Jak fungují ledové gejzíry na Enceladu? Odpověď se skrývá na WC pro astronauty
Výzkum chování vody na kosmických toaletách by nás mohl přiblížit k objevu života na ledových měsících
Americká sonda Cassini v roce 2005 jako první zpozorovala extrémně zajímavé ledové gejzíry na Saturnově měsíci Enceladu. Odborníci se domnívají, že by tyto gejzíry mohly být propojené s podzemním oceánem.
Gejzíry na Enceladu tryskají skrz trhliny v ledu a kapalina z podzemí míří přímo do vesmíru. Sonda Cassini nejen tyto gejzíry zpozorovala, ale také skrz ně i prolétla. Přesto ale zatím není jasné, jak tyto výtrysky na Enceladu vlastně fungují.
Jak funguje kosmické WC?
Ralph Lorenz z Univerzity Johnse Hopkinse v Marylandu před pár dny prohlásil, že by gejzíry na Enceladu mohl pohánět proces podobný tomu, co se děje, když astronauti ve vesmíru používají WC.
Když astronauti použijí WC a „spláchnou“, odpadní voda vytryskne do vesmíru. Tam voda i s organickým obsahem rychle zmrzne, což je obdobou chování vody ve výtryscích na Enceladu. Otázkou je, jak přesně tato voda zmrzne a jak to ovlivní vystříknutou kapalinu.
Další články v sekci
Zděděno od předků: Strach z pavouků a hadů máme možná už od narození
Svět je plný nebezpečných pavouků a hadů. Varují nás před nimi i geny
Pavouků a hadů se bojí spousta lidí. Nový výzkum ukazuje, že tenhle strach není naučený, ale zděděný. Hrůzu z osminohých stvoření a beznohých plazů máme zřejmě přímo ve svých genech.
Vědci to zjistili tak, že ukazovali různé obrázky šestiměsíčním nemluvňatům. I když v tomto věku děti vlastně nic pořádně nevnímají a nechápou, tak na obrázky pavouků a hadů reagovaly jejich oči zúžením zorniček, které vědci měřili infračerveným zařízením. Obrázky květů a ryb nechaly kojence v klidu.
TIP: Smrtící pavouci koutníci mají nebezpečně kvalitní pavučiny
Zatím není úplně jasné, co taková reakce u nejmenších dětí znamená. Ale podle vědců výsledky pozorování naznačují, že máme v genech zabudovaný mechanismus, který nám připomíná, že se máme mít na pozoru před nebezpečnými tvory. Je to taková výstražná siréna, která nás už dlouho chrání před pokousáním pavoukem nebo uštknutím hadem.
Další články v sekci
Riskantní léčba: Běžná součást tradičních asijských bylin ohrožuje zdraví
Léčivé byliny často pomáhají. Ale některé by se užívat doopravdy neměly
Léčivé přípravky z přírodních bylin nemusejí vždy prospívat lidskému zdraví. Nový výzkum ukázal, že směsi z bylin, které obsahují jedovatou kyselinu aristolochovou a podobné látky, mohou vést ke vzniku rakoviny jater.
Kyselinu aristolochovou obsahují rostliny z čeledi podražcovitých. Tyto rostliny se přitom běžně využívají v asijské tradiční medicíně k usnadnění porodu, poporodní péči i v dalších případech.
TIP: Nečekaný pomocník: Virus podporující imunitu v boji proti rakovině jater
Vědci ovšem zjistili, že 78 procent studovaných případů nejběžnějšího nádoru jater na Tchaj-wanu vykazuje mutaci, která je typická pro působení kyseliny aristolochové. Právě na Tchaj-wanu jsou přitom podražce v tradiční medicíně velmi oblíbené. Nebezpečně „léčivé“ byliny ale ohrožují lidi po celém světě, i když v menší míře.
Další články v sekci
Radioteleskop ALMA zachytil rodící se planety v blízkosti mladé hvězdy
Obrázek z radioteleskopu ALMA ukazuje mladou horkou hvězdu V1247 Orionis, která je obklopená cirkumstelárním diskem z plynu a prachu. Disk se jeví jako složený ze dvou částí: z pěkně definovaného centrálního prstence a z jemnějšího půlměsíce ve vzdálenějších oblastech.
