Duben ve vědě

Jak se přišlo na to, že náš hvězdný domov je menší

Naše Galaxie je o 15 % menší, než se dosud soudilo. Vyšlo to Michaelu Merrifieldovi a Robertu Ollingovi ze Southamptonské univerzity.

Aby vysvětlili pozorované pohyby hvězd v naší Mléčné dráze, museli posunout adresu Slunce. Dosud se uvádělo, že naše hvězda je nyní vzdálena od středu Galaxie 28 000 světelných let a krouží kolem něj rychlostí 220 km/s. Nové umístění má být 23 000 světelných let a rychlost „pouze“ 185 kilometrů za sekundu.

A protože nové určení vzdáleností v Galaxii je spjato se zpřesňováním vzdáleností i mimo naši hvězdnou soustavu, může být celý vesmír menší a mladší.

Patnáctý mezon polapen?

Z Fermiho laboratoře v Chicagu přichází informace, že tu byl detektován patnáctý druh mezonu. Elementární částice mezony jsou tvořeny z kvarku a antikvarku. Čtrnáct z patnácti předpokládaných typů těchto částic už bylo nalezeno a nyní se tedy v tříšti částic v urychlovači podařilo nalézt mezon tvořený kvarkem charm a antikvarkem anti bottom.

Shin-Hong Kim z univerzity v japonské Tsukubě prohlásil, že tento nově polapený mezon má hmotnost rovnou šesti protonům a žije 0,46 pikosekundy.

Diplomatické táčky nad Mezinárodní kosmickou stanicí

Ameriku znervózňuje stále víc se opožďující výroba ruských částí Mezinárodní kosmické stanice. V americkém Kongresu referoval předseda výboru pro vědu o stavu přípravy stanice, kdy se posuzoval „poslední“ možný termín startu prvního ruského modulu 30. června letošního roku.

Rusům vadí tón řeči amerických poslanců, např. výroky typu „Jediné, v čem je Rusům možno věřit, je to, že se nevzdají možnosti nesplnit včas své závazky“. A tak se v ruském ústředním tisku objevují články s titulky: „Americká touha – vesmír bez Rusů.“ V americkém Kongresu se kladly otázky, zda vůbec Spojené státy potřebují tak nespolehlivého partnera při výstavbě obyvatelné základny na oběžné dráze kolem Země. A ruské noviny vyčítají, že se Rusové místo vřelého blahopřání k 12. dubnu, ruskému svátku pronikání do kosmu, dočkali roztrpčených výčitek...

Ano, termíny výstavby stanice se musely vinou Ruska už několikrát odložit. Ale podle prohlášení ruských šéfů je už první část stanice v pořádku na Bajkonuru a mohla by být vypuštěna 30. června. Rusko si však ověřuje, jak by Američané reagovali na to, kdyby start proběhl až v srpnu, a to vzhledem k tomu, že prosincový start druhé ruské části se s určitostí nepodaří splnit. Jak prohlašuje šéf programu Sergej Šalevič, proč by první modul měl zbůhdarma létat okolo Země...

Američané tomu však – podle ruského tisku vychytrale – nejsou nakloněni. A prý neberou ohled na to, že se už výstavba stanice prodražila o čtyři miliardy dolarů, konstrukce Mezinárodní kosmické stanice se stává složitější a Boeing se „spletl“ při výpočtu nákladů v neprospěch Ruska o 900 milionů dolarů.

Rusové prohlašují, že i americký modul, který ovládá počítače všech 44 hlavních částí stanice, má zdržení jeden a půl měsíce. A že při zkouškách nepatřičně vibroval, což pomohli odstranit ruští inženýři, a to bezplatně. Potvrdila to i interní kontrolní studie NASA. Ruský kosmický průmysl má přitom údajně svou časovou rezervu – druhý modul by se nemusel zkoušet ve výrobním závodě Eněrgija, ale už přímo na kosmodromu, podobně jako tomu bylo u prvního modulu FGB.

Koncem dubna měly být v Moskvě mezinárodní radou hlavních konstruktérů navrženy nové termíny výstavby Mezinárodní kosmické stanice a předloženy ke schválení národním kosmickým agenturám, které je měly schválit do poloviny května. Američané však mají obavy, že se v Rusku nenajde potřebných 380 milionů dolarů, kterými má přispět na projekt... Ruská odpověď je poněkud alibistická: Zda se najdou ony miliony v ruském rozpočtu, to opravdu není dosud jasné, ale je přece zásluhou ruské stanice Mir, že američtí astronauti zde prožili celkem 920 dnů. To je o pět měsíců víc, než nalétali na svých raketoplánech od r. 1981 při 91 startech do vesmíru, za což USA zaplatily Rusku pouhý pakatel – 400 milionů dolarů.

