Issuu

MIR

FASCINUJICI CE STA NAPŘIČ KOSMICKÝM PROSTOREM

Z anglického originálu Outer Space (Parragon Books, Bath 2015) přeložil a upravil Jan Veselý. Redigoval Martin Pšenička Korektury Silvie Kremličková Editorka Sára Vybíralová Obrázky na obálce: istock Fotografie: Corbis, ESA, Getty lmages, AGE Fotostock, Graphic News, NASA, National Geographic, Science Photo Library Vydalo Nakladatelství Slovart, s. r. o., v roce 2017 Vydání první Sazbu zhotovil Alias Press, s. r. o., Bratislava Tisk v Číně

ISBN 978-80-7529-274-2 10987654321 www.slovart.cz

Photography Corbis, ESA, Getty lmages, AGE Fotostock, Graphic News, NASA, National Geographic, Science Photo Library.

OBSAH ÚVOD

OKAMŽIK VZNIKU

KOSMICKÉ SONDY

8 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70

VESMÍRNÉ STANICE

HUBBLEŮV TELESKOP

KOSMICKÉ SMETÍ

74 76 78

REJSTŘÍK

HVĚZDY ŽIVOT HVĚZD

PLANETÁRNÍ MLHOVINY SUPERNOVA ZÁNIK HVĚZDY MLÉČNÁ DRÁHA

SLUNEČNÍ SOUSTAVA SLUNCE

MERKUR VENUŠE MARS JUPITER SATURN URAN NEPTUN PLUTO ASTEROIDY A METEORITY KOMETY MĚSÍC, PŘÍLIV A ODLIV ZATMĚNÍ

VÝZKUM VESMÍRU KOSMICKÉ ZÁVODY NASA DALŠÍ KOSMICKÉ AGENTURY ČLOVĚK NA MĚSÍCI OBSERVATOŘ PARANAL

RAKETY KOSMICKÝ RAKETOPLÁN SATELITY NA OBEŽNÉ DRÁZE

SONDY VOYAGER

ORLI MLHOVINA Mlhovina, která se nachází 7 000 světelných let od Země, získala své jméno díky tomu, že její tvar připomíná orla s roztaženým i kříd ly.

úvod Už od pradávna chtěli lidé vědět, co před nimi nebesa skrývají. Právě tato zvídavost vedla ke konstrukci kosmických lodí a dalekohledů, které dokázaly precizně zobrazit dříve rozmazané a nejasné vzdálené objekty a umožnily poprvé spatřit mnohé astronomické úkazy. Mléčná dráha podle fyzikálních poznatků a matematických výpočtů obsahuje až čtyři sta miliard hvězd. Patří do ní i naše Slunce, stejně jako Země, která okolo Slunce obíhá a je v současnosti jedinou známou planetou, jež hostí život. Díky vědeckému a technickému pokroku dokázali lidé prozkoumat vzdálené kouty Sluneční soustavy a dokonce proniknout i za její hranice. Při tom odhalili řadu tajemství vesmíru: jaké síly mu vládnou, jeho složení a způsob vzniku, zrod a zánik hvězd, vlastnosti černých děr, existenci neviditelné

... temné hmoty, která obklopuje galaxie, a mnoho dalších. Ačkoli oblohu pozorujeme už od nepaměti, historie přímého průzkumu vesmíru je zatím krátká. První umělá družice byla vynesena na oběžnou dráhu v roce 1957 a teprve v roce 2013 vstoupila kosmická sonda Voyager 1 do mezihvězdného prostoru, aby se vydala na nekonečnou cestu Mléčnou dráhou. V posledních letech začali astronomové v oblasti známé jako Kuiperův pás pozorovat nové ledové objekty, jež jsou mnohem menší než planety. Vzhledem ke značnému počtu nově pozorovaných těles považují vědci nalezení Kuiperova pásu za jeden z nejzajímavějších objevů za dobu zkoumání Sluneční soustavy. Umělé družice Marsu, jako například Mars Express, potvrdily hluboko pod povrchem planety existenci zmrzlé vody. Průzkum je však teprve na začátku. Ještě máme hodně co objevovat. Astronomové již delší dobu pátrají ve vesmíru po jiných světech podobných Zemi, na nichž by mohl existovat život. Možná jej jednou najdeme mnohem dále, než si umíme představit. Nebo možná, jak si někteří snílci rádi představují, dokážeme v příštích desetiletích realizovat projekt kolonizace Marsu. V současnosti to však zůstává snem - jako byl původně i ten, který se podařilo uskutečnit 21. července 1969, kdy se noha prvního člověka dotkla Měsíce.

