Pozorujeme jen pět procent vesmíru

Doktor Jiří Grygar, astrofyzik a významný popularizátor vědy, přednášel 9. ledna 2013 na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy. Mluvil o zrodu fyzikálních sil a hmoty těsně po velkém třesku, o tvorbě prvků v jádrech hvězd a také o vzniku neutronových hvězd a dalších zajímavých objektů ve vesmíru. Přednáška byla součástí cyklu Chemické čtvrtky, určeného studentům středních i vysokých škol, pedagogům a laikům se zájmem o chemii. Při této příležitosti poskytl doktor Grygar rozhovor našemu časopisu.

Proč se právě astronomie stala vaším celoživotním povoláním?

Souviselo to s mým knihomolstvím; v podstatě jsem se k astronomii pročetl.
 

Kdo nebo co vás přivedlo k zájmu o astrofyziku?

Prvním impulsem byla populárně-vědecká kniha pro mládež Vesmír novýma očima, kterou napsal Josef Pospíšil a kterou jsem dostal k Vánocům v roce 1944. Na jejím konci autor napsal tato slova: „Lidstvo dychtivě očekává odpovědi na veliké množství otázek. Proč bys jednou právě ty nemohl najít správnou odpověď na některou z nich?“
 

Jaké momenty či události pokládáte v astrofyzice 20. století za klíčové? Bylo to vyslání Hubbleova teleskopu, vytvoření adaptivní optiky, stavba observatoře pro rozpoznávání rychlých částic kosmického záření, nebo past na neutrina?

Za klíčové momenty považuji vytvoření obecné teorie relativity a vznik kvantové mechaniky. Z teorie relativity vyplynuly první aspoň trochu realistické kosmologické modely vesmíru předpovídající možnost jeho rozpínání. Toto rozpínání potvrdili G. Lemaître a E. Hubble pozorováním na konci 20. let minulého století. Z kvantové fyziky vzešla teorie termonukleárních reakcí ve hvězdách a fyzikální teorie velkého třesku. Ty se pak podařilo potvrdit studiem jednotlivých etap hvězdného vývoje (včetně výbuchů supernov) v 60. až 80. letech minulého století a objevem reliktního záření v roce 1965. Přirozeně že velký pokrok detekční techniky vyjádřený úslovím „Okna vesmíru dokořán“ hrál při dalších objevech klíčovou úlohu. Ale objevy jsou vždy důsledkem interpretace nových pozorování v rámci obecných teoretických koncepcí, kde se snoubí fundamentální fyzika s aktuálními možnostmi astronomické pozorovací techniky.
 

Co je dnes největší neznámou pro astrofyziku a co mají astrofyzikové v úmyslu zkoumat v nejbližších letech?

Těch velkých neznámých souběžně s novými objevy spíše přibývá. Nejtěžším současným problémem se jeví jednak objasnění povahy takzvané skryté (též temné) energie, a dále skryté (též temné) látky ve vesmíru. Pozorování totiž jednoznačně ukazují, že skrytá energie představuje 72 procent hmoty vesmíru, skrytá látka 23 procent a klasická zářící látka – hvězdy, planety, černé díry, mezihvězdná hmota, lidé, neutrina, kosmické záření – jen pět procent hmoty vesmíru. To je v podstatě šílená situace, když uvážíme, že astronomie zkoumá zářící látku vesmíru už minimálně tři tisíce let, ale o existenci skryté látky se něco tuší teprve 80 let a skrytá energie byla rozpoznána teprve před 15 lety.

Jste autorem dnes už kultovního televizního seriálu Okna vesmíru dokořán a seriálu Vesmírne laboratórium. Proč se oba natáčely na Slovensku? Byla to náhoda, nebo se to podařilo díky většímu zájmu slovenských televizních pracovníků o popularizaci astronomie?

Seriál Okna vesmíru dokořán se začal natáčet v roce 1981. V té době jsem nesměl účinkovat na stanicích Československé televize v Praze, Brně a Ostravě a absolutní zákaz v Československé televizi měli autor scénářů PhDr. Vladimír Železný i kreslíř Kája Saudek. Jedině šéf populárně-vědecké redakce Slovenské televize v Bratislavě Dr. Ján Slovák a dramaturg pořadu RNDr. Jaroslav Čorba to riskli a nás tři oslovili, abychom seriál o nových objevech astronomie připravili.

Protože jsem byl v roce 1992 zvolen předsedou Rady České televize na pětileté období, nemohl jsem po tu dobu kvůli střetu zájmů s ČT spolupracovat. Teprve po skončení své funkce jsem natočil ve spolupráci se scenáristou doc. RNDr. Zdeňkem Pokorným pro Českou televizi nový seriál Zlaté století astronomie, který se vysílal o letních prázdninách v roce 1999 a pro nízkou sledovanost tím má spolupráce s ČT skončila. Vesmírne laboratórium vzniklo díky iniciativě dramaturga a režiséra košického studia Slovenské televize Jaroslava Kernera a podle scénáře Mgr. Františka Franka v letech 1999–2001.

