Archiv rubriky ‘Věda a výzkum’

Nevyřešené problémy ve fyzice a kosmický výzkum

Fyzika je fascinující vědou, která nám za staletí své existence odhalila již mnoho záhad o světě kolem nás, od tajemství vesmíru až po složení hmoty. Snad ještě více otázek však zůstává nezodpovězeno, ačkoliv na nich mnohdy pracují největší mozky vědeckého světa. To by vás ale nemělo překvapit, často se říká, že jeden vyřešený problém ve vědě odhalí dalších deset problémů o nichž nevíme nic. Dnes se na některé z těchto velkých záhad společně podíváme, nejméně dvě totiž úzce souvisí i s kosmonautikou. Představíme si nicméně i další mimořádně zajímavé problémy, každý z nich v případě vyřešení znamenající Nobelovu cenu za fyziku a věčnou slávu.

Neutrina a kosmický výzkum

Neutrina mají zcela oprávněně pověst záhadných, těžko polapitelných a trochu zlobivých částic. Už jejich předpověď byla velmi zvláštní, nemluvě už vůbec o spoustě fascinujících vlastností, z nichž mnohé i dnes spíše tušíme, než přesně známe. Lze proto důvodně očekávat, že neutrina přispějí do studnice znalostí moderní fyziky ještě mnoha střípky. Vydejme se dnes spolu na podivuhodnou výpravu za poznáním jedné části minulosti, ale i současné fyziky, jakož i špičkových vědeckých pracovišť.

Boseho–Einsteinovy kondenzáty a kosmický výzkum

O supratekutém heliu, fascinujícím stavu látky jste zde již hovořili, a ještě se k němu nejméně jednou vrátíme. Existuje ale další, stejně zajímavá fáze hmoty také související s nízkými teplotami, kterou předpověděli dva přední fyzikové první poloviny minulého století. Občas se sice můžete dočíst, že po roce 1916 už Einstein nic důležitého nevymyslel, takový výklad by byl zcela mylný a rozhodně by opomíjel dvě klíčové práce z počátku 20. let 20. století, které spoluvytvořil s hrdinou indické vědy Šatendranáthem Bosem. Podle nich proto zmíněnou fázi hmoty nazýváme Boseho–Einsteinův kondenzát. Na jeho experimentální realizaci jsme si museli počkat více než 70 let, dnes už je ale Boseho–Einsteinův kondenzát natolik běžný, že se dostal až do sondážních raket či na Mezinárodní vesmírnou stanici. O tom ale až později, začít musíme před více než stoletím u lidí, jejichž klíčové teoretické práce celou oblast výzkumu podnítily.

První planeta mimo Mléčnou dráhu?

M51-ULS-1b, téměř nezapamatovatelné jméno, ovšem s nezanedbatelným potenciálem změnit historii vědy. To je první vážný kandidát na extrasolární planetu mimo naši vlastní Galaxii. Nachází se, jak už napovídá název, v galaxii M51 (též vírová galaxie) v souhvězdí Honicích psů, vzdálené od nás 28 milionů světelných let. Zařazení do Messierova katalogu není náhoda, právě tento francouzský astronom ji v roce 1773 objevil. Dnes jde o častý cíl pozorování amatérských astronomů, neboť M51 lze snadno pozorovat i v menších astronomických dalekohledech.

Vesmírný dalekohled Jamese Webba a fyzikální výzkum

Dlouho očekávaný a mnohokrát odložený start vesmírného dalekohledu Jamese Webba se nyní plánuje na 18. prosince 2021. Jak všichni doufáme, jde snad o termín konečný a věříme, že vzlet na raketě Ariane 5 bude úspěšný. Astrofyzikové konečně dostanou do rukou nejpokročilejší vesmírnou observatoř, ne nadarmo označovanou za vlajkovou loď astronomie příštího desetiletí. Většinu článku, které jste o tomto pozoruhodném projektu četli na našem webu se týkala technických a konstrukčních aspektů, odkladů startu, testování či ekonomického pozadí, méně jste se však dočetli o neméně zajímavém aspektu – o tom vědeckém. Webbův teleskop, nástupce velmi úspěšného Hubbleova dalekohledu, by měl totiž změnit náš pohled na mnoho otázek kosmologie, astrofyziky i astronomie, proto si dnes představíme možnosti dalekohledu a oblasti výzkumu, jimž by se měl zejména věnovat.

