Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Mozaika

Věda na stránkách lednového tisku
 |  5. 3. 2001
 |  Vesmír 80, 173, 2001/3

Je planet podobných Zemi mnoho?

Dosud předpokládáme, že život ve vesmíru je nesmírně vzácný. Mnohé z nás to utvrzuje v přesvědčení, že planet, které by byly podobné Zemi s jejími oceány, pevninami, ovzduším i nerudovskými žábami, je v kosmu mizivě. Astronomové přicházejí s poznatkem, že planetami by okolní vesmír mohl přímo hýřit, jenže ty menší (pozemského typu) zatím nemůžeme zahlédnout.

Planet podobných Zemi musí existovat nesmírně mnoho, tvrdí američtí a kanadští astronomové. Jejich společný tým došel k závěru, že kolem hvězd podobných Slunci bývají obrovská kvanta materiálu, z nichž se planety mohou zformovat. Vedoucí týmu Norman Murray z Torontské univerzity vychází z toho, že balvany i celé skalnaté planetky, které krouží kolem hvězd, mohly mít dvojí osud. Buď se při střetání shlukovaly ve stále větší a větší tělesa, anebo si je přitáhla jejich hvězda. (Takový byl osud mnoha planetek kroužících v naší sluneční soustavě mezi dráhami Marsu a Jupiteru.)

Brian Chaboyer prozkoumal chemické složení 642 sousedních hvězd podobajících se Slunci, aby zjistil, zda v povrchových vrstvách nemají zvýšené množství železa, které se na ně dostalo z dopadajících skalisek. Pochopitelně bylo obtížné rozlišit, které atomy železa byly zaneseny bludnými „kamennými střelami“ a které se zrodily přímo na hvězdě, ale vědci z Chaboyerova týmu jsou přesvědčeni, že se jim to podařilo.

Nakonec prý prokázali, že 80–90 % z 642 zkoumaných hvězd mělo dostatečné množství pevného stavebního materiálu k tomu, aby se u nich vytvářely planetární soustavy. Šance, že v našem koutě vesmíru je spousta planet pozemského typu, se zdá být vysoká. Teď se na ně ještě dostat a podívat se, jak doopravdy vypadají a zda na nich něco žije. Snad je na nich život hezčí, a třeba i rozumnější...

Proč ve vesmíru nikoho neslyšíme?

Ve vesmíru panuje ticho. Přitom rozum napovídá, že je proti rozumu, abychom byli v kosmu jediní. Proč tedy prostor kolem nás stále mlčí? Australský astronom Charles Lineweaver z univerzity v Sidney si myslí, že ví, proč na nás nikdo z kosmu nevolá, a má to podloženo astronomickým pozorováním i matematickými výpočty. My lidé jsme prostě pro vesmír moc mladí. Planety s pevným skalnatým povrchem, jaký má Země, jsou prý u jiných hvězd podstatně starší – ne o nějaký ten pátek, ale v průměru bezmála o dvě miliardy let! Dovedete si představit, co všechno by mohly rozumné bytosti vymyslet a objevit za dvě miliardy let, když víme, co lidstvo vykonalo za pouhé dvacáté století?

Důkaz o tom, že jsme ve vesmíru benjamínkem, hledá Ch. Lineweaver v chemii hvězd. Ty mají svůj podivuhodný vývoj. Raný vesmír se skládal výhradně z jednoduchých lehkých prvků – vodíku a helia. Těžší prvky než železo se „pekly“ až při výbuších velkých hvězd. Skalnaté planety, zformované těžšími prvky, tedy mohly vznikat až ze stavebního materiálu, který mohl dodávat pouze vesmír dostatečně starý. Ze studia životního běhu hvězd podle Ch. Lineweavera vyplývá, že zatímco Země je stará 4,6 miliardy let, stáří tří čtvrtin planet s pevným povrchem činí zhruba 6,4 miliardy let. Mají tedy náskok ve vývoji tisíc osm set milionů let. O tolik vyvinutější bytosti by nejspíš vůbec nepomyslely na to, že by si s námi chtěly povídat pomocí něčeho tak primitivního, jako jsou rádiové vlny.

Nedivme se tichu ve vesmíru kolem nás! Patrně tomu je tak, jak se astronomové s odvahou fantastů obávali už před čtyřiceti lety: Rozumný život mimo nás je tak vyspělý, že pro něj znamenáme něco podobného, čím je pro nás kultura bakterií. Napadlo by vás pochlubit se svou úrovní třeba kvasinkám v droždí?

