VESMÍR: Kam s tím krtkem?
Nejdřív k tomu Krtkovi. Proč se Česká kosmická kancelář (nebo kdo tu komedii vlastně organizuje) rozhodla degradovat popularizaci kosmonautiky až na úroveň předškolních dětí, je další z věcí, kterým nerozumím. Nerudovy Písně kosmické při letu raketoplánu Atlantis k Hubblovu teleskopu jsem přijímal s nadšením. Neruda byl astronom amatér a ne ledajaký. Jeho znalosti o vesmíru byly na skvělé úrovni. Krtek je jen maskot pro mimina. Symptomatické je, že o hlavním cíli mise STS-134 je na speciálních stránkách www.dokosmuskrtkem.cz jediná věta. Uznávám, že pravdivá a nezkreslená, ale v poměru k té záplavě balastu s vycpaným krtkem je to zoufale málo. To není popularizace vědy a techniky, to je pokleslá estráda. S chutí se, s dovolením, k estrádě přidám: Kdykoli vidím heslo „do kosmu s krtkem“, neodbytně se mi vybaví vtip o třech splněných přáních (* pro jistotu až na konci).
Schema AMS-02
Teď k tomu opravdovému úkolu, do nějž vložily nemalé úsilí nejlepší mozky světa. Endeavour má na ISS dopravit AMS-02. Abych to trochu vysvětlil – zprávy NASA se s oblibou topí ve větách poskládaných ze samých zkratek. Že ISS znamená Mezinárodní kosmickou stanici, je obecně docela známo. AMS-02 je ale novinka. Znamená to Alfačásticový magnetický spektrometr a 02 napovídá, že to není první zařízení svého druhu. První AMS, vlastně prototyp současného AMS-02, pobyl na oběžné dráze v nákladovém prostoru raketoplánu Discovery v roce 1998. Tentokrát jde o zařízení mnohem větší a dokonalejší. Že to není žádný drobeček, dokazuje obrázek (AMS-02 v kroužku). Také máte ve svém počítači supervýkonný čtyřjádrový procesor? Sofistikovanost AMS snad naznačí informace o tom, že jeho superpočítač nutný ke zpracování ohromného množství přicházejících dat v reálném čase má 650 procesorů! Potřebný příkon 2,5 kW je jen o něco větší než má třeba elektrická trouba, ale na oběžné dráze se musí šetřit. Jedinou družicí, která potřebnou elektřinu spolehlivě poskytne, je ISS. Proto musí být AMS-02 umístěn právě na ni.
Je to vlastně částicový detektor. Jeho úkolem je zachycovat kosmické záření, což, navzdory názvu, není elektromagnetické vlnění, ale nabité částice, protony, elektrony, a jádra prvků (teoreticky všech). AMS má mnoho společného se slavným urychlovačem LHC v CERN (i v Evropě si fyzikové potrpí na zkratky). Zatímco v LHC se protony pracně a za obrovské spotřeby energie urychlují, aby se pak mohly srážet a produkovat nové částice, jejichž stopy se zachytí pomocí detektorů, AMS představuje vlastně jen ten detektor, principiálně ovšem podobný, jako v pozemských urychlovačích. O urychlení nabitých částic pro AMS se starají fyzikální procesy v hlubinách vesmíru. Zatím neznámé fyzikální procesy. Energie částic přicházejících z kosmu je tak obrovská, že LHC je proti nim jen takové dětské chrastítko. Maximální energie, kterou LHC částicím udělí, je 7 TeV. Dva svazky protonů vyslané proti sobě se tedy srazí s energií 14 TeV. Ta jednotka znamená teraelektronvolty a představuje 12 nul za tou čtrnáctkou na začátku. Částice kosmického záření dosahují energií přes 100 miliónů TeV (celkem 20 nul za první číslicí), tedy řádově desetmiliónkrát vyšších než částice v LHC. V tomto kontextu je dobré vnímat zkazky o tom, že LHC po svém spuštění vyprodukuje černé díry, které sežerou Zemi, jimiž se před třemi lety bavil bulvár – částice kosmického záření s nesrovnatelně většími energiemi, než jaké vyprodukuje LHC, bombardují Zemi neustále a naše matička planeta ne a ne zmizet v černé díře. Na druhou stranu, tvrzení fyziků o tom, že LHC napodobí podmínky při velkém třesku, lze ve stejném kontextu diplomaticky označit za odvážné.
AMS-02 na ISS
Za projektem AMS stojí nositel Nobelovy ceny z roku 1976 (za objev částice J neboli psí, který publikoval v roce 1974), profesor MIT, Samuel Ting. Astrofyzikové si od AMS slibují vyřešení problému s tzv. temnou hmotou a hlavně s antihmotou. Teoreticky totiž na začátku mělo ve vesmíru vzniknout stejně hmoty a antihmoty. Veškerá hmota a antihmota by měla vzájemně anihilovat, takže naše vlastní existence je přesvědčivým důkazem, že něco bude jinak. Buď bylo hmoty o trochu víc (Proč? Teoretikové celého světa snažte se!), nebo dodnes existují ve vesmíru oblasti tvořené antihmotou, která zatím nepřišla do styku s hmotou a neanihilovala. Podle profesora Tinga možná AMS detekuje antigalaxie.
Teoreticky je totiž možné, že některé galaxie, které pozorujeme ve vesmíru, jsou z antihmoty a my to na nich nepoznáme. Termonukleární fúze totiž ve hvězdách produkuje záření tak, že při spojování dvou protonů se jeden z nich přemění na neutron a zbaví se kladného náboje tím, že uvolní pozitron (antičástice k elektronu). Ten anihiluje s elektronem, čímž se přemění na záření. Kdyby byla hvězda z antivodíku a antihélia, byl by výsledek stejný. Antiproton by uvolnil elektron a ten by anihiloval s nejbližším volným pozitronem. Na elektromagnetickém záření se nepozná, zda jej vyprodukovala hmota nebo antihmota. Na kosmickém záření ovšem poznáme, je-li to částice nebo antičástice. Kosmické záření o vysokých energiích ignoruje lokální magnetická pole. Díky tomu se pohybuje víceméně přímočaře, a tudíž máme šanci lokalizovat zdroj. V argentinské pampě běží již několik let experiment, jehož cílem je detekce sekundárních částic a záblesků v atmosféře vyvolaných právě částicemi kosmického záření s velmi vysokými energiemi a lokalizace zdrojů. Významný podíl na tomto experimentu (Pierre Auger Observatory) mají i čeští fyzikové. AMS je schopen zachytit přímo primární částice pocházející z dalekých galaxií. Včetně antičástic, což pozemský detektor nemůže. Profesor Ting dokonce říká, že zachytí-li AMS třeba jen jedno jediné jádro antihélia, bude téměř jisté, že přiletělo ze vzdálené části vesmíru tvořené antihmotou.
Zatím jsem popisoval jevy, o kterých se už ví. AMS možná přinese i objevy, o kterých fyzikové zatím ani nesní. V případě úspěchu budeme jednou význam AMS srovnávat s významem Hubblova teleskopu. Na plyšového Krtka si za pár let nikdo nevzpomene.
* Ftip (neslušný):
Rodinka v létě u řeky. Hlava rodiny rybaří, paní se sluní, synek si na břehu hraje s blátem. Najednou otec uloví zlatou rybku. „Když mě pustíš, rybáři, splním ti tři přání,“ slibuje rybka. „Já chci ježka,“reaguje okamžitě Pepíček. „Do p… s ježkem,“ odsekne otec. „Jau! To píchá, zbavte mě toho,“ ječí manželka. A tři přání jsou tam, co ježek. Asi tušíte, že bych tam nejradši poslal i toho krtka.
Převzato z blogu JanVesely.bigbloger.lidovky.cz se souhlasem autora.
Autor je pracovníkem Hvězdárny a planetária v Hradci Králové
