Honor Harger: Zvuk historie vesmíru

Vesmír, všichni víme, jak vypadá. Jsme obklopeni obrazy vesmíru celý svůj život, od vymyšlených obrazů v science fiction přes inspirativní vize umělců až po stále krásnější obrázky, které jsou dostupné díky složitým technologiím. I když však disponujeme nesmírně barvitým vizuálním porozuměním vesmíru, nemáme žádnou představu o tom, jak vesmír zní.

Většina lidí si spíše spojuje vesmír s tichem. Příběh o tom, jak jsme začali chápat vesmír, je však příběhem naslouchání stejně jako příběhem dívání se. I přesto však téměř nikdo z nás nikdy vesmír neslyšel. Kolik z vás tady je schopno popsat zvuk vydávaný jedinou planetou či hvězdou? Pro případ, že by vás to zajímalo, tak takhle zní Slunce.

(Šumění) (Praskání) (Šumění) (Praskání)

Tohle je planeta Jupiter.

(Tiché praskání)

Tohle je vesmírná sonda Cassini při průletu ledovými prstenci Saturnu.

(Praskání)

Tohle je silně zhuštěný shluk neutrální hmoty rotující ve vzdáleném vesmíru.

(Ťukání)

Moje tvůrčí práce je tedy plně soustředěna na naslouchání zvláštním a úžasným zvukům, které vydávají nádherná nebeská tělesa tvořící náš vesmír. Možná si říkáte, jak víme, co je to za zvuky. Jak poznáme rozdíl mezi zvukem Slunce a zvukem pulsaru? Odpověď nabízí věda zvaná radioastronomie. Radioastronomové zkoumají rádiové vlny z vesmíru za použití citlivých antén a přijímačů, což jim poskytuje přesné informace o povaze astronomických těles a o jejich umístění na naší noční obloze. A stejně jako u signálů, které vysíláme a přijímáme tady na Zemi, můžeme převést toto vysílání na zvuk za pomoci jednoduchých analogových postupů. A právě prostřednictvím naslouchání jsme odhalili některá z nejdůležitějších tajemství vesmíru - jak je veliký, z čeho se skládá a dokonce i jak je starý.

Dnes vám tedy povím krátký příběh historie vesmíru skrze naslouchání. Je proložen třemi krátkými historkami, které ukazují, jak nám náhodná setkání se zvláštními zvuky poskytla některé z vůbec nejdůležitějších informací, které máme o vesmíru. Tento příběh nezačíná obrovskými dalekohledy nebo futuristickými kosmickými loděmi, ale poněkud skromnějším zařízením - a vlastně tím samým zařízením, které nám přineslo telekomunikační revoluci, jíž jsme dnes všichni součástí - telefonem.

Píše se rok 1876, jsme v Bostonu a tohle je Alexander Graham Bell, který pracoval s Thomasem Watsonem na vynálezu telefonu. Klíčovou součástí jejich technické instalace byl půl míle dlouhý drát, který byl veden přes střechy několika domů v Bostonu. Tato linka přenášela telefonní signály, které později Bella proslavily. Stejně jako každý dlouhý drát pod napětím se však i tento drát neplánovaně stal anténou. Thomas Watson strávil hodiny nasloucháním podivnému praskání a syčení a cvrlikání a pískání, které jeho neúmyslně vytvořená anténa zachycovala. Musíte mít na paměti, že to bylo deset let před tím, než Heinrich Hertz prokázal existenci rádiových vln, patnáct let před čtyřmi laděnými obvody Nikoly Tesly, téměř dvacet let před Marconiho prvním vysíláním. Thomas Watson tedy nenaslouchal nám. Neměli jsme technologii potřebnou k vysílání.

