nahoru

Slunce by zářilo modře

JAN ZVELEBIL 11. dubna 2002 • 17:41

Astronomie je snad jediná z přírodních věd, která si na předměty svého bádání nemůže "posvítit" zblízka. Zároveň - jako jediná věda vůbec - zkoumá vesmír jako celek, od zemské atmosféry až po vzdálené kvasary. Předpovídá budoucnost Slunce, hledí miliardy let do minulosti. Co si myslet o obrazu světa, který nabízí? Profesor JAN PALOUŠ (52), ředitel Astronomického ústavu Akademie věd, to neví určitě, ale jistou představu má.

Foto
Pro většinu lidí je astronomie dost nezáživný obor. Co vás na ní zaujalo?
Nepatřil jsem k těm, kteří měli život nalinkovaný od útlého mládí. Jako malý kluk jsem ani nechodil do hvězdárny.K astronomii jsem se dostal až na vysoké škole, na matematicko-fyzikální fakultě Univerzity Karlovy. Astronomie je někde v prostoru mezi matematikou a fyzikou - nevím, k čemu blíž - a oba předměty mě bavily.

Může zajímat i někoho, kdo z uvedených předmětů propadal?
Jistěže. Lidé přece potřebují vědět, kde se v tom velikém, téměř nekonečném prostoru nacházejí, jak to vypadá dál a ještě kousek dál, hledají nějaký ten pevný bod, o který by se mohli zachytit. A to jsou přesně otázky pro astronomii - vědu, jež lidem nabízí pohled na sebe zvnějšku.

Nechci provokovat, ale mám pocit, že jste se zatím žádného pevného bodu nedobrali...
To je pravda. Žádný pevný bod ve vesmíru není. Ale jinak se naše chápání vesmíru během dvacátého století obrovsky změnilo. Dřív byl v představách vědců ztuhlý,statický. Dnes už je jasné, že v něm dochází k bouřlivému vývoji. Hvězdy vznikají a zanikají, vznikají celé nové skupiny hvězd, galaxie...

Dalo by se říci, že vesmír oživl. Zkusíte ho nějak srozumitelně popsat?
Představujeme si, že je starý dvanáct až patnáct miliard let, je konečně veliký,neustále se rozpíná a pomalu chladne. Společně s okolními galaxiemi se neustále vzdalujeme od jeho počátku. O Zemi - vzato po pořádku - můžeme říci, že je v tomto vesmíru součástí jedné planetární soustavy,v jejímž středu se nachází naše hvězda - Slunce. Desítky nebo stovky miliard takových hvězd pak tvoří dohromady galaxii, jakýsi ostrov nahromaděné hmoty ve vesmírném prostoru. V našem případě je touto galaxií Mléčná dráha. V ní naše sluneční soustava rotuje kolem vzdáleného středu, který se nachází ve směru souhvězdí Střelce. Galaxií je ve vesmíru velké množství a tvoří jakési skupinky. Nejbližší velká pravidelná kupa galaxií je ve směru souhvězdí Panny.

Vaši kolegové v jiných oborech přírodních věd mohou předměty svého bádání rozřezat, strčit pod mikroskop, zmrazit, ohřát, dělat s nimi chemické pokusy, nebo je alespoň pozorovat zblízka. Vy jen z velké dálky zíráte na něco, čeho se nemůžete dotknout. Není to příliš velký handicap?

Trochu nám pomáhají meziplanetární sondy.Měří přímo v meziplanetárním prostoru, fotografují, analyzují vzorky,nebo je dokonce seberou a dopraví zpátky.Planety a další tělesa sluneční soustavy už pro nás v tomto smyslu nejsou nedostupné. Ke hvězdám se však nedostaneme, ty jsou moc daleko. Máme ale jejich obrazy zprostředkované elektromagnetickým zářením a také měříme proudy částic kosmického záření. Z toho všeho se dá leccos odvodit a spočítat.

Foto
Třeba: proč je Slunce žluté?
Vy si možná děláte legraci, ale odpověď je prostá. Díky tom u, že známe jeho hmotnost a sílu termojaderných reakcí, můžeme vypočítat jeho povrchovou teplotu. Ta je šest tisíc stupňů Kelvina. Světlo, které vytváří, má tedy převážně žlutozelenou barvu. Kdyby bylo Slunce hmotnější, zářilo by třeba modře. Kdyby bylo méně hmotné, záření by bylo více infračervené. Kdyby bylo ještě menší, nezářilo by téměř vůbec.

Jak to s tím Sluncem vlastně je? Každý oheň má svůj konec, že?
Energie odchází, jistě. Slunce vzniklo v poslední třetině vývoje vesmíru, je tedy stejně staré jako Země, zhruba čtyři a půl miliardy let. Předpokládáme, že jeho život je zhruba v polovině. Bude tedy svítit ještě dlouho. Je to proto, že je relativně malé. Ve vesmíru jsou hvězdy i stokrát hmotnější. Ty září mnohem víc a jejich čas vyprší rychle. Už sedmkrát hmotnější hvězda než naše Slunce žije jen několik miliónů let. Slunce je mnohem pomalejší a svoji energii si dost střádá.

Zmínil jste stáří vesmíru. Co víme o jeho vývoji?
Zpočátku byl velmi horký.Obě formy energie - záření a hmota - se přelévaly jedna ve druhou. A byl neprůhledný.Což trvalo asi prvních několik set tisíc let. Než jeho teplota klesla pod tři tisíce stupňů Kelvina. S teorií, že vesmír se rozpíná, a tudíž musel mít svůj počátek v jediném bodu, přišel George Gamow už někdy v polovině minulého století. U nás se ovšem o velkém třesku dlouho nesmělo mluvit... Gamow byl ruský emigrant, to možná mělo vliv.Pro pořádek bych ale upozornil, že expanzi vesmíru zmínil jako první ruský matematik A. A. Friedman. Bylo to mnohem dřív,ale nestálo za tím žádné pozorování nebo měření. Navrhl to jako teoretickou variantu řešení Einsteinových rovnic bez kosmologické konstanty.

Myšlenka, že něco vzniká z ničeho, je za hranicí běžné představivosti. A vždycky byla. Už svatý Augustin se ptal: co dělal Bůh před tím, než stvořil svět? Není však našemu myšlení podobně vzdálená i představa, s níž pracovali "vědečtí ateisté" - že totiž vesmír trvá věčně a nikdy nevznikl?

Samozřejmě. Řada lidových hvězdáren u nás vznikla s tím, že musíme vymýtit náboženské pověry pohledem do dalekohledu, ale to byl pochopitelně nesmysl. Boha nemůže žádná věda nahradit. Nemůže ho ani popřít, jak si možná někteří marxisté mysleli, ani dokázat.

Co z velkého třesku vyplývá?
Moc toho není. Upřímně řečeno - možnost, že by byl v minulosti celý vesmír v jediném bodu, se nám moc nelíbí. Některé nové teorie, například teorie takzvaného inflačního vesmíru nebo teorie strun, by snad mohly vysvětlit, že se vesmír nevyvinul z jednoho bodu, nýbrž z jakési struktury,která je přinejmenším jednorozměrná. Ale do toho bych se nerad pouštěl, to je spíš parketa pro teoretické fyziky.

A co skrytá hmota? Prý je hmotnost pozorovatelné části vesmíru asi stokrát vyšší než váha veškeré hmoty, kterou v něm veškerá naše technika zaznamenává...

Když sečteme veškerou pozorovatelnou hmotu, bude ten rozdíl menší. Na známou hmotu připadne asi deset procent.

Co víme o zbytku?
Skoro nic. Jen to, že oněch zbývajících devadesát procent hmoty existuje. Nevíme, co to je, ale produkuje to gravitaci. Přitažlivost. Právě tahle síla je hlavním důkazem, že hmoty kolem nás musí být mnohem víc, než pozorujeme.

Můžete to vysvětlit?
Z pohybů některých galaxií a jejich skupin vyplývá, že je musí držet pohromadě veliká přitažlivost. Jinak by se rozprskly,rozletěly donekonečna. Což evidentně nečiní. Potíž je v tom, že gravitace uvnitř těchto uskupení není úměrná množství hmoty,kterou tam pozorujeme. Přitažlivost je mnohonásobně větší. Musí tam tedy být ještě mnohem víc hmoty,kterou nevidíme.

Jestli vás dobře chápu, celý pozorovaný vesmír je jen vrcholkem ledovce, jehož podobu neznáme. Určuje ji hmota skrytá kdesi pod hladinou našeho vnímání...

Jsou lidé, kteří se pokoušejí nedostatek pozorované hmoty obejít tvrzením, že na velké vzdálenosti funguje Newtonův gravitační zákon jinak. Existuje i představa, že rozdíl způsobují částice, jež se projevují jen gravitací a nijak jinak. Osobně mi tyto varianty přijdou příliš exotické. Přikláním se spíš k jednodušší a běžnější představě, že skrytou hmotnost mají na svědomí temná oblaka hmoty v mezihvězdném prostoru.

Proč je nevidíme?
Jsou dostatečně veliká, aby měla potřebnou váhu, ale zároveň příliš chladná (tak pět stupňů Kelvina), takže nevydávají záření, které by naše přístroje mohly zachytit. A navíc jsou dostatečně řídká, takže neohýbají světelné paprsky z jiných hvězd. Představte si to tak: každá galaxie má gravitační potenciál. My sedíme na dně potenciálové jámy a pak je tu okraj galaxie a v něm hmota, co téměř nezáří. My jsme v tom smyslu v hloubi jakýchsi kaňonů v gravitačním poli.

Podobný model vesmíru jsem už viděl. Vypadal, jako by někdo v krychli z plexiskla rozvěsil na neviditelné šňůry vyprané ponožky...
Tak nějak by to při popisovaném rozložení hmoty klidně mohlo být. Mimochodem - tohle je jedna z věcí, které se mi na astronomii tolik líbí. Na rozdíl od některých vědních disciplín tenhle obor neprožívá žádnou krizi sebedůvěry. Technologický rozvoj nám nabízí stále dokonalejší detektory,máme čím dál větší dalekohledy,díváme se jimi do vesmíru a objevujeme překvapení za překvapením. Jde o dobrodružství poznávání, které není tak komplikované jako v jiných oborech, protože astronomie je skromnější. Snaží se jen věci zachytit a popsat, co vidí. Univerzální vysvětlení ji zase tolik netrápí.

Někdy mi připadá, že nedostatek univerzálního řešení netrápí ani vaše kolegy v jiných oborech. Ale to je spíš škoda, ne? Vám nevadí, že dnes věda místo uceleného obrazu světa přináší jen jakýsi odtažitý soubor dat, která někdy ani nejdou spojit dohromady?

Záhady stále přibývají, v cestě do nitra hmoty i při pohledu do vzdáleného vesmíru. Obraz se drobí do stále komplikovanější mozaiky.Jenže jiná možnost není. Kvůli tomu, že nám proměnlivé obrazy složité skutečnosti na různých úrovních komplikují život a znesnadňují hledání jednotících principů, se přece nepřestaneme dívat do dalekohledu nebo mikroskopu. Navíc - astronomové chovají mírný optimismus vyvěrající z přesvědčení, že celkový obraz našeho vesmíru bude možno v dohledné době poskytnout.

Nemáte pocit, že přísně vědecké chápání světa člověka - konkrétně vás - o něco ochudí?
Já osobně pro nějaké přísně vědecké chápání světa podle daných zákonů moc nejsem. Kdybych se měl vyjádřit úplně otevřeně - každý obor vědy se v rámci svých zákonů dá striktně pěstovat jen v uzavřeném systému. Jenže v situaci neustálého překračování horizontů a hranic je náš systém otevřený, ovlivňovaný zvnějšku. Tudíž určitý obor vědy popisující pouze část skutečnosti není tak úplně univerzální platná pravda. Je založen na svých zákonech, ale i ty jsou jen hypotézou. Je třeba mít otevřenou mysl pro jejich eventuální změnu, rozšíření nebo přizpůsobení. A také bychom se neměli uzavírat před věcmi, které jdou zdánlivě mimo a jsou, řekněme, nepochopitelné.

Co to znamená ve vašem případě?
Jsem katolík. Myslím, že je třeba mít morální normy nebo, řekněme, boží principy.

Našel jste nějaký vztah mezi astronomií a náboženským prožíváním skutečnosti? Pomáhá vám, nebo věci spíš komplikuje?
Neřekl bych, že to je bez vztahu, ale samozřejmě víra v boha je o morálním uspořádání světa. A věda v tomto ohledu náboženské přesvědčení nenahrazuje.

Třeba to zatím jen nevidíme. Stejně jako tu hmotu, které je kolem nás nejvíc. A pak jednou zjistíme, že Bůh je těžká váha...
To tedy nevím. Každý vědecký obor má své hranice a v případě skryté hmoty už jsem naznačil, že na nějaké velké překvapení nevěřím.

A co byste jako věřící astronom odpověděl na slavnou Einsteinovu otázku, jestli měl Bůh při tvoření světa na vybranou?
Čtyři základní síly, které v našem světě působí, určují do značné míry jeho vlastnosti. Přesto tu můžeme vidět jistý mystický aspekt. Při jakémkoli jiném poměru těchto sil by byl vesmír k nepoznání. Nevznikaly by atomy, molekuly a jejich řetězce, nebyly by planety ani hvězdy. Pokud lze tedy něco označit za akt stvoření, pak okamžik, kdy se na počátku existence tohoto vesmíru uvedené hodnoty zafixovaly v poměru, který dal světu podobu, jakou známe. Při sebemenší odchylce tu mohly být zcela jiné vesmíry, s jiným vztahem týchž známých sil.

Prof. RNDr. JAN PALOUŠ se narodil v říjnu 1949 v Praze. Je ženatý a má tři děti. Po absolutoriu na matematicko-fyzikální fakultě Univerzity Karlovy nastoupil do Astronomického ústavu AV, který od roku 1996 řídí. Je členem redakčních rad a recenzentem několika mezinárodních vědeckých časopisů. Kromě odborných publikací (94 původních prací) se podílel také na několika televizních pořadech o astronomii a píše populární články do novin a časopisů. Jako odborník se specializuje především na galaktickou a extragalaktickou astronomii.

JAN ZVELEBIL


Kurzy měn
25,290
20,530
28,530
Nejčtenější komentáře
INFO.CZ
Nejčtenější
Komentáře