Kniha: Jak jsem svým vnoučatům vyprávěl o vesmíru - Hubert Reeves

13

1.

JEDEN VEČER

POD

HVĚZDAMI... — Dědo, řekla jsem svým kamarádům, že spolubudeme psát knihu o vesmíru, a oni měli spoustu otázek, které ti mám předat. — Například? — Jak velký je vesmír? A co bylo před velkým třeskem? Skončí jednou svět? A jak se to stane? Co bude potom? Existují i jiné obydlené planety? Věříš vmimozemšťany? Někteří kamarádi povídali, že ve svých knihách používáš přirovnání z kuchyně – třeba písmenkovou polévku nebo těsto s rozinkami, jak ho dělala tvoje maminka. —Dobře, tak si o tom všem budeme povídat. Díkyrůzným vědám – a především astronomii – mnoha věcem rozumíme. Velké množství otázek ale pořád zůstává bez odpovědi a mnoho záhad je stále nerozluštěných. Budu

14

JAK JSEM SVÝM VNOUATM VYPRÁVL O VESMÍRU

mluvit i o nich, aby sis nemyslela, že už víme všechno.

Vesmír je pro nás stále ještě velkým tajemstvím.

Udělej si pohodlí na svém lehátku, zavři oči azhluboka dýchej. Soustřeď se na své tělo: nohy, ruce, prsty... oči, uši, nos... Jsi připravena? — Moment – ano, cítím celé své tělo. — Pro každého z nás vesmír začíná právě takto: jako to, co cítíš, co ti dovoluje vidět, slyšet, vnímat svůj vnitřní svět a zároveň i svět kolem sebe... Jsi součástí vesmíru a my ten vesmír budeme zkoumatprostřednictvím svého těla a své mysli. Teď otevři oči. Je noc a nebe je jasné. Vidíme hvězdy, některé se jasnětřpytí, jiné jsou sotva vidět... Stojíme na Zemi, Slunce nám osvětluje den a Měsíc noc.

Vesmír je tohle všechno – všechno, co cítíš.

Ale nejdřív mi řekni: kolik je ti let? — Brzy mi bude čtrnáct! — A kde jsi byla před dvaceti lety? — Ale dědo, to jsem přece ještě nebyla! — Správně, já už jsem existoval, ale ty ještě ne. A pak se stala ta výjimečná událost, vznikla jsi, přišla jsi na tento svět, začala jsi existovat. Vstoupila jsi do vesmíru, ve kterém jsi předtím nebyla.

15

1. JEDEN VEČER POD HVĚZDAMI...

vím o dni, kdy ses narodila. Mluvím o okamžiku asi

o devět měsíců dřív, kdy tě tvoji rodiče z lásky jeden

k druhému počali. Ten den je pro tebe důležitější

než datum tvého narození. Ten den ses objevila na

malé planetce Zemi, která obíhá kolem Slunce, které

obíhá kolem středu naší galaxie, Mléčné dráhy, jedné

z mnoha galaxií našeho vesmíru. Stalo se to v těle

tvé maminky. Tvůj otec do těla tvé matky vložilmi

liony malých buněk s dlouhým ocáskem, kterým

se říká spermie. Ty pak mezi sebou závodily, která

dříve dostihne maminčino vajíčko a oplodní je.

Podaří se to vždy jenom jedné, ostatní zahynou.

A potom ty vstoupíš do života. Dvě buňky se spojily

a staly se tebou – díky nim jsi začala existovat. Od této

chvíle jsi jednou z obyvatelek vesmíru. V tomoka

mžiku jsi začala žít dobrodružství svého života.Bě

hem následujících devíti měsíců se to malé oplodněné

vajíčko stalo embryem a pak zárodkem. Buňky tvého

těla se uspořádaly tak, aby ti dovolily žít a poznávat

svět, do kterého jsi samostatně vstoupila ten den, kdy

ses narodila z těla své matky. Potom jsi otevřela oči,

rozhlédla ses po světě a připravila sis pro mě otázky,

jako je tato: Dědo, co je to vesmír?