-------

8 OKAMŽIK VZNIKU

Ol<amžil< vznil<u

Britský astronom Fred Hoyle, který s teorií nesouhlasil, j i v roce 1949 nazval Big Bang, český termín Velký třesk vymyslel J i ř í Grygar.

Neumíme s dostatečnou přesností říci, jak se vesmír praktic y „z ničeho" zrodil. Podle teorie Velkého třesku, kte á je ve vědecké komunitě přijímána nejčastěji, byl na počátku vesmír, jejž d es pozorujeme, nekonečně malý, hustý a horký. Před 13,8 miliar ami let se z tohoto zárodku náhle vyvinul prostor, látka a energie. Dosud však nevíme, co bylo příčinou .

Energetické záření V zárodku, z nějž se vyvinul vesmír, neustále vznikalo záření. Subatomární části ce a antičá sti c e vz á j emně ani hi lovaly, s pontánně vznikala a zani ka la hmota. Kdyby vesmír zůstal v tomto stavu, před p okl ád a n á vesmírn á in flace by nikdy nenastala .

....

Cas

současně,jakojeden

celek. Naše oko lí se jeví stejnorodé, všude jsou stejné typy galaxií a ve všec h směrech stejná teplota .

10·43

[I]

Teplota

JAK SE VESMIR ROZPINAL Inflace způsobila, že se vesmír rozpínal ve všech částech

Teorie říká, že vše, co ve vesmíru dnes existuj e, bylo stlačeno v prostoru menším než atomové jádro.

,~e5

sekundy

10·39

1032 oc

(I] V nejbližším okamžiku

k „času nula", který fyzika

sekundy

1029 oc [ } ] Vesmír je nestabilní, rozpíná se 100 bilionů

umožňuje popsat, je teplota nesmírně vysoká. Vesmíru vládne supersíla.

bilionů bilionů bilion ů bilion ů krát - probíhá

inflace. Oddělují se čtyři základní síly.

ELEMENTÁRNI ČÁSTICE Zpo čátku byl vesmír „ polévkou" částic , jež i ntenzivně interagovaly

se zářením a mezi ~ebou navzá jem. Později, když proběhla inflace, vytvořily se z kva rků část ice atomových jader a jejic h spojením

s elektrony vzn ikly at omy.

Gluon Částice zprostřed kující interakci mezi kvarky.

Foton Částice sv ětla s nulovou kli dovou hmotností.

Elektron Negat iv n ě nabitá

elementární části ce.

G1avlton Hypotetická částice řená šející gravitaci.

Kvark Lehká elementární částice.

OKAMŽIK VZN IKU 9

Teorie vesmírné inflace

WILKINSON MICROWAVE ANISOTROPY PROBE Sonda WMAP, již do ves míru vyslala NASA, mapovala m ikrovlnné záření, jakousi ozvěn u'Velkého třesku pocházející z doby 380 000 let po této události. Rozložení tep lejších (červená až žl utá barva) a ch l adnějších (zelená až modrá) ob lastí koresponduje s u sp o řádáním kup ga l xií, které se ve vesmíru

Teorie Velkého třesku měla problém něk t eré jevy spojené s rozpínaním vesmíru uspoko j ivě vysvětlit. Objasnit je pomohla inflační teorie, s níž v roce 1979 při šel fyzik Alan Guth. Podle ní se v extré m ně krátkém časovém úseku (menším než tisíci na sekundy) vesmír rozšířil 100 bi l ionů bilionů bilionů b i lio nů b i lio n ů krát.

oblast 2

oblast t

poz d ěji vytvoř ily.

ODDĚLENI SIL P řed fází inflace existovala jediná sjednocqjící síla, kt erá řídila všechny interakce. Jako ní se o d dě lila gravitace, pot é elektromagnetická síla a nakonec jaderné síly. Po oddělení sil se zača la tvoři t lát ka.

IAK SE NEROZPINAL Kdyby nedošlo k inflaci, skláda l by se vesmír ze vzájemně odlišných oblastí. aždý z poz ú sta t ků Velkého třesku by obsahoval jiné typy galaxil.