Vpád do světa planetek

Nápad na další pozoruhodnou kosmickou výpravu se mohl zrodit při pozorování roje hmyzu dychtivě se hrnoucího na sladký plod.

Američtí výzkumníci NASA to nevyvracejí, originální projekt Mise ANTS (autonomní nanotechnologický výzkum) skutečně mohl čerpat inspiraci ze života hmyzu. V naší sluneční soustavě známe poměrně dobře některé planety s jejich měsíci, ale neprozkoumaný zůstává pás planetek mezi Marsem a Jupiterem. Jak vypadá tato kosmická tříšť, která nás zajímá už proto, že odtud k nám občas přilétávají „kosmické projektily“?

Američané chtějí vyrobit spoustu malých sond a vyslat je ke dvěma tisícům planetek, o nichž víme, že mají v průměru více než 1 km. Vydat se k vzdálenému pásu planetek s jedinou kosmickou stanicí by bylo velice neefektivní, vysvětluje Steven Curtis z Goddardova centra kosmických letů v Marylandu. Velké množství sond se však může rozletět k mnoha planetkám najednou. Taková sonda by vážila 1 kg a svými čidly by byla schopna získávat informace o tom, jakými minerály je povrch planetek tvořen a zda na nich není voda. Sluneční „plachty“ by sondám umožnily žít mezi planetkami dlouho, asi tak tři roky. Dílčí informace by sondičky předávaly „šéfovské“ sondě, která by nemusela být o mnoho větší, ale byla by napěchována počítači schopnými zpracovávat údaje a shromažďovat výsledky. Souhrnná informace by pak byla odeslána na Zemi.

Při nějaké tisícovce malých chytrých sond nebude tragédií, pokud některá z nich neuspěje. Vyšleme do neznámých končin sluneční soustavy tisíc mravenečků, kteří pro nás získají drobná zrníčka poznání, přetavená ve výjimečnou a prospěšnou informaci. A ta třeba někdy v budoucnu zachrání lidskou existenci.

Chemické vlastnosti 107. prvku, bohria

Ještě před 150 lety se nezdálo, že by chemické prvky tvořily nějaký systém, byla to prostě kupa prvků. V roce 1869 se zrodila periodická soustava prvků – tabulka, před níž jsme si každý v hodinách chemie užívali své. Mendělejev prokázal, že se podobné vlastnosti prvků vracejí v pravidelných periodách, opakují se. Mohl se odehrát vědecký „zázrak“: Mendělejev předpovídal vlastnosti prvků, které v tabulce chyběly – například scandia, galia, germania – a vycházelo mu to. Později jeho kolegové předpovězené prvky objevili.

Není to tak dávno, co se vědci dohodli na pojmenování 101. až 109. prvku (nazvali je: fermium, mendělejevium, nobelium, rutherfordium, dubnium, seaborgium, bohrium, hassium a meitnerium). Samozřejmě se hledá dál, ostřelováním plutonia vápníkem se zrodil 114. prvek, který zatím ještě nemá jméno.

Na základě Mendělejevova objevu periodičnosti prvků také bylo možno předpokládat, že 107. prvek – bohrium – musí mít obdobné chemické vlastnosti jako jiné prvky jeho „rodiny“, konkrétně rhenium a technecium. Rhenium je měkký kujný kov podobný platině a technecium je s ním příbuzné. Chemii se teď podařilo vytvořit molekulu obsahující 107. prvek a zkoumat jeho chemické vlastnosti. Nebylo to snadné – bohrium žije pouhých 17 vteřin, pak se rozpadá. Během experimentování, které trvalo měsíc, se podařilo vytvořit celkem šest molekul, jejichž součástí byl 107. prvek. A bohrium se skutečně svými vlastnostmi podobá rheniu a techneciu.

Kochab a Mizar byly pro staré Egypťany Polárkou

Pyramidy prosluly jako nejmohutnější stavitelská díla, jaká si lidé zbudovali. Obdivujeme nejen dovednost egyptských stavitelů, ale také astronomů, kteří dokázali zaměřit osu budoucí pyramidy přesně k severu. Znali už i pět planet – Merkur, Venuši, Mars, Jupiter a Saturn. Známé hvězdy si spojovali v souhvězdí.