A teď řeknu něco, čemu se podivíš: kdyby dávno před

tvým narozením nebyly na nebi hvězdy, neexistovala

bys ani ty, ani já, a spolu bychom si tady nepovídali.

16

JAK JSEM SVÝM VNOUATM VYPRÁVL O VESMÍRU

— Nedovedu si představit, jak můžou mít hvězdy, které

jsou tak daleko na nebi, cokoli společného s našíexis

tencí. To je úžasné! Jak to můžeš vědět?

— K tomu ještě dojdeme. Ale nejdříve si vysvětlíme

pár jiných věcí.

19

2.

JAK DALEKO

OD NÁS

JSOU HVĚZDY?

— Už nikdy se nebudu dívat na hvězdy tak jako dřív. Jenom nevím, jestli jsou blízko, nebo daleko. Vysvětli mi, dědo, jak se dá zjistit třeba vzdálenost mezi Zemí a Sluncem?

— Začneme tím, že se budeme zabývat našímSluncem. Dnes večer budeme pozorovat, jak zapadá. Jak ta veliká, světelná koule sestupuje pomalu khorizontu. Je to hvězda, stejná jako hvězdy, které vidíme v noci. Ale ty ostatní hvězdy jsou tak daleko, že nám připadají ve srovnání s ním mnohem méně jasné. Máme štěstí, že mezi všemi hvězdami na nebi jejedna, která je docela blízko nás...

— Ano, ale jak daleko je?

— Samozřejmě dál než hory, za které zapadá.

20

JAK JSEM SVÝM VNOUATM VYPRÁVL O VESMÍRU

— Mnohem dál?

— Lidé si tuto otázku kladli hodně dávno před tím, než se jim podařilo najít odpověď. Někteří tvrdili, že je velmi daleko, jiní, že je docela blízko. Vypráví se, že jeden člověk jménem Ikarus plánoval za pomoci svého otce uprchnout z vězení tak, že odletí pomocí křídel upevněných voskem na zádech. Ale během letu se příliš přiblížil k slunci, vosk se roztavil a Ikarus se utopil v moři. — Tak jak se dá ta vzdálenost změřit? — Existuje několik metod. Jedna z nich se používá pro Měsíc a další tělesa ve sluneční soustavě. Vzpomeň si na naše procházky v horách loni v létě. Bavili jsme se tím, že jsme křičeli a pak poslouchali ozvěnu našich hlasů. Podle vzdálenosti od skal se k nám ozvěna vrátila za kratší čidelší dobu. Zvuk se pohybuje rychlostí 300 metrů za vteřinu.

Jestliže se ozvěna vrátí za dvě vteřiny (zatímcořekneš jednadvacet, dvaadvacet), víš, že je skalní stěna vzdálená 300 metrů (zvuku to trvá vteřinu tam avteřinu zpátky). K měření vzdálenosti ve slunečnísoustavě se používá stejná metoda, jenom ne se zvukem, jako u ozvěny v horách, ale se světlem. — Ony existují světelné ozvěny? — Ano, stejně jako zvukové ozvěny. Jsou ale mnohem

21

2. JAK DALEKO OD NÁS JSOU HVĚZDY?

rychlejší. Světlo se pohybuje milionkrát rychleji než

zvuk. Chceme-li změřit vzdálenost Měsíce, vyšleme

k jeho povrchu záblesk z laseru, což je jeden druh

světla. Ozvěna se vrátí od Měsíce za dvě vteřiny(vte

řinu tam a vteřinu zpátky). Měsíc je tedy vzdálen od

Země jednu světelnou vteřinu.

Aby se k nám ale světlo dostalo ze Slunce,potře

buje na to osm minut – proto říkáme, že Slunce je

vzdáleno osm světelných minut. Občas na Slunci

propukají silné bouře a jeho povrch křižují ohnivé

blesky. My je však vidíme až o osm minut později.

Když tyto záblesky pozorujeme ze Země, víme, že se

odehrály před osmi minutami. Proč? Protože světelné

paprsky musely urazit vzdálenost mezi Sluncem

a námi.

— Znamená to, že Slunce, které právě teď vidíme, je

Slunce, jaké bylo před osmi minutami? Jaké je ale teď?