Tmavá oblast mezi prstencem a půlměsícem je pravděpodobně způsobena přítomností mladé planety. Jak planeta obíhá kolem své mateřské hvězdy, její pohyb vytváří oblasti vysokého tlaku po obou stranách její dráhy. Takové oblasti vysokého tlaku se mohou stát bariérami okolo oblastí tvorby planet: částice prachu jsou v nich uvězněny po miliony let, díky čemuž se mohou k sobě připojovat a růst.
Vysoké rozlišení přístroje ALMA poprvé umožňuje studium komplikované struktury takovéhoto prachového víru. Snímek zachycuje nejen půlměsícovou past na prach na vnějším okraji tmavého pásu, ale také oblasti přebytku prachu v prstenci, což naznačuje možnost existence druhé pasti, která se vytvořila uvnitř možné dráhy planety. To by potvrzovalo předpovědi dřívějších počítačových simulací.
Polapení prachu je základem jedné ze současných teorií vzniku planet. Podle předpovědi by prachové částice měly doputovat do centrální hvězdy a být zničeny ještě dřív, než by měly čas vyrůst do planetesimální velikosti (říká se tomu problém radiálního driftu).
Další články v sekci
Nejasný původ rodičů antiky: Kdo byli tajemní Etruskové
S nadsázkou lze říct, že o původu Etrusků se vedou spory již dva a půl tisíce let. Ani genetické analýzy nedokázaly uspokojivě odpovědět na otázku, kde se tato vyspělá civilizace ve střední Itálii vlastně vzala
Etruská civilizace, která se vyvíjela na území Itálie přibližně od 8. století př. n. l. a položila základy římské kultury, dodnes nepřestává udivovat svou vyspělostí. Etruští inženýři byli vynikajícími staviteli měst a propracovaných vodovodních systémů. Etruská sochařská díla – například proslulá Vlčice kapitolská nebo Apollon z Vejí – se zařadila mezi opravdové perly starověkého umění. Přesto o původu této civilizace víme pramálo. Stejně jako o jejím tajemném jazyku, jehož jedna část vycházela z řecké abecedy, druhá má však, stejně jako geneze Etrusků, původ neznámý.
Vláda železné ruky
Ne náhodou se etruská kultura vyvinula právě ve střední Itálii. Hlavní příčinou rozvoje bylo zdejší naleziště železa, jednoho z nejvzácnějších kovů své doby. K toskánským břehům připlouvaly lodě ze všech částí Orientu a obchodníci skupovali železo ve velkém. Etruská civilizace se tak stala velmocí celého Středomoří.
Etruskové žili v samostatných městských královstvích, která spojoval jazyk, náboženství a kultura. Avšak právě fakt, že neměli jednotný silný stát, nakonec vedl k jejich zániku. V 5. století př. n. l. etruská města na severu vyplenili Keltové, jih upadl pod nadvládu řeckých kolonizátorů a střed Itálie dobyli Římané. Ti od Etrusků převzali nejen architekturu, kulturu a náboženství, ale etruského původu byli i první římští vládci. Čím více však rostla moc Říma, tím rychleji etruská civilizace umírala. Nezávislost definitivně ztratili v 1. století př. n. l., kdy se přestal používat jejich jazyk a všechna jejich města pohltila Římská říše.
Města zrozená z kříže
Založení etruských měst probíhalo na základě přísně stanovených náboženských rituálů. Nejdříve byly posvátnou holí v zemi vyryty dvě hlavní cesty tvořící „svatý kříž“ složený z linie „cardo“ orientované severo-jižně a „decumanum“ na východ-západ. Vznikly tak čtyři menší části, ve kterých se zrodila síť dalších ulic. V centru kříže Etruskové vyhloubili jámu zakrytou kamennými deskami, která představovala bránu spojující svět živých a mrtvých. Města byla obehnána hradbami a jejich brány zasvěcovali kněží různým bohům, z nichž každý musel mít svůj chrám a svoji ulici. Východní brána znamenala štěstí, ta západní představovala neštěstí a procházeli jí lidé odsouzení na smrt.
