Štítek ‘Fyzikální výzkum v kosmonautice’

Kapalné helium, Lambda Point Experiment a STS-52

Supratekuté helium

Fascinující svět velmi nízkých teplot jsme si na našem webu představili již ve dvou článcích. Žádný ale nebyl primárně zaměřen na nesmírně zajímavý izotop helia, kterým je helium-4. To je sice hodno pozornosti i za normálních podmínek, avšak teprve při nízkých teplotách kolem 2,5 K se projeví ty nejvíce udivující vlastnosti, které z helia-4 činí jeden z nejpodivuhodnějších stavů hmoty na světě. S heliem-4 se navíc pojí jeden nevyřešený fyzikální problém, který zkoumala i posádka jednoho z letů amerických raketoplánů. Nejprve si však o heliu a jeho vlastnostech řekněme nějaké základní údaje.

Gaia – nová data, nové objevy, nové naděje

Gaia

Astrometrie, tedy obor zkoumající pozice a pohyby hvězd i dalších nebeských těles je jedním z nejstarších a nejdůležitějších odvětví astronomie. Není proto divu, že tato oblast brzy zaujala i vědce podílející se na kosmickém výzkumu. První idea astrometrické družice pochází již z roku 1967, na start mise Hipparcos jsme si však museli počkat až do roku 1989. Po skončení činnosti této velmi úspěšné observatoře přesunula značná část vědců podílejících se na této misi svůj zájem k novému projektu, sondě, která později získala jméno Gaia.

WMAP, Lyman Page a moderní kosmologie

Sonda Wilkinson Microwave Anizotropy Probe.

Intenzivní výzkum reliktního záření, prováděný nejlépe z kosmického prostoru, patří již několik desetiletí do standardní výbavy moderní kosmologie. Proto se od konce 80. let v kosmickém prostoru vystřídaly tři „západní“ sondy. Zatímco však COBE většina lidí zná, jelikož byla první a Planck naopak proto, že z něj pochází nejnovější a nejpřesnější výsledky, americká sonda Wilkinson Microwave Anisotropic Probe (WMAP) stojí trochu v pozadí. A to je opravdu škoda, neboť WMAP je sondou neméně důležitou než COBE nebo Planck a její značný význam pro formování našich současných představ o vesmíru nelze opomenout. Připomeňme si proto dnes tuto důležitou fyzikální laboratoř i jednoho z jejích tvůrců Lymana Page.

Co nám může sonda Planck prozradit o velikosti a tvaru vesmíru?

Sonda Planck

V loňském roce se kosmologie dostala i do prostředí sdělovacích prostředků a sociálních sítí. O odborných tématech souvisejících s naším vesmírem najednou debatovali i běžní lidé na internetu. A není divu, francouzsko-německá skupina kosmologů uveřejnila vědeckou studii, která se na základě analýzy dat ze sondy Planck snaží vyřešit záhady, které fyziky i veřejnost zajímají velmi dlouho. Jak velký je náš vesmír? A jaký má tvar? Pokud vás zmíněný výzkum minul, odpovědi jsou možná poněkud překvapivé. Jak jsou však dané výsledky relevantní? Je skutečně na místě jejich velmi odvážná interpretace, které se dopouštěla řada diskutujících v internetových diskuzích?

Historie kosmologie, reliktní záření a kosmický výzkum

Vznikem a vývojem vesmíru se zabývá celá řada teorií a hypotéz. Některé jsou pavědecké a pseudovědecké, jiné náboženské a mytologické. Přestože lze bezesporu mezi oběma skupinami najít zajímavé myšlenky, dnes se budeme zabývat pouze teoriemi vědeckými. Respektive pouze jednou z nich, teorií velké třesku, nejúspěšnější kosmologickou teorií všech dob. Její nejnovější verzi možná znáte jako standardní kosmologický model nebo též model ΛCDM. Cesta k věrohodné teorii vzniku a vývoje našeho vesmíru byla ale velmi dlouhá a náročná. Od doby antických filosofů a prvních moderních vědců, přes posměch kosmologům ze strany astronomů a fyziků z jiných oborů až po velké úspěchy v posledních dekádách. Vydejte se na podivuhodnou pouť za poznáním naší vlastní historie.

Gravitační vlny a kosmický výzkum

V únoru 2016 přišla z USA senzační novina, která brzy zaplnila vědecké weby a další sdělovací prostředky. Observatoř LIGO v září 2015 pozorovala gravitační vlny. Přesně po sto letech od předpovědi Alberta Einsteina tak byly gravitační vlny přímo pozorovány, přestože nešlo o první důkaz jejich existence. Americkým pozorováním se uzavřela jedna dlouhá kapitola fyzikálního výzkumu, a co víc, otevřelo se nám nové okno do vesmíru, které umožní prozkoumání mnoha zajímavých jevů. O tom všem si povíme. Nejprve si ale řekněme něco o základních fyzikálních silách a historii výzkumu gravitace.

Kosmické záření a kosmický výzkum

Kosmické záření, fenomén dráždící fyziky už svým nepřesným názvem, nepřestává překvapovat ani po více než sto letech od svého objevu. Může totiž dosahovat energií milionkrát vyšších než nejlepší urychlovače částic, které má lidstvo k dispozici. Zdroje těchto obřích energií jsou navíc dosud neznámé. K rozřešení záhady bylo vybudováno několik špičkových fyzikálních zařízení, například observatoř Pierra Augera v Argentině, na výzkumu se však významně podílí i řada kosmických observatoří a v poslední době se uvažuje o vypuštění dalších speciálních detektorů kosmického záření například na palubu Mezinárodní kosmické stanice.

Testy obecné relativity a kosmický výzkum

Už více než celé jedno století je platnou teorií gravitace obecná teorie relativity publikovaná Albertem Einsteinem v roce 1915. Od té doby obstála v mnoha experimentech, které si kladly za cíl její prověření, od prvních pokusů při zatměních Slunce v 10. letech minulého století až po moderní kosmologické a astrofyzikální experimenty vyžadující pokročilé technologie, z nichž mnohé úzce souvisejí s kosmickým výzkumem. Povíme si ale i něco o slavném experimentu považovaném za nejlevnější pokus moderní fyziky a o třech základních způsobech prověření Einsteinovy teorie. Nejprve si však musíme udělat stručnou exkurzi do samotné obecné relativity a říci si něco více o jejím původu a významu a o tom, co nám vlastně říká i co nám naopak neříká.

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.