Vesmírná šance pro školáky

Připomeňme, že jméno vozítka Sojourner, které bylo dopraveno loni na Mars sondou Mars Pathfinder, vzešlo z laických návrhů.

Americká NASA a Americká geofyzikální unie požádaly školáky, aby navrhli jméno pro umělou družici Země, která má odstartovat koncem tohoto roku. Jde o satelit EOS-AM-1, první družici systému Earth Observing System, jež má monitorovat výskyt oblačnosti, požáry i řadu dalších faktorů významných při utváření podnebí.

Jméno EOS, vzniklé z počátečních písmen slov Zemský pozorovací systém, skrývá v sobě i řecké slovo „dolů“, ale Američané hledají hezčí pojmenování.

Návrhy, které jsou přijímány do 29. května, musí mít podobu eseje zdůvodňujícího pojmenování v rozsahu 300 slov.

Evidence ruských obětí Černobylu

Tři sovětští specialisté zveřejnili informace o černobylském registru obyvatelstva Ruska. Při rozpadu Sovětského svazu v r. 1991 zahrnul seznam celkem 670 000 lidí, z toho 280 000 těch, kteří se podíleli na likvidaci následků havárie černobylské jaderné elektrárny před dvanácti lety. Evidováni jsou ti pracovníci, kteří se pohybovali v průběhu let 1986 – 1987 v třicetikilometrové zóně kolem elektrárny. V Rusku jich žije nyní 160 000, na Ukrajině 170 000 a v Bělorusku 110 000.

Zpráva shrnuje, že radioaktivitou bylo zamořeno 56 000 km² ruského území, na kterém dnes žijí tři miliony lidí, z toho 700 000 dětí. V Rusku byly nejvíce postiženy Brjanská, Orlovská, Tulská a Kalužská oblast.

Lékařský výzkum prokazuje, že u ruských dětí z těchto oblastí se vyskytuje rakovina štítné žlázy 6,2krát častěji než u běžné ruské populace.

U Rusů podílejících se na záchranných a likvidačních pracích se dvakrát zvýšil výskyt leukemie a pětkrát rakoviny štítné žlázy. U těch, kteří tu pracovali bezprostředně první dva roky po výbuchu, se zvyšuje výskyt nemocí endokrinních žláz devětkrát, krve a krvetvorných orgánů třikrát, krevního oběhu a zažívacího ústrojí čtyřikrát. Psychické poruchy se zmnožily pětkrát. Invalidita vzrostla desetinásobně (a to ve věku 42–44 let). Úmrtnost je dvojnásobná.

Výzkumu zdravotních následků černobylské havárie nyní vadí nekoordinovanost prací odborníků Ruska, Ukrajiny a Běloruska. Daleko lépe funguje spolupráce těchto zemí se západními institucemi, Světovou zdravotnickou organizací, organizací UNESCO, Mezinárodní agenturou pro atomovou energii, Mezinárodní agenturou pro výzkum rakoviny apod. Pomáhá řada států, např. jen Švýcarsko a Holandsko poskytly na výzkum onemocnění štítné žlázy 430 000 dolarů.

A antarktický led taje a taje

Nejnovější družicové snímky Antarktidy potvrzují zrychlující se oteplování tohoto světadílu. Jen během uplynulého léta se zmenšila plocha nejsevernějšího šelfu Larsen B při Antarktickém poloostrově o 200 km². Glaciolog Ted Scambos z Centra pro výzkum sněhu a ledu v colaradském Boulderu hovoří o „začátku konce“ tohoto šelfového moře o ploše 16 000 km².

Antarktický poloostrov, vybíhající do Atlantského oceánu, pozbyl během uplynulých padesáti let zalednění na ploše 8000 km² a místní teplota se tu zvýšila o 2,5 °C.

Kvetla naše Země před 145 miliony let?

Nálezy zkamenělých rostlin dosud vypovídaly, že zemský povrch byl poprvé ozdoben květy před 135 miliony let. Čínští vědci se nyní domnívají, že se kvetoucí rostliny objevily na Zemi už před 145 miliony let. Objevili totiž zkamenělý hmyz starý 145 milionů let, který už měl sosáček schopný pít z květů nektar. Takže i tyto rekordně staré „mouchy“ byly lákány nektarem květů, o jejichž existenci ještě nevíme?

Jak to vědě přísluší (i sluší), ozvaly se námitky. Ten 145 milionů let starý hmyz vybavený sosáčkem se prý mohl docela dobře živit i v bezkvěté přírodě, a to pylem cykasů – starých nahosemenných rostlin, které se udržely téměř výhradně v tropech.