Etruskové věřili, že život každého člověka řídí bohové, kteří s lidmi komunikují na základě přírodních úkazů. Jejich speciálně školení kněží dokázali poselství bohů interpretovat například z letu ptáků, výskytu blesků nebo rozložení vnitřností obětovaných zvířat. Obloha byla rozdělená na šestnáct rovnoměrných částí, z nichž každá patřila jednomu bohu. Ten dával znamení prostřednictvím blesku. I ještě teplé vnitřnosti (plíce, srdce či játra) vyjmuté z právě zabitých zvířat se dělily na sektory ovládané jednotlivými bohy. Pozoroval se u nich především jejich tvar, velikost, barva a případné zvláštnosti. K vyučování nových žáků se používaly bronzové či hliněné modely vnitřností.
Ženy jako rovnocenné bytosti
Dávní obyvatelé Itálie se kulturně i společensky v mnohém lišili od ostatních národů. Antičtí historikové ovšem nejvíce žasli nad postavením etruských žen ve společnosti. Ty měly v podstatě stejná práva jako muži: mohly vlastnit stejné bohatství a pyšnily se stejnou vzdělaností – alespoň v rámci vyšších sociálních tříd uměly číst a psát. Ženy zastávaly rovněž náboženské a právní funkce a po smrti vlastnily svoji hrobku s posmrtnou výbavou, což v té době u jiných národů patřilo k privilegiím mužů.
Řecký filozof Aristoteles ve 4. století př. n. l. překvapeně popisoval, jak při slavnostech etruské ženy hodují se svými muži ležíce po jejich boku. Jeho údiv pramenil z toho, že v antickém Řecku měly na hodovní slavnosti povolen vstup pouze prostitutky. Prostituce existovala i u Etrusků, ale docházelo k ní především pod rouškou ušlechtilých cílů. Tzv. svatá prostituce se odehrávala ve speciálních chrámech, kde se v jednotlivých celách oddávaly kněžky poutníkům, aby obohatily nejen chrám, ale hlavně samy sebe.
Etruské ženy i muži milovali módu a krásné oblečení. Jejich šaty byly často zdobeny zlatem a do vlasů si upevňovali šperky z drahých kovů. Elegance Etrusků byla tak vyhlášená, že staří Římané pro vyjádření dobrého vkusu používali úsloví „oblékat se v etruském stylu“.
Lidé z Tróje
Podle dochovaných památek samotní Etruskové svůj původ dobře znali. Tvrdili, že jsou příbuznými lidí z Anatolie, a dokonce potvrzovali svoji příbuznost s lidmi z bájné Tróje. Rovněž v antických knihách se dočteme, že slavné město založili Etruskové. Jak k tomu však mohlo dojít, když se Trója nacházela na vrcholu v době, kdy etruská kultura ještě ani neexistovala? Vysvětlení může znít prostě – během historie různí dobyvatelé Tróju opakovaně zcela zničili a znovu postavili. Etruskové, kteří se mezitím stali mocným národem podnikajícím výpravy do Asie, tak mohli zničené město opět vybudovat, a byli tak ve své době považováni za jeho zakladatele.
Další články v sekci
AK-74: Málo známý pokračovatel legendárního kalašnikova
Koncem 70. let se u sovětských jednotek objevila nová zbraň. Od předchozích typů AK-47 a AKM se lišila delší hlavní s úsťovou brzdou, méně zakřivený zásobník pak napovídal, že používá jiné střelivo. To mělo zlikvidovat protivníka, i když by zasáhlo byť jen jeho končetinu
Hlavní výhody pověstných „automatů“ konstruktéra Kalašnikova pro náboj 7,62×39 mm spočívaly v nenáročné výrobě a nízké ceně, jednoduché obsluze a mimořádné odolnosti. Generalita v SSSR však sledovala vývoj pěchotních zbraní v USA, kde zkušenosti z vietnamské války vedly k rozšíření ráže 5,56 mm. I Sověti pak reagovali na poznatek, že většina přestřelek se odehrává na vzdálenost do 400 m, což je zároveň hranice efektivní střelby s běžnými mechanickými mířidly.
Moderní armády tak začaly snižovat ráži ručních zbraní ze 7,62 mm – omezil se tak i zpětný ráz zbraně a voják mohl nést více lehčí munice. Hlavní přednost ráže 5,56×45 mm ale podle tehdejších odborníků tvořily její devastační účinky. Zatímco 7,62mm střela tvořila čistý průstřel, rychlejší, lehčí, delší a méně stabilní 5,56mm projektil při nárazu ztrácel stabilitu, otáčel se a vyrvával celé kusy tkáně. Soupeři pak dokázal utrhnout končetinu, dotyčný pak vykrvácel, dostal do rány infekci a podobně. Sovětský tým Viktora Sabelnikova tedy zareagoval vývojem munice 5,45×39 mm se stejnou délkou, jako měl předchozí náboj 7,62×39 mm do AKM, tedy modernizované verze zavedené roku 1959.
Malorážový AK-74
Vývoj samotné pušky pro novou ráži probíhal od roku 1966. Vyhrála varianta A-3, která navazovala na AKM a na níž se podílel Michail Kalašnikov. Hlavní přednost A-3 spočívala v tom, že vojska se nemusela nějak zvlášť přecvičovat v zacházení s novou zbraní, která se navíc dala vyrábět na stávajícím továrním zařízení.
Tak se zrodil avtomat Kalašnikova obrazca 1974 goda. K jednotkám se dostal v druhé půli 70. let a v roce 1979 s nimi putoval do Afghánistánu. Zpočátku se pažba a předpažbí vyráběly ze dřeva, později se přešlo (stejně jako u pistolové rukojeti) na plast. Protože 5,45mm „automaty“ AK-74 se v sovětské armádě mísily se 7,62mm puškami AKM i AK-47, obdržela pevná pažba „malorážového“ kalašnikova na boku dvě prohlubně. Ty jej měly nejen odlehčit, ale také umožnit jen „po hmatu“ (kupříkladu ve tmě) odlišit obě zbraně a zabránit tak v extrémních situacích zaměňování zásobníků obou pušek.
Mířidla AK-74 se dala nastavovat až do 1 000 m, účinný dostřel však činil jen 500 m. Mohutná válcová úsťová brzda u AK-74 snižovala zpětný ráz na třetinu hodnoty obvyklé u AKM. Používaly se buď zásobníky hladké hnědooranžové, nebo černé a zvrásněné.
Hlavně kratší i delší
Stejně jako v případě AKM, i typ AK-74 vznikal v několika verzích. AKS-74 určený pro výsadkáře používal ramenní opěrku v podobě lichoběžníku sklápěného na stranu. Další varianta, AKS-74U, podstoupila navíc zkrácení hlavně a používaly ji a používají především speciální jednotky SPECNAZ, KGB, FSB, osádky vrtulníků a obrněných vozidel. Má trychtýřový tlumič plamene, přesná střelba je účinná do 200 m. Vedle toho se však některé sovětské satelity snažily dodat k vyráběným AK-74 nějaké svoje vylepšení, takže například východoněmecký AK-74 má odlišnou ramenní opěrku a plynový nástavec.
Až v roce 1991 vznikla v Rusku varianta AK-74M. Nelze ji téměř rozlišit od první verze, její pevná černá plastová pažba se však dala sklápět na stranu tak, aby zbraň mohli snadno přepravovat motostřelci v těsných prostorách bojových vozidel pěchoty.
Zásobník na 45 ran
Stejně jako AKM, i AK-74 má těžší verze, určené k přesnější střelbě na větší vzdálenosti. Jde o lehký kulomet RPK-74. Jeho hlaveň s dvojnožkou zakončuje válcová úsťová brzda a tlumič, pevná pažba v odlišném tvaru než u „automatu“ AK-74 vykazuje příjemnější úchop při střelbě vleže a umožňuje zasunout 30, 45 nebo 60ranný schránkový zásobník, výjimečně i zásobník bubnový na 100 nábojů.
Nejvíce se však užívá varianta pro 45 nábojů. Variantou RPKS-74 se sklopnou pažbou disponují výsadkáři, modifikace RPKM-74 pak využívá moderních plastů a pevnou pažbu, sklopnou doleva. U těchto „automatů“, prodloužených na lehké kulomety – hlavní podpůrnou zbraň družstva – se účinný dostřel prodlužuje na 600–800 m.
AK-74
- VE SLUŽBĚ: Od roku 1974
- DOSUD VYROBENO: 5 000 000 ks
- HMOTNOST BEZ ZÁSOBNÍKU: 3,07 kg
- HMOTNOST 30RANNÉHO ZÁSOBNÍKU: 0,23 kg
- CELKOVÁ DÉLKA: 943 mm
- DÉLKA HLAVNĚ: 415 mm
- MUNICE: 5,45×39 mm
- KADENCE: 650 ran/min
- ÚSŤOVÁ RYCHLOST STŘELY: 880–900 m/s
- ÚČINNÝ DOSTŘEL: 500 m
- MAX. DOSTŘEL: 3 150 m
Příliš silné afghánské zdi
Stejně jako začali Američané už ve Vietnamu postupně zjišťovat, že 5,56mm střely „neprostřelí křoví“, respektive že je vychýlí z dráhy pralesní vegetace a že v některých situacích vadí jejich malá průbojnost, čekaly potíže i na Sověty v Afghánistánu. Ve skutečných bojových podmínkách střelci z 5,45mm pušek AK-74 nejdříve oceňovali jejich nízkou hmotnost, později ale zjišťovali, že účinek příliš lehkých projektilů v řadě skutečností zaostává za 7,62mm municí do starších AKM.
Velká část přestřelek se odehrávala ve vesnicích s domky z nepálených cihel, s hliněnými valy a kamennými zídkami, které klasická ráže 7,62 mm probíjela lépe. I při dalších bitvách v ulicích čečenské metropole Groznyj, v irácké Fallúdži a jinde se pro palbu na protivníky skryté za dveřmi, pytli s pískem, dřevěnými fošnami, slabšími zdmi či vozidly a vraky náboj 5,45 mm příliš nehodil.
Různorodá příslušenství
Dodejme, že po vyhodnocení poznatků z mimoevropských bojišť dnes vývoj střeliva pěchotních zbraní směřuje zpět – někam mezi ráži 5,56 a 7,62 mm. Pokud jde o další rozpracování AK-74, po rozpadu SSSR tamní zbrojovky vyvinuly řadu variant navazujících na AK-74 nebo je kombinujících s dalšími typy. Rodina „kalašnikovů“ se tak stala méně přehledná, neboť Rusko usilující o návrat do pozice velmoci a zasahující do řady konfliktů dnes produkuje a zkoumá několik typů současně.
Každý z nich většinou umožňuje sestavovat „stavebnicové“ verze pro různé druhy střeliva tří a více ráží, určené pro výsadkáře, speciální komanda, klasickou pěchotu, snajpry, ale i lovce a sportovce. To vše s nejrozmanitějším příslušenstvím, lištami, tlumiči, granátomety a zaměřovači. Některé z hypermoderních „kalachů“ přitom Moskva nabízí jen na export. Hlavní výhody prvotní Kalašnikovovy konstrukce AK-47/AKM, tedy odolnost založená na jednoduchosti a výrobní nenáročnosti, se tak částečně obrací ve svůj opak.
Další články v sekci
Nový pomocník: Umělá inteligence detekuje 97% případů rakoviny prsu
Umělá inteligence předčí ve správném rozpoznání zhoubného nádoru prsu lidské specialisty
Umělé inteligence již prokázaly, že jsou výborné v analýzách obrazu. V některých případech hravě porážejí své lidské tvůrce. A my bychom to mohli využít ve svůj prospěch.
To je i případ diagnostiky rakoviny prsu. Tato rakovina je nejčastějším nádorem u žen, její detekce ale přitom není úplně jednoduchá. Vývojáři umělých inteligencí z laboratoří MIT proto vycvičili jednu takovou inteligenci, které poskytli přístup k velkému množství rozmanitých údajů o pacientech i o léčbě nádorů prsu a dalších souvislostech.
Umělá inteligence předčí diagnostiky
Vycvičená umělá inteligence potom dokázala detekovat rakovinu prsu u celkem 335 žen s přesností 97 procent. Tato umělá inteligence je tím pádem lepší diagnostik, nežli lidští odborníci, kteří se do značné míry spoléhají na snímky z mamografu.
TIP: Jak vybrat zárodky pro umělé oplodnění? Nejlépe to zvládne umělá inteligence
Přesná diagnóza je u rakoviny velmi důležitá. Některé nádory uniknou pozornosti lékařů a zvláště u rakoviny prsu jsou někdy pacientky léčeny zbytečně, protože zhoubný nádor ve skutečnosti nemají. Proto by se umělá inteligence mohla stát velmi užitečným pomocníkem lidských diagnostiků.
Další články v sekci
Cestující, kteří 22. října 1895 nasedali do vlaku ve francouzském Granville, rozhodně nemohli tušit, jak dramaticky jejich cesta skončí. Vlak cestou nabral přibližně desetiminutové zpoždění, se kterým se ale strojvůdce Guillaume-Marie Pellerin nehodlal smířit. Vlak vjel na pařížské nádraží Gare Montparnasse příliš velkou rychlostí, vzduchové brzdy Westinghouse ale nefungovaly správně a ruční brzda již nedokázala rozjetý kolos zastavit.
TIP: Skok ocelového oře: Co před 125 lety způsobilo nehodu vlaku na nádraží Montparnasse?
V 16:00 prorazila parní lokomotiva skleněné okno stanice, půlmetrovou zeď terasy a zřítila se na tramvajovou zastávku o deset metrů níže na Place de Rennes. Jen těsně minula právě projíždějící tramvaj. Dvanáct vagónů se 131 cestujícími zůstalo nevykolejených nahoře ve stanici. Při nehodě bylo vážně zraněno pět lidí a na ulici zemřela prodavačka novin Marie-Augustine Aguilardová, kterou usmrtily kusy padajícího zdiva. Strojvůdce Pellerin seskočil z lokomotivy těsně před nehodou. Za svou riskantní jízdu si později vysloužil pokutu 50 franků a dva měsíce vězení.
Další články v sekci
Proč Slunce svítí aneb Historie výzkumu slunečního záření (2.)
To, že ráno vyjde Slunce, patří mezi jednu z mála jistot našeho života. Životodárná hvězda totiž stoupá na pozemské nebe již miliardy let. Jaký zdroj ji však udržuje v činnosti? A jak je možné, že Slunci energie nedojde?
V přechozí části článku Britové Ernest Rutherford a Frederick Soddy popsali jev, kdy se atomy samovolně rozpadají na jednodušší, jako radioaktivitu. Rutherford současně navrhl, že by jaderné štěpení mohlo být dobrým zdrojem energie pro Slunce. Dnes víme, že to není možné, pro úplnost ovšem dodejme, že radioaktivní rozpad udržuje v roztaveném stavu nitra kamenných planet a v hvězdné říši se uplatňuje ve zbytcích po výbuších supernov.
Chemicky chudá stálice
Rutherfordova myšlenka narazila na rozvoj hvězdné spektroskopie. Z ní vyplývalo, že solární atmosféra – zdroj přímého slunečního záření – se skládá výhradně z lehkých prvků s naprostou převahou vodíku. Po těžkých prvcích nutných pro efektivních radioaktivní štěpení se v ní nepodařilo nalézt ani známku: pouze vodík, helium a zanedbatelné příměsi kyslíku, dusíku či uhlíku. Vzhledem k rozvíjející se teorii hvězdných niter bylo nepravděpodobné, že by se mohlo chemické složení atmosféry a vnitřních částí Slunce tak lišit, aby se v centru uplatnilo Rutherfordovo jaderné štěpení.
Opačným procesem, než je štěpení chemických prvků na lehčí – tedy termojadernou fúzí –, se vážně zabýval Američan William Harkins. Zajímalo ho, jak by bylo možné z lehkých prvků, například z vodíku, seskládat těžší, třeba helium. V roce 1915 navrhl, že kdyby se nějakým procesem spojila čtyři jádra vodíku, mohli bychom dostat jádro helia. V reakci by opět vznikl hmotností deficit – přibližně 0,77 % klidové energie vodíkových jader –, jenž by se transformoval na energii. Jen pro úplnost: Tehdy se vědci domnívali, že jádra chemických prvků tvoří výhradně protony, a bylo známo, že jádro helia je „čtyřikrát těžší“ než jádro vodíku. Dnes víme, že se v jádře helia nacházejí protony pouze dva.
Čistě protonová jádra však představovala další problém k vysvětlení. Podle všech v té době známých zákonů popisujících chování elektrických nábojů by se mělo více protonů v jádře odpuzovat a velmi rychle by se „rozutekly“ do okolí. V roce 1920 Harkins a o něco později i Rutherford předpověděli existenci nové částice, která měla držet protony v jádrech pohromadě – neutronu.
Zmíněnou částici objevil až v roce 1932 James Chadwick, přičemž vyřešila rozdíl mezi atomovým číslem vyjadřujícím počet protonů v jádře a atomovou hmotností, jež souvisí s celkovým počtem částic v jádře, tedy nejen protonů, ale i neutronů (tzv. nukleonovým číslem). Byly už totiž známy izotopy, prvky se stejnými chemickými vlastnostmi, avšak s různou hmotností: Například mesothorium, radium a thorium X dnes označujeme jako izotopy radia s nukleonovými čísly 228, 226 a 224. Také víme, že izotopy se liší počtem neutronů.