V posledních letech účinkuji příležitostně v pořadech Slovenské televize Večery pod lampou s moderátorem Štefanem Hríbem. Také spolupracuji se soukromou TV Noe v Ostravě, kde každoročně natáčím dva hodinové pořady pro její cyklus Hlubinami vesmíru, v němž již vystupovala také řada dalších českých astronomů.
 

Jaké byly ohlasy na seriály? Překvapil vás nějaký?

Tehdy nebyl internet, takže šlo téměř výhradně o dopisy diváků. Odhaduji, že jsem jich za deset let vysílání Oken dostal asi 300. Zprvu byly velmi kladné, později se začaly objevovat výhrady – hlavně když jsem do seriálu zařadil v jednom pokračování (Není všechno věda…) kritiku pavědy, především astrologie, ale i ufologie a podobných nesmyslů. Překvapilo mne, když mi tehdy jedna divačka z Čech napsala, že se jí seriál až do té doby líbil, ovšem po odvysílání toho kritického dílu by mi – kdyby byla mou matkou – vlepila pohlavek. Laboratórium bylo na Slovensku mnohokrát reprízováno, ale ČT pořad nezakoupila.
 

Nechystáte nyní další televizní seriál?

Jsem dostatečně vytížen přípravou oněch dvou hodin ročně pro TV Noe. Jelikož tam probírám vždy nejzajímavější novinky v astronomii z předešlého roku, tak si myslím, že to stačí. Zejména když TV Noe ukládá všechny díly od roku 2007 do svého elektronického archivu.

Konec světa se loni v prosinci už nejméně popadesáté nekonal, ale jistě zase někdo předpoví další datum. Má vůbec ještě smysl, aby vědci vyvraceli „zaručená“ data konce světa? Nedostává toto „téma“ díky zájmu vědců punc serioznosti?

Přemýšlel jsem během posledního půlstoletí pokaždé, když se průměrně jednou za tři roky vyskytla nějaká zaručená předpověď konce světa, zda má smysl reagovat, nebo ne. Poměrně často přednáším nejrůznějšímu publiku v Česku i na Slovensku, a pokud je některý konec světa zrovna aktuální, tak se na něj posluchači v diskusích po přednášce pravidelně ptají. Proto soudím, že je potřebí se k tomu vyjádřit. Dává to totiž možnost vysvětlit zároveň lidem, čím se liší věda od pouhého žvanění, navíc většinou zcela anonymního. Mají-li tazatelé aspoň trochu schopnost konfrontovat můj výklad s hladce prošlým zaručeným koncem světa, třeba si rozdíl mezi vědou a pavědou uvědomí.
 

Lokální, kontinentální nebo globální katastrofu může způsobit například dopad planetky na Zemi. Když včas zjistíme její dráhu, má lidstvo technické prostředky na odklonění planetky mimo Zemi?

Zatím je to trochu na hraně. NASA už řadu let udržuje tabulku potenciálně nebezpečných planetek; riziko od žádné z nich nestojí ve 21. století za řeč. Robotické dalekohledy pročesávají soustavně oblohu nad celou zeměkoulí. Jak už víme od října 2008, jejich výkon je tak úžasný, že našly miniplanetku, spíše jen balvan o průměru pěti metrů, asi 20 hodin před srážkou se Zemí, kterou se podařilo předpovědět čtyři hodiny po objevu. Takové těleso ovšem nepronikne vůbec zemskou atmosférou, takže žádný poplach nebyl nutný; balvan se rozprášil v atmosféře již ve výšce 38 km. Z toho lze usoudit, že v případě větších těles by bylo možné vetřelce odhalit s podstatně větším předstihem a příslušnou oblast vystavenou silné rázové a tepelné vlně evakuovat řekněme během 2 dnů. Ani proslulý Tunguský meteorit z roku 1908 totiž na Zemi nedopadl; vybuchl asi 8 km nad povrchem, ale těžce poničil území o ploše dva tisíce kilometrů čtverečních. Přitom měl průměr asi 50 metrů.

Podle současných poznatků nehrozí Zemi v nejbližším století žádná srážka s planetkou o průměru nad pět kilometrů, kde už jsou prakticky všechna tělesa s riskantní drahou známa. Hrozbou jsou dosud planetky s rozměry kolem jednoho kilometru, kde je statistika ještě relativně neúplná. To se ale rychle lepší díky zmíněným robotickým teleskopům a také družicím s infračervenými kamerami.
 

Jaký by byl nejúčinnější postup k odklonění planetky?

Existuje několik technických nápadů, jak změnit dráhový kurs planetky, aby Zemi minula. Jsou založeny na současné úrovni raketové techniky. Bude je však potřeba v příštích desetiletích vyzkoušet, aby byl takový manévr bezpečný. Rozhodně není možné planetku rozbít atomovým výbuchem. Větší těleso by výbuch buď přežilo, nebo by se sice rozpadlo, ale těžiště úlomků by stejně trefilo Zemi.
 

Máme šanci objevit planetku včas, i kdyby se k nám blížila směrem od Slunce, kdy ji nelze ze Země pozorovat?

Určitě ano, protože nebezpečné planetky by byly objeveny s předstihem desítek let, takže dříve či později by se ji podařilo zachytit v té části dráhy, kde není přezářena Sluncem.
 

Jak moc je pravděpodobné, že život na Zemi ohrozí záblesk gama záření? A co supernovy? Je nějaká tak blízko, že by pro nás mohla představovat riziko?

Zábleskové zdroje záření gama jsou ve vesmíru velmi vzácné a s rostoucím stářím vesmíru jejich četnost evidentně rychle klesá. Záblesk by se musel odehrát ve vzdálenosti pod 100 světelných let od Slunce a v takovém okolí žádný potenciální kandidát není. Pro supernovy je hranice 30 světelných let a v této blízkosti není pozorován žádný objekt, který by mohl vybuchnout v nejbližších sto tisících let.
 

Hodně se mluví o změně klimatu akcelerované člověkem. Kjótský protokol byl prodloužen do roku 2020. Ale nemá naše Galaxie a naše Slunce na klima větší vliv než oxid uhličitý produkovaný lidskou civilizací? Pokud ano, jak se tento efekt projevuje?

Působení Galaxie na pozemské klima je zanedbatelné. Slunce je velmi stálý zdroj energie kolísající během tisíciletí nanejvýš o jedno promile. Co se však mění, je geometrie dráhy Země, podléhající třem cyklům: změně směru rotační osy Země vůči vzdáleným hvězdám (precese), změně výstřednosti oběžné dráhy Země kolem Slunce a změně sklonu zemské dráhy vůči ekliptice. Cykly jsou různě dlouhé – řádově desítky tisíc let – a nacházejí se v daném čase v různých fázích, takže výpočet oslunění i dalších parametrů, které mají vliv na podnebí, je docela komplikovaný. Přesto již ve 20. letech minulého století našel srbský meteorolog Milutin Milanković vztah mezi těmito cykly a proměnlivostí klimatu, který je v dobré shodě s geologickými i biologickými daty.

Podnebí však ovlivňují také mořské proudy, sopečné výbuchy, oteplování a ochlazování Pacifiku (jevy El Niňo a La Niňa), ukládání oxidu uhličitého na dno oceánů, další skleníkové plyny jako methan či vodní pára a podobně. Je tedy velmi obtížné předpovědět, který faktor je pro změny klimatu rozhodující.

– – –

Kdo je Jiří Grygar

Narozen 17. března 1936 v Heinersdorfu (Pruském Jindřichovu) v Německu (dnes Dziewiętlice v Polsku).

Český astronom a astrofyzik. Významný popularizátor astronomie, astrofyziky a vztahu vědy a víry.

Autor více než dvou set odborných prací (předmětem jeho výzkumu jsou fotometrie a spektroskopie hvězd, meziplanetární hmota a astročásticová fyzika) i celé řady populárně naučných knih a vzdělávacích pořadů. Napsal též mnoho článků v novinách či na internetu, často vystupuje v rádiu a televizi.

Studoval fyziku na Přírodovědecké fakultě Masarykovy univerzity v Brně (1954–1957).

Poté přestoupil na Matematicko-fyzikální fakultu Univerzity Karlovy v Praze, kde studoval astronomii (1957–1959), od roku 1967 RNDr.

V letech 1963 až 1980 pracoval v Astronomickém ústavu ČSAV v Ondřejově, od roku 1980 až doposud pracuje ve Fyzikálním ústavu ČSAV (od roku 1991 AV ČR).

Předseda České astronomické společnosti v letech 1992–1998. Zakládající člen Evropské astronomické společnosti (1991).

Za svoji vědeckou, ale především popularizační činnost získal řadu ocenění. V roce 1996 obdržel Kalinga Prize ­– cenu UNESCO za popularizaci vědy, v roce 2011 nejvyšší ocenění České astronomické společnosti – Cenu Františka Nušla, o rok později Medaili Učené společnosti České republiky.

Byla po něm pojmenována planetka (3336) Grygar objevená 26. října 1971.

Spoluautor televizních seriálů: Okná vesmíru dokorán (bratislavské studio Československé televize) Vesmírne laboratórium (košické studio Slovenské televize) Zlaté století astronomie (Česká televize)

– – –

Horní snímek: Doktor Jiří Grygar při přednášce „Chemické dogma vesmíru“ na půdě Přírodovědecké fakulty UK. Foto Radek Lüftner.