Co to tedy bylo za zvláštní zvuky? Watson ve skutečnosti naslouchal velmi nízkofrekvenčnímu radiovému vysílání majícímu původ v přírodě. Něco z toho praskání a křupání byly blesky, ale ono tajemné hvízdání a zvláštní melodické cvrlikání mělo poněkud exotičtější původ. Za použití vůbec prvního telefonu se Watson vlastně dovolal do nebes. Jak správně uhodl, některé z těchto zvuků byly způsobeny aktivitou na povrchu Slunce. Byl to sluneční vítr přicházející do kontaktu s naší ionosférou, který Watson slyšel - úkaz, který můžeme pozorovat na nejsevernějších a nejjižnějších šířkách naší planety jako polární záři. Při vynalézání technologie, která přinesla telekomunikační revoluci, Watson objevil, že hvězda ve středu naší sluneční soustavy vysílá silné rádiové vlny. Náhodou se stal prvním člověkem, který si je naladil.

Přeskočíme o padesát let dopředu, kdy Bellova a Watsonova technologie zcela proměnila globální komunikaci. Cesta od pověšení drátu přes bostonské střechy k položení tisíců a tisíců mil kabelů na dně Atlantského oceánu nebyla vůbec jednoduchá. A tak zanedlouho začala Bellova společnost začal hledat nové technologie, které by tuto její revoluci posunuly vpřed. Rádio dokáže přenášet zvuk bez drátů. Toto médium je však ztrátové - zachycuje mnoho různých zvuků a rušivých jevů. Bellova společnost proto zaměstnala inženýra, aby tyto zvuky studoval a aby zkusil zjistit, odkud vycházejí, s cílem zkonstruovat dokonalé kódovací zařízení, které by je odstranilo, aby se mohlo začít přemýšlet o využití rádia k telefonním přenosům.

Většina zvuků, které tento inženýr, Karl Jansky, zkoumal, měla poměrně prozaický původ. Ukázalo se, že se jedná o blesky či elektrické zdroje. Byl tam však jeden neustávající zvuk, který Jansky nedokázal identifikovat a který se zdánlivě objevoval v jeho rádiových sluchátkách každý den o čtyři minuty dříve. Každý astronom by vám řekl, že to je jasný poznávací znak něčeho, co nemá původ na Zemi. Jansky udělal historický objev, že nebeská tělesa dokáží vysílat rádiové vlny stejně jako vysílají světelné vlny. Padesát let po Watsonově náhodném setkání se Sluncem Janskyho pozorné naslouchání přineslo novou éru vesmírného výzkumu - éru radioastronomie. Během několika následujících let astronomové připojili své antény k reproduktorům a začali se učit o naší rádiové obloze, o Jupiteru a o Slunci, pomocí naslouchání.

Přeskočme zase o něco dále. Je rok 1964 a jsme zpátky v Bell Labs [Bellových laboratořích]. Podobně jako minule měli dva vědci problém se zvukem. Arno Penzias a Robert Wilson používali trychtýřovou anténu v Bell's Holmdel laboratory [Bellově laboratoři v Holmdelu] ke zkoumání Mléčné dráhy s obzvláště vysokou přesností. Dá se říci, že poslouchali galaxii v hi-fi kvalitě. V jejich zvukové nahrávce byl ale problém. Záhadný neustávající zvuk je rušil při jejich výzkumu. Nacházel se v mikrovlnném spektru a zdálo se, že přichází ze všech stran najednou. To ale nedávalo žádný smysl. Jako každý logicky uvažující inženýr nebo vědec si i oni řekli, že problém musí být v technice, že musí něco být s talířem antény. V talíři hnízdili holubi. A tak kdyby odstranili holubí trus a uvedli disk zpět do provozního stavu, tak by snad vše začalo opět normálně fungovat.

Onen zvuk ale nezmizel. Ten záhadný zvuk, kterému Penzias a Wilson naslouchali, se ukázal být nejstarším a nejdůležitějším zvukem, který kdokoli kdy slyšel. Bylo to vesmírné záření, pozůstatek z doby samotného zrození vesmíru. Byl to první experimentální důkaz toho, že existoval velký třesk a že se vesmír zrodil v jednom určitém okamžiku před zhruba 14,7 miliardami let. Náš příběh tedy končí na počátku - počátku všech věcí, u velkého třesku. Tohle je ten zvuk, který Penzias a Wilson slyšeli - nejstarší zvuk, který kdy uslyšíte, mikrovlnné záření vesmírného pozadí, pozůstatek z doby velkého třesku.

(Šumění)

Děkuji.

(Potlesk)