Patrně však byli ještě dovednější, než jsme si dosud představovali. K určování severu staří Egypťané nemohli využívat Polárku v souhvězdí Malého vozu, protože v době, kdy se pyramidy stavěly, neukazovala (v důsledku změn polohy zemské osy) sever přesně. Dosud se egyptologové většinou domnívali, že se stavitelé pyramid orientovali k severu podle nejjasnější hvězdy v souhvězdí Draka. Náš slavný egyptolog Zbyněk Žába však zjistil, že i v době stavby Chufevovy (Cheopsovy) pyramidy sever neukazovala.

Kate Spenceová z Cambridžské univerzity prý konečně našla skutečné hvězdy, podle nichž Egypťané v době největšího stavebního boomu své pyramidy stavěli. Sever tehdy určovali podle vztahu hvězd Kochab a Mizar. Kochab, rudý hvězdný obr, je druhá nejjasnější hvězda souhvězdí Malého vozu, vzdálená od nás 110 světelných let. A Mizar, vzdálený 80 světelných let, je hvězdou Velkého vozu.

Chufevova pyramida je orientována k severu, který obě hvězdy ukazovaly právě v roce 2467 před Kristem. A protože dnešní astronomie může polohy hvězdy Kochab a Mizar vypočítat s neobyčejnou přesností i do minulosti, tak je možné určovat datum, kdy byly zahajovány stavby dalších pyramid s přesností na pět let. To samozřejmě za předpokladu, že Egypťané stále zůstávali výtečnými astronomy.

Kdyby dnes všichni naši žáčkové uměli to, co dávní Egypťané před tisíciletími, znali by dobře princip Pythagorovy věty, s nepatrnou chybou by znali Ludolfovo číslo, byli by doma ve zlomcích i v rovnicích o jedné neznámé…

Hudba a paměť

Víme, že hudba lidi obohacuje, zušlechťuje, o tom přesvědčovat nemusíme. Občas ale dokáže i něco nečekaného. Krávy prý víc dojí, když jim hraje symfonický orchestr, studenti údajně úspěšněji řeší složité matematické úlohy, když se jim pustí Mozartovy skladby.

Teď přicházejí s tvrzením o hojivé síle hudby londýnští lékaři. Zjistili, že starší lidé, kteří trpí poruchami paměti, nebo dokonce i demencí, si mohou osvěžovat paměť tím, že si pustí hudbu. Doktoři Elisabeth Valentinová a Nicholas Foster z londýnské univerzity odhalili, že si lidé s poruchami paměti lépe vzpomínají, když jim hraje hudba, než když kolem nich vládne ticho. Vyšetřovali ženy a muže ve věku od 68 do 90 let, kteří si už často nevzpomněli na to, co dělali předchozí den nebo jak se jmenují jejich děti. Výzkumníci jim dávali běžné otázky (kde se narodili, kdy uzavřeli manželství, čím byli), a to jednak v úplném tichu, jednak při hudbě, například – právě teď – při Vivaldiho Zimě ze Čtvera ročních období. Dbali na to, aby si skladby byly podobné tempem, hlasitostí i náladou.

Vliv hudby byl velice výrazný a nehrálo roli, zda staří lidé skladbu znali nebo nikoli. Proč má takovou moc právě hudba a ne obyčejný hluk? „Vládne v ní řád, pevná struktura,“ soudí E. Valentinová.

Doporučuje lékařům a sociálním pracovníkům: „Když něco projednáváte se staršími lidmi, kteří mají poruchy paměti, pusťte jim milou, líbeznou skladbu.“

Třeba budeme z tohoto zjištění nakonec mít prospěch i my, bez ohledu na věkovou skupinu. Spasí nás Vivaldiho Čtvero ročních období, až na nás bude šéf dotírat otázkami a nebudeme schopni si vzpomenout na pracovní řešení, nebo až nás bude tvrdě zkoušet kantor, jehož výklad jsme zapomněli?

Nepřekročitelných pravěkých čtrnáct kilometrů

Logika lidského chování bývá občas překvapivá. Molekulární genetika nám tvrdí, že pro pravěkého člověka byl Gibraltarský průliv, v nejužším místě široký jen čtrnáct kilometrů, mnohem větší překážkou než rozlehlé pouště Sahary. Dávný člověk v Africe Gibraltarskou skálu viděl, ale přeplout k ní bylo pro něj nemožné. Svědkem jsou geny zděděné po pravěkých předcích. David Comas s kolegy z Barcelonské univerzity prostudoval geny 676 lidí ze severozápadu Afriky a z Pyrenejského poloostrova. Ukázalo se, že lidé ze severní Afriky a z jihozápadu Evropy si jsou geneticky vzdálení, nemísili se, i když je dělilo pouze těch čtrnáct kilometrů.