GRAVITACE

ELEKTROMAGNETICKÁ SÍLA

SUPERSÍLA INFLACE

':,

10·12

',..

10·1t sekund

sekundy

"' ~

•,

. :i.~~

1012 oc

101s oc Vesmír se prudce ochlazuje, odděluje se gravitace objevuje se elektromagnetic á síla a jaderné inte'takce.

'""~-~---:t..

•~

1090(

Spojením trojic kvarků vznikají protony a neutrony. Vesmír je stále je š tě temný: světlo je uvězněno horkým plazmatem .

Tvoří

se jádra nejlehčích vodíku a helia. Jádra se skládají z protonů a neutron ů.

Elektrony a pozitrony vzájemně an ihilují, až všechny pozitrony zm izí. Zbývající elektrony se budou podílet na tvorbě

prvků :

atomů .

1 sekund

V důsledku rozpadu neutronů se uvolňují neutrina. Tyto částice s velmi malou klidovou hmotností budou tvořit větš inu temné hmoty ve vesmíru .

e--- proton OD ČÁSTIC K LÁTCE Kvarky vzájem;iě interagují díky síle

e - - kvark F - g\UOn

- - - - neutron

zprostředkované

g1uony, vznikají protony a neutrony, jež pak vytvoří atomová jádra.

1 Gluon interaguje s kvarkem .

Kvarky se spojují pomocí gluonů a tvoří protony a neutrony.

Protony a neutrony se spojují, aby v ytvo řily jádra atom ů.

80 REJSTŘÍK

Rejstřík A aerolity, 44 akreční disk, 20 2'. 23 Aldebaran, • 3 Aldrin, Edwin „Buzz", 61 Apollo, program, '.i 3 Apollo 11, 53, 57 Apollo 16, 6 Ariane, raketa, 59 Ariane 5, M Armstrong, Neil, 6 1 asteroidy, 25. 44 45 automatické kosmické lodi, 52

B bílítrpaslíci, :2, 14-17

C Callisto, 35 Cavendish, Henry, 5Li Ceres, trpasličí planeta, 45 Cerro Paranal, Chile, 62 Clarke, Arthur C., 68 Collins, Michael, 61 Columbia, modul, 61 Columbia, raketoplán, 'JJ, 66 CSA, Kanadská kosmická agentura, 58 59

Čeljabinsk, Rusko, 45 černé díry, 7. 14-15. 1'::i-2i.23.62 černý trpaslík, 15-17 červení obři, 12, 14 1 5,

2' Čína, 19, 'i8 člověk na Měsíci , 6· 7, 57,

60-6:

D Darmstadt, Německo, 5 3 Deep /mpact, sonda, ti6 Deep Space Network, 56 Deimos, 32 družice, umělé, 7, 52 . 68-69, 79 Džajpur, Indie, 63

elektromagnetická síla, 9 elektrony, 8-9 Eta Carinae, 22, 75 Evropská kosmická agentura (ESA), 58. 7 4 Explorer I, 55

F fotony, 8, 10, 26

G galaktické filamenty (vlákna), 10. 1 Galilei, Galileo, 22, 30. 35 , 54 Galileo, sonda, 53. 69 Ganymedes, 35 Gemini, program, S3, 61 GLONASS, 69 gluony, 8 9 Goddard, Robert, 54 Goes, družice, 53 GPS, satelity, 69 gravitace, 9, 20, 48 graviton, 8 Guth, Alan, 9

H Haileyova kometa, 47 Helix, mlhovina, 17 Hertzspru ngův-Russellův diagram, 12 helium. 8 , 'O, 12 , 14. 16, :?6, 29. 34- 35. 37 38, 40 hl,61,64 Houston, středisko kosmických letů, 56 Hoyle, Fred, 8 Hubble, Edwin, 74 Hubbleův kosmický teleskop, 39. 42. 69. 74 75. 79 hvězdy, 5, 12-21

CH Chandra, teleskop, 75 Čchang-e 3, lunární vozítko, 58

Ida, asteroid, 45 lntelsat, 6P. lo, 3S ISS, Mezinárodní vesmírná stanice, 59. 12 73. 79

Eagte, lunární modul,

60 6: EI Caracol, Chichén ltzá, 62

J jaderná fúze, 18. 21, 26 jaderná síla, 9

Japonská kosmická agentura OAXA), 58-59 Jupiter, 25 , 34-35. 76

K Kennedyho kosmické středisko, 56· 57 komety, 46 47 kosmická procházka, 53 kosmické smetí, 78-79 kosmické sondy, 70· -7 1 kosmické stanice, 53.

o Oberth,Hermann, 54 odliv, 48 49 Oortův oblak, 116 Orlí mlhovina, 4, 22

Lajka, pes, 55 Lickova observatoř, Kalifornie, 63 LUX, detektor, 11

paralaxa, úhel, 12-13 Paranal, observatoř, 62 63 parseky, 12 Phobos, 32 Pioneer 76 77 planetární mlhoviny, 15 17 planety, vznik, 24 Pluto, 42-43, 76 pozitrony, 9 protogalaxie, 10 protohvězda, :4 protony, 9 Přesýpací hodiny, mlhovina, 17 příliv, 48 49 pulsary, 21

magnetismus, 23 , 29 Jupiteru, 3 5 Uranu, 38 Mariner, sonda, 53, 70 Mars, 7. 25, 32 33, 44. 52. 70 71 Mars Express, 7, 52-53 . 58 Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), 70 71 Mauna Kea, Havaj, 63 Menkalinan, 13 Merkur, 25, 28-29, 30 meteority, 28. 33, 44-45. 49.55 Měsíc, 6, 7. lili , 48-49, 52, 60 Minkowského motýl, ,6 Mir, kosmická stanice, 53, 58 59 Mléčná dráha, 5. 7. 22-23

rakety, 6l 65 rentgenové záření, paprsky, 19 2 1 Ruská federální kosmická agentura, 58 59. 72

72-73 kosmické závody, 54 56 Kosmický kalendář, : 1 Krabí mlhovina, 19. 22 Kuiperův pás, 7. 42 -Id. 46. 76 kvarky. s, 9

N Národní úřad pro letectví a vesmír (NASA), 9, SL. 58. 60 6:. 66, 74-78 Neptun, 24, 40-41, 76 neutrino, 9 neutron, 9 1O neutronové hvězdy, 1 4-15, 19-21 New Horizons. sonda, 42-43, 76 Nimbus, družice, 5 3

s Sagan, Carl, 11 Saturn, 211, 36-37, 76 Saturn V, raketa, 60 siderolity, 111, Sirius. 12 Skylab, 5 ,, 72 skleníkový jev, 30 slapové síly, 48 Slunce, 5. 11 :2, 22, 26-27 sluneční erupce, 27 Sluneční soustava,,. 11 , 22, 24· 25 sluneční vítr, 35.til Soho, kosmická observatoř, 75 Sojourner, vozítko, 5 3 Sojuz, raketa, 5?, 59 sopečná činnost, 25, 35 Space Shuttle, raketoplán, 53, 57. 66 67 Spirograf, mlhovina, :6 Spitzer, kosmická observatoř, 75 Sputnik I a li, 5~ · 55 Stonehenge, 62

supernovy, '0, 15. 8 19 světelné roky, '2

T temná hmota, 7, 10 11, 2< teorie Velkého třesku ,

8 9 Titan , 36 Triton, 40, 77

u uhlík, 10.15, 19. 21, 26. 32, li 2, 46 Ulysses, sonda, 58 umělé družice, 54 uran, prvek 9 Uran, planeta 24. 38 39. 76

v Van Allenovy pásy, 55, 69 veleobři, 12. '::,, 18. 21 Velká rudá skvrna, Jupiter, >1+ 35 Velké Magellanovo mračno, 2 3, 77 Velký třesk, 8, 11 Venus Express, 58 Venuše, 2~. 30· 31.52 Very Large Telescope (VLD, 62-63 vesmírná inflace, 8 9 Viking, sonda, 5 3 voda, 28,32 vodík, 9. 10, 1l. 16 von Braun, Wernher, 5fi,

55 Vostok 1, 53 Voyager 1 a 2, sondy, 7. 39 40 76 77 výzvědné družice, 79 vznik vesmíru, 8--9

w WMAP, 9

X X-1, raketoplán, 55

y Yeager, Chuck, 55 Yerkesova observatoř, Wisconsin, 63

zatmění, 50 51 záření, Země,

8, 19 5. 11, 25, 1,1,

ž železo, 18-19. 29, 44