Novákoviny

stránky publicisty Jana A. Nováka

Ohlédnutí za největšími úspěchy vědy 2015

scienceStalo se zvykem koncem roku sepisovat ohlédnutí za jeho průběhem - a není tedy důvod neudělat v prosinci přehled úspěchů vědy. Nemůže být úplný, protože vědecký výzkum je v současnosti tak obsáhlý, že jej jeden krátký článek nemůže postihnout.  A samozřejmě je i do určité míry subjektivní, neboť každý autor inklinuje k různým oborům. Takže jej berte spíš jako připomenutí toho, co nejvíc zaujalo média.

 

Ve skutečnosti se o největších objevech jejich současníci často ani nedověděli, protože jejich význam se ukázal teprve s velkým odstupem času. Přesto není pochyb o tom, že alespoň některé z těchto událostí trvalý význam mít budou. Například přílet sondy New Horizons k Plutu je prvenství, které už nikdo nepřekoná

 

Planety jiných hvězd

6. leden: NASA oznámila objev tisící exoplanety kosmickým teleskopem Kepler. Tři z nich se nacházejí v obyvatelné zóně - pohybují se tedy v takové vzdálenosti od hvězdy, že teplota na jejich povrchu umožňuje vodě zůstat v tekutém stavu. Dvě z nich označené jako Kapler-438b a Kepler 442-b jsou pravděpodobně skalnaté planety podobné Zemi, třetí Kepler-440b patří do kategorie takzvaných superzemí, tedy planet několikanásobně větších než Země.

Tým zpracovávající výsledky mise při té příležitosti také sdělil, že má v záloze dalších 554 kandidátů na exoplanety, kteří čekají na potvrzení. Nejméně 6 z nich by se mohlo pohybovat na dráze podobné svými charakteristikami dráze Země kolem Slunce, mohl by tedy na nich být život. Údaje jsou výsledkem podrobného zpracování dat z pozorování 150 000 hvězd.

Kosmický teleskop Kepler odstartoval 7. března 2009. Neobíhá kolem Země, ale kolem Slunce ve velké vzdálenosti od Země, kde jej neruší vlivy gravitace a magnetického pole, takže lze jeho polohu velmi přesně stabilizovat. Princip jeho činnosti totiž spočívá v tom, že dlouhodobě sleduje mnoho hvězd v jednom malém úseku oblohy v souhvězdí Labutě. Z případných pravidelných změn jejich jasu pak vědci vypočítávají parametry planet, které je obíhají. Touto metodou ale lze nejsnáze odhalovat obří planety, které přitom obíhají blízko své hvězdy. Planety podobné Zemi bude moci ve větším měřítku zkoumat až některý z příštích kosmických teleskopů.

 

Evoluce člověka


4. březen: V Etiopii na lokalitě Ledi-Geraru byly objeveny zatím patrně nejstarší kosterní pozůstatky rodu Homo. Analýza hornin, v nichž se nacházely, potvrdila stáří 2,84 až 2,58 milionů let. Pocházejí tedy z "temného" období pozdního pliocénu s nedostatkem nálezů, takže tato část evoluce našeho rodu je velmi málo prozkoumaná.

Ostatky mají některé rysy rodu Homo, současně ale také charakteristiky primitivnějšího rodu Australopithecus. Objev pomůže osvětlit nejstarší fáze vývoje našeho druhu a potvrdit nebo vyvrátit některé hypotézy týkající se jeho vzniku.

V září byl ohlášen objev zatím neznámého druhu hominida náležejícího rovněž do rodu Homo - dostal vědecké pojmenování. Patnáct kosterních úlomků i tentokrát pocházelo z východní Afriky. Jejich stáří bylo stanoveno na bezmála tři miliony let.

Někteří vědci se domnívají, že právě Homo naledi by mohl být dlouho hledacím chybějícím článkem spojujícím rod Homo s primitivnějšími primáty. Předběžné stanovení stáří jej totiž zařazuje ještě za druh Homo habilis, který žil před 2,8 až 1,5 miliony let a časově blíž k primitivnějšímu druhu primátů

Austrolopithecus afarensis žijících před 3,9 až 2,9 miliony let. Účastníci expedice věří, že jejich práce dokazuje názor, podle něhož evoluce ve východní Africe během určitého relativně nepříliš dlouhého období "experimentovala" s různými variantami primátů chodících vztyčeně. Náš druh Homo sapiens vznikl mnohem později, pravděpodobně před 200 tisíci lety.

28. května byl také ohlášen objev nového druhu primáta, který dostal vědecké jméno Australopithecus deyiremeda. Nález opět pochází z Etiopie, jde o čelist starou 3,3 až 3,5 milionů let.

 

LHC znovu běží

7. březen: Po dvouleté odstávce začalo spouštění obřího urychlovače LHC (Large Hadron Collider). Mimo provoz byl od 13. února 2013, kdy začala plánovaná rekonstrukce a modernizace. Jde o největší urychlovač částic na světě, který vybudovala Evropská organizace pro nukleární výzkum CERN, jejímž členem je i Česká republika.

Je umístěn v kruhovém tunelu nacházejícím se 50 metrů pod zemí na hranicích Švýcarska a Francie. Tunel tvoří kruh o průměru 27 kilometrů a obří supravodivé cívky v něm tvoří dvě protiběžné dráhy urychlující částice až téměř na rychlost světla. Díky tomu se nakonec mohou srazit s obrovskou energií - a vědci pozorují děje, které při tom probíhají.

Jedním z hlavních cílů výzkumu je najít hypotetický Higgsův boson, částici podmiňující platnost takzvaného Standardního modelu - představy základní stavby hmoty a vesmíru.

Nabíhání LHC na plný výkon probíhalo několik měsíců. V dubnu už byly v činnosti oba svazky, v květnu se podařilo uskutečnit srážky protonů se zatím rekordní energií 13 Tev a v červnu už vědci shromažďovali první výsledky experimentů po dvouleté odstávce. V listopadu na LHC začaly experimenty, při nichž nejsou urychlovány protony, ale ionty, což umožňuje dosahovat ještě větších energií při kolizích.

 

Dawn obíhá Ceres

6. březen: Sonda Dawn se dostala na oběžnou dráhu trpasličí planety Ceres. Už během přibližování vyfotografovala nápadné jasné skvrny kontrastující s okolním povrchem, později se ukázalo, že jde o podivné hory ze zářivě bílého materiálu.

Vědci soudí, že mohou být projevem takzvaného vodního vulkanismu, kdy z hlubin tělesa netryskají roztavené horniny, ale voda. Pokud se ukáže, že hypotéza je pravdivá, mohlo by to znamenat, že pod povrchem je oceán nebo jezera vody v tekutém stavu - a tedy i život.

Dawn už putuje vesmírem úctyhodných 8 let; odstartovala 27. září 2007 a je to jedna z prvních sond vybavených nikoliv chemickým, ale iontovým pohonem, jemuž dodávají energii solární panely. V únoru 2009 prolétla v blízkosti Marsu, který ji nasměroval k jejímu prvnímu cíli, jímž byla planetka Vesta, jedno z největších těles v pásu asteroidů mezi Marsem a Jupiterem.

Řídícímu středisku se 16. července 2011 podařilo sondu umístit na oběžnou dráhu kolem této trpasličí planety. Pořídila velké množství detailních snímků a měření. Jedním z největších objevů byly kanály nasvědčující tomu, že po povrchu tělesa někdy tekla nebo teče jakási kapalina. Oběžnou dráhu kolem Vesty Dawn opustila 5. září 2012 a zamířila k Ceres.

 

Oceán na Enceladu


11. březen: Sonda Cassini definitivně potvrdila hydrotermální aktivitu na Saturnově měsíci Enceladus. Gejzíry trvale chrlící vodní páru do výšky několika set kilometrů bezpečně dokazují, že pod vrstvou pevného ledu a nad kamenným jádrem se v této části měsíce nachází rozlehlý oceán tekuté vody. V kapalném stavu jej udržuje teplo vznikající při pohybu Enceladu v gravitačním poli Jupitera. Už to samo o sobě naznačuje možnosti života v podmínkách a vzdálenostech od Slunce, kde je dřív nikdo nečekal.

Sonda Cassini při analýze par tryskajících z Encelada nich také detekovala minerální částice podle všeho pocházející ze skalnatého podloží. Modelování procesu jejich vzniku dovedlo vědce k názoru, že kamenná vrstva udržující oceán v tekutém stavu má teplotu okolo 90 stupňů Celsia, blíž k povrchu se voda ochlazuje. Vzdálenost od dna k povrchu měsíce by podle tohoto modelu byla okolo 50 kilometrů. Pro možnou přítomnost života může být významné i potvrzení přítomnosti metanu v gejzírech. Enceladus se tak vedle Marsu a Jupiterova měsíce Europa stává jedním z předních kandidátů na objev mimozemského života ve sluneční soustavě.

Enceladus má průměr jen 500 kilometrů a jeho povrch tvoří téměř čistý bílý led. Gejzíry se nacházejí poblíž jižního pólu, kde je povrch zřetelně teplejší a mladší než jinde. První známky přítomnosti vodních gejzírů tu sonda Cassini zaznamenala při průletu na počátku roku 2005.

 

DNA z mamuta

22. březen - Vědcům z Harvardu se poprvé se podařilo úseky DNA z mamuta vložit do genetické výbavy slona a dokázat, že přinejmenším části dědičné informace vyhynulého tvora jsou funkční. Vzorky byly získány z těla mamuta, který zůstal poměrně zachovaný v arktické věčně zmrzlé půdě více než 3300 let.

Podle vyjádření šéfa výzkumného týmu George Churche šlo o geny řídící tvorbu srsti, podkožního tuku, velikosti uší a další znaky. Nyní mají vědci k dispozici živé sloní buňky částečné kontrolované DNA vyhynulého mamuta. Výsledky výzkumu by mohly pomoci nejen k vzkříšení mamutů, ale také ke zlepšení metod uchovávání orgánů a tkání pro transplantace pomocí nízkých teplot.

2. července byla také zveřejněna zpráva vědců z University of Chicago o dokončení první kompletní analýzy genetické informace mamuta.
S myšlenkou použít DNA zmrzlých mamutů k návratu tohoto druho přišel už v 90. letech minulého století japonský biolog Kazufumi Goto. Jeho snahy však narazily na organizační problémy. Jiní vědci doufali, že snazší bude použití jejich spermatu - pokud se podaří najít dostatečně zachovalá těla. Pozdější expedice však nenašly ani zachovalé sperma, ani kompletní DNA.

Částečný úspěch se dostavil v roce 2006, kdy prestižní vědecký časopis Nature zveřejnil zprávu amerického týmu vedeného J. Krausem o rekonstruování mitochondriální DNA mamuta. Jde o genetický materiál, který se nachází mimo jádro buňky a ke klonování se nehodí, cíl výzkumu ale byl jiný. Vědcům se tak podařilo objasnit příbuzenské vztahy mezi jednotlivými druhy chobotnatců a jejich evoluci.

Téhož roku na University of California z buněčného materiálu kosti nalezené na Sibiři rekonstruovali gen, který měl u mamutů na svědomí barvu srsti. A o dva roky později Stephan Schuster a Webb Miller z Penn University oznámili, že zmapovali téměř 50 procent mamutí DNA.

 

Nejstarší kamenné nástroje

14. duben: Byl ohlášen objev patrně nejstarších kamenných nástrojů. Kamenná industrie z lokalitě Lomekwi v Keni pochází z doby před 3,3 miliony let. Jsou tedy o 700 tisíc let starší, než předešlé objevy a vše nasvědčuje tomu, že je nevyrobil některý z příslušníků rodu Homo, ale patří primitivnějším primátům. Nelze ale vyloučit ani možnost, že náš rod je starší, než vědci zatím předpokládali.