Jenže vody Středozemního moře se vypařují víc než vody Atlantiku, a tak je tu značný proud. Nezapomeňme, že Gibraltarský průliv je hluboký přes jedenáct set metrů, takže se jím valí obrovská kvanta vody. Nebyla to tedy nijak snadná překážka, přestože o pravěkých lidech už víme, že byli dovednými námořníky.

Míšení afrického a evropského obyvatelstva prý neztěžovala jen příroda, ale také odlišná kultura. První zemědělci přinášeli na severní pobřeží Středozemního moře indoevropské jazyky, na jižní jazyky afroasijské. Další kulturní bariérou mezi Afričany a Evropany byla odlišná náboženství.

Co měli dávní Afričané dělat, když pobřeží tak blízké bylo nedostupné? Vydávali se na jih. Rozrůstající se poušť Sahary byla méně obtížnou překážkou než Gibraltar. I to dokazují geny. Obyvatelé severu Afriky i lidé žijící při jižním okraji Sahary si jsou příbuzní.

Mohou se vyhubená zvířata vrátit?

Některá zvířata se nemohou vrátit do krajiny, z níž byla vypuzena. Pro ochranáře, kteří se snaží opět vypustit některé živočichy na místa, kde již byli vyhubeni, je to smutné zjištění.

Nepodařilo se ani vrátit do Yellowstoneského národního parku vlky. V letech 1995 a 1996 sem ochranáři vypouštěli vlky z kanadské divočiny. Výsledkem bylo, že během dvou let vlci málem vyhubili jiného chráněného tvora – kojota. S podobným neúspěchem se setkal návrat kondora do Kalifornie.

Eva Rantová z Helsinské univerzity začala matematicky modelovat vzájemné působení jednotlivých druhů a zaměřila se na případ, kdy se snažíme oživit krajinu tvory, kteří z ní už vymizeli. Její teoretická práce potvrdila zkušenost z praxe. Společenství zvířat neochotně otevírá vrátka nově příchozím, bez ohledu na to, jestli patřili k původním obyvatelům. Pokud takový živočich přesto v krajině zakotví, způsobí vymírání tvorů jiných (resp. celou kaskádu vymírání). Čím víc živočichů tu žije, tím víc jich vymře. Velice rozrůzněná společenství jsou v tomto případě křehká. Prý to platí i o rostlinné říši, což potvrdil výzkum v lesnaté krajině u Bostonu.

Prokazuje se to, co nám říká zdravý selský rozum. Uchránit zvířata a rostliny před vyhynutím je daleko levnější a efektivnější než je po vyhubení do přírody navracet. Rozmnožovat zvířata v zajetí nebo obnovovat ráz krajiny je pracné, drahé, a hlavně méně úspěšné, než bychom očekávali.

Samozřejmě navracení vyhynulých tvorů do přírody není marnou námahou. Matematické modely prokazují, že věda zcela selhala pouze ve 40 případech ze 450. Závěr je podle Donalda Wallera z Wisconsinské univerzity jednoznačný: „Vystříhejme se vyhubení tvorů vinou člověka, jak nejvíc můžeme.“ Dokazuje to věda a podvědomě to víme všichni, kdo máme rádi přírodu.

Rus vědeckým poradcem amerických prezidentů

Pod prací „Vědec v Bílém domě“ je podepsán Američan George Kistiakowski (18. listopadu 1900 – 7. prosince 1982), který první čtvrtinu svého života prožil jako Georgij Bogdanovič Kistjakovskij. Je jednou z osobností, o nichž současný ruský vědecký tisk píše, že je ruská společnost k své velké škodě ztratila. Většině z nás tento vědec není znám, přestože výrazně zasáhl do proměn našeho světa, a tím i do našich osudů.

Narodil se v Kyjevě ve známé intelektuální rodině. Jeho otec byl profesorem práva na Kyjevské univerzitě, syn o něm hovořil jako o „sociologovi“. Georgij se však vydal cestou svého dědečka-přírodovědce, který byl profesorem na Moskevské univerzitě. Začal se zajímat o chemii. S říjnovou revolucí nesouhlasil, a tak v osmnácti vstoupil do Wrangelovy armády bílých. Po dvou letech nebezpečných bojů onemocněl tyfem. S pomocí svého dědečka, který mu dal rodinné zlato, uprchl přes Turecko a Jugoslávii do Německa a r. 1921 začal studovat chemii na Univerzitě v Berlíně. Roku 1925 obhájil doktorskou práci věnovanou rozkladu chloru světlem. V roce 1926 získal stipendium ve Spojených státech, a to na Princetonské univerzitě. Věnoval se studiu katalýzy a absorpce, napsal knihu Fotochemické procesy. V roce 1930 přešel na Harvard, jemuž zůstal věrný až do konce života. Svou úspěšnou prací ve fyzikální chemii, smyslem pro humor, láskou ke sportu i vytáhlou postavou (190 cm) se stal pozoruhodností Harvardu.