Hvězdné cykly
Objev neutronu poskytl poslední chybějící dílek do skládačky funkčních fúzních reakcí. V roce 1939 navrhli Němci Hans Bethe a Karl von Weizsäcker mechanismus, při němž by se vodík přeměňoval na helium a uvolněná energie by se mohla použít k ohřevu látky. Dnes jej označujeme jako CNO cyklus. Nedochází k němu však u hvězd s malou hmotností, třeba u našeho Slunce, neboť jeho účinnost je vzhledem k relativně nízké teplotě v nitru stálice malá. „Zápalná“ teplota CNO cyklu odpovídá 15 milionům stupňů a jeho účinnost prudce roste s vysokou (patnáctou až osmnáctou) mocninou teploty. Nitro Slunce s 15,7 milionu stupňů tedy sotva překročilo hranici nutnou pro dlouhodobě udržitelný CNO cyklus. Odhaduje se, že zmíněným cyklem vznikají pouhá 2 % jeho zářivého výkonu.
Pro hvězdy s malou hmotností vymyslel Bethe záhy proton-protonový cyklus, který sice sumárně probíhá stejně jako CNO, avšak nepotřebuje coby katalyzátory reakcí atomy uhlíku, dusíku a kyslíku. Proton-protonový cyklus se udržitelně zažehne již při teplotách kolem čtyř milionů stupňů a jeho závislost na teplotě je vyjádřena přibližně čtvrtou mocninou. Ve Slunci se tímto mechanismem vyrábí zbývajících 98 % zářivého výkonu.
V proton-protonovém cyklu se srážejí protony (jádra vodíku) kvůli vysokým rychlostem podmíněným vysokou teplotou. Pravděpodobnost úspěšné srážky by však zůstávala velmi malá, neboť potenciálová bariéra dvou přibližujících se kladně nabitých protonů je relativně vysoká (0,7 MeV), zatímco střední pohybová energie protonů ve slunečním jádře činí pouhých 1 keV, tedy asi tisíckrát méně. Pravděpodobnost, že ve Slunci najdeme potřebně energetický proton, je velmi malá – odpovídá číslu 10−313.
V reakci se ovšem uplatňuje kvantová mechanika a tzv. tunelový jev, který výrazně zvyšuje pravděpodobnost penetrace potenciálové bariéry až na hodnotu 10−10. Nicméně heliové jádro tvořené pouze dvěma protony by bylo vysoce nestabilní. Bethe navrhl, že kdyby se jeden z protonů přeměnil na neutron, výsledné heliové jádro složené ze dvou protonů a dvou neutronů by již dlouhodobě stabilní bylo.
Celý konstrukt proton-protonového řetězce vypadal sice velmi elegantně, ale trpěl několika nedostatky, především nutností změnit proton na neutron. Reakce rovněž nezachovávala moment hybnosti ani některá důležitá kvantová čísla, což bylo přinejmenším podezřelé.
Neutrino na scéně
Jaderní fyzikové popisovali situaci, kdy u některých izotopů docházelo ke specifickému typu radioaktivity, tzv. beta rozpadu. Neutron v jádře se při něm přeměnil na proton a ze systému odlétl volný elektron. Náboj i hmotnost se tedy zachovávaly. Elektron však neměl vždy stejnou kinetickou energii, a docházelo tím ke zdánlivému narušování zákona zachování energie a také zákona zachování hybnosti. Ze systému jako by unikalo nekontrolované množství energie, jako by ho odnášela další částice.
V roce 1930 tedy Rakušan Wolfgang Pauli navrhl, že kromě elektronu vzniká při beta rozpadu ještě další, neutrální a nehmotná částice. Ital Enrico Fermi pro ni použil výraz „neutrino“, tedy italskou zdrobnělinu slova „neutron“. Dnes chybějící částici z betarozpadu označujeme jako elektronové neutrino a ještě přesněji jde o antineutrino, aby se zachovávala všechna kvantová čísla – v tomto případě číslo leptonové.
Brzy bylo zřejmé, že neutrino jen velmi neochotně interaguje s hmotou. Jeho existenci se podařilo experimentálně prokázat až v roce 1955 a kromě něj doplnili vědci v následujících letech do zvěřince i další elementární částice: „těžké elektrony“ tauony a miony a příslušná tauonová a mionová neutrina.
Pro proton-protonový cyklus však byla zapotřebí opačná reakce, bylo nutné vytvořit z protonu neutron. Dnes zmíněnou reakci označujeme jako inverzní beta rozpad: z protonu a elektronu vzniká neutron a elektronové neutrino. S tímto posledním dílkem ve skládačce pak proton-protonový cyklus vysvětloval zdroj energie Slunce více než uspokojivě.
Pokračování příště
Další články v sekci
Závrať na stěně smrti: Adrenalinová atrakce baví už více než 100 let
Říká se jí různě – například „stěna smrti“ nebo „studna smrti“. Válcová konstrukce, v níž krouží neohrožení jezdci, skutečně vyprovodila na onen svět již desítky odvážlivců. Nedávno oslavila již sté výročí
Stěna smrti se zrodila z americké jízdní dráhy již před sto lety: První uchvátila diváky v zábavním parku na newyorském Coney Islandu v roce 1911. A v 30. letech už bylo možné podobných atrakcí ve Spojených státech napočítat na tři stovky. Výjimkou tehdy nebyly ani velmi zvláštní jízdy, například se lvem na kapotě. Od 20. let si stěna získávala oblibu i v Anglii a dalších evropských státech. Dnes je populární také v Indii, kde se jí kvůli častým úrazům přezdívá „studna smrti“ a jezdí se na ní nejen na motorkách, ale i v menších autech.
Horko v aréně
Historie stěny smrti na německém motodromu Steilwand se píše už od počátku minulého století, na děsivosti však od té doby konstrukce neztratila vůbec nic. Pochází z roku 1928 a po celá dlouhá desetiletí zůstala v provozu. Dokonce i během druhé světové války sloužila pro zábavu vojáků. Monstrum váží 25 t a stěhují ho tři nákladní vozy. Válcová stěna sestává z 18 panelů a musí udržet hmotnost motocyklů i pohltit vibrace.
Podle tamních profesionálů prý není nejtěžší zvládnout kluzký dřevěný povrch, nýbrž přežít letní vedra ve velkém stanu, který arénu kryje. Přesto odvážní jezdci považují svoji práci za splněný dětský sen. „Poprvé jsem stěnu smrti viděl, když mi bylo šest, s dědečkem v Landshutu. Od té doby jsem chtěl být jezdcem, samozřejmě jsem ale musel do školy. Teprve ve dvaceti jsem se začal učit jezdit v Anglii u Kena Foxe, který je i mým mentorem,“ popisuje cestu k nebezpečnému povolání Christian „Donald“ Ganslmeier.
Dívat se dopředu
Jezdcům v aréně se vše jeví téměř stejně jako na obyčejné silnici. Rozdíl se ukáže při pohledu různými směry: „Když pojedu dopředu, uvidím divákům do očí. A když si dá člověk v hledišti do pusy papír, můžu ho sebrat, aniž bych mu ublížil. Když se ale podívám za sebe a nepojedu moc rychle – pak to bude těžké,“ vysvětluje Jan Laurens.
Výzvou pro odvážlivce zůstává značné přetížení, srovnatelné ve vysokých rychlostech s tím, jemuž čelí piloti stíhaček. Aby se stroj udržel na stěně, musí jet alespoň 50 km/h. A přestože motocykl za jízdy v podstatě „leží“ na boku, benzin do motoru tlačí odstředivá síla.
Bez blatníků a světel
Jezdci často a rádi využívají především staré motocykly značek Indian Scout a BMW: „Motorka Indian Scout patřila na stěně smrti vždycky k nejoblíbenějším. Má těžiště velmi nízko, a proto se výborně ovládá. Navíc má perfektní motor,“ vysvětluje Ganslmeier. Stroje se na dráhu vydávají bez větších úprav. „Sundáváme jen blatníky, světla a všechno, co nepotřebujeme – abychom motorky odlehčili,“ doplňuje jezdec.
Představení trvá asi dvacet minut a končí vrcholným číslem, kdy se hned čtyři motorky nacházejí nad sebou. A tam už není místo pro improvizaci – všichni jedou doslova „na centimetry“.