Třeba se za těch osm minut změnilo!

— Abychom se to dozvěděli, musíme právě těch osm

minut počkat! Co je ale důležité – těch osmsvětel

ných minut je právě ta správná vzdálenost od naší

hvězdy... Kdybychom byli trochu dál, byla by tupří

liš zima a život by nemohl existovat. Trochu blíž by

naopak bylo příliš horko a voda v oceánech by se

vypařila. Bez této tekutiny život nemůže existovat.

22

JAK JSEM SVÝM VNOUATM VYPRÁVL O VESMÍRU

Díky tomu, že je naše Země ve správné vzdálenosti

od Slunce, mohl na ní život vzniknout a vyvinout se

tak, abychom tu mohli pohodlně žít.

Počkejme teď na noc. Slunce zapadlo. Na nebi se objevují hvězdy. Jejich světlo cestovalo dlouho, než dostihlo Zemi. Některé hvězdy, které vidíme, senacházejí ve vzdálenosti desítek, set i tisíců světelných let. Například Polárka, ta, která nám ukazuje sever, je od nás vzdálená čtyři sta třicet světelných let. Její světlo, které dnes vidíme, muselo tuto hvězdu opustit kolem roku 1580. — A co ty tři hvězdy, kterým říkáš Orionův pás? Jak jsou daleko? — Z té nejjasnější muselo světlo putovat skoro tisíc pět set let, než se dotklo našich očí. Vydalo se na cestu ke konci římského císařství, cestovalo celýstředověk a renesanci až do naší doby, a teď nás konečně dostihlo. Přirozeně že nemůžeme měřit vzdálenost, kterou urazilo, metodou ozvěny... Museli bychomčekat tři tisíce let, než dorazí tam a zase zpátky. Místo toho se používají jiné metody, které najdeš v knihách o astronomii.

A když se podíváš na snímek vesmíru zachycený obrovskými dalekohledy, uvidíš navíc ještě mnoho dalších galaxií. Zde jsou vzdálenosti ještě mnohem

23

2. JAK DALEKO OD NÁS JSOU HVĚZDY?

větší. Světlo některých z nich se vydalo na cestu ještě

před zrozením Země a Slunce – cestuje prakticky od

zrození vesmíru.

— Jak můžeme vědět, co se s nimi stalo? Možná, že už

neexistují?

— To je správná otázka. Myslíme si, že některé z těch

galaxií byly pohlceny většími – že se mezi galaxiemi

vyskytuje hodně kanibalismu, ale abychom si to mohli

ověřit na vlastní oči, museli bychom si pár miliard let

počkat. Zapamatuj si tohle: když pozoruješ vzdálenou

hvězdu, vidíš ji takovou, jakou byla v dávné minulosti,

a ne takovou, jaká je dnes. Dá se to říct i tak, že dívat

se do dálky je stejné jako dívat se do minulosti.

Astronomové mají stroj na cestování zpátky časem,

o kterém vždycky snili ti, kdo studují pozemskéději

ny. Dovoluje nám pozorovat minulost vesmíru vpří

mém přenosu. Když třeba chceme vědět, jak vypadal

vesmír v době, kdy se před 4,5 miliardami let rodilo

naše Slunce, stačí pozorovat hvězdy, které jsou od nás

vzdálené 4,5 miliardy světelných let. Právě to pomocí

velice silných dalekohledů dnešní astronomové dělají.

Takhle můžeme zkoumat dějiny vesmíru.

25

3.

Z ČEHO

SE SKLÁDAJÍ

HVĚZDY? — Říkal jsi, že hvězdy jsou velmi daleko, ale že pro naši existenci zde na Zemi byly důležité. Já ale vidím jen malé světelné body. Jak můžeme vědět, z čeho jsou? A jak mohly ovlivnit nás život? — Abych mohl odpovědět na tvou otázku, musím se vrátit ke znalostem, které jsou pro tebe možná již běžné. Budeme mluvit o atomech a o světle. — Ano, o tom již něco vím, ale moc dobře tomunerozumím. Vysvětli mi to tak, jako bych o nich nevěděla vůbec nic. — Dobře. Začneme od nuly. Rozhlédni se kolem sebe. Uvidíš velké množství různých látek: zem a kameny, ze kterých jsou cesty, po kterých chodíš. Vodu, kterou piješ. Vzduch, který vdechuješ. Potravu – ovoce,zeleninu... A také své tělo. Jeden z největších objevů

26

JAK JSEM SVÝM VNOUATM VYPRÁVL O VESMÍRU

vědy byl, že ukázala, že všechny tyto látky, kterých je

mnoho a velmi se liší, jsou ve skutečnosti jenkombi

nací několika desítek druhů malých částeček, kterým

se říká atomy. Jejich jména znáš: kyslík, uhlík, železo,

chlór, vodík, sodík, helium, olovo, zlato atd. Je jich

asi stovka. Uvedu několik příkladů: kuchyňská sůl

se skládá z chlóru a sodíku. Kameny jsou převážně

z kyslíku, křemíku, hliníku, železa a hořčíku. Tvoje

tělo se skládá hlavně z kyslíku, uhlíku, dusíku avo

díku. Vzduch, který dýcháš, je směs kyslíku a dusíku.

Tato myšlenka – že látky, které zkoumáme, jsoukom

binacemi atomů – je stará více než dva tisíce let. Přišli

s ní už starověcí filozofové Demokritos a Lucretius,

ale teprve v 18. a 19. století dovedli chemici dokázat

její platnost.

— To všechno je tady na Zemi. Platí to ale i pro hvězdy

a planety? Jak můžeme vědět, jestli je Slunce složeno ze

stejných atomů jako my? Je přece tak daleko a atomy

jsou tak malé!

— Abych mohl odpovědět na tuto otázku, musíme si

říct něco o světle a barvách. Začneme se zářivkami

používanými na reklamních tabulích.

Je tam červená barva v odstínu Coca-Coly, kterou

vysílají atomy vodíku uzavřené ve skleněnýchtrubi

cích. Lampy, které osvětlují silniční tunely, vydávají

27

3. Z ČEHO SE SKLÁDAJÍ HVĚZDY?

žluté světlo, protože obsahují sodík. Zářivky sertu

ťovými parami jsou fialové.

— Jak se to dělá, aby ty atomy vysílaly barevné světlo?

— Když dodáme atomu navíc nějakou energii, třeba

elektrickou, za chvíli se jí zbaví tím, že vyzáří světlo.

Každý druh atomů vydává světlo složené z jehotypic

kých barev. Vodík se rozzáří hlavně dočervena, sodík

dožluta, rtuť dofialova. Tyto barvy jsou jakýsi druh

podpisu, který umožňuje rozeznat, o jaký atom jde.

A to platí, ať se nalézá kdekoli, na Zemi, ve sluneční

soustavě nebo až na hranicích vesmíru.

— To znamená, že jenom pozorováním barvy hvězd

můžeme poznat, z čeho se skládají? To je geniální!

Kdo na to přišel?

— Jeden německý astronom, Joseph vonFraunho

fer, který jako první analyzoval v roce 1811 sluneční

světlo. Objevil v něm podpisy mnoha různých druhů

atomů: vodíku, vápníku a jiných. To znamená, že

se Slunce, stejně jako naše Země, skládá z atomů.

A totéž platí pro hvězdy, pro planety a pro všechna

ostatní tělesa ve vesmíru. Najdeme tam každý nám

známý atom, ale žádný jiný. Na obloze se nenašly

žádné na Zemi neznámé atomy. Chápeš, jak je tento

objev důležitý?! Díky barvě světla, které přichází do

28

JAK JSEM SVÝM VNOUATM VYPRÁVL O VESMÍRU

našich teleskopů, známe atomové složení všeho, co

se třpytí na nebi!

A mimochodem: Ve stejné době francouzský filozof

August Comte zahrnul do seznamu objevů, kterépo

važoval za nedosažitelné, znalost chemického složení

Slunce. Z toho plyne poučení: nikdy o ničem neříkej

„to je nemožné“.