Takže nezbývá než čekat, až vědci ty sosáčky staré 145 milionů let prozkoumají zevrubněji.

Jsou letadla přítelem, nebo ničitelem atmosféry?

Za nejnebezpečnějšího znečišťovatele atmosféry Země skleníkovými plyny se shodně považuje výroba elektřiny, průmysl, a pak auta. A kdesi vzadu se prý krčí celkem nevinná letecká doprava, která má přispívat celosvětovému oteplování svým podílem 5–6 %.

Nové studie však naznačují, že emise letadel, které se zdvojnásobují každých deset let, se už podílejí na oteplování planety z 10 %. Letadla jednak spotřebovávají asi 3 % veškerých spalovaných fosilních paliv, šestkrát víc než automobily. Navíc produkují oxidy dusíku, které ve výškách, v nichž letadla většinou létají, tj. mezi 9 až 13 km, vytvářejí ozon. A ozon, chránící nás ve stratosféře před škodlivým ultrafialovým zářením, v dolní troposféře škodí jako skleníkový plyn.

Ukazuje se však, že je to všechno ještě mnohem složitější: podle nedávného zjištění mohou být letadla i prostředkem proti oteplování Země – svými exhaláty mohou likvidovat metan, jeden z velmi účinných skleníkových plynů...

Paradox evropské vědy a techniky

V zemích Evropské unie je solidní vědecká základna i dostatečné výdaje na výzkum a vývoj, ale neuspokojivá je pozice technologií a průmyslu, prohlašuje Rémi Barré, ředitel Observatoře vědy a techniky Evropské unie. Jedním z ukazatelů technické úrovně Evropské unie je podíl přihlášených evropských patentů na počtu patentů celého světa. V letech 1990–1996 klesl ve státech Evropské unie počet patentů každoročně o 2 %, takže se snížil ze 100 % v r. 1990 na 85 % v r. 1996. Nad svou situací nemohou jásat ani Japonci, kteří patrně zůstávají na své úrovni začátku devadesátých let. Spojené státy se však jeví jako technologicky velice dynamický stát, podíl jejich patentů na světovém počtu stoupá každoročně o 3 %.

Podrobnější analýza ukazuje, že Evropská unie zaujímá dobré postavení v tradičních oborech, jako jsou doprava a materiály, ale ocitá se ve znepokojivé situaci v oblastech, které mají značný význam pro budoucnost, jako je informatika (USA 67,4 %, státy Evropské unie 19,5 % a Japonsko 9,1 % světových patentů). Obdobná situace je ve farmaceuticko-léčebných produktech (USA 59,8 %, Evropa 25,8 % a Japonsko 5,4 %).

K tomuto poklesu evropské úrovně technologií a průmyslu dochází za paradoxní situace, kdy se počet vědeckých prací v zemích Evropské unie a v Japonsku zvýšil v letech 1990–1996 o 8 % a v USA poklesl o 4 %.

Hrozí však i to, že Evropa může ztratit tempo pokroku ve vědě. Zatímco v USA jsou vědci potěšeni letošním výrazným zvýšením dotací na vědu, které předstihuje inflaci, v Evropské unii komentuje výsledky zasedání Rady pro vědu Edith Cressonová jako černý čtvrtek pro evropskou vědu.

Komise navrhla původně pro 5. rámcový program rozvoje vědy rozpočet 16,3 miliardy ECU, což představuje oproti 4. programu zvýšení o 3 %. Avšak ministři Evropské unie na základě tlaku Německa a Francie snížili rozpočt na pouhých 14 miliard ECU (92 miliard franků). Evropský parlament, který při prvním čtení odsouhlasil 167,7 miliardy ECU, se bude k výši rozpočtu znova vyjadřovat při druhém čtení v červnu.

Matematika a fyzika opět na vahách

Žijeme v době, kdy je značná pozornost věnována srovnávání vzdělávacího systému jednotlivých zemí. Taková srovnání jsou vydávána i u nás, přičemž někdy vyvolávají nebezpečné uspokojení dnešním stavem, jindy tento stav zpochybňují, nebo dokonce varují.

Svět se nyní zamýšlí nad výsledky dalšího srovnání výuky přírodních věd a matematiky na osmiletých gymnáziích (The Third International Mathematics and Science Study). Má být nejrozsáhlejší, jaké kdy bylo dosud podniknuto. Překvapivý závěr? Gymnazisté Holandska a severu Evropy jsou na tom výrazně lépe než např. studenti v USA.

K tomuto mezinárodnímu hodnocení se přihlásilo 21 zemí. Jen 16 z nich se však zúčastnilo všech testů a bohužel chyběly asijské státy, které by se mohly, jak lze předpokládat z výtečného umístění předešlých studií úrovně školáků i středoškoláků, umístit velice dobře.

A konkrétní výsledky? Američtí gymnazisté se umístili z šestnácti zemí v matematice na patnáctém místě a ve fyzice na posledním. Francouzské oktávy zaměřené přírodovědně jsou šampiony v matematice před Ruskem a Švýcarskem, avšak ve fyzice jsou málem poslední – třináctí.

Českou republiku předčily Holandsko, Švédsko, Island, Norsko, Švýcarsko, Dánsko, Kanada, Nový Zéland, Rakousko, Austrálie, Slovinsko, Francie a Německo. Za námi jsou Maďarsko, Rusko, Itálie, USA, Litva, Kypr a Jihoafrická republika.

Organizátoři výzkumu poznamenali, že chlapci vykazovali lepší výsledky než dívky. V matematice umožňovala lepší výsledky výuka podporující uvažování a využívající k výpočtům rovnic počítače. Výuka fyziky zaměřená na experimentování neměla na výsledky testů pozitivní vliv.

Biomedicínské obory na špičce vědy

Analýza vědeckých publikací v letech 1981–1992 provedená v 48 vyspělých zemích světa ukazuje, že nejvíce prací vychází v klinické medicíně (přes 17 % všech publikací), pak v biochemii a v chemii, následuje fyzika. Výrazně pozadu (pod 8 %) jsou biologické práce týkající se živočichů a rostlin, inženýrské vědy, molekulární biologie a genetika. Pod čtyřmi procenty skončily neurovědy, farmakologie, věda o materiálech, zemědělské vědy, geologie, ekologie, vědy o životním prostředí, matematika a imunologie. Vzadu se krčí astrofyzika a za ní kupodivu informatika.

Bosporský vodopád

Do stavby prvních pyramid v Egyptě chyběla pouze dvě tisíciletí, když území dnešního Ruska a Ukrajiny končilo na jihu vodní hladinou Černého jezera, jež byla o sto metrů níže než dnešní Černé moře. Černé jezero se mělo přeměnit v Černé moře před 7150 lety a rozšířit při tom svou plochu o 100 000 km².

Tuto proměnu se pokusil vypodobnit výzkumný tým ruské lodi Akvanavt, který tvořili vědci z USA, Ruska, Bulharska a Turecka. Jak se tedy měly proměňovat kraje před očima dávných lidí v oblasti dnešního Černého moře?

Před 18 000 lety, v době vrcholící doby ledové, pokrývaly ledovce horní toky řek, které jsou v dnešním povodí Černého moře. Hladina světového oceánu byla o 120–140 m níže než v dnešní době. Na místě Černého i Marmarského moře byla sladkovodní jezera. Horami na místě dnešního Bosporu tekly dvě řeky, z nichž jedna vtékala do Černého jezera, druhá do Marmarského jezera. Průliv Dardanely byl též řekou.

Před 10 000 lety ledovce z většiny roztály a úroveň Světového oceánu začala pozvolna stoupat. Klima se oteplovalo, na severu Evropy přibylo dešťů, jih však trpěl suchem. Černé jezero bylo čím dál mělčí, takže jeho hladina byla o 150 m níže než dnes. Ústí Dunaje se nacházelo kdesi v dnešním Bulharsku. Ale Světový oceán stále stoupal, Marmarské jezero se proměnilo v moře a mořská voda začala před 7050 lety pronikat Bosporem, zprvu jako vodopád o výši 150 metrů, do Černého jezera. (Podobně jako tomu bylo před pěti miliony let, kdy začal mořský vodopád z Atlantského oceánu, vysoký 800 m, naplňovat téměř vyschlé Středozemní moře.)

Úroveň budoucího Černého moře se tehdy zvedala o desítky centimetrů za den a pobřeží se měsíčně posouvalo o kilometry na sever. Ročně voda budoucího moře zalévala území velké jako dnešní Holandsko nebo Belgie.

Hladiny Černého a Středozemního moře se vyrovnaly během několika málo let. Slanost Černého moře však zůstávala dvakrát nižší. Původní sladkovodní zvířena a rostlinstvo zanikly a jejich zbytky se zachovaly jen při ústích řek.

Tyto proměny musely místnímu obyvatelstvu připadat jako ničivá potopa. I když původ biblické potopy je prý nutno hledat spíše v oblasti Perského zálivu, kde bylo zvyšování hladiny světového oceánu grandióznější, a navíc bylo doprovázeno mohutnými lijáky. Velká černomořská potopa se prý mohla stát impulzem k šíření zemědělství do Evropy i do Zakavkazska, protože místním zemědělcům jejich neobyčejně úrodná pole mizela pod nastupující vodou. Ivo Budil