Top 5 fyziků mezi astronauty

Emblém mise STS-75

Dnešní díl našeho tradičního letního seriálu bude trochu jiný, než na jaký jste možná zvyklí. U tématu top 5 sice zůstaneme a představíme si dokonce 5 zajímavých osobností mezi astronauty, nebudeme se však bavit ani o Juriji Gagarinovi, ani o Alexeji Leonovovi, Neilu Armstrongovi, Jamesi Lovellovi či jiném našim čtenářům velmi známém představiteli letů do vesmíru. Budeme se bavit o astronautech známých sice méně, přesto stále obdivuhodných a s velmi zajímavými osudy. Ukážeme si totiž 5 pozoruhodných astronautů, kteří jsou zároveň fyziky. Vzhledem k úzké spojitosti vesmírného výzkumu a fyziky patrně příliš nepřekvapuje, že mnoho astronautů vykonává či vykonávalo profesi fyzika či že tento obor vystudovali. Následující výběr je samozřejmě čistě subjektivním zhodnocením autora.

Steven Weinberg (1933-2021)

V pátek 23. července dorazila z USA zpráva, která zarmoutila celý vědecký svět. Zemřel Steven Weinberg, jeden z nejvýznamnějších fyziků 20. století, spoluautor teorie elektroslabého sjednocení, jednoho z nejdůležitějších výsledků v dějinách fyziky. Proslul také jako průkopník nových metod v kvantové teorii pole i pokusů o kvantování gravitace, předpověď axionů, propagátor teorie velkého třesku, skvělý učitel a popularizátor vědy. Současně šlo o jednoho z posledních velikánů, kteří dokončovali standardní model částicové fyziky. Připomeňme si dnes tuto superstar světové vědy s brilantní myslí i originálními a mnohdy neotřelými názory trochu blíže.

Douglas D. Osheroff, nízké teploty a Columbia STS-107

Zkáza letu Challenger STS-51-L nebyla bohužel jedinou tragédií programu raketoplánů. Když se v únoru 2003 při přistání rozpadl raketoplán Columbia vracející se z mise STS-107, rozběhlo se důkladné vyšetřování. Podobně jako o 17 let dříve, i v tomto případě byl členem vyšetřovací komise fyzik a nositel Nobelovy ceny. Jmenoval se Douglas Osheroff. Na rozdíl od Richarda Feynmana, velmi dobře známého i lidem mimo fyzikální obec, Osheroff byl a stále je většině lidí prakticky absolutně neznámý. A to je škoda, neboť obohatil svůj obor i náš život o velmi zajímavé poznatky. Proto si dnes tohoto význačného muže podrobněji představíme.

Richard P. Feynman, kvantová fyzika a Challenger STS-51-L

Richard Feynman

Špičkový fyzik Richard Philips Feynman, čtenářům Kosmonautixu pravděpodobně známý především členstvím ve vyšetřovací komisi havárie raketoplánu Challenger, vedl velmi zajímavý a pestrý život. Proto bych vás s tímto hrdinou moderní fyziky rád seznámil trochu blíže.

Richard Philips Feynman (1918-1988)

Kdo to vlastně byl Richard „Dick“ Feynman? Jednalo se o natolik mimořádnou osobnost, že bychom pouhým zařazením do škatulky „geniální vědec“ ani zdaleka nepokryli šíři jeho zájmů a talentů. Čtenáře našeho webu jistě bude nejvíce zajímat jeho role ve vyšetřování tragédie mise STS-51-L, nicméně pro hlubší pochopení této role bude nejprve nutné pochopit Feynmanův přístup k řešení problémů a způsob jeho myšlení. Z tohoto důvodu neuškodí se pro začátek podívat na některé důležité aspekty jeho života.

Nobelovy ceny za fyziku a kosmonautika

Nobelova cena se v udělovaných oborech považuje za nejvýznamnější možnou poctu. První ocenění za fyziku bylo předáno Wilhelmu C. Röntgenovi již v roce 1901 a do letošního roku bylo vyznamenáno 213 osob. John Bardeen získal cenu dvakrát, nejmladšímu laureátovi (Lawrence W. Bragg) bylo 25, nejstaršímu (Artur Ashkin) 96 let. Z Českých vědců byl nominován pouze Jaroslav Heyrovský, který roku 1959 nakonec získal ocenění za chemii. I přes zastoupení různých fyzikálních oborů by se oceněné výzkumy přímo související s kosmonautikou daly spočítat na prstech jedné ruky. V minulém století dokonce nebyl žádný takový. Až počátkem nového milénia přišel první a po něm následovaly ještě další dva.