Jiří Grygar, kosmické záření a další tajemství vesmíru

Známý astronom a astrofyzik Jiří Grygar přilákal na první liberecké Café Nobel do Knihkupectví a antikvariátu Jaroslava Fryče na osm desítek zaujatých posluchačů doslova všech věkových kategorií. Své povídání věnoval především stoleté historii objevu a výzkumu kosmického záření.

Kosmické záření objevil v roce 1912 rakouský fyzik Viktor Franz Hess při svém balonovém letu z Ústí nad Labem. Historie tohoto letu se letos v létě těšila velkému zájmu a byla hojně prezentována na konferencích, výstavách i v médiích. Trochu do pozadí se přitom dostaly další „uzlové body“ a významná jména historie výzkumu, který dosud nedospěl k uspokojivému závěru. Zdroje, odkud k nám většina kosmického záření přilétá, totiž stále nebyly odhaleny.

Jiří Grygar v Liberci připomněl osobnost francouzského fyzika Pierra Augera, který v roce 1938 během svých výzkumů v Alpách objevil existenci spršek tzv. sekundárního kosmického záření. To vzniká vysoko v atmosféře, kde se částice přilétající z vesmíru sráží s našimi „domácími“ atomy.    Některé z částic přilétají ze Slunce – je jich však poměrně málo. Proč je tak těžké zjistit, odkud k nám přilétají ty ostatní? Tyto částice mají elektrický náboj a proto narozdíl od fotonů, které k nám letí přímočaře, podléhají vlivu magnetických polí – jejich cesta se kroutí, ohýbá a jejich vzdálené zdroje tak zůstávají „v utajení“. Těchto částic přitom není málo, říká Jiří Grygar: „Každý z nás dostane za sekundu asi tisíc zásahů částicemi kosmického záření. Procházejí neškodně skrz nás – člověk je pro ně jako řešeto, protože atomy, z nichž jsme složeni, jsou prakticky prázdné.“

Také bývalé Československo mělo významné osobnosti, které se věnovaly výzkumu kosmického záření – František Běhounek ho měřilv blízkosti severního pólu během nešťastného letu vzducholodi Italia, který skončil ztroskotáním na plovoucím ledu; kosmické záření zkoumali i Václav Petržilka a nebo Jaroslav Pernegr, jehož kariéra vrcholila ve Švýcarsku, v Evropské organizaci pro jaderný výzkum (CERN).

Výzkum kosmického záření nabral podle Jiřího Grygara na obrátkách v 80. letech, kdy byl v americkém Utahu postaven detektor Fly's Eye (Muší oko), který registroval spršky sekundárního záření, zářící za noci ve výškách modrým světlem. Z těchto spršek se dá zpětně vypočítat energie prvotní částice, před jejím vlétnutím do zemské atmosféry. 15. října 1991 zaregistroval tento detektor přílet částice s dosud nejvyšší zaznamenanou energií 320 trilionů elektronvoltů, což je asi 50 joulů. „Takovou energií disponuje tenisový míček, letící rychlostí 80 km/hod.,“ říká Jiří Grygar. Další část svého vyprávění věnoval současným výzkumům, na kterých se aktivně podílejí i čeští vědci, a to na Observatoři Pierra Augera v Argentině.

Na této observatoři se registrují přilétající částice kosmického záření dvěma způsoby. Na velké ploše argentinské pampy jsou rozestavěny plastové nádoby, vybavené technologií, která umožňuje registrovat průlet stále ještě vysoce energetických částic sekundárního kosmického záření vodou, kterou jsou tyto „sudy“ naplněny. Kolem jsou  rozestavěny čtyři detektory „muších ok“, registrující spršky v atmosféře. Kombinací dat je možné spočítat energii původních částic i směr jejich příletu k Zemi. Na konstrukci detektorů se podíleli čeští technici, jejichž dílem je také malý robotický dalekohled FRAM, který pomáhá velkým detektorům v práci tím, že měří průzračnost atmosféry nad argentinskou pampou.

Po přednášce doktora Jiřího Grygara začala diskuse, ve které došlo i na tajemné zdroje kosmického záření – těmi mohou být supermasivní černé díry, supernovy, ale, jak řekl Jiří Grygar, „třeba i nějaká docela nová fyzika.“ Debata se stočila i na problém měření vzdáleností ve vesmíru a úplně nakonec, jak je při podobných setkáních s veřejností pravidlem, také na vznik samotného vesmíru. „Veřejnost si obvykle vznik vesmíru představuje tak, že tu byla nějaká kulička, která vybuchla. Pro lidi je těžké představit si, že vesmír hned na počátku vznikl jako nekonečný.“ To, že jsme zmateni, není podle Jiřího Grygara nic divného: „Einstein v reakci na kvantové teorie ve fyzice prohlásil, že Pánbůh nehraje v kostky. Postupem času se však ukázalo, že Pánbůh v kostky hraje a dokonce hází v místech, kam nevidíme..."

Je zkrátka jisté, že se v budoucnu při zkoumání vesmíru dočkáme ještě spousty překvapení. Zásadních otázek k řešení je mnoho a vydaly by na desítky takových besed, jako bylo Café Nobel v útulné kavárně Respekt Knihkupectví a antikvariátu Jaroslava Fryče v Liberci.

Frederik Velinský