Přesto je možné, že cílenou výrobu nástrojů provozovali i jiní primáti. Již dříve se podařilo objevit v západní Africe lokalitu, kde před 4300 lety po nějaký čas shromažďovali kameny vhodné k rozbíjení ořechů příslušníci tamní komunity šimpanzů. Některé z nich přitom jevily známky záměrného opracování.

 

Umělá fotosyntéza

16. duben: Vědci z Lawrence Berkeley National Laboratory oznámili, že se jim podařilo dosáhnout významného pokroku při výzkumu a vývoji umělé fotosyntézy. Výsledkem jejich snažení by měly být solární články, které pomocí slunečního záření přímo přeměňují vodu a CO2 na kapalná paliva, plasty a další suroviny.

Zvýšila by se tím účinnost využití sluneční energie s možností jejího přímého skladování v podobě paliva a současně by bylo možné zachytávat CO2 z emisí a snižovat tak skleníkový efekt podporující globální oteplování.

Efektivnost běžných fotovoltaických článků na trhu je okolo 15 procent, zatímco efektivnost fotosyntézy rostlin se pohybuje okolo 40 procent. Pokud by se podařilo procesy probíhající v rostlinách napodobit uměle, sen o trvalém zdroji levné a čisté energie by se stal skutečností. Fotosyntéza ale představuje složitý komplex reakcí navazujících na další biochemické cykly, jejichž umělé napodobení zatím je daleko za hranicemi našich možností.

Postup vypracovaný vědci z Lawrence Berkeley National Labs. je jedním z kroků k realizaci tohoto snu. Zkombinovali speciální nanovlákna s vlastnostmi polovodičů s populací baktérií druhu Sporomusa ovata a získali tak systém, jehož výsledným produktem jsou acetáty. Předpokládají, že ty půjde s pomocí geneticky upravených bakterií Escherichia coli přeměňovat na žádaná paliva a další suroviny.

 

Supervulkán Yellowstone

23. duben: Supervulkán dřímající pod národním parkem Yellowstone představuje jednu z velkých globálních hrozeb - jeho probuzení by dlouhodobě změnilo planetární klima a ohrozilo civilizaci v současné podobě. Nyní se vědcům z University od Utah v Salt Lake city podařilo detailní 3D mapování obřích zásobníků magmatu (magmatických krbů) v jeho hlubinách.

Vulkanologové již dříve věděli, že poměrně nehluboko pod povrchem (přibližně 10 kilometrů) se tu nachází magmatický krb obsahující přibližně 10 milionů kubických kilometrů žhavého magmatu. Nyní však zjistili, že hlouběji na dráze vedoucí lávu k povrchu ještě jeden mnohem větší zásobník, o němž dosud neměli ponětí.

Nachází se v hloubce mezi 20 a 50 kilometry a jeho obsah je 4,4krát větší než obsah horního magmatického krbu. V praxi to znamená radikální změnu představ o chování supervulkánu v případě erupce, která by byl ještě ničivější, než se dosud předpokládalo. A co je ještě horší: že by následovala po prvních varovných příznacích daleko bezprostředněji, než si vulkanologové zatím mysleli. Spodní krb totiž může svou gigantickou zásobou významně ovlivnit chování horního.

K poslednímu gigantickému výbuchu Yellowstone došlo před 640 tisíci lety, zatímco dříve supererupce přicházely v intervalech trvajícíh okolo 600 tisíc let. Mnozí vulkanologové se proto obávají, že nebezpečí je aktuální.

 

Philae se hlásí z komety

13. červen: Podařilo se navázat spojení s havarovaným přistávacím modulem Philae ležícím na povrchu komety 67P/Čurjumov-Gerasimenko. Modul tam dopravila evropská sonda Rosetta, která odstartovala z kosmodromu v Korou 2. března 2004. Proletěla pásem asteroidů za Marsem a zblízka míjela dva z nich: 21 Lutetia a 2867 Šteins.

S cílovou kometou se Rosetta setkala 6. srpna 2014. Přistávací modul Philae se oddělil 12. listopadu 2014. Nepracovala však tryska, která ho měla po přistání udržet na místě, dokud nezačne fungovat kotvící zařízení. V důsledku nízké gravitace se proto modul odrazil do kilometrové výšky a znovu dopadl až za dvě hodiny. Pak odskočil ještě jednou až zůstal ležet ve stínu, kde nepracovaly jeho solární panely.