Po vstupu Ameriky do války ho rektor doporučil vojenskému výzkumu. V rámci projektu Manhattan, jehož cílem bylo sestrojit atomovou bombu, byl pověřen vedením týmu hledajícího způsob jak sblížit dvě podkritická množství uranu a přivést je k výbuchu. V roce 1944 přesídlil do Los Alamos a úkol spojit obě poloviny nálože rychlostí jednoho kilometru za sekundu v únoru r. 1945 vyřešil. Téhož roku 16. června pozoroval společně s Robertem Oppenheimerem první jaderný výbuch.

Po válce se však G. Kistiakowski (podobně jako Oppenheimer) začal obávat „politických her“ s jadernými zbraněmi. V únoru 1946 se vrátil na Harvard. Jeho příspěvek k vytvoření atomové pumy vysoce ocenila nejen americká vláda, ale například i anglický král Jiří VI. Kistiakowski si dál vedl úspěšně ve fyzikální chemii a vědecká obec ho nazvala „generátorem nových myšlenek a iniciátorem nových technických možností“.

V padesátých letech ho postupně Ministerstvo obrany, americká vláda i prezidenti stále více využívali jako svého vědeckého poradce. Byla to práce tak intenzivní, že jí chtěl po nějakém čase nechat a věnovat se pouze aktivitám na Harvardu. Zabránilo mu v tom přání prezidenta D. Eisenhowera, aby se stal jeho osobním poradcem pro problematiku vědy a techniky. Těžko mohl odmítnout, protože právě tehdy (4. října 1957) šokovala Ameriku zpráva o vypuštění prvního sovětského Sputniku. Věda se měla postarat o to, aby prestiž Spojených států vzrostla.

Prezidentovi Eisenhowerovi imponovala přímočarost Kistiakowského. Pověřil ho např. analýzou řízení strategických vzdušných sil USA a na zasedání Národní rady pro bezpečnost prohlásil: „Nevěřil jsem generálům, tak jsem na ně poslal Georga, aby je proklepl.“

Kistiakowski však při seznámení se zákulisím americké politiky ztratil mnohé iluze. Vadila mu řada vedoucích osobností, které podle něj měly jen povrchní vědomosti. „Jsou na nízké intelektuální úrovni,“ říkal. Jeho náklonnost spíš k „holubicím“ než k „jestřábům“ byla však vždy provázena odporem k režimu Sovětského svazu. S příchodem Johna Kennedyho se toho v Americe hodně změnilo a za nových poměrů se Kistiakowskému zdála práce poradce méně efektivní. Znovu ho ocenil prezident Lyndon Johnson. Po Harrym Trumanovi a Dwightu Eisenhowerovi byl již třetí hlavou státu, která Kistiakowskému udělila nejvyšší možné uznání – medaili za zásluhy o americkou společnost.

Kiastiakowski se angažoval proti vietnamské válce a r. 1968 odstoupil ze všech státních a vládních komisí. Obával se, že závodění ve zbrojení by mohlo ohrozit ekonomiku Spojených států. Začal se opět věnovat Harvardu, v poslední fázi svého života spíš už jen společenským aktivitám.

Ke stažení

RUBRIKA: Mozaika

O autorovi

Ivo Budil

Mgr. Ivo Budil (*1933-2007) vystudoval žurnalistiku na filozoficko-historické fakultě UK, v letech 1955–1974 pracoval v čs. rozhlasu, od roku 1980 do roku 1990 pracoval v redakci Vesmíru. V roce 1990 se vrátil do Čs. rozhlasu, kde připravoval zejména pořad Meteor, později pracoval v radiu Leonardo. Zemřel 24.10.2007

Doporučujeme

Přemýšlej, než začneš kreslit

Přemýšlej, než začneš kreslit

Ondřej Vrtiška  |  4. 12. 2017
Nástup počítačů, geografických informačních systémů a velkých dat proměnil tvorbu map k nepoznání. Přesto stále platí, že bez znalosti základů...
Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné