít onemocnění, když záhy po infikovaní zabřezly. Proto Gallův tým zkoušel, jak na nádory působí rozličné hormony, které produkuje v moči organizmus těhotných žen. A koncem minulého roku ohlásil, že jeden částečně vyčištěný hormon z moče těhotné ženy může skutečně zabíjet buňky Kaposiho nádoru nemocného člověka. Šlo o choriogonatropin, vznikající v placentě a vylučovaný močí v těhotenství. Gallo se pokoušel zvýšit efektivitu působení hormonu tím, že ho dál čistil. Překvapení bylo značné – čistší, tedy účinnější hormon svůj podivuhodný účinek zcela ztratil. Závěr byl jednoznačný – proti nádoru působí nikoli samotný hormon, ale nějaký fragment řetězce, kterým hormon vzniká. Najít se ho však dosud nepodařilo.

Proč těhotné ženy vyrábějí ve svém organizmu tak účinnou protinádorovou látku? Musí to být výhodné pro embryo, patrně se tím posiluje obrana imunitního systému ještě nenarozeného dítěte proti útoku virů i jiných mikroorganizmů.

Ve sdělovacích prostředcích je živen strach nepoučených lidí z transgenních rostlin. Nejde však jen o ně, ale také o transgenní zvířata.

Osmiměsíční černobílá stračena Rosie vypadá spokojeně. Ve výběhu biotechnologické společnosti PPL Therapeutics v Blackburgu ve Spojeném království se o ni starají jako o velmi významné zvíře. Není divu. Rosie je takzvané transgenní telátko, které má spolu s dalšími sedmi kravičkami zlepšit vývoj nedonošených dětí. Do organizmu krávy byl přenesen lidský gen pro významnou složku lidského mateřského mléka, bílkovinu alfa-laktalbumin. Tato bílkovina je v mateřském mléce velice důležitým zdrojem aminokyselin pro novorozence.

Kráva Rosie s lidským genem by měla mít v jednom litru svého mléka 2,4 gramu alfa-laktalbuminu. Pro srovnání – v mateřském mléce ho bývá 2,7 gramu. Rosie se svými sedmi družkami při dojivosti 10 000 litrů tedy ročně vyprodukuje spoustu lidské bílkoviny, která umožňuje zdravý vývoj dětí. Alfa-laktalbumin se bude přidávat do umělé dětské výživy, sušeného mléka, určeného především předčasně narozeným dětem.

Činnost Světové zdravotnické organizace byla v uplynulých dvou letech značně kritizována. Výkonná rada složená z lékařských specialistů členských zemí nyní rozhodla radikálně změnit hlavní cíle organizace. Pro příští léta se musí zaměřit na pět hlavních úkolů:

1. Eradikaci některých infekčních nemocí, jako je obrna.

2. Prevenci před některými dalšími infekčními chorobami, např. tuberkulózou.

3. Péči o zdraví žen a dětí.

4. Základní lékařskou péči.

5. Zlepšení zdraví např. zajištěním čisté vody.

Ročenka Světové zdravotnické organizace obsahující statistické údaje o obyvatelstvu jedné třetiny členských států není v mnohém radostné čtení.

Šokují rozevírající se nůžky věku, kterého se dožívají obyvatelé různých států. Např. děvčátko z Japonska nebo západní země, které se nyní narodí, má naději, že se dožije osmdesátky.

Nyní narozeného ruského chlapce však čeká život o dvacet let kratší, pravděpodobně se nedožije šedesátých narozenin. Podle Světové zdravotnické organizace se takto život zkracuje ve všech 15 republikách bývalého Sovětského svazu a vrací se k úrovni z osmdesátých let. Příčina? Prý nadměrné kouření a alkoholizmus. Podstatně k tomu přispívají i úrazy, automobilové havárie a násilí. Ruská děvčátka mají sice šanci žít o pět let déle, ale také jejich věk dožití klesá, prý vinou kouření.

Louisse Mâsse z Texaské univerzity v Houstonu a Richard Tremblay z Montrealské univerzity sledovali vývoj tisíce chlapců od šesti let do jejich šestnácti. Šlo o děti bílých francouzsky mluvících Kanaďanů z chudší čtvrti Montrealu. Oba vědci uměli na základě chování šestiletých dětí, jejich nadměrné aktivity a až překvapující nebázlivosti v 75 % případů správně odhadnout, že v dospívání začnou užívat drogy a propadnou alkoholu. Výsledky výzkumu mají vytipovat ty děti, které budou ohroženy drogami a alkoholem.

Nejdůležitější evropské pracoviště výzkumu atomového jádra, CERN, řeší své současné finanční problémy snižováním platů, zmenšováním rozsahu svého programu, a dokonce možná do určité míry i zásahy do svého nejprestižnějšího projektu – výstavby nového urychlovače. Oproti představě z r. 1994 bude rozpočet centra v r. 1997 o 7,5 % nižší, v r. 1998 poklesne o 8,5 % a v letech 1999 a 2000 o 9,5 %. Toto rozhodnutí bylo vyvoláno přáním Německa snížit své vlastní finanční zatížení. Pro CERN je to značně těžká rána. Vše se redukuje, nejméně však přece jen výstavba urychlovače LHC (Large Hadron Collider), ve kterém by se měly srážet těžké elementární částice, protony.

Spoří se tedy na platech. Základní mzda se snižuje o 2,2 %, což se má vykompenzovat prodloužením dovolené o pět a půl dne. S urychlovačem LHC v ceně dvou miliard dolarů se tedy počítá. Měl by být uveden do provozu v r. 2005, a to za podmínky, že přispějí i nečlenské země, jež by se chtěly podílet na výzkumném programu přístroje. Japonsko, které už poskytlo 5 miliard jenů, slíbilo další 3,85 miliardy, což dohromady představuje 78 milionů dolarů. Indie podle dohody z března 1996 přispěje částkou 12,5 milionu dolarů. Rusko se v červnu 1996 zavázalo k částce 49 milionů dolarů. Od Kanady se očekává 21 milionů, a pokud jde o USA, které však dohodu stále nepodepsaly, předpokládal se příspěvek ve výši 530 milionů dolarů.

Zrušení výstavby amerického supravodivého superurychlovače SSC v roce 1993 bylo ranou americkému programu studia dalšího nižšího patra hmoty. Nyní se americkým fyzikům dostává první radostné zprávy. Prezident Bill Clinton pro rozpočet Spojených států navrhuje jako příspěvek na výstavbu urychlovače LHC 540 milionů dolarů.

Američtí fyzici očekávají, že americká Národní vědecká nadace přidá na evropský projekt dalších 80 milionů dolarů, a to na dva obří detektory pro urychlovač označené CMS a Atlas. Fyzika teď čeká, zda americký kongres Clintonovu štědrost k fyzice vysokých energií akceptuje.

Srovnávat úroveň vědy v jednotlivých státech je velice nesnadné. Že úroveň vědy je v USA vyšší než třeba u nás, víme. Ale umíme porovnat obecnou úroveň vědy dejme tomu ve Spojeném království a ve Francii? Pro laickou veřejnost může být zviditelněním úrovně vědy počet udílených Nobelových cen, což je však zkreslováno velikostí jednotlivých států a početností jejich vědeckých institucí.

Hlavní vědecký poradce britské vlády Robert May se nyní o hodnocení současné úrovně vědy v jednotlivých zemí světa pokusil. Vycházel především (ale nikoli ve všem) z práce filadelfského Ústavu pro vědecké informace (ISI), a to z údajů od r. 1981 o citování v 4 000 časopisech vycházejících v 79 státech.

Co do objemu vedou samozřejmě USA s 49 % citací. Když se však vezme v úvahu velikost země, tedy počet citací na jednoho obyvatele, USA zmizí z první příčky. Tam se dostane Švýcarsko, které má o 79 % vědecké uznávané produkce víc než Amerika. Více než USA mají dále Švédsko (o 25 %), Izrael (o 5 %) a Dánsko (o 3 %). Spojené království pokulhává za USA o 12 %.

Aby Robert May získal údaj o kvalitě citovaných prací, porovnával relativní citační index, tedy poměr průměrného počtu citací jednoho článku k počtu všech vědeckých článků publikovaných v dané zemi. Pak vypadá pořadí sledovaných zemí takto: USA, Švýcarsko, Švédsko, Dánsko, Spojené království, Holandsko, Kanada, Austrálie, Finsko, Francie, Německo, Japonsko a Itálie. Např. Čína a Indie mají mít svou vědu přibližně šestkrát horší než USA.

Britská analýza též zkoumá efektivnost vynakládaných státních peněz na výzkum a vývoj. Došla k závěru, že v sedmičce nejrozvinutějších zemí světa si nejlépe počíná Kanada. Za každý milion liber „získá“ kanadská vláda 113,7 citace. Na druhém místě je Británie s 93,2 citace. Žebříček se pozmění, když se do vládních výdajů na výzkum a vývoj započítají i peníze na vojenský výzkum. Pak vede Spojené království s 168,2 citace na jeden milion liber, následují USA (148,7 citace) a Kanada (121,4 citace).

Podle Maye realizují úspěšné země svou vědu spíše na univerzitách než v samostatných vědeckých institucích. Důvod vidí v tom, že univerzity mohou k vědecké práci rychleji přitahovat nadané studenty. S tím nesouhlasí např. David Pendlebury z Ústavu vědeckých informací, protože by mohl uvést opačné příklady.

Na francouzském státním sekretariátu pro vědu se začínají zamýšlet nad nerovnoměrným rozprostřením vědeckých pracovišť na území státu. Ministerstvo publikovalo regionální atlas vědy a technologií.

42 % výzkumu z rozpočtu státu se provádí v pařížské oblasti. V krajích Rhône-Alpes 10,8 %, Midi-Pyrénées 9,6 %, Provence-Alpes-Côte d’Azur 8 %, v Bretani 3,3 % a Alsasku méně než 3 %. V těchto údajích se nepřihlíží k vojenskému výzkumu, který koncentraci ještě více zesiluje.

Ne, když bude jíst místo hovězího kuřata! Obava, že hlavním omezujícím faktorem světa bude nedostatek pitné vody, nemusí být lichá. Spotřeba vody se za poslední dvě desetiletí ztrojnásobila v důsledku vzrůstajícího počtu lidí a uplatnění nových výnosných plodin při „zelené revoluci“. Současný svět využívá už polovinu vody svých řek k zavlažování. Velice záporně působí plýtvání vodou. I v USA je využita při zavlažování polí pouze polovina vody. Státní dotace způsobují, že i zde je voda málo cenná – mexický rolník platí jen 11 % skutečné ceny vody, pákistánský 13 % a kalifornský farmář 2 %! Na každý hektar zavlažované půdy amerického Západu připadá 980 dolarů dotací. Svět se bude muset s vodou naučit hospodárně zacházet.

A je prý docela možné, že proto, abychom nezemřeli žízní, budeme muset změnit i své stravovací návyky. Vodohospodář David Pimentel z Cornellovy univerzity z Ithaky spočítal, kolik vody vyžaduje vypěstování různých potravin.

Zatímco 1 kg rýže spotřebuje 1 900 litrů vody, 1 kg brambor stačí 500 litrů. Rýže je nejžíznivější plodina. 1 kg pšenice spotřebuje 900 litrů a kukuřice 1 400 litrů.

Ohromné rozdíly jsou při výrobě masa. Zatímco jeden kilogram kuřecího masa si vyžádá 3 500 litrů, kilogram hovězího plných 100 000 litrů! Pro jediný hamburger vyteče 11 m³ vody. Nemůže za to kráva, která toho vypije celkem málo, ale pěstování krmiva. Takže talíř s porcí hovězího s rýží se rovná ve spotřebě vody 25 talířům s porcí kuřete s brambory.

Představa Američanů, že jsou na tom se zdroji vody dobře, je také dost nepodložená. 2,4 milionu obyvatel USA už pociťuje kritický nedostatek vody, dalších 8,6 milionu má k dispozici jen zdravotně závadnou vodu. Jeden z pěti Američanů pije vodu bakteriálně nevhodnou a závadná pro obsah bakterií je i voda přicházející z 8 % vodárenských úpraven.

20 – 40 % venkovských studní je zamořeno bakteriemi i v Kanadě. Zvláště zle na tom jsou kanadští indiáni a Inuité – pětina z nich pije vodu neodpovídající zdravotnické normě.

Článků se starostmi o vodu ve světě přibývá. A tak i Británie prožívá něco poprvé – nestačí jí vlastní zdroje vody a poblíž Sandwicku v Kentu (v jihovýchodní Anglii), se začíná pro katastrofální nedostatek vody budovat závod na odsolování vody mořské. Letos, kdy se opět v tomto kraji očekává značné sucho, k dispozici voda ještě nebude.

Vědci věnující se studiu Arktidy sepsali varovný dopis americké Národní vědecké nadaci, aby finančně podpořila program studia oteplování severních polárních oblastí. Od pozdních osmdesátých let se oceán v Arktidě oteplil nejméně o 1 ^oC. Dochází tam k zásadní klimatické změně? Je to v důsledku celosvětového oteplování, anebo zde jde jen o podnební proměnu tohoto regionu?

Oceán Arktidy obsahuje nyní mnohem více teplé vody než koncem osmdesátých let. Oteplení se zjišťuje na ploše rovnající se dvěma Britániím. Sovětští vědci rovněž monitorovali stav Arktidy od r. 1950, a to především pomocí letadel. Program však byl zrušen v r. 1987 pro potíže ruské ekonomiky.