Odeslal proto jen základní informace a pak vědci čekali, jestli se časem kometa nedostane do pozice, kdy na automat začnou dopadat sluneční paprsky. To se i stalo.

Po svém probuzení Philae odeslal dokonalé snímky ukazující bizarní svět na povrchu komety. Především ale provedl analýzy dokazující přítomnost mnoha složitých organických molekul. Je to velké posílení hypotézy, podle níž komety hrály významnou roli při vzniku života - buď jako zdroj organických látek a vody na Zemi, nebo tím, že nejprimitivnější mikroorganismy se vyvinuly už v jejich pórovitém nitru.

 

Sonda New Horizons u Pluta

14. červenec: Sonda New Horizons prolétla kolem Pluta a jeho měsíce Chaornu ve vzdálenosti 12 500 kilometrů. Šlo o první pozemskou misi zkoumající toto vzdálené těleso: let trval devět a půl roku a sonda při něm urazila 7,5 miliard kilometrů. Jejím signálům trvá cesta k Zemi více než 4 hodiny.

První překvapení přišla už během přibližování, kdy kamery na povrchu Pluta našly rozsáhlou oblast tvořenou velmi temnou hmotou a na jeho měsíci Charon tektonické zlomy. Vše tedy nasvědčuje, že nejde o dávno mrtvé světy poseté krátery po dopadech asteroidů, ale že obě tělesa jsou geologicky stále aktivní.

Vědci nevylučují, že pod povrchem obou těles by mohl být oceán tekuté vody zahřívaný působením jejich vzájemné přitažlivosti (slapovými sílami) a občas se tam probouzejí vulkány chrlící vodu místo lávy. Barevnost povrchu také naznačuje přítomnost organických látek, překvapivě proto nejde vyloučit ani existenci primitivního života.

Sonda odstartovala ze Země 19. ledne 2006 a vesmírem se pohybovala metodou kosmického kulečníku, kdy jí urychlil a k Plutu definitivně nasměroval průlety kolem Jupiteru v únoru 2007. Na palubě New Horizons je 7 vědeckých přístrojů, z toho dvě kamery s vysokým rozlišením. Je tu ale také urna s popelem astronoma Clyda Tombaugha, který Pluto roku 1930 objevil. Dalším cílem mise budou některá z těles takzvaného Kuiperova pásu, kde vědci očekávají průlet kolem nejméně dvou z nich. Mise má trvat nejméně do roku 2020.

 

Ubývá fytoplanktonu

23. září: NASA ohlásila zjištění, že v oceánech severní polokoule významně klesá množství fytoplanktonu, základního zdroje kyslíku v atmosféře. Modely vypracované na základě dat získaných satelity ukazují, že objem rozsivek tvořících základní složku fytoplanktonu v této oblasti klesal v období mezi lety 1998 až 2012 o jedno procento ročně.

To by současně mohlo mít vliv na růst obsahu CO2 v atmosféře, protože fytoplankton jej spotřebovává při stavbě svých těl.

Podle jiných satelitních měření - tentokrát prováděných spektroskopicky - v oceánech ubývá celkově ubývá chlorofylu, s jehož pomocí zelené řasy uskutečňují fotosyntézu. Tato měření ale nejsou schopná zjistit, kterým druhům je nutné tento úbytek přičíst.

Autoři studií tvrdí, že za hynutí fytoplanktonu může globální oteplování, podle kritiků však zcela pomíjejí znečištění oceánů, vybíjení tvorů, kteří byli součástí potravinového řetězce a další přímé antropogenní vlivy.

 

Voda na Marsu občas teče i dnes

5. říjen: Na snímcích sond z Marsu byly nalezeny důkazy, že tam občas vytryskne z podzemí voda i v současnosti. Zobrazovací spektrometr sondy Mars Reconnaissance Orbiter prozradil, že v rýhách, které se objevují na svazích některých kráterů, se nacházejí hydratované minerály. Už dřívější snímky několika sond ukazovaly nově vzniklá koryta, jejichž nejpravděpodobnějším tvůrcem byla voda čas od času vyvěrající z hlubin.

Současná analýza to potvrdila. Současně i naznačovala, proč voda nevysublimuje tak rychle, jak by se vzhledem k nízkému tlaku a teplotě dalo předpokládat: obsahuje chloristany, které z ní dělají nemrznoucí kapalinu.

Zajímavou vlastností chloristanů je, že jsou hygroskopické - umí pohlcovat, vázat a zhušťovat vzdušnou vlhkost. Není proto vyloučené, že mohou být mezičlánkem jakéhosi svérázného koloběhu vody na Rudé planetě. Rozporuplný význam má objev pro možnou existenci života na Marsu. Přestože jsou jedovaté, na Zemi si některé mikroorganismy na jejich přítomnost zvykly a dokázaly využít jejich schopnosti vázat i to málo vodních par, které se v pouštních podmínkách vyskytují. Vědci z NASA už dřív našli tyto formy života v chilské vysokohorské poušti Atacama, jejíž podmínky mají k Marsu velmi blízko.

 

Nejstarší fosilie

14. říjen: Byl ohlášen objev dosud nejstarších známých fosilií mikroorganismů. Mají jimi být mikroskopická zrna zirkonu nalezená v australských horách Jack°s Hills. V některých byla nalezena směs organických látek obsahujících izotopy uhlíku, o nichž se autor zprávy Mark Harrison z University of California Los Angeles (UCLA) domnívá, že jsou produktem primitivních mikroorganismů. Odhaduje jejich stáří na 4,1 miliard let, což je o 300 milionů let víc, než vykazovali předchozí "rekordmani".

Současně by to znamenalo, že život se na Zemi objevil prakticky současně s jejím vychladnutím - stáří naší planety se odhaduje na 4,5 miliard let. To by významně podpořilo hypotézu známou pod označením panspermie, která tvrdí, že život vznikl ve vesmíru a na naši planetu přišel už hotový. S toho současně vyplývá, že jeho primitivní formy by mohly být ve vesmíru velmi rozšířené.

 

Tušení mimozemské civilizace

15. říjen: Kosmický teleskop Kepler u hvězdy KIC 8462852 objevil charakteristiky vyzařování, které by mohly naznačovat přítomnost tzv. Dysonovu sféru vybudovanou vyspělou civilizací. Hvězda s katalogovým označením se nachází ve vzdálenosti 1 480 světelných let od Země; na pozemské obloze je mezi souhvězdími Labutě a Lyry.

Pozornost vědců poprvé vzbudila roku 2009, kdy údaje z kosmického teleskopu Kepler naznačily, že by kolem ní mohly obíhat planety podobné Zemi. Nyní však přišlo ještě větší překvapení: charakteristiky světla, které KIC 8462852 vyzařuje se nepodobají žádné jiné hvězdě. I seriózní astronomové se domnívají, že nejpravděpodobnější příčinou by mohla být takzvaná Dysonova sféra - gigantická umělá struktura vybudovaná vyspělou technickou civilizací.

Hypotéza vypracovaná již dříve fyzikem Freemanem Dysonem spočívá v domněnce, podle níž nejvyspělejší civilizace disponují prakticky celým výkonem své mateřské hvězdy. Aby toho dosáhly, obklopí ji umělou strukturou zachycující prakticky veškeré její záření. Vznikne tak gigantický objekt, který bude viditelný pouze v infračervené oblasti spektra.

Podle Dysonovy představy mělo jít o obrovské množství dutých obyvatelných asteroidů nebo umělých těles obklopujících mateřské slunce na vhodných drahách. Jiní autoři předpokládají velké množství gigantických fotovoltaických panelů solárních elektráren. Jejich přítomnost by se projevovala charakteristickými výkyvy ve vyzařování hvězdy.

 

Jan Novák
Psáno pro Ekonom

Přidat komentář


Bezpečnostní kód
Obnovit

Ze stejného soudku

 
Joomla Templates: